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Boucles de programmation dans VEXcode IQ

Icône Boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant - Le but de cette activité

La programmation de comportements répétitifs peut être accomplie en utilisant des boucles [Repeat] ou [Forever]. En bref, les blocs [Repeat] permettent au programmeur de définir un nombre spécifique de fois pour que les blocs de sa boucle se répètent. Le bloc [Forever] répète les blocs dans sa boucle pour toujours, ou jusqu'à ce que le projet soit arrêté. Dans cette activité, les élèves apprennent les deux.

Pour plus d'informations sur la programmation avec les boucles  [Repeat] ou [Forever], consultez les informations d' aide dans VEXcode IQ.

Voici un aperçu de ce que les élèves feront dans cette activité :

  • Regardez la vidéo du tutoriel Utilisation des boucles.

  • Explorez l'exemple de projet Actions répétitives.

  • Comparer et contraster entre les blocs [Forever] et [Repeat].

  • Terminez le défi des boucles carrées qui demande aux élèves de déplacer le Clawbot dans un carré et d'actionner la griffe et le bras avant chaque tour.

Pour obtenir de l'aide sur l'organisation des étudiants pour cette activité, cliquez ici (Google / .docx / .pdf).

Le constructeur de chaque groupe doit obtenir le matériel requis. L'enregistreur doit obtenir le cahier d'ingénierie du groupe. Le programmeur doit ouvrir VEXcode IQ.

Matériel requis :
Quantité Matériel nécessaire
1

VEX IQ Super Kit

1

VEXcode IQ

1

Carnet d'ingénierie

1

Utilisation des boucles (Tutoriel)

1

Exemple de projet d'actions répétitives

Cette activité vous donnera les outils pour programmer votre robot avec des comportements répétitifs. 

Vous pouvez utiliser les informations d'aide à l'intérieur de VEXcode IQ pour en savoir plus sur les blocs. Pour obtenir des conseils sur l'utilisation de la fonctionnalité d'aide, consultez le didacticiel Utilisation de l'aide.Barre d'outils VEXcode IQ avec l'icône Tutoriels appelée dans une boîte rouge, à droite du menu Fichier.

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Si c'est la première fois que les élèves utilisent VEXcode IQ, ils peuvent également voir les tutoriels dans la barre d'outils pour apprendre d'autres compétences de base. Barre d'outils VEXcode IQ avec l'icône Tutoriels appelée dans une boîte rouge, à droite du menu Fichier.

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Modéliser chacune des étapes de dépannage pour les élèves. Rappelez aux élèves que chaque groupe a quelqu'un dans le rôle du constructeur. Cette personne devrait vérifier ces éléments régulièrement tout au long de l'activité.

Étape 1 : Préparation de l'activité

Avant de commencer l'activité, avez-vous chacun de ces éléments prêt ? Le Constructeur doit vérifier chacun des éléments suivants :

Étape 2 : Commençons à programmer avec des boucles.

Commencez par regarder la vidéo du tutoriel sur l' utilisation des boucles dans VEXcode IQ. L'icône vidéo du tutoriel indique Utiliser les boucles en bas et montre le contour d'une structure de boucle en blocs.

VEXcode IQ contient de nombreux exemples de projets différents. Vous en utiliserez un dans cette exploration. Pour obtenir de l'aide et des conseils sur l'utilisation d'exemples de projets, consultez le didacticiel Utilisation d'exemples et de modèles.L'icône de la vidéo du tutoriel indique Utiliser un exemple de projet et des modèles en bas et montre un curseur passant sur une icône.

Ensuite, ouvrez l'exemple de projet Actions répétées. Barre d'outils VEXcode IQ avec le menu Fichier ouvert et Ouvrir les exemples sélectionnés avec une boîte rouge. « Ouvrir les exemples » est le quatrième élément du menu.

