Latar belakang

Unit Tantangan Pendaratan Mars Rover akan menantang siswa Anda untuk membangun proyek VEXcode 123 untuk memecahkan suatu masalah. Unit ini memperkenalkan siswa pada penggunaan Sensor Mata di bagian depan Robot 123 dalam sebuah tantangan, yang terinspirasi oleh proses yang digunakan para ilmuwan saat mencoba mendaratkan pesawat ruang angkasa, seperti penjelajah Mars 2020 Perseverance. Siswa akan memberi kode pada Robot 123 untuk mendeteksi rintangan, lalu memancarkan warna untuk menunjukkan rintangan telah ditemukan di lokasi pendaratan.

Misi Mars 2020 NASA

Misi Mars 2020 NASA membahas tujuan sains berprioritas tinggi untuk eksplorasi Mars: kehidupan, iklim, geologi, dan manusia. Namun sebelum penjelajah Perseverance dapat memulai misinya mengumpulkan sampel batuan dan tanah di permukaan, penjelajah tersebut perlu mendarat dengan selamat di Planet Merah.

Menurut NASA, hanya sekitar 40% misi yang pernah dikirim ke Mars (oleh badan antariksa mana pun) yang berhasil. Seluruh proses Masuk, Turun, dan Mendarat hanya akan memakan waktu beberapa menit, tetapi pesawat antariksa yang membawa penjelajah Perseverance perlu memperlambat kecepatan dari hampir 20.000 km per jam (~12.500 mil per jam) ke nol dan mencari area terbuka dan datar untuk mendarat. Permukaan Mars penuh dengan rintangan — kawah tumbukan besar, tebing, retakan, dan bongkahan batu bergerigi. Angin yang tidak dapat diprediksi juga dapat menimbulkan komplikasi lebih lanjut.

Gambar realistis sebuah wahana penjelajah yang mendekati Mars di luar angkasa. — Kredit: NASA/JPL-Caltech

Untuk membantu memastikan pendaratan yang aman, penjelajah Perseverance akan mengambil gambar saat turun dan membandingkan gambar tersebut dengan peta. Ia dapat dengan cepat memutuskan apakah area itu ditetapkan berbahaya oleh para ilmuwan dan membuat penyesuaian untuk mendarat di area terbuka. Tonton video di bawah untuk melihat bagaimana wahana itu diharapkan mendarat.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

Dalam Unit ini, siswa akan mengkodekan Robot 123 untuk mendeteksi rintangan di lokasi pendaratan di Lapangan 123 mereka untuk membantu memastikan pendaratan yang aman bagi penjelajah.

Apa itu sensor?

Sensor pada hakikatnya adalah perangkat yang membantu robot memahami dunia di sekelilingnya. Hal ini dilakukan dengan mengumpulkan dan melaporkan data tentang lingkungannya, yang kemudian dapat digunakan dalam suatu proyek untuk membuat robot mengambil keputusan, atau melakukan perilaku tertentu. Urutan ini dapat dianggap sebagai siklus keputusan Rasakan → Pikirkan → Bertindak.

Lingkaran keputusan yang bersifat rasa, pikir, dan tindakan. Setiap kata dihubungkan dengan anak panah dalam susunan melingkar untuk menunjukkan sifat siklus dari lingkaran tersebut. Sense diartikan sebagai Merasakan Lingkungan. Berpikir membaca, Membuat Keputusan berdasarkan Data Sensor dari Lingkungan. Bertindak diartikan sebagai, Melaksanakan Keputusan. — Rasakan → Pikirkan → Tindakan putaran keputusan

Dalam Unit ini, Robot 123 akan mendeteksi objek di Lapangan 123 untuk membantu membersihkan area guna pendaratan wahana penjelajah yang aman. Proyek yang dibuat oleh para siswa menjalankan putaran ini dengan cara Sensor Mata akan Merasakan keberadaan sebuah objek, kemudian VEXcode 123 memerintahkan Berpikir dan membuat keputusan berdasarkan apakah Sensor Mata mendeteksi sebuah objek atau tidak, dan selanjutnya Robot 123 akan Bertindak dengan membuat tombol pada robot bersinar.

