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 rover Mars 2020 Perseverance. Para siswa akan memprogram Robot 123 untuk mendeteksi rintangan, kemudian menyalakan warna tertentu untuk menunjukkan bahwa rintangan telah ditemukan di lokasi pendaratan.

Misi Mars 2020 NASA

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

Menurut NASA, hanya sekitar 40% dari misi yang pernah dikirim ke Mars (oleh badan antariksa mana pun) yang berhasil. Seluruh proses memasuki atmosfer, turun, dan mendarat hanya akan memakan waktu beberapa menit, tetapi wahana antariksa yang membawa rover Perseverance perlu memperlambat kecepatannya dari hampir 20.000 km per jam (~12.500 mil per jam) hingga nol dan menemukan area terbuka dan datar untuk mendarat. Permukaan Mars penuh dengan rintangan — kawah tumbukan besar, tebing, retakan, dan bebatuan bergerigi. Angin yang tidak dapat diprediksi juga dapat menimbulkan komplikasi lebih lanjut.

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

Untuk membantu memastikan pendaratan yang aman, rover Perseverance akan mengambil gambar saat turun dan membandingkan gambar-gambar tersebut dengan peta. Pesawat itu dapat dengan cepat memutuskan apakah area tersebut dianggap berbahaya oleh para ilmuwan dan melakukan penyesuaian untuk mendarat di area terbuka. Saksikan video di bawah ini untuk melihat bagaimana rover tersebut diperkirakan akan mendarat.

Sumber gambar: NASA/JPL-Caltech

Dalam Unit ini, siswa akan memprogram Robot 123 untuk mendeteksi rintangan di lokasi pendaratan pada Lapangan 123 mereka guna membantu memastikan pendaratan yang aman bagi robot tersebut.

Apa itu sensor?

Pada dasarnya, sensor adalah perangkat yang membantu robot untuk memahami dunia di sekitarnya. Hal ini dilakukan dengan mengumpulkan dan melaporkan data tentang lingkungannya, yang kemudian dapat digunakan dalam sebuah proyek untuk membuat robot mengambil keputusan, atau melakukan perilaku tertentu. Urutan ini dapat dianggap sebagai siklus pengambilan keputusan Sense → Think → Act.

Siklus pengambilan keputusan: merasakan, berpikir, bertindak. Setiap kata dihubungkan oleh panah dalam susunan melingkar untuk menunjukkan sifat siklik dari lingkaran tersebut. Sense didefinisikan sebagai Merasakan Lingkungan Sekitar. Berpikir membaca, membuat keputusan berdasarkan data sensor dari lingkungan. Bertindak didefinisikan sebagai, Melaksanakan Keputusan. — Merasa → Berpikir → Bertindak

Pada Unit ini, Robot 123 akan mendeteksi objek di Lapangan 123 untuk membantu membersihkan area agar rover dapat mendarat dengan aman. Proyek yang dibuat oleh siswa menjalankan siklus ini di mana Sensor Mata akan Mendeteksi keberadaan suatu objek, kemudian perintah VEXcode 123 Berpikir dan membuat keputusan berdasarkan apakah Sensor Mata mendeteksi objek atau tidak, dan kemudian Robot 123 akan Bertindak dengan menyalakan tombol pada robot.

Apa itu Sensor Mata?

Sensor mata pada Robot 123 terletak di sisi depan, di bawah tanda panah putih. Sensor Mata dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan atau ketidakberadaan suatu objek, serta warna atau tingkat kecerahannya.

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

Sensor Mata menggunakan cahaya inframerah untuk mendeteksi objek. Benda berwarna terang memantulkan cahaya inframerah lebih mudah dideteksi oleh Sensor Mata. berwarna gelap menyerap cahaya inframerah dan tidak mendeteksinya dengan baik. Selama Unit ini, gunakan kertas berwarna putih atau terang untuk rintangan agar Sensor Mata dapat mendeteksi objek-objek tersebut.

Pada Unit ini, Sensor Mata akan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek di jalur Robot 123. Posisi Sensor Mata pada Robot 123 berarti bahwa robot tersebut hanya dapat mendeteksi objek yang berada tepat di depannya. Perhatikan hal ini saat Anda menempatkan Robot 123 dan rintangan bersama siswa Anda agar materi tersebut membantu siswa meraih kesuksesan

Untuk informasi lebih lanjut tentang cara memprogram Sensor Mata dengan VEXcode 123 lihat artikel Memprogram Sensor Mata VEX 123 menggunakan Pustaka VEXcode 123.

