Latar belakang

Mars Rover: Explore Mars Geology Unit akan memperkenalkan Anda dan siswa Anda dengan cara membangun proyek VEXcode GO untuk memecahkan suatu masalah. Aksi-aksi dari rover Perseverance dan Misi Mars 2020 digunakan sebagai inspirasi untuk tantangan yang akan dikerjakan siswa menggunakan VEXcode GO dan robot Code Base. Proyek yang mereka buat akan membutuhkan kemampuan untuk mengumpulkan cakram dan menggunakan data sensor untuk memilahnya berdasarkan warna.

Misi Mars 2020 NASA

Misi Mars 2020 NASA membahas tujuan sains prioritas tinggi untuk eksplorasi Mars: kehidupan, iklim, geologi, dan manusia. Wahana penjelajah Mars 2020 Perseverance dirancang untuk lebih memahami geologi Mars dan mencari tanda-tanda kehidupan purba. Misi ini akan menjelajahi area di sekitar Kawah Jezero, lokasi pendaratan yang beragam secara geologis, khususnya untuk mencari batuan khusus yang dikenal dapat melestarikan tanda-tanda kehidupan dari waktu ke waktu¹. 

Para ilmuwan percaya bahwa area Kawah Jazero dulunya tergenang air dan merupakan rumah bagi delta sungai kuno. Para ilmuwan melihat bukti bahwa air membawa mineral lempung dari daerah sekitarnya ke danau kawah. Ada kemungkinan bahwa kehidupan mikroba pernah hidup di Jezero selama satu atau lebih periode basah tersebut. Jika demikian, tanda-tanda sisa-sisa mereka mungkin dapat ditemukan di sedimen dasar danau atau garis pantai. Para ilmuwan akan mempelajari bagaimana wilayah tersebut terbentuk dan berevolusi, mencari tanda-tanda kehidupan masa lalu, dan mengumpulkan sampel batuan dan tanah Mars yang mungkin menyimpan tanda-tanda tersebut. 

Apa itu Ahli Geologi Planet?

Seorang ahli geologi planet adalah seseorang yang mempelajari bagaimana benda-benda langit (planet, bulan, asteroid, komet, dan meteorit) terbentuk dan berevolusi dari waktu ke waktu. Mereka menggunakan apa yang telah kita pelajari tentang Bumi untuk mencoba memahami bagaimana benda-benda langit lainnya bekerja. Ahli geologi planet mempelajari topik-topik seperti menentukan struktur internal planet, dan juga mengamati proses permukaan seperti aktivitas vulkanik planet. Para ahli geologi planet harus puas dengan data yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan para ahli geologi terestrial. Karena mereka tidak bisa turun ke lapangan untuk mengumpulkan informasi sendiri, mereka harus sangat bergantung pada data jarak jauh.

Apa itu Rover?

Ahli geologi planet bekerja dengan robot penjelajah untuk mengumpulkan informasi tentang medan dan mengambil sampel batuan, tanah, atau bahkan cairan.  Rover adalah perangkat yang dirancang untuk bergerak melintasi permukaan padat sebuah planet atau benda langit lainnya (seperti Mars). Karena para ilmuwan belum bisa pergi ke Mars sendiri saat ini, mereka harus bergantung pada ahli geologi robot – yaitu rover – untuk menganalisis batuan dan tanah, serta mengumpulkan data untuk mereka. 

Saat ini, wahana penjelajah Perseverance sedang menyelesaikan Misi Mars 2020 NASA dan akan mengumpulkan sampel batuan dan tanah untuk kemungkinan dikembalikan ke Bumi. Untuk menjalankan tugasnya, rover Perseverance membawa sejumlah sensor dan instrumen ilmiah yang akan menganalisis batuan dan tanah di permukaan Mars serta melakukan tugas dan penelitian penting lainnya. Untuk informasi lebih lanjut mengenai Misi Mars 2020 dan detail fitur-fitur Rover Perseverance, lihat situs web Ikhtisar Misi Mars 2020 NASA.

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 “Merasakan, Berpikir, Bertindak”.

Pada Unit ini, Code Base akan menggunakan Sensor Mata untuk mendeteksi warna cakram yang diambil oleh Elektromagnet. Baik Sensor Mata maupun Elektromagnet adalah sensor yang memungkinkan basis Kode untuk berinteraksi dengan lingkungannya dan menjalankan siklus pengambilan keputusan Merasakan, Berpikir, dan Bertindak.  Dalam proyek yang dibuat siswa, Elektromagnet akan mengambil Disk dan Sensor Mata akan Mendeteksi warna Disk, kemudian perintah VEXcode GO akan Berpikir untuk membuat keputusan berdasarkan warna Disk yang terdeteksi. Kemudian, Basis Kode akan bertindak dengan menuju ke lokasi yang ditentukan dan menjatuhkan Disk berdasarkan warna yang terdeteksi.

Apakah itu Elektromagnet? 