Apa itu Sensor Mata?

Sensor Mata pada Robot 123 terletak di sisi yang menghadap depan, di bawah panah putih. Sensor Mata dapat digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek, serta warna atau tingkat kecerahannya.

Tampilan depan Robot 123 dengan panah merah menunjuk ke Sensor Mata di bagian depan robot, terletak di bawah panah putih di permukaan atas. — 123 Sensor Mata

Sensor Mata menggunakan cahaya inframerah untuk mendeteksi objek. Objek berwarna terang memantulkan cahaya inframerah dan lebih mudah dideteksi oleh Sensor Mata. Objek berwarna gelap menyerap cahaya inframerah dan Sensor Mata tidak mendeteksinya dengan baik. Selama Unit, gunakan kertas putih atau berwarna terang untuk rintangan untuk memastikan bahwa Sensor Mata akan mampu mendeteksi objek ini.

Pada Unit ini, Sensor Mata akan digunakan untuk mendeteksi saat ada objek di jalur Robot 123. Posisi Sensor Mata pada Robot 123 berarti ia hanya dapat mendeteksi objek langsung di depannya. Perhatikan hal ini saat Anda menempatkan 123 Robot dan rintangan bersama siswa Anda sehingga bahan-bahan tersebut mempersiapkan siswa untuk meraih kesuksesan.

Untuk informasi lebih lanjut tentang cara mengode Sensor Mata dengan VEXcode 123, lihat artikel Mengode Sensor Mata VEX 123 menggunakan VEXcode 123 VEX Library.

Apa itu VEXcode 123?

VEXcode 123 adalah bahasa pemrograman berbasis blok yang digunakan dengan Robot 123. Bahasa pemrograman adalah serangkaian aturan di mana simbol-simbol mewakili tindakan. Bahasa pemrograman mengikuti instruksi langkah demi langkah yang dijalankan komputer agar suatu proyek dapat berjalan.

Untuk informasi lebih lanjut tentang cara bekerja dengan VEXcode 123, lihat Bagian VEXcode 123 di Pustaka VEX.

Blok VEXcode 123 Apa yang Anda Butuhkan?

Blok dalam VEXcode 123 mewakili 123 perintah Robot yang digunakan untuk membuat proyek dalam VEXcode 123. Berikut adalah daftar blok utama yang digunakan selama Unit ini.

VEXcode 123 Blok	Perilaku
	Blok {When started} mulai menjalankan tumpukan blok terlampir saat proyek dimulai.
	Blok [Drive until] menggerakkan Robot 123 hingga salah satu dari tiga kondisi terpenuhi. Suatu objek dideteksi oleh Sensor Mata di bagian depan Robot 123. Robot 123 menabrak suatu benda atau dinding. Sensor Detektor Garis mendeteksi garis di bawah Robot 123.
	Blok [Putar ke] memutar Robot 123 di tempatnya ke kiri atau kanan sejauh jumlah derajat yang ditentukan.
	Blok [Forever] mengulang blok apa pun yang ada di dalam 'C' selamanya.
	Blok [Tunggu] menunggu selama jangka waktu tertentu sebelum berpindah ke blok berikutnya dalam suatu proyek.
	Blok [Glow] mengatur warna cahaya lampu indikator di bagian tengah Robot 123.

Bagaimana cara kerja blok [Berkendara sampai]?

[Berkendara hingga] blok berulang kali memeriksa kondisi dan mengendalikan aliran proyek. Suatu proyek tidak akan berpindah ke blok berikutnya dalam tumpukan sampai kondisi blok [Drive until] terpenuhi. Dalam proyek yang ditunjukkan di bawah, Robot 123 akan bergerak maju dan terus memeriksa apakah Sensor Mata telah mendeteksi suatu objek. Setelah suatu objek terdeteksi oleh Sensor Mata, Robot 123 akan berhenti melaju dan bergerak ke blok berikutnya, yaitu blok [Cahaya].

