Επισκόπηση
Βαθμοί
3+ (Ηλικίες 8+)
Φορά
40 λεπτά ανά εργαστήριο
Βασικές Ερωτήσεις Ενότητας (Ερωτήσεις)
- Τι είναι ένας αισθητήρας;
- Τι είναι τα δεδομένα;
- Πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα δεδομένα για να λύσουμε προβλήματα;
Κατανοήσεις Μονάδας
Οι ακόλουθες έννοιες θα καλυφθούν σε όλη αυτή την Ενότητα:
- Ένας αισθητήρας παράγει δεδομένα για τον πραγματικό κόσμο
- Πώς να χρησιμοποιήσετε αποτελεσματικά τον αισθητήρα ματιών για τη συλλογή δεδομένων
- Πώς να κατανοήσετε τα δεδομένα που παρέχονται από τον αισθητήρα ματιών
- Πώς να κάνετε μια υπόθεση και να την ελέγξετε χρησιμοποιώντας δεδομένα
Σύνοψη Εργαστηρίου
Κάντε κλικ στις ακόλουθες καρτέλες για μια σύνοψη των όσων θα κάνουν και θα μάθουν οι μαθητές σε κάθε εργαστήριο.
Εργαστήριο 1 - Κατανόηση Δεδομένων
Κύριο Ερωτηματολόγιο: Τι είναι ο Αισθητήρας Οφθαλμού και ποια δεδομένα αναφέρει;
- Οι μαθητές θα κατασκευάσουν το Code Base 2.0 - Eye Down.
- Θα τους παρουσιαστεί ο αισθητήρας ματιών, ο τρόπος λειτουργίας του και ο τρόπος με τον οποίο αναφέρει τα δεδομένα ως τιμή απόχρωσης.
- Οι μαθητές θα μετακινήσουν τη Βάση Κώδικα πάνω από τη ραγισμένη επιφάνεια μιας γέφυρας με το φως των ματιών σβηστό και θα παρατηρήσουν και θα καταγράψουν τα δεδομένα που αναφέρονται από τον Αισθητήρα Οφθαλμών στο VEXcode GO Monitor.
- Οι μαθητές θα προβλέψουν εάν το άναμμα του φωτός των ματιών θα επηρεάσει τα αναφερόμενα δεδομένα του αισθητήρα.
- Στη συνέχεια, οι μαθητές θα μετακινήσουν τη Βάση Κώδικα πάνω στην επιφάνεια της γέφυρας με το φως των ματιών αναμμένο και θα παρατηρήσουν και θα καταγράψουν τα δεδομένα που αναφέρονται από τον Αισθητήρα Οφθαλμών στο VEXcode GO Monitor.
- Θα συγκρίνουν τα σύνολα δεδομένων τους για να επιβεβαιώσουν ή να διαψεύσουν τις προβλέψεις τους και θα συζητήσουν πώς και γιατί τα σύνολα δεδομένων διαφέρουν.
Εργαστήριο 2 - Συλλογή Δεδομένων
Κύριο Ερώτημα: Πώς μπορώ να συλλέξω δεδομένα με έναν αισθητήρα;
- Οι μαθητές θα ενημερωθούν ότι ένας πολίτης έχει αναφέρει ότι ενδέχεται να υπάρχει μια μη ασφαλής γέφυρα στην πόλη τους. Θα ενεργήσουν ως επιθεωρητές γεφυρών και θα μάθουν τα κριτήρια για ασφαλείς, επικίνδυνες και επικίνδυνες γέφυρες, προκειμένου να διερευνήσουν αυτόν τον ισχυρισμό.
- Οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν τον αισθητήρα ματιών στη βάση κώδικα για να συλλέξουν δεδομένα σχετικά με το κάτω μέρος της γέφυρας.
- Θα καταγράφουν τα δεδομένα απόστασης και τιμής απόχρωσης που αναφέρονται σε τακτά χρονικά διαστήματα στις εκθέσεις επιθεώρησης της γέφυρας τους.
- Στη συνέχεια, οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να απεικονίσουν γραφικά την τιμή της απόχρωσης και την απόσταση που έχει διανύσει το ρομπότ.