Elektromagnet adalah jenis magnet yang menghasilkan medan magnet akibat arus listrik. Elektromagnet VEX GO dapat mengambil dan meletakkan Disk yang berisi inti logam. Basis Kode - Rakitan Mata + Elektromagnet memiliki Elektromagnet di bagian depan robot.

 

Blok [Energize electromagnet] digunakan untuk 'meningkatkan' dan 'menurunkan' Disk di VEXcode GO.

Pengaturan 'boost' memungkinkan Anda untuk mengambil Disk.

Pengaturan 'drop' memungkinkan Anda untuk melepaskan Disk.

Untuk informasi lebih lanjut tentang penggunaan Elektromagnet, lihat Pemrograman dengan Elektromagnet VEX GO di Perpustakaan VEX. 

Apa itu Sensor Mata?

Sensor Mata adalah sensor yang dapat menentukan tiga hal - keberadaan suatu objek, warnanya, dan kecerahan objek atau permukaan tersebut. Pada basis kode - Eye + Electromagnet build, Sensor Mata terletak di belakang Elektromagnet, dan mengarah ke bawah. Hal ini memungkinkan Sensor Mata untuk mendeteksi warna Disk sehingga dapat dipilah berdasarkan warna. Untuk informasi lebih lanjut mengenai berbagai penggunaan Sensor Mata, lihat Artikel Pustaka VEX Pemrograman dengan Sensor Mata VEX GO.

Data yang dilaporkan oleh Sensor Mata dapat dilihat di Konsol Monitor, yang menawarkan kepada siswa representasi visual tentang apa yang 'dilihat' oleh robot, dan dapat digunakan untuk membantu mereka menghubungkan antara sensor dan perilaku robot. Untuk informasi lebih lanjut tentang penggunaan Monitor Console di VEXcode GO, lihat artikel VEX Library ini.

Disk VEX GO

Disk yang akan digunakan dalam Unit ini tersedia dalam tiga warna berbeda: hijau, merah, dan biru. Cakram tersebut memiliki inti logam dan dapat digunakan dengan elektromagnet. Disk tersebut juga dapat digunakan dengan Sensor Mata untuk deteksi warna dan objek. Untuk informasi lebih lanjut mengenai Elektromagnet atau Disk, lihat Poster Komponen Interaktif yang tertaut di Perpustakaan VEX.

Penguraian

Dekomposisi melibatkan pemecahan masalah kompleks menjadi perilaku-perilaku yang lebih mudah dikelola dan dipahami. Memecah masalah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil berarti setiap bagian dapat diperiksa secara lebih detail dan diselesaikan dengan lebih mudah. Sebagai contoh, jika seorang siswa ingin robotnya bergerak dalam bentuk persegi, mereka perlu memecah perintah tersebut menjadi perintah yang lebih kecil. Memperbaiki proses penguraian perintah sangat penting untuk dipraktikkan oleh siswa, karena mereka mungkin tidak dapat menguraikan perintah tersebut menjadi komponen yang lebih kecil pada awalnya:

Kode semu

Pseudocode adalah notasi singkat untuk pengkodean yang menggabungkan deskripsi verbal dan tertulis dari kode tersebut.

Seringkali, siswa dapat "menebak dan memeriksa" untuk menemukan solusi. Namun, hal ini tidak menghasilkan pemahaman konseptual tentang konsep-konsep pengkodean. Penulisan pseudocode membantu siswa untuk melampaui pemahaman pemrograman tingkat permukaan, menuju pemahaman yang lebih konseptual. Pseudocode mengharuskan siswa untuk berpikir secara konseptual tentang solusi pengkodean mereka sebelum mereka mulai melakukan pengkodean. Guru sebaiknya mendiskusikan pseudocode dengan siswa dengan mengajukan pertanyaan kepada siswa:

• Apa yang ingin mereka capai melalui proyek mereka?
• Bagaimana Anda akan menjabarkan maksud atau tujuan proyek ke dalam pernyataan-pernyataan singkat dan spesifik?

Dalam contoh ini, jika siswa diminta untuk membuat pseudocode agar robot bergerak maju, mendeteksi dinding, berbelok ke kanan, dan kemudian bergerak maju lagi, maka pseudocode-nya adalah sebagai berikut:

1. Gerakkan robot ke depan hingga jaraknya 50 mm dari dinding.
2. Hentikan robotnya
3. Putar robot 90 derajat
4. Hentikan robotnya
5. Maju sejauh 600 mm 

Setelah pseudocode dibuat, siswa kemudian akan membuat kode untuk menginstruksikan robot tentang cara menyelesaikan setiap langkah pseudocode mereka dengan sukses. Untuk informasi lebih lanjut tentang cara bekerja dengan pseudocode, lihat Tutorial Pseudocode di VEXcode GO.

Apa itu VEXcode GO?