Proyek dengan blok Berkendara hingga, dengan tanda panah yang menunjukkan alur proyek. Proyek diawali dengan blok Saat dimulai, lalu berpindah ke blok Berkendara hingga. Panah merah dalam pola melingkar di sebelah kiri blok menunjukkan bahwa proyek tidak akan berpindah ke blok berikutnya hingga kondisi blok Drive until terpenuhi. Setelah terpenuhi, ia akan bergerak ke blok Glow terakhir. Panah hijau mewakili gerakan ini. — Alur Proyek dengan blok [Berkendara Sampai]

Kondisi yang akan menghentikan penggerak Robot 123 dapat diatur. Unit ini menggunakan parameter “objek” sehingga robot akan berhenti melaju ketika Sensor Mata di bagian depan Robot 123 mendeteksi adanya objek.

Blok [Berkendara hingga] dengan parameter drop down ditampilkan. Pilihannya adalah objek, tabrakan dan garis. Pilihan objek disorot dengan tanda centang hitam. — [Berkendara sampai] blok

Mempersiapkan Tantangan Terbuka di Unit ini

Dalam Unit ini, siswa akan diminta untuk menggunakan apa yang telah mereka pelajari sebelumnya untuk membuat proyek guna memecahkan tantangan. Karena penting untuk secara teratur menantang siswa untuk memecahkan masalah dan menerapkan keterampilan yang telah mereka pelajari dengan cara baru, kami mendorong Anda untuk menantang siswa Anda dan menggunakan strategi berikut untuk membangun ketahanan dan membantu membimbing mereka melalui tantangan tersebut. Berikut adalah beberapa saran untuk membantu siswa saat mereka bereksperimen dengan proyek mereka:

Memberikan umpan balik tanpa memberikan solusi - Membuat kesalahan saat mengerjakan tantangan diharapkan dan didorong. “Kesalahan dalam pembelajaran dapat menciptakan peluang, [dan] dapat membantu mewujudkan hubungan.”¹ Menciptakan proses pemecahan masalah familiar dengan siswa Anda dapat membantu mereka mengetahui cara mengidentifikasi masalah dan bergerak maju ketika mereka melakukan kesalahan, sehingga meminimalkan gangguan dan frustrasi. Cobalah menggunakan siklus pemecahan masalah berikut dengan siswa Anda untuk membantu mereka memecahkan masalah proyek mereka dan menemukan solusi mereka sendiri.

Diagram proses pemecahan masalah siklus. Empat anak tangga dengan tanda panah melingkar yang menghubungkan setiap anak tangga dengan anak tangga berikutnya disusun dalam sebuah lingkaran. Pada posisi jam 12, langkah pertama berbunyi Jelaskan masalahnya; selanjutnya pada posisi jam 3 berbunyi Identifikasi kapan dan di mana masalah bermula. Langkah ketiga, pada posisi jam 6 berbunyi Buat dan Uji suntingan; dan langkah terakhir pada posisi jam 9 berbunyi Renungkan. — Siklus Pemecahan Masalah Siswa

