Opettajan työkalupakki
-
Tehtävän hahmotelma
Tämän tutkimisen avulla opiskelijat voivat soveltaa oppimaansa ohjelmoinnin peruskäyttäytymistä luodakseen monimutkaisen käyttäytymisen tietyllä polulla ajamiseen. Napsauta jotakin seuraavista linkeistä nähdäksesi tämän toiminnan pääpiirteet (Google Doc/.docx/.pdf). -
Opiskelijoiden tutkimusroolit
Järjestä opiskelijat ryhmiin ennen tutkimisen aloittamista. Opiskelijat voidaan järjestää kahdesta neljään opiskelijan ryhmiin osallistuessaan etsintään. Jokaisen opiskelijan tulee ottaa yksi (tai useampi) rooli. Kokemusten roolit ovat: Rakentaja, Ohjelmoija, Kuljettaja ja Tallentaja. Lisätietoja rooleista ja yhteistyövinkkeistä ja rubriikeista saat napsauttamalla jotakin seuraavista linkeistä (Google Doc/.docx/.pdf).
Jokaisen ryhmän rakentajan tulee hankkia tarvittava laitteisto. Tallentimen tulee hankkia ryhmän suunnittelumuistikirja. Ohjelmoijan tulee avata VEXcode IQ.
| Määrä | Tarvittavat materiaalit |
|---|---|
| 1 |
Autopilotti robotti |
| 1 |
Ladattu robotin akku |
| 1 |
VEXcode IQ |
| 1 |
USB-kaapeli (jos käytät tietokonetta) |
| 1 |
Tekninen muistikirja |
| 1 |
Suuri paperi kartoitusta varten |
| 1 |
Merkit |
| 1 per ryhmä |
Estä käytettäväksi esteenä (valinnainen) |
Opettajan työkalupakki
-
Suunnittelu
Tämän STEM-laboratorion tavoitteena on käyttää taajuusmuuttajaa kierrosta ja kierrosta lohkoa varten todellisen ongelman ratkaisemiseksi. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi opiskelijoiden on suunniteltava reitti, jolla robotti kulkee.
-
Jaa luokka ryhmiinsä – jokaisen ryhmän jäsenen tulee valita vähintään yksi rooli kokemusta varten.
-
Luokana käy nopeasti läpi ongelma ja yhdessä määrittämäsi vaatimukset, ohjeet ja yksiköt.
-
Anna oppilaille 5–10 minuuttia aikaa hahmotella suunniteltu reitti robotille heidän tekniikan muistikirjoissaan.
-
Kun jokainen ryhmä valmistelee mallia, sinun tulee tarkistaa se varmistaaksesi, että se täyttää vaadittavat vaatimukset ja on valmis siirrettäväksi suurelle paperille.
-
Siirrä kartta suurelle paperille robottia varten. (Käytä viivoja ja muista tehdä karttaan mittauksia, jotka vastaavat sovittuja yksiköitä/parametreja.)
-
Kun jokainen ryhmä täydentää suuren mittakaavan karttaa, sinun tulee tarkistaa se varmistaaksesi, että se täyttää vaatimukset ja on valmis koodattavaksi.
Ennen kuin opiskelijat aloittavat ohjelmoinnin, heidän on päätettävä ja hahmoteltava suunnittelu, joka täyttää yllä luetellut vaatimukset (ja mahdolliset opettajan lisävaatimukset). Suunnitteluvaiheessa varmista, että jokainen ryhmän jäsen on mukana tässä prosessissa ja työskentelee ryhmän rooleissa. Huomaa kaikki suunnitteluprosessin aikana ilmenevät vianetsintäongelmat, jotka voidaan korjata varhaisessa vaiheessa, jotta opiskelijat voivat kirjoittaa onnistuneen ohjelman.
Esimerkiksi:
Mitä projektissasi tulee olemaan?
Luot suunnitelman tai suunnitelman kierrätysrobotille ja luot sitten projektin sen toteuttamiseksi. Vaikka robottisi ei todellakaan kulje koulusi ympärillä, pienemmän suunnitelman luominen vaatii silti tarkkuutta. Tätä varten jokaisen suunnitelman ja hankkeen tulee sisältää seuraavat asiat:
-
Luokkahuoneesi on "kotitukikohta", josta se lähtee ja palaa
-
Robotin tulee mennä sisään ja poistua 3 luokkahuoneesta
-
Projektin tulee sisältää neljä komentoa: aja eteenpäin, aja taaksepäin, käänny vasemmalle ja käänny oikealle. (Onnistunut projekti sisältää useita kutakin näistä komennoista.)
-
Ilmaisin siitä, että kierrätys on otettu käyttöön (esim Kosketusvalo syttyy; odota 3 sekuntia; jne.)
Kun ryhmäsi työskentelee yhdessä suunnittelusuunnitelman parissa, Builderin ja Recorderin tulee varmistaa, että suunnittelemasi polku täyttää kaikki nämä vaatimukset.
