Notes
3+ (8 ans et plus)
Temps
40 minutes par laboratoire
Question(s) essentielle(s) de l'unité
- Qu'est-ce qu'un capteur ?
- Qu'est-ce que les données ?
- Comment pouvons-nous utiliser les données pour nous aider à résoudre des problèmes ?
Compréhensions de l'unité
Les concepts suivants seront abordés tout au long de cette unité :
- Un capteur produit des données sur le monde réel
- Comment utiliser efficacement le capteur oculaire pour collecter des données
- Comment comprendre les données fournies par le capteur oculaire
- Comment formuler une hypothèse et la tester à l'aide de données
Résumé du laboratoire
Cliquez sur les onglets suivants pour obtenir un résumé de ce que les étudiants feront et apprendront dans chaque laboratoire.
Laboratoire 1 - Comprendre les données
Question principale : Qu'est-ce que le capteur oculaire et quelles données rapporte-t-il ?
- Les étudiants construiront la base de code - Eye Down.
- Ils découvriront le capteur oculaire, son fonctionnement et la manière dont il transmet les données sous forme de valeur de teinte.
- Les élèves déplaceront la base de code sur la surface fissurée d'un pont avec la lumière oculaire éteinte, et observeront et enregistreront les données rapportées par le capteur oculaire dans le moniteur VEXcode GO.
- Les élèves prédiront si l’allumage de la lumière oculaire affectera les données du capteur rapportées.
- Les élèves déplaceront ensuite la base de code sur la surface du pont avec la lumière oculaire allumée, et observeront et enregistreront les données rapportées par le capteur oculaire dans le moniteur VEXcode GO.
- Ils compareront leurs ensembles de données pour confirmer ou réfuter leurs prédictions et discuteront de comment et pourquoi les ensembles de données diffèrent.
Laboratoire 2 - Collecte de données
Question principale : Comment puis-je collecter des données avec un capteur ?
- Les élèves seront informés qu’un citoyen a signalé qu’il pourrait y avoir un pont dangereux dans leur ville. Ils agiront en tant qu'inspecteurs de ponts apprendront les critères des ponts sûrs, à risque et dangereux afin d'enquêter sur cette réclamation.
- Les élèves utiliseront le capteur oculaire sur la base de code pour collecter des données sur le bas du pont.
- Ils enregistreront les données de distance et de valeur de teinte rapportées à intervalles dans leurs rapports d'inspection de pont.
- Les élèves utiliseront ensuite les données pour représenter graphiquement la valeur de teinte et la distance parcourue par le robot.
Laboratoire 3 - Analyse des données
Question principale : Comment puis-je analyser les données d’un capteur ?
- Les élèves poursuivront leur enquête du laboratoire 2 afin de déterminer si une fissure est présente au bas du pont ainsi que la taille et l'emplacement de toute fissure.
- Ils coderont ensuite leurs données par couleur en fonction de ce qu'ils ont appris sur les valeurs de teinte dans le laboratoire 1.
- Ils les données collectées en fonction des critères pour déterminer si leur pont est sûr, à risque ou dangereux.
Laboratoire 4 - Formuler une hypothèse
Question principale : Comment puis-je utiliser les données pour résoudre un problème authentique ?
- Les élèves apprendront les facteurs qui peuvent affecter la structure des ponts et provoquer leur fissuration, notamment le climat, la portée du pont et la quantité de trafic sur le pont.
- Les élèves recevront des ensembles de données sur plusieurs ponts et utiliseront ces données pour déterminer quels ponts doivent être prioritaires pour l’inspection et la réparation.
- Comme il y a tellement de ponts, ils ne peuvent pas tous être inspectés en même temps. Les élèves décideront en collaboration pont est le plus susceptible d’être fissuré et doit être inspecté, en fonction de ce qu’ils ont appris.
- Les élèves formuleront une hypothèse sur le pont qui est « dangereux » et testeront cette hypothèse dans le laboratoire
Laboratoire 5 - Tester une hypothèse
Question principale : Comment puis-je utiliser des données pour tester une hypothèse ?
- Sur la base des hypothèses formulées par les étudiants au laboratoire 3, ils utiliseront le capteur oculaire sur la base de code pour collecter des données sur le pont choisi à intervalles réguliers.
- Ils enregistreront et analyseront leurs données afin de tester l'hypothèse qu'ils ont formulée dans le laboratoire 3.
- Les élèves créeront un rapport d’inspection du pont résumant leurs conclusions et manière dont les données soutiennent ou réfutent leur hypothèse. Ils partageront les rapports avec la classe.
Normes unitaires
Les normes de l'unité seront abordées dans chaque laboratoire de l'unité.
Association des professeurs d'informatique (CSTA)
1B-DA-06 : Organiser et présenter visuellement les données collectées pour mettre en évidence les relations et étayer une affirmation.
Comment la norme est atteinte : Dans le laboratoire 1, les élèves prédisent si l’utilisation de la lumière oculaire affecte la façon dont le capteur oculaire rapporte les données. Ils collectent des données du capteur oculaire sur les couleurs du pont, avec et sans la lumière des yeux. Ils organisent les données dans un tableau et les utilisent pour soutenir ou réfuter la prédiction qu’ils ont faite. Dans le laboratoire 2, les élèves testent une affirmation selon laquelle un pont de leur ville n’est pas sûr. Ils enregistrent les intervalles de distance et les valeurs de teinte signalées par le capteur oculaire dans un tableau. Les élèves utilisent ces données et les présentent dans un graphique pour voir l’emplacement de la fissure potentielle. Dans le laboratoire 3, les élèves utilisent les données collectées pour montrer la relation entre la valeur de la teinte et l’emplacement et la taille des fissures dans leur pont, afin de déterminer la véracité de leur affirmation.
Dans le laboratoire 4, les élèves reçoivent un ensemble de données sur différents ponts et analysent les données pour émettre une hypothèse sur le pont le plus dangereux et devant être inspecté. Dans le laboratoire 5, ils testent leur hypothèse du laboratoire 3, en collectant des données sur le pont choisi. Les élèves organisent et présentent leurs données et la dont elles soutiennent leur hypothèse dans leurs rapports d’inspection de pont.
Association des professeurs d'informatique (CSTA)
1B-DA-07: Utiliser des données pour mettre en évidence ou proposer des relations de cause à effet, prédire des résultats ou communiquer une idée.
Comment la norme est atteinte : Dans le laboratoire 1, les élèves utilisent les données collectées pour mettre en évidence la relation de cause à effet entre la lumière de l'œil et la façon dont la valeur de teinte est signalée par le capteur oculaire. Dans le laboratoire 2, les élèves collectent des données en scannant le pont à l'aide du capteur oculaire sur la base de code. Ils utilisent ensuite ces données pour communiquer des modèles dans les données via un graphique. Dans le laboratoire 3, les élèves utilisent les données collectées pour communiquer la taille et l’emplacement des fissures sur le pont.
Dans le laboratoire 4, les élèves utilisent des données pour formuler et proposer une hypothèse pour déterminer quel pont est dangereux et nécessite une inspection. Dans le laboratoire 5, ils testent leur hypothèse en collectant des données sur le pont choisi et en utilisant ces données pour communiquer leurs idées sur la sécurité du pont dans leur rapport d'inspection du pont.