Jelaskan Masalahnya
- Minta siswa untuk menjelaskan apa yang salah. Siswa harus mampu menghubungkan kesalahan kembali dengan tujuan bersama atau tantangan yang dihadapi.
  - Bagaimana Robot 123 bergerak dalam proyek mereka? Bagaimana seharusnya robot itu bergerak?
Identifikasi Kapan dan Dimana Masalah Dimulai
- Tanyakan kepada siswa kapan mereka pertama kali menyadari masalahnya.
  - Bagian mana dari proyek yang sedang dieksekusi?
- Jika siswa mengalami kesulitan menentukan letak kesalahan dalam proyek, dorong mereka untuk menggunakan fitur Project Stepping di VEXcode 123. isyarat visual yang disediakan dengan fitur Project Stepping dapat digunakan untuk membantu siswa memecahkan masalah proyek mereka dengan memiliki kemampuan untuk melihat blok yang dieksekusi satu per satu. Ini memberi gambaran yang lebih baik tentang blok mana yang mungkin menyebabkan kesalahan, sehingga proses debugging dapat menjadi lebih terarah dan efisien. Untuk informasi lebih lanjut tentang cara menggunakan fitur Project Stepping, lihat artikel Stepping Through a Project in VEXcode 123 VEX Library.
Lakukan & Suntingan Uji Coba
- Jika siswa menemukan kesalahan, mereka mengedit proyeknya. Siswa dapat menguji proyek pada setiap suntingan yang dibuat. Jika proyek berhasil, maka mereka dapat melanjutkan ke langkah berikutnya dalam siklus pemecahan masalah. Jika proyek tidak berhasil, mereka dapat kembali ke awal proses dan mencoba lagi.
Mencerminkan
- Minta siswa untuk memikirkan kesalahan yang mereka buat dan atasi selama proses tersebut.
  - Apa kesalahannya? Apa yang Anda pelajari dari kesalahan ini? Bagaimana ini dapat membantu Anda saat membuat kode Robot 123 di lain waktu?
- Dorong siswa untuk mengenali kesalahan mereka dan apa yang mereka pelajari dari proses tersebut untuk membantu mendorong pola pikir berkembang. Penekanan kuat pada pola pikir berkembang dapat membantu siswa mempelajari kapan dan bagaimana bertahan dan juga kapan meminta bantuan.² Jika siswa dapat melihat proses mereka sebagai pendahulu pembelajaran baru, maka mereka dapat menggunakan langkah-langkah di sini untuk memajukan pembelajaran mereka sendiri serta memajukan pembelajaran teman-teman sekelasnya. Saat siswa menghadapi masalah ini dan merenungkan kesalahan mereka, dorong mereka untuk berbagi kesalahan dan proses tersebut dengan siswa lainnya. Dengan cara ini, siswa dapat menjadi “sumber belajar bagi satu sama lain.”³

Bantu siswa untuk tidak hanya menebak dan memeriksa - Pada awalnya, siswa akan menebak dan memeriksa untuk bereksperimen dengan berbagai blok dalam proyek mereka, tetapi Anda akan meminta mereka untuk mulai membuat pilihan berdasarkan tujuan proyek. Minta siswa untuk menjelaskan tujuan proyek mereka kepada Anda, lalu tanyakan apa dalam proyek mereka yang mengarah ke tujuan tersebut, apa yang kurang, dan mengapa. Mendorong siswa untuk membangun proyek dari tingkat konseptual tentang apa yang mereka inginkan agar robot lakukan dan mengapa akan membantu mereka untuk tidak lagi sekadar menebak dan memeriksa, serta mulai membuat kode dengan tujuan.

Bersihkan Area Pendaratan (Lab 2) dirancang untuk menjadi eksplorasi terbuka yang akan meminta siswa Anda untuk bertekun dalam memecahkan tantangan. Di Lab ini, kami memperkenalkan loop dengan blok [Forever] dan meminta siswa untuk bereksperimen menggunakan loop dalam proyek mereka agar Robot 123 melaju ke dan mendeteksi semua rintangan di area pendaratan (VEX 123 Field). Jika menggunakan loop dalam proyek merupakan hal baru bagi siswa Anda, mungkin dibutuhkan beberapa kali iterasi proyek mereka agar dapat menggunakan loop secara efektif. Gunakan saran yang diuraikan dalam bagian ini untuk mempersiapkan siswa untuk proses coba-coba, dan untuk membantu mereka memecahkan masalah proyek mereka guna mencapai tujuan tantangan. Bagian Fasilitasi dari Bagian Bermain 1 dan 2 berisi dukungan instruksional tambahan untuk membimbing siswa melalui tantangan Lab 2. Memiliki rencana tentang bagaimana Anda akan memberikan dukungan untuk pemecahan masalah dan coba-coba yang diperlukan dalam Lab ini dapat membantu Anda memenuhi kebutuhan individu siswa Anda.

Lihat artikel Membangun Ketahanan di Perpustakaan VEX Lab STEM untuk informasi lebih lanjut tentang bagaimana umpan balik yang efektif dapat membantu siswa membangun ketahanan dan pola pikir berkembang saat belajar di Lab STEM.

¹ Hattie, John, dan Shirley Clarke. Pembelajaran yang Terlihat: Umpan Balik. Routledge, Taylor & Francis Group, 2019.

² Ibid.

³ Ibid, hal. 121

< Kembali Kembali ke Lab Berikutnya >