Connexion à VEX GO
Le laboratoire STEM Data Detectives : Bridge Challenge offre aux étudiants une expérience pratique qui leur apprend ce que sont les données, comment les données du capteur oculaire VEX GO peuvent être collectées et interprétées, comment résoudre un problème authentique à l'aide de données en faisant une affirmation, et comment collecter et analyser les données pour soutenir ou réfuter cette affirmation. Dans ce laboratoire, les élèves assument le rôle d'inspecteurs de ponts et réalisent une série d'activités dans lesquelles ils collectent, organisent, analysent et interprètent des données sur la sécurité des ponts d'une ville.
Dans le laboratoire 1, les élèves apprennent comment le capteur oculaire collecte des données en déplaçant la base de code GO sur la surface d'un pont pour voir quelles données il rapporte lorsqu'il passe sur des faisceaux VEX GO de différentes couleurs (représentant des fissures dans un pont). Ils le font d’abord avec la lumière de l’œil éteinte et enregistrent les données rapportées par le capteur, y compris la position sur le pont, l’état de la lumière de l’œil, la valeur de teinte rapportée par le capteur et sa couleur correspondante telle que déterminée à l’aide du tableau des teintes. Ils font une prédiction sur l'impact de l'allumage de la lumière oculaire sur les données rapportées par le capteur, puis déplacent à nouveau le robot sur la surface du pont, en veillant à positionner et guider le robot de manière à ce que le capteur soit capable de collecter les données avec précision. Les élèves analysent ensuite leurs données pour voir si l’ajout de la lumière oculaire modifie la valeur de teinte signalée par le capteur.
Dans le laboratoire 2, ils s’appuient sur ce qu’ils ont appris pour collecter des données afin d’étayer ou de réfuter l’affirmation selon laquelle il existe un pont dangereux dans leur ville. Ils apprennent les critères de sécurité des ponts de la ville et exécutent un projet VEXcode GO pour collecter des données sur le bas du pont. Ils prennent ces données et les représentent à la fois dans un tableau et dans un graphique afin de pouvoir commencer à déterminer des modèles et voir s'il y a une fissure sur le pont et où se trouve la fissure. Dans le laboratoire 3, les élèves prennent les données collectées et analysent pour déterminer la taille de la fissure dans le pont. Ils comparent leurs données de ce laboratoire, ainsi que du laboratoire 2, aux critères de sécurité du pont pour soutenir ou réfuter l’affirmation selon laquelle le pont n’est pas sûr.
Dans le laboratoire 4, les élèves sont prêts à formuler leurs propres affirmations, en appliquant des données pour résoudre un problème authentique. Ils apprennent d’abord quels sont les facteurs qui affectent la surface des ponts et peuvent provoquer des fissures, comme le climat, la portée du pont et la quantité de trafic sur le pont. On leur donne un ensemble de données sur l’état de divers ponts de la ville, qu’ils analysent en groupe afin de déterminer quel pont est le plus dangereux et nécessite une inspection. Dans le laboratoire 5, ils testent leur affirmation en exécutant le projet VEXcode GO pour scanner le bas du pont choisi, en collectant des données sur la taille et l'emplacement des fissures présentes. Ils utiliseront les données pour déterminer si leur affirmation est étayée ou réfutée, puis présenteront leurs données dans un rapport d’inspection du pont.
Au fur et à mesure que les élèves progressent dans les activités de chaque laboratoire, ils utilisent les données collectées pour décrire les relations spatiales, tout en collectant des données sur l'emplacement et la taille des fissures du pont. Ils utilisent également le langage spatial de diverses manières, notamment lorsqu'ils construisent la base de code à l'aide des instructions de construction dans le laboratoire 1, lorsqu'ils guident la base de code avec le capteur oculaire orienté vers bas à travers les fissures du pont, et lorsqu'ils visualisent où les fissures peuvent être situées dans les laboratoires 2 et 5, lors de la collecte de données sous le pont.
Enseigner le codage
Tout au long de cette unité, les élèves seront confrontés à différents concepts de codage tels que la décomposition et le séquençage. Les laboratoires de cette unité suivront un format similaire :
- S'engager:
- Les enseignants aideront les élèves à établir un lien personnel avec les concepts qui seront enseignés en laboratoire.
- Les étudiants termineront la construction.
- Jouer:
- Instruction : Les enseignants présenteront le défi de codage. Assurez-vous que les élèves comprennent l’objectif du défi.
- Modèle : Les enseignants présenteront les commandes qui seront utilisées dans la création de leur projet pour relever le défi. Modéliser les commandes en projetant du VEXcode (GO/123) ou en les affichant physiquement (représentations des blocs/cartes Coder). Pour les laboratoires qui incluent du pseudo-code, montrez aux étudiants comment planifier et décrire l'intention de leurs projets.
- Faciliter : Les enseignants recevront des invites pour engager les élèves dans une discussion sur les objectifs de leur projet, le raisonnement spatial impliqué dans le défi et comment résoudre les résultats inattendus de leurs projets. Cette discussion permettra également de vérifier que les élèves comprennent le but du défi et comment utiliser correctement les commandes.
- Rappel : Les enseignants rappelleront aux élèves que la première tentative de solution ne sera pas correcte ou ne fonctionnera pas correctement la première fois. Encouragez les itérations multiples et rappelez aux élèves que les essais et les erreurs font partie de l’apprentissage.
- Demande : Les enseignants engageront les élèves dans une discussion qui reliera les concepts du laboratoire aux applications du monde réel. Voici quelques exemples : « Avez-vous déjà voulu devenir ingénieur ? » ou « Où avez-vous vu des robots dans votre vie ? »
- Partager : Les étudiants ont la possibilité de communiquer leur apprentissage de multiples façons. À l’aide du tableau de choix, les élèves auront la possibilité de « s’exprimer et de choisir » la meilleure façon d’afficher leur apprentissage.