VEXcode GO adalah lingkungan pemrograman yang digunakan untuk berkomunikasi dengan robot VEX GO. Para siswa menggunakan antarmuka seret dan lepas untuk membuat proyek VEXcode GO yang mengontrol aksi robot mereka. Tujuan setiap blok dapat diidentifikasi menggunakan petunjuk visual seperti bentuk, warna, dan labelnya. Untuk informasi lebih lanjut tentang cara bekerja dengan VEXcode GO, lihat Bagian VEXcode GO di Pustaka VEX.

Blok-blok di VEXcode GO mewakili perintah robot yang digunakan untuk membuat proyek di VEXcode GO. Berikut adalah daftar blok utama yang digunakan selama Unit ini. Untuk informasi lebih lanjut mengenai bentuk blok dan artinya, artikel Memahami Bentuk Blok di Pustaka VEXcode GO VEX. Anda dapat menemukan informasi tambahan tentang My Blocks dan cara menggunakannya dalam sebuah proyek di artikel Menggunakan My Blocks di VEXcode GO VEX Library. 

Bagaimana cara kerja My Blocks?

Blok Saya digunakan untuk membuat rangkaian blok yang dapat digunakan berkali-kali sepanjang proyek. Daripada membuat ulang urutan yang sama setiap kali, akan lebih mudah untuk mengelompokkan urutan blok menjadi satu blok tunggal. Dengan membuat My Block, Anda hanya perlu membuat urutan tersebut sekali, dan kemudian Anda dapat menggunakannya kembali. Hal ini dapat membantu memecah proyek yang lebih panjang agar lebih mudah dikerjakan. Tonton video di bawah ini untuk melihat cara menggunakan My Blocks dalam sebuah proyek. Video tutorial berikut dapat ditemukan di VEXcode GO dan menunjukkan cara menggunakan My Blocks dalam sebuah proyek. Video ini juga disematkan di Lab 4 sehingga Anda dapat membagikannya kepada siswa Anda. (Anda dan siswa Anda dapat mengakses video ini, dan semua Tutorial VEXcode GO, kapan saja di VEXcode GO.)

Untuk informasi lebih lanjut tentang penggunaan My Blocks, lihat artikel Menggunakan My blocks di VEXcode GO VEX Library.

Persiapan Menghadapi Tantangan Terbuka di Unit Ini

Pada 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 kegiatan Lab. Berikut beberapa saran untuk membantu siswa saat mereka bereksperimen dengan proyek mereka: 

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

Pemecahan Masalah Siswa

• Jelaskan Masalahnya
  • Mintalah siswa untuk menjelaskan apa yang salah. Siswa harus mampu menghubungkan kesalahan tersebut kembali ke tujuan bersama atau tantangan yang sedang dihadapi.
    • Bagaimana perkembangan basis kode 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 Project Stepping di VEXcode GO. Petunjuk visual yang disediakan dengan fitur Project Stepping dapat digunakan untuk membantu siswa memecahkan masalah proyek mereka dengan kemampuan untuk melihat blok-blok yang dieksekusi satu per satu. Ini akan memberi mereka 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 GO VEX Library. 
• Lakukan & Pengeditan Uji Coba
  • Saat siswa menemukan kesalahan, mereka harus 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.
    • Kesalahan apa yang terjadi? Pelajaran apa yang kamu dapatkan dari kesalahan ini? Bagaimana hal ini dapat membantu Anda saat melakukan pengkodean Basis Kode 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 untuk belajar kapan dan bagaimana untuk gigih dan juga kapan harus meminta bantuan.³ 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 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.”⁴

Bantu siswa untuk 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 tersebut. Mintalah siswa menjelaskan tujuan proyek mereka kepada Anda, lalu tanyakan apa saja 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.

Praktikum 3 dan 4 dari Unit ini mencakup aktivitas yang dirancang untuk bersifat eksploratif dan akan meminta siswa Anda untuk gigih dalam memecahkan suatu tantangan. Siswa perlu mengubah parameter di blok Drivetrain dan membuat My Blocks untuk mengumpulkan dan mendistribusikan Disk ke berbagai area berdasarkan warnanya. Mungkin diperlukan beberapa iterasi proyek mereka untuk mengumpulkan dan menyortir Disk tersebut. Gunakan saran-saran yang diuraikan dalam bagian ini untuk mempersiapkan siswa menghadapi proses coba-coba, dan untuk membantu mereka mengatasi masalah dalam proyek mereka guna mencapai tujuan tantangan. Bagian Fasilitasi dari Play Part 1 dan 2 berisi dukungan instruksional tambahan untuk membimbing siswa melalui tantangan Lab ini. Memiliki rencana tentang bagaimana Anda akan memberikan dukungan untuk pemecahan masalah dan proses coba-coba yang dibutuhkan dalam Lab ini dapat membantu Anda memenuhi kebutuhan individual siswa Anda.

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

---

¹ NASA, Ikhtisar Misi Mars 2020, https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/overview/, 2021.
² Hattie, John, dan Shirley Clarke. Pembelajaran yang Terlihat: Umpan Balik. Routledge, Taylor & Francis Group, 2019.
³ Ibid.
⁴ Ibid, hlm. 121