Εφαρμογή του VEX GO

Σύνδεση με VEX GO

Το Εργαστήριο STEM του προγράμματος Data Detectives: Bridge Challenge παρέχει στους φοιτητές μια πρακτική εμπειρία που τους διδάσκει τι είναι τα δεδομένα, πώς μπορούν να συλλεχθούν και να ερμηνευθούν τα δεδομένα του VEX GO Eye Sensor, πώς να λύσουν ένα αυθεντικό πρόβλημα χρησιμοποιώντας δεδομένα διατυπώνοντας έναν ισχυρισμό και συλλέγοντας και αναλύοντας τα δεδομένα για να υποστηρίξουν ή να αντικρούσουν αυτόν τον ισχυρισμό. Σε αυτό το Εργαστήριο, οι μαθητές αναλαμβάνουν τον ρόλο των επιθεωρητών γεφυρών και επεξεργάζονται μια σειρά από δραστηριότητες στις οποίες συλλέγουν, οργανώνουν, αναλύουν και ερμηνεύουν δεδομένα σχετικά με την ασφάλεια των γεφυρών σε μια πόλη.

Στο Εργαστήριο 1, οι μαθητές μαθαίνουν πώς ο Αισθητήρας Οφθαλμού συλλέγει δεδομένα μετακινώντας τη Βάση Κώδικα GO πάνω στην επιφάνεια μιας γέφυρας για να δουν ποια δεδομένα αναφέρει καθώς περνάει πάνω από δοκούς VEX GO διαφορετικού χρώματος (που αντιπροσωπεύουν ρωγμές σε μια γέφυρα). Το κάνουν αυτό πρώτα με το φως του ματιού απενεργοποιημένο και καταγράφουν τα δεδομένα που αναφέρει ο αισθητήρας, συμπεριλαμβανομένης της θέσης στη γέφυρα, της κατάστασης του φωτός του ματιού, της τιμής απόχρωσης που αναφέρεται από τον αισθητήρα και του αντίστοιχου χρώματος, όπως καθορίζεται χρησιμοποιώντας το διάγραμμα απόχρωσης. Κάνουν μια πρόβλεψη σχετικά με το αν η ενεργοποίηση του φωτός του ματιού θα επηρεάσει τα δεδομένα που αναφέρει ο αισθητήρας και μετακινούν ξανά το ρομπότ πάνω στην επιφάνεια της γέφυρας, φροντίζοντας να τοποθετήσουν και να καθοδηγήσουν το ρομπότ έτσι ώστε ο αισθητήρας να είναι σε θέση να συλλέξει με ακρίβεια τα δεδομένα. Στη συνέχεια, οι μαθητές αναλύουν τα δεδομένα τους για να δουν αν η προσθήκη του φωτός των ματιών αλλάζει την τιμή απόχρωσης που αναφέρεται από τον αισθητήρα.

Στο Εργαστήριο 2, βασίζονται σε όσα έχουν μάθει για να συλλέξουν δεδομένα που υποστηρίζουν ή διαψεύδουν τον ισχυρισμό ότι υπάρχει μια μη ασφαλής γέφυρα στην πόλη τους. Μαθαίνουν τα κριτήρια ασφάλειας των γεφυρών της πόλης και εκτελούν ένα έργο VEXcode GO για τη συλλογή δεδομένων σχετικά με το κάτω μέρος της γέφυρας. Λαμβάνουν αυτά τα δεδομένα και τα αναπαριστούν τόσο σε έναν πίνακα όσο και σε ένα γράφημα, ώστε να μπορούν να αρχίσουν να προσδιορίζουν μοτίβα και να βλέπουν εάν υπάρχει ρωγμή στη γέφυρα και πού βρίσκεται η ρωγμή. Στο Εργαστήριο 3, οι μαθητές λαμβάνουν τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί και τα αναλύουν για να προσδιορίσουν το μέγεθος της ρωγμής στη γέφυρα. Συγκρίνουν τα δεδομένα τους από αυτό το Εργαστήριο, καθώς και από το Εργαστήριο 2, με τα κριτήρια ασφάλειας της γέφυρας είτε για να υποστηρίξουν είτε για να αντικρούσουν τον ισχυρισμό ότι η γέφυρα δεν είναι ασφαλής.

Στο Εργαστήριο 4, οι μαθητές είναι έτοιμοι να διατυπώσουν τους δικούς τους ισχυρισμούς, καθώς εφαρμόζουν δεδομένα για να λύσουν ένα αυθεντικό πρόβλημα. Αρχικά, μαθαίνουν για παράγοντες που επηρεάζουν την επιφάνεια των γεφυρών και μπορούν να προκαλέσουν ρωγμές, όπως το κλίμα, το άνοιγμα της γέφυρας και η ποσότητα της κυκλοφορίας στη γέφυρα. Τους δίνεται ένα σύνολο δεδομένων σχετικά με την κατάσταση διαφόρων γεφυρών στην πόλη, τα οποία αναλύουν στις ομάδες τους προκειμένου να διατυπώσουν έναν ισχυρισμό σχετικά με το ποια γέφυρα είναι η πιο επικίνδυνη και χρειάζεται επιθεώρηση. Στο Εργαστήριο 5, δοκιμάζουν τον ισχυρισμό τους εκτελώντας το έργο VEXcode GO για να σαρώσουν το κάτω μέρος της γέφυρας που έχουν επιλέξει, συλλέγοντας δεδομένα σχετικά με το μέγεθος και τη θέση τυχόν ρωγμών που υπάρχουν. Θα χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να διαπιστώσουν εάν ο ισχυρισμός τους υποστηρίζεται ή απορρίπτεται και στη συνέχεια θα παρουσιάσουν τα δεδομένα τους σε μια έκθεση επιθεώρησης γέφυρας.