Apa itu VEXcode 123?

VEXcode 123 adalah bahasa pemrograman berbasis blok yang digunakan dengan Robot 123. Bahasa pemrograman adalah seperangkat aturan di mana simbol-simbol mewakili tindakan. Bahasa pemrograman mengikuti instruksi langkah demi langkah yang dieksekusi oleh 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-blok di VEXcode 123 mewakili perintah 123 Robot yang digunakan untuk membuat proyek di VEXcode 123. Berikut adalah daftar blok utama yang digunakan selama Unit ini.

Blok VEXcode 123	Perilaku
	Blok {When started} mulai menjalankan tumpukan blok yang terlampir saat proyek dimulai.
	Blok [Jalankan hingga] menggerakkan Robot 123 hingga salah satu dari tiga kondisi terpenuhi. Sebuah objek terdeteksi oleh Sensor Mata di bagian depan Robot 123. Robot 123 menabrak suatu objek atau dinding. Sensor Pendeteksi Garis mendeteksi garis di bawah Robot 123.
	Blok [Turn for] memutar Robot 123 di tempat ke kiri atau ke kanan dengan jumlah derajat yang ditentukan.
	Blok [Selamanya] akan mengulang blok apa pun yang terdapat di dalam 'C' selamanya.
	Blok [Wait] menunggu dalam jangka waktu tertentu sebelum beralih ke blok berikutnya dalam sebuah proyek.
	Blok [Glow] mengatur warna cahaya lampu indikator di tengah Robot 123.

Bagaimana cara kerja blok [Berkendara hingga]?

[Berjalan hingga] blok berulang kali memeriksa suatu kondisi dan mengontrol alur proyek. Suatu proyek tidak akan berpindah ke blok berikutnya dalam tumpukan sampai kondisi blok [Lanjutkan sampai] terpenuhi. Pada proyek yang ditunjukkan di bawah ini, Robot 123 akan bergerak maju dan terus menerus memeriksa apakah Sensor Mata telah mendeteksi suatu objek. Setelah sebuah objek terdeteksi oleh Sensor Mata, Robot 123 akan berhenti bergerak dan berpindah ke blok berikutnya, yaitu blok [Bercahaya].

Proyek dengan blok "Jalankan hingga", dengan panah yang menunjukkan alur proyek. Proyek dimulai dengan blok "Saat dimulai", kemudian berlanjut ke blok "Jalankan hingga". Panah merah dalam pola melingkar di sebelah kiri blok menunjukkan bahwa proyek tidak akan berpindah ke blok berikutnya sampai kondisi "Berjalan sampai blok" terpenuhi. Setelah terpenuhi, proses akan berlanjut ke blok Glow terakhir. Panah hijau mewakili pergerakan ini. — Alur Proyek dengan blok [Berjalan Hingga]

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

[Berkendara hingga] blok dengan parameter dropdown yang ditampilkan. Pilihan yang tersedia adalah objek, tabrakan, dan garis. Pilihan objek ditandai dengan tanda centang hitam. — [Berkendara sampai] blok

Persiapan untuk Tantangan Terbuka di Unit

Dalam Unit ini, siswa akan diminta untuk menggunakan apa yang telah mereka pelajari sebelumnya untuk membuat proyek guna memecahkan suatu 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 ini untuk membangun ketahanan dan membantu membimbing mereka melalui tantangan tersebut. Berikut adalah beberapa saran untuk membantu siswa saat mereka bereksperimen dengan proyek mereka:

Berikan umpan balik tanpa memberikan solusi - Membuat kesalahan saat mengerjakan tantangan diharapkan dan dianjurkan. “Kesalahan dalam belajar dapat menciptakan peluang, [dan] dapat membantu menyadari keterkaitan.” Menciptakan proses pemecahan familiar dengan siswa Anda dapat membantu mereka mengetahui cara mengidentifikasi masalah dan melanjutkan ketika mereka melakukan kesalahan,^{meminimalkan gangguan dan frustrasi. Cobalah menggunakan siklus pemecahan masalah berikut dengan siswa Anda untuk membantu mereka mengatasi kendala dalam proyek mereka dan menemukan solusi mereka sendiri.}