Εργαστήριο 3 - Ανάλυση Δεδομένων
Κύριο Ερώτημα: Πώς μπορώ να αναλύσω δεδομένα από έναν αισθητήρα;
- Οι μαθητές θα συνεχίσουν την έρευνά τους από το Εργαστήριο 2 για να διαπιστώσουν εάν υπάρχει ρωγμή στο κάτω μέρος της γέφυρας.
- Οι μαθητές υπολογίζουν το μέγεθος τυχόν ρωγμών χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που συλλέχθηκαν στο Εργαστήριο 2.
- Θα αναλύσουν τα δεδομένα που έχουν συλλέξει με βάση τα κριτήρια για να προσδιορίσουν εάν η γέφυρά τους είναι ασφαλής, διατρέχει κίνδυνο ή είναι επικίνδυνη.
Εργαστήριο 4 - Διατύπωση Υπόθεσης
Κύριο Ερωτηματολόγιο: Πώς μπορώ να χρησιμοποιήσω δεδομένα για να λύσω ένα αυθεντικό πρόβλημα;
- Οι μαθητές θα μάθουν για τους παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τη δομή των γεφυρών και να προκαλέσουν ρωγμές, συμπεριλαμβανομένου του κλίματος, του μήκους της γέφυρας και της κυκλοφορίας στη γέφυρα.
- Στους μαθητές θα δοθούν σύνολα δεδομένων σχετικά με διάφορες γέφυρες και θα χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να καθορίσουν ποιες γέφυρες θα πρέπει να δοθεί προτεραιότητα για επιθεώρηση και επισκευή.
- Δεδομένου ότι υπάρχουν τόσες πολλές γέφυρες, δεν μπορούν να επιθεωρηθούν όλες ταυτόχρονα. Οι μαθητές θα αποφασίσουν από κοινού ποια γέφυρα είναι πιο πιθανό να έχει ραγίσει και πρέπει να επιθεωρηθεί, με βάση αυτά που έχουν μάθει.
- Οι μαθητές θα διατυπώσουν μια υπόθεση σχετικά με το ποια γέφυρα είναι «επικίνδυνη» και θα ελέγξουν αυτήν την υπόθεση στο Εργαστήριο 5.
Εργαστήριο 5 - Έλεγχος μιας Υπόθεσης
Κύριο Ερωτηματολόγιο: Πώς μπορώ να χρησιμοποιήσω δεδομένα για να ελέγξω μια υπόθεση;
- Με βάση την υπόθεση που διατύπωσαν οι μαθητές στο Εργαστήριο 4, θα χρησιμοποιήσουν τον Αισθητήρα Οφθαλμού στη Βάση Κώδικα για να συλλέξουν δεδομένα σχετικά με την επιλεγμένη γέφυρα τους σε τακτά χρονικά διαστήματα.
- Θα καταγράψουν και θα αναλύσουν τα δεδομένα τους προκειμένου να ελέγξουν την υπόθεση που διατύπωσαν στο Εργαστήριο 4.
- Οι μαθητές θα δημιουργήσουν μια έκθεση επιθεώρησης γέφυρας που θα συνοψίζει τα ευρήματά τους και τον τρόπο με τον οποίο τα δεδομένα υποστηρίζουν ή διαψεύδουν την υπόθεσή τους. Θα μοιραστούν τις αναφορές με την τάξη.
Πρότυπα Μονάδων
Τα Πρότυπα Μονάδας θα εξετάζονται σε κάθε Εργαστήριο εντός της Μονάδας.
Ένωση Καθηγητών Επιστήμης Υπολογιστών (CSTA)
1B-DA-06 : Οργάνωση και παρουσίαση των συλλεγόμενων δεδομένων οπτικά για την επισήμανση των σχέσεων και την υποστήριξη ενός ισχυρισμού.