Le programmeur doit suivre les étapes suivantes : 

  • Ouvrez le menu Fichier.
  • Sélectionnez Ouvrir les exemples. 
  • Utilisez la barre de filtre en haut de l'application et sélectionnez « Contrôle ». Exemple de fenêtre de sélection de projet avec l'icône Actions répétitives en surbrillance avec une case rouge. Le filtre Contrôle est sélectionné en haut.
  • Sélectionnez et ouvrez l' exemple de projet Actions répétées.L'icône d'exemple de projet indique Actions répétées en bas et montre une icône de robot avec une flèche enroulée autour et lit les "temps 4" pour indiquer la répétition.
  • Enregistrez votre projet sous « Actions répétées ». Boîte de dialogue Nom du projet dans la barre d'outils VEXcode IQ. L'emplacement 1 est sélectionné et le nom du projet indique Action répétée.
  • Vérifiez que le nom du projet « Actions répétées » se trouve maintenant dans la fenêtre au centre de la barre d'outils. 

Que fait réellement ce projet ? Exemple de projet dans l'espace de travail VEXcode IQ. À gauche, le projet a un bloc Au démarrage avec un bloc Répétition attaché, avec le paramètre défini sur 4. Dans la boucle se trouve un entraînement pour le bloc réglé pour avancer de 300 mm et un virage pour le bloc réglé à droite de 90 degrés. À gauche, une note indique "Ce programme entraîne un robot dans un carré de 300 x 300 mm en répétant les commandes Drive Forward et Turn 4 fois."

Procédez comme suit dans votre cahier d'ingénierie : 

Prédisez ce que le projet fera faire au Clawbot. Expliquez chaque action que le robot effectuera. 

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Animer une discussion en classe pour que les élèves partagent ce qu'ils ont prévu que ce projet fera dans leur cahier d'ingénierie.

Les réponses varieront, mais les étudiants doivent souligner que ce projet fera avancer le robot de 300 millimètres, puis tourner à droite de 90 degrés, 4 fois pour compléter un carré. Au lieu d'utiliser les mêmes 2 blocs 4 fois, le bloc de répétition réduit les mêmes actions que 8 blocs - en 3 blocs. Les prédictions des élèves doivent énumérer les huit comportements. Le bloc de répétition répète les actions consistant à avancer, puis à tourner.

Les cahiers d'ingénierie des étudiants peuvent être maintenus et notés individuellement (Google / .docx / .pdf) ou en équipe (Google / .docx / .pdf). Les liens précédents fournissent une rubrique différente pour chaque approche. Chaque fois qu'une rubrique est incluse dans la planification de l'éducation, il est de bonne pratique d'expliquer la rubrique ou au moins d'en donner des copies aux élèves avant le début de l'activité.

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  • Assurez-vous que les élèves ont sélectionné Ouvrir les exemples dans le menu Fichier.

  • Assurez-vous que les élèves ont sélectionné le projet Exemple d'actions répétitives. Vous pouvez signaler aux étudiants qu'il y a plusieurs sélections à choisir sur la page Exemples ouverts. Rappelez aux élèves qu'ils peuvent se référer au tutoriel Utilisation d'exemples et de modèles à tout moment pendant l'exploration.

  • Vous pouvez demander aux élèves d'ajouter leurs initiales ou le nom de leur groupe au nom du projet. Cela aidera à différencier les programmes si vous demandez aux étudiants de les soumettre.

  • Étant donné que VEXcode IQ a l'enregistrement automatique, il n'est pas nécessaire d'enregistrer à nouveau le projet.

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  • Assurez-vous que les élèves ont sélectionné Ouvrir les exemples dans le menu Fichier.

  • Assurez-vous que les élèves ont sélectionné le projet Exemple d'actions répétitives. Vous pouvez signaler aux étudiants qu'il y a plusieurs sélections à choisir sur la page Exemples ouverts. Rappelez aux élèves qu'ils peuvent se référer au tutoriel Utilisation d'exemples et de modèles à tout moment pendant l'exploration.

  • Vous pouvez demander aux élèves d'ajouter leurs initiales ou le nom de leur groupe au nom du projet. Cela aidera à différencier les programmes si vous demandez aux étudiants de les soumettre.

  • Étant donné que VEXcode IQ a l'enregistrement automatique, il n'est pas nécessaire d'enregistrer à nouveau le projet.