Καθώς οι μαθητές επεξεργάζονται τις δραστηριότητες κάθε Εργαστηρίου, χρησιμοποιούν τα δεδομένα που συλλέγονται για να περιγράψουν χωρικές σχέσεις, καθώς συλλέγουν δεδομένα σχετικά με την τοποθεσία και το μέγεθος των ρωγμών της γέφυρας. Χρησιμοποιούν επίσης χωρική ομιλία με ποικίλους τρόπους, όπως κατά την κατασκευή της Βάσης Κώδικα χρησιμοποιώντας οδηγίες κατασκευής στο Εργαστήριο 1, καθώς καθοδηγούν τη Βάση Κώδικα με τον Αισθητήρα Οφθαλμού στραμμένο προς τα κάτω στις ρωγμές στη γέφυρα και καθώς οπτικοποιούν πού μπορεί να βρίσκονται οι ρωγμές στα Εργαστήρια 2 και 5, κατά τη συλλογή δεδομένων από την κάτω πλευρά της γέφυρας. 

Διδασκαλία Κωδικοποίησης

Καθ' όλη τη διάρκεια αυτής της Ενότητας, οι μαθητές θα ασχοληθούν με διαφορετικές έννοιες κωδικοποίησης, όπως η αποσύνθεση και η αλληλούχιση. Τα εργαστήρια αυτής της ενότητας θα ακολουθήσουν παρόμοια μορφή:

• Αρραβωνιάζω:
  • Οι εκπαιδευτικοί θα βοηθήσουν τους μαθητές να δημιουργήσουν μια προσωπική σύνδεση με τις έννοιες που θα διδαχθούν στο Εργαστήριο.
  • Οι μαθητές θα ολοκληρώσουν την κατασκευή.
• Παιχνίδι:
  • Διδάσκει: Οι εκπαιδευτικοί θα παρουσιάσουν την πρόκληση προγραμματισμού. Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές κατανοούν τον στόχο της πρόκλησης.
  • Μοντέλο: Οι εκπαιδευτικοί θα εισαγάγουν εντολές που θα χρησιμοποιηθούν στη δημιουργία του έργου τους για την ολοκλήρωση της πρόκλησης. Μοντελοποιήστε τις εντολές προβάλλοντας VEXcode (GO/123) ή δείχνοντας φυσικές (αναπαραστάσεις των μπλοκ/καρτών Coder). Για εργαστήρια που περιλαμβάνουν ψευδοκώδικα, δώστε στους μαθητές ένα μοντέλο για το πώς να σχεδιάζουν και να σκιαγραφούν την πρόθεση για τα έργα τους.
  • Διευκόλυνση: Θα δοθούν στους εκπαιδευτικούς προτροπές για να εμπλέξουν τους μαθητές σε μια συζήτηση σχετικά με τους στόχους του έργου τους, τη χωρική συλλογιστική που εμπλέκεται στην πρόκληση και τον τρόπο αντιμετώπισης απροσδόκητων αποτελεσμάτων των έργων τους. Αυτή η συζήτηση θα επαληθεύσει επίσης ότι οι μαθητές κατανοούν τον σκοπό της πρόκλησης και τον τρόπο σωστής χρήσης των εντολών.
  • Υπενθύμιση: Οι εκπαιδευτικοί θα υπενθυμίζουν στους μαθητές ότι η πρώτη προσπάθεια λύσης τους δεν θα είναι σωστή ή δεν θα εκτελεστεί σωστά την πρώτη φορά. Ενθαρρύνετε τις πολλαπλές επαναλήψεις και υπενθυμίστε στους μαθητές ότι η δοκιμή και το λάθος είναι μέρος της μάθησης.
  • Ερώτηση: Οι εκπαιδευτικοί θα εμπλέξουν τους μαθητές σε μια συζήτηση που θα συνδέσει τις έννοιες του εργαστηρίου με εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο. Μερικά παραδείγματα θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν, «ήθελες ποτέ να γίνεις μηχανικός;» ή «πού έχεις δει ρομπότ στη ζωή σου;»
• Κοινή χρήση: Οι μαθητές έχουν την ευκαιρία να επικοινωνήσουν τη μάθησή τους με πολλαπλούς τρόπους. Χρησιμοποιώντας τον Πίνακα Επιλογής, οι μαθητές θα έχουν «φωνή και επιλογή» για το πώς θα παρουσιάσουν με τον καλύτερο τρόπο τη μάθησή τους.