Ejecución del robot de reciclaje
Caja de herramientas para maestros
: el propósito de esta sección
El objetivo de la sección Play es que los estudiantes practiquen la programación con bloques de código introducidos en los laboratorios Drive Forward y Reverse and Turning STEM, para conducir el robot a lo largo de un camino en particular. Esta sección se centra en la especificidad necesaria para traducir una idea en acción para un robot y en cómo las acciones del robot difieren de las acciones humanas. Usando un escenario dado, los estudiantes crearán código y pondrán en práctica su aprendizaje a medida que se involucran en la resolución de problemas, el razonamiento espacial y el pensamiento computacional.
Descripción general
Se pedirá a los estudiantes que creen un proyecto para un escenario en el que se utiliza
un robot para ayudar con un trabajo en una escuela: recoger el reciclaje de las aulas al
final del día. Para lograr esto, los estudiantes:
-
Trabaje en colaboración en grupos para pensar y diseñar un camino para que viaje un "robot de reciclaje" imaginado.
-
Traducir su ruta en pasos de codificación específicos utilizando los bloques que han aprendido previamente.
-
Ponga su proyecto en acción y evalúe si su codificación coincide con el resultado deseado.
Especificidad de programación-Poner un diseño a trabajar
Los seres humanos son capaces de leer su entorno utilizando una combinación de
información sensorial, decisiones, inferencias y recuerdos, todo lo cual nos permite
crear mapas mentales que son en gran medida cualitativos (basados en la descripción, en
lugar de la medición). Sin embargo, los robots solo pueden hacer exactamente lo que les
dices que hagan, y solo pueden hacerlo correctamente, si se les dan instrucciones
específicas y cuantitativas (medibles). Estas instrucciones crean comportamientos
robóticos: las formas en que actúan los robots, que van desde lo básico hasta lo
complejo, dependiendo de cómo se construya o programe el robot.
Como seguidores
expertos de la dirección, cuanto más detalladas sean sus instrucciones, mejor podrá el
robot lograr su objetivo. Para lograr esto, usted, como programador, debe diseñar un
plan que incluya instrucciones con medidas. Estas instrucciones basadas en mediciones
crean un plan para que tu robot las siga.
Imagina un escenario de
ayudante de robot...
Los robots pueden ayudar a los humanos a hacer
trabajos de manera más eficiente y fácil. Por ejemplo, imagina una escuela donde cada
tarde alguien tiene que venir a todas las aulas para recoger el reciclaje. Si bien un
estudiante o un maestro podrían hacer esto, eso le quitaría tiempo al tiempo que podrían
estar haciendo otra cosa. Vamos a diseñar un plan y crear un proyecto para que un “Robot
de Reciclaje” pueda asumir esta tarea por nosotros. El robot viajará a varias aulas,
luego llevará el reciclaje a un lugar específico y volverá al principio.
¿Por dónde empezar? Cómo comienza el proceso de diseño…
Cuando se les pide a los arquitectos que construyan un nuevo edificio, no cogen un
martillo y comienzan a golpear. Antes de que un contratista o un trabajador de la
construcción recoja una herramienta, los arquitectos dedican mucho tiempo y energía
a crear los planos del edificio. Tienen que pensar en los espacios y en cómo se
conectan y se relacionan entre sí. Este tipo de pensamiento se llama razonamiento
espacial.
En primer lugar, los arquitectos necesitan saber cuál es el
propósito del edificio y cómo se va a utilizar: la funcionalidad. Luego piensan en
las muchas, muchas formas diferentes en que podrían lograr esa funcionalidad, y cómo
podría ser. Los arquitectos crean bocetos, listas y planos de diseño que creen que
podrían funcionar. Trabajan con otras personas involucradas en el edificio, y esos
planes se revisan y, finalmente, se convierten en planos: las direcciones
específicas y medidas que se utilizarán para construir ese edificio en
particular.
Cuando comiences a pensar en un plan de diseño para un robot,
comenzarás de la misma manera. Primero, debes conocer la funcionalidad: ¿qué quieres
que haga el robot? En este caso, queremos que el robot nos ayude a recolectar el
reciclaje. Tiene que viajar por la escuela y recoger cosas, por lo que debe pensar
en los espacios en los que viajará y cómo esos pasillos y habitaciones se conectan
entre sí. A continuación, podemos pensar en las muchas formas de trazar un camino
alrededor de su escuela: usar bocetos o listas para mostrar sus ideas ayuda a otros
con los que trabaja a ver y comprender mejor su pensamiento. Tu grupo podría tomar
ideas de varios planes y unirlas en uno solo. Luego, cuando tu grupo decida un plan
de diseño, puedes crear el plano, las instrucciones específicas que quieres que siga
el robot.
Caja de herramientas para maestros
- Rutinas
de pensamiento de andamios
Si los estudiantes necesitan más ayuda para comprender los comportamientos, recuérdeles que los robots solo pueden hacer exactamente lo que usted les dice que hagan, y solo pueden hacerlo correctamente, si se les dan instrucciones específicas y cuantitativas (medibles). Estos son algunos ejemplos de tareas:
-
Piensa en las instrucciones que le diste a un amigo durante la sección Explorar. Cuando caminas por el pasillo, ¿qué tan rápido vas?
-
¿Por qué navegas? ¿Buscas puntos de referencia, como el aula de un determinado maestro o una fuente de agua?
-
Si recorrieras ese mismo camino con los ojos cerrados, ¿podrías hacerlo?
El objetivo de estos ejercicios es ayudar a los estudiantes a comprender la diferencia entre los procesos humanos y robóticos. Los seres humanos son a menudo más cualitativos, mientras que los robots son inherentemente cuantitativos. Será importante orientar a los estudiantes en el pensamiento en pasos cuantitativos tanto para el diseño del mapa como para la programación del proyecto.
Motivar la discusión
P: Diseñar un plan requiere que pienses en los espacios y en cómo se conectan contigo y entre sí. Esto se llama razonamiento espacial o pensamiento espacial. ¿Cuáles son algunas otras áreas y tareas que haces en las que tienes que usar el razonamiento espacial para hacer que algo suceda?
R: Los estudiantes pueden dar una variedad de respuestas, con la idea general de que esto es algo que hacemos regularmente, solo lo estamos refinando para fines de programación. Si los estudiantes alguna vez han apagado la luz de su dormitorio y han tenido que navegar a través de su habitación hasta su cama de memoria, están usando el razonamiento espacial. Puedes hacer referencia a algo como Google Maps, que te dice muchos detalles y especificidades para asegurarte de seguir el camino que ha establecido.
P: Haga una lluvia de ideas sobre algunas estrategias para diseñar y dibujar un plan o mapa juntos. Piense en las formas en que se utilizarán los roles individuales del equipo para hacerlo de manera efectiva y eficiente.
R: Los estudiantes pueden consultar las estrategias de toma de decisiones colaborativas, así como asignar tareas a roles específicos dentro del grupo.
Amplíe su aprendizaje
: modelado
a escala
Para una actividad de extensión de Matemáticas, haga que los grupos de estudiantes midan la distancia entre algunas aulas vecinas. Luego, intente ver si hay un factor común que pueda reducir para crear un modelo a escala real, etc. Pregunte a los estudiantes: "¿Por qué necesitaría multiplicar los parámetros para que esta ruta de robot funcione en nuestra escuela?"