Étape 3 : Quelle est la différence entre [Forever] et [Repeat] ?

Deux extraits de code côte à côte montrant la différence de cas d'utilisation entre une boucle Forever (à gauche) et une boucle Repeat (à droite). À gauche, il y a un commentaire qui lit "utiliser l'entrée du capteur pour déterminer quand tourner" avec un bloc Forever avec un bloc if then à l'intérieur. Si le pare-chocs est enfoncé, le robot tournera à droite de 90 degrés, sinon il avancera. À droite, le commentaire indique "Utilisez une distance fixe pour déterminer quand tourner" avec une boucle de répétition réglée sur 4 pour entraîner le robot dans un carré de 300 mm.

  • Examinez à nouveau l'exemple de projet Actions  répétées. C'est aussi la pile de blocs indiquée à droite ci-dessus.
    Notez que le bloc [Repeat] ne fait que répéter les mouvements 4 fois. Les mouvements répétitifs ont rarement besoin de se répéter éternellement, de sorte qu'un bloc [Répéter] est utilisé lorsqu'un certain nombre de répétitions seulement est nécessaire.

    Si le bloc [Repeat] était remplacé par le bloc [Forever], le robot se répèterait simplement dans un carré pour toujours.
  • Un bloc [Forever] est souvent utilisé avec une instruction conditionnelle afin de vérifier en permanence si la condition est vraie. Dans la pile de blocs ci-dessus attachée au bloc [Forever], remarquez comment le robot avancera jusqu'à ce qu'il remplisse la condition de heurter quelque chose avec l'interrupteur de pare-chocs. Si l'interrupteur de pare-chocs est enfoncé, le robot tournera. Sinon, il continuera à aller de l'avant.

    Ceci est un cas d'utilisation pratique du bloc [Forever]. Imaginez une balayeuse autonome qui continue à avancer jusqu'à ce qu'elle tombe sur quelque chose, puis elle tourne.

Icône Étendre votre apprentissage Étendez votre apprentissage

Pour explorer davantage comment utiliser les boucles avec des conditionnels, construisez le projet Floor Sweeper.Projet VEXcode IQ avec un bloc When started et un bloc Forever attachés. À l'intérieur du bloc Forever se trouve un bloc Repeat until avec la condition réglée sur Bumper8 pressée, et un bloc Drive forward à l'intérieur. Ensuite, il y a un bloc d'arrêt de conduite avec un virage pour le bloc réglé à droite pour 90 plus un choix aléatoire de 0 à 90 degrés.

  • Demandez aux élèves d'ouvrir le projet d'exemple de Clawbot (groupe motopropulseur). L'icône d'exemple de projet indique Clawbot Drivetrain en bas pour indiquer quel modèle choisir pour ce projet.
  • Demandez aux élèves de construire le projet ci-dessus. 
  • Demandez aux élèves d'enregistrer le projet en tant que « balayeur de sol ». Boîte de dialogue Projet dans la barre d'outils VEXcode IQ. L'emplacement 1 est sélectionné et le nom du projet indique Floor Sweeper. 
  • Si les élèves ont besoin d'aide pour enregistrer le projet, reportez-vous au tutoriel Nommer et enregistrer. Barre d'outils VEXcode IQ avec l'icône Tutoriels appelée dans une boîte rouge, à droite du menu Fichier.

Si les élèves ont besoin d'aide avec l'un des blocs, référez-les à l' aide ou au tutoriel.

Demandez aux élèves de télécharger et d'exécuter le projet pour observer comment le robot se déplace. Si les étudiants ont besoin d'aide, dirigez-les vers le tutoriel Télécharger et exécuter un projet dans VEXcode IQ.

Ensuite, commencez une discussion en classe et demandez aux élèves d'expliquer pourquoi le bloc [Forever] a été utilisé au lieu d'un bloc [Repeat].

Les élèves doivent noter qu'un bloc [Forever] est utilisé car ce projet vérifie en permanence si l'interrupteur du pare-chocs est enfoncé. 