Πώς επιτυγχάνεται το Πρότυπο: Στο Εργαστήριο 1, οι μαθητές προβλέπουν εάν η χρήση του φωτός των ματιών επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο ο Αισθητήρας Οφθαλμών αναφέρει δεδομένα. Συλλέγουν δεδομένα από τον αισθητήρα ματιών σχετικά με τα χρώματα στη γέφυρα, τόσο με όσο και χωρίς το φως του ματιού. Οργανώνουν τα δεδομένα σε έναν πίνακα και τα χρησιμοποιούν για να υποστηρίξουν ή να διαψεύσουν την πρόβλεψη που έκαναν. Στο Εργαστήριο 2, οι μαθητές εξετάζουν έναν ισχυρισμό ότι μια γέφυρα στην πόλη τους δεν είναι ασφαλής. Καταγράφουν τα διαστήματα απόστασης και τις τιμές απόχρωσης που αναφέρονται από τον αισθητήρα Eye Sensor σε έναν πίνακα. Οι μαθητές χρησιμοποιούν αυτά τα δεδομένα και τα παρουσιάζουν σε ένα γράφημα για να δουν τη θέση της πιθανής ρωγμής. Στο Εργαστήριο 3, οι μαθητές χρησιμοποιούν τα δεδομένα που έχουν συλλέξει για να δείξουν τη σχέση μεταξύ της τιμής απόχρωσης και της θέσης και του μεγέθους των ρωγμών στη γέφυρά τους, ώστε να προσδιορίσουν την ακρίβεια του ισχυρισμού τους.
Στο Εργαστήριο 4, οι μαθητές λαμβάνουν ένα σύνολο δεδομένων για διάφορες γέφυρες και αναλύουν τα δεδομένα για να διατυπώσουν μια υπόθεση για το ποια γέφυρα είναι η πιο επικίνδυνη και πρέπει να επιθεωρηθεί. Στο Εργαστήριο 5, δοκιμάζουν την υπόθεσή τους από το προηγούμενο Εργαστήριο, συλλέγοντας δεδομένα σχετικά με την επιλεγμένη γέφυρα. Οι μαθητές οργανώνουν και παρουσιάζουν τα δεδομένα τους και τον τρόπο με τον οποίο τα δεδομένα υποστηρίζουν την υπόθεσή τους στις εκθέσεις επιθεώρησης γεφυρών τους.
Ένωση Καθηγητών Επιστήμης Υπολογιστών (CSTA)
1B-DA-07: Χρήση δεδομένων για την επισήμανση ή την πρόταση σχέσεων αιτίας-αποτελέσματος, την πρόβλεψη αποτελεσμάτων ή την επικοινωνία μιας ιδέας.
Πώς επιτυγχάνεται το Πρότυπο: Στο Εργαστήριο 1, οι μαθητές χρησιμοποιούν τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί για να επισημάνουν τη σχέση αιτίας-αποτελέσματος μεταξύ του φωτός των ματιών και του τρόπου με τον οποίο αναφέρεται η τιμή της απόχρωσης από τον Αισθητήρα Οφθαλμών. Στο Εργαστήριο 2, οι μαθητές συλλέγουν δεδομένα σαρώνοντας τη γέφυρα χρησιμοποιώντας τον Αισθητήρα Οφθαλμού στη Βάση Κώδικα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούν αυτά τα δεδομένα για να μεταδώσουν μοτίβα στα δεδομένα μέσω ενός γραφήματος. Στο Εργαστήριο 3, οι μαθητές χρησιμοποιούν τα δεδομένα που συλλέγονται για να γνωστοποιήσουν το μέγεθος και τη θέση της/των ρωγμής/ών στη γέφυρα.
Στο Εργαστήριο 4, οι μαθητές χρησιμοποιούν δεδομένα για να διαμορφώσουν και να προτείνουν μια υπόθεση για το ποια γέφυρα είναι επικίνδυνη και χρειάζεται επιθεώρηση. Στο Εργαστήριο 5, δοκιμάζουν την υπόθεσή τους, συλλέγοντας δεδομένα σχετικά με την επιλεγμένη γέφυρα και χρησιμοποιώντας τα δεδομένα για να γνωστοποιήσουν τις ιδέες τους σχετικά με την ασφάλεια της γέφυρας στην έκθεση επιθεώρησης της γέφυρας τους.