Opettajan vinkkejä
-
Kuinka kaukana se on? – Etäisyyksien määrittäminen yhdessä
Jos etsit tapaa virtaviivaistaa suunnitteluprosessia, joidenkin parametrien määrittäminen oppilaiden kanssa voi auttaa.Esimerkiksi:
-
Luokkahuoneeseen tulo/poistuminen = 8 tuumaa/203 mm
-
Lyhyt käytävä = 12 tuumaa/305 mm
-
Pitkä käytävä = 24 tuumaa/610 mm
Tämä ei ainoastaan anna esimerkkiä tarvittavasta spesifisyydestä, vaan auttaa myös siirtämään suunnitteluvaihetta helpommin eteenpäin ja välttämään opiskelijoiden hämmennystä mittausten suhteen. Voit ideoida näitä etukäteen tai yhdessä luokan kanssa, jos aika sallii. (Napsauta jotakin seuraavista linkeistä nähdäksesi kaavion "ehdotetuista parametriyksiköistä" (Google Doc/.docx/.pdf).) Pidä ne näkyvissä, jotta opiskelijoiden on helppo käyttää niitä työskennellessään.
-
-
Korosta roolit toiminnassa
Vaikka jokaisen ryhmän opiskelijan tulisi osallistua suunnitteluun, tallentimella tulisi olla lopullinen luonnos ryhmän suunnittelusta. Opiskelijoiden työskennellessä voit halutessasi tuoda esiin tallentimen vahvuudet tarkkojen suunnittelusuunnitelmien tekemisessä ja kysyä muilta tiimin jäseniltä, kuinka he voivat auttaa roolissaan. Esimerkiksi rakentaja ja ohjelmoija saattavat haluta merkitä ja seurata tallentimen piirtämiä mittoja ja askeleita, kun taas kuljettaja miettii suuntaa ja kääntökulmia.
Opettajavinkit
-
Esitä kysymyksiä antaaksesi palautetta
Kun opiskelijat kysyvät sinulta karttojaan, yritä muotoilla palautteesi kysymyksen muodossa sen sijaan, että antaisit ratkaisun. Kysyt esimerkiksi: "Sinulla on vain kaksi pysäkkiä, mihin voit lisätä kolmannen?" tai "Kuinka robottisi kiertää esteen?" tai "Mihin suuntaan robotti liikkuu täällä?" antaa opiskelijoille mahdollisuuden harjoitella kriittistä ajattelua ja ylläpitää toimivuutta ongelmanratkaisun suhteen.
Vaihe 1: Kartoita ratkaisu – Tilaajattelu toiminnassa
Nyt kun tiedät vaatimukset ja parametrit, piirrä tekniikan muistikirjaasi kartta, josta näet kolme pysäkkiä, jotka robottisi tekee kerätäkseen kierrätystä koulussa.
-
Muista merkitä aloitus- ja päätepisteet ja merkitä tärkeät luokkahuoneet tai paikat.
-
Käytä nuolia näyttääksesi suunnan ja järjestyksen, jossa robotti kulkee.
-
Käytä esimerkkiluonnosta oppaana. Muista, että tämä on suunnitelma, joten sen ei tarvitse olla tarkka, mutta haluat ehkä lisätä muistiinpanoja tai muistutuksia itsellesi avuksi, kun aloitat koodauksen.
-
Ota yhteyttä opettajaasi, kun muistikirjassasi on valmis kartta. Tallentimessa pitäisi olla lopullinen versio, joka voidaan jakaa opettajan kanssa ja jonka pohjalta suuri kartta perustuu.
-
Kun opettajasi hyväksyy piirtämäsi karttasi, siirrä kartta suurella paperilla, tussilla ja viivoilla suurempaan mittakaavaan, jolla robotti voi ajaa. Muista mitata piirtämäsi etäisyydet vastaamaan käsiteltyjä parametreja ja yksiköitä. Tällä tavalla koodisi vastaa karttaasi, mikä auttaa robottiasi ajamaan onnistuneesti.
Motivoi keskustelua
-
Artikuloi ajatuksesi
K: Mieti tekemääsi suunnitelmaa, miksi valitsit muuttaa paikkoihin tässä järjestyksessä? Mitä tekijöitä huomioit valitessasi minne mennä? (Oppilaat voivat vastata tähän kirjallisesti insinöörivihkoonsa tai vain suullisessa keskustelussa, jos aika sallii.)
A: Vastaukset vaihtelevat, mutta voivat sisältää asioita, kuten kenellä olisi eniten tai vähiten haettavaa, kuinka estettä voidaan välttää kokonaan, mikä tekisi lyhyimmän koodin jne.
K: Miksi yhtenäinen mittakaava on mielestäsi tärkeää, jotta suunnitelmasi siirretään kannettavasta tietokoneesta suurempaan paperiin?
A: Mittakaava on tärkeä, kun haluat ottaa pienen suunnitelman ja siirtää sen suurempaan tilaan. Tasainen asteikko pitää kaikki tilat tasa-arvoisesti suhteessa toisiinsa.