Icône Boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant - Mettre en place le défi

Demandez aux élèves de programmer le robot pour qu'il se déplace dans un carré, que le robot affiche les couleurs, émette des sons et déplace la griffe et le bras ! Les élèves iront plus loin dans le projet d'exemple d'actions répétitives en incorporant le bras et la griffe ainsi que les sons et les couleurs.

  • Pour plus d'informations sur l'organisation d'une salle de classe pour une activité, cliquez ici (Google / .docx / .pdf).

Étape 4 : Le défi Stop and Go !

Trajectoire esquissée du mouvement du robot montrant un carré vert avec des flèches indiquant le déplacement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans un carré. À chaque coin, il y a une flèche orange à double face indiquant un mouvement à ce point du chemin.

  • Faites conduire votre Clawbot dans un carré. 
  • Avant chaque virage : 
    • La griffe doit être ouverte et fermée.
    • Le bras doit être levé et abaissé.
    • La LED tactile doit afficher au moins une couleur. 
    • Au moins un son doit être joué. 
  • Le Clawbot ne peut pas rouler le long d'un côté de la place plus d'une fois. 
  • Vous pouvez utiliser l'exemple de projet Actions répétées comme point de départ, mais l'enregistrer sous le nom StopAndGo avant d'apporter des modifications.Boîte de dialogue Nom du projet dans la barre d'outils VEXcode IQ. L'emplacement 1 est sélectionné et le nom du projet indique Stop and Go.

Dans votre cahier d'ingénierie, planifiez ce qui suit :

  • Demandez au chauffeur et à l'enregistreur de planifier votre solution et de prédire ce que le Clawbot fera pour chaque bloc de votre projet.
  • Demandez au programmeur de télécharger et d'exécuter votre projet pour le tester avant de le soumettre.
  • Demandez au constructeur d'apporter des modifications au projet au besoin et de communiquer avec l'enregistreur pour prendre des notes sur ce qui a été modifié pendant les tests.

Icône Boîte à outils de l'enseignant Boîte à outils de l'enseignant - Solution

Voici une solution potentielle au défi Stop and Go :Exemple de solution VEXcode IQ avec un bloc Au démarrage et un bloc de répétition défini sur 4. Il y a 9 blocs dans le bloc de répétition qui lisent, dans l'ordre, Réglez TouchLED sur rouge, avancez de 300 mm, faites tourner le moteur à griffes ouvert sur 70 degrés, faites tourner le moteur du bras vers le haut sur 360 degrés, faites tourner le moteur à griffes fermé sur 70 degrés, faites tourner le moteur du bras vers le bas sur 360 degrés, réglez la couleur de la LED tactile sur vert, jouez la sirène sonore, tournez à droite sur 90 degrés.

Vous pouvez fournir aux étudiants une rubrique de programmation pour noter leurs projets (Google / .docx / .pdf).

Les cahiers d'ingénierie des étudiants peuvent être maintenus et notés individuellement (Google / .docx / .pdf) ou en équipe (Google / .docx / .pdf).

Icône Motiver la discussion Motiver la discussion - Réfléchir à l'activité

Q : Le Clawbot a-t-il bougé comme vous l'espériez ?
R : Les réponses varieront ; cependant, le but de cette question est de promouvoir la pensée cognitive. Les élèves ont commencé par prédire les comportements avant de les tester, de documenter leurs résultats et de réfléchir.

Q : Quel est le plus grand défi dans le déplacement du bras et de la griffe en plus du projet d'exemple d'actions répétitives ?
R : Bien que les réponses puissent varier, une réponse courante devrait être que les élèves auraient dû tester le nombre de degrés d'ouverture et de fermeture de la griffe et le nombre de degrés de montée et de descente du bras.

Q : Comment l'utilisation de la répétition augmente-t-elle l'efficacité du projet ?
R : Sans la boucle [Repeat], le Clawbot n'exécuterait les comportements déterminés par les blocs du projet qu'une seule fois. La boucle [Repeat] indique au Clawbot d'effectuer tous les blocs 4 fois pour former un carré.