Diagram dari proses pemecahan masalah siklik. Empat anak tangga dengan panah melingkar yang menghubungkan masing-masing anak tangga ke anak tangga berikutnya disusun dalam bentuk lingkaran. Pada posisi pukul 12, langkah pertama berbunyi Jelaskan masalahnya; selanjutnya pada posisi pukul 3 berbunyi Identifikasi kapan dan di mana masalah itu dimulai. Langkah ketiga, pada posisi jam 6 bertuliskan Buat dan Uji suntingan; dan langkah terakhir pada posisi jam 9 bertuliskan Refleksikan. — Siklus Pemecahan Masalah Siswa

Jelaskan Masalahnya
- Mintalah siswa untuk menjelaskan apa yang salah. seharusnya dapat menghubungkan kesalahan tersebut kembali ke tujuan bersama atau tantangan yang sedang dihadapi.
  - Bagaimana pergerakan Robot 123 dalam proyek mereka? Bagaimana seharusnya robot itu bergerak?
Identifikasi Kapan dan Di Mana Masalah Dimulai
- Tanyakan kepada siswa kapan pertama kali mereka menyadari masalah tersebut.
  - Bagian proyek mana yang sedang dikerjakan?
- Jika siswa mengalami kesulitan menentukan di mana letak kesalahan dalam proyek, dorong mereka untuk menggunakan fitur Langkah Proyek di VEXcode 123. Petunjuk visual yang disediakan dengan fitur Langkah Proyek dapat digunakan untuk siswa memecahkan masalah proyek mereka dengan 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 & Pengeditan Uji Coba
- Saat siswa menemukan kesalahan, mereka melakukan pengeditan pada proyek mereka. Siswa dapat menguji proyek tersebut setiap kali melakukan perubahan. Jika proyek tersebut berhasil, maka mereka dapat melanjutkan ke langkah berikutnya dalam siklus pemecahan masalah. Jika proyek tersebut tidak berhasil, mereka dapat kembali ke awal proses dan mencoba lagi.
Mencerminkan
- Mintalah siswa untuk memikirkan kesalahan yang mereka buat dan atasi selama proses tersebut.
  - Apa kesalahannya? yang Anda pelajari dari kesalahan ini? Bagaimana hal ini dapat membantu Anda saat memprogram Robot 123 di lain waktu?
- Dorong siswa untuk mengenali kesalahan mereka dan apa yang mereka pelajari dari proses tersebut untuk membantu menumbuhkan pola pikir berkembang. Penekanan yang kuat pada pola pikir berkembang dapat membantu siswa belajar kapan dan bagaimana untuk gigih, serta kapan harus memintaJika 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 sekelas mereka. Saat siswa menemukan masalah-masalah ini dan merenungkan kesalahan mereka, dorong mereka untuk berbagi kesalahan dan proses mereka dengan siswa lain. Dengan cara ini, siswa dapat menjadi “sumber belajar bagi satu sama lain.”³

Bantu siswa melangkah lebih jauh dari sekadar menebak dan memeriksa - Pada awalnya, siswa akan menebak dan memeriksa untuk bereksperimen dengan berbagai blok dalam proyek mereka, tetapi Anda ingin mereka mulai membuat pilihan berdasarkan tujuan proyek. Minta siswa menjelaskan tujuan proyek mereka kepada Anda, lalu tanyakan apa dalam proyek mereka yang berkontribusi terhadap 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 melewati tahap coba-coba dan mulai membuat kode dengan tujuan yang jelas.

Clear the Landing Area (Lab 2) dirancang sebagai eksplorasi terbuka yang akan meminta siswa Anda untuk gigih dalam menyelesaikan tantangan. Dalam Lab ini, kami memperkenalkan loop dengan blok [Forever] dan meminta siswa untuk bereksperimen menggunakan loop dalam proyek mereka agar Robot 123 dapat menuju dan mendeteksi semua rintangan di area pendaratan (VEX 123 Field). Jika penggunaan perulangan dalam sebuah proyek merupakan hal baru bagi siswa Anda, mungkin diperlukan beberapa iterasi proyek mereka untuk menggunakan perulangan secara efektif. Gunakan saran yang diuraikan dalam bagian ini untuk mempersiapkan siswa menghadapi 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 Labs untuk informasi lebih lanjut tentang bagaimana umpan balik yang efektif dapat membantu siswa membangun ketahanan dan pola pikir berkembang saat mengerjakan Lab STEM.

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

² Ibid.

³ Ibid, hlm. 121

< Kembali Kembali ke Lab Berikutnya >