Eksplorasi Lab STEM Terbuka: Desain
Kotak Peralatan Guru
-
Garis Besar Aktivitas
Eksplorasi ini akan memungkinkan siswa untuk menerapkan perilaku pemrograman dasar yang telah mereka pelajari untuk menciptakan perilaku kompleks dalam mengendarai jalur tertentu. Klik salah satu tautan berikut untuk garis besar kegiatan ini (Google Doc/.docx/.pdf). -
Peran Eksplorasi Siswa
Atur siswa ke dalam kelompok sebelum memulai eksplorasi. Siswa dapat dibagi menjadi kelompok yang beranggotakan dua hingga empat siswa saat berpartisipasi dalam eksplorasi. Setiap siswa harus mengambil 1 (atau lebih) peran. Peran untuk pengalaman adalah: Pembangun, Programmer, Pengemudi, dan Perekam. Untuk informasi lebih lanjut tentang peran dan kiat kolaborasi serta rubrik, klik salah satu tautan berikut (Google Doc/.docx/.pdf).
Pembangun di setiap kelompok harus mendapatkan perangkat keras yang dibutuhkan. Perekam harus mendapatkan buku catatan teknik kelompok. Programmer harus membuka VEXcode IQ.
| Kuantitas | Bahan-bahan yang Dibutuhkan |
|---|---|
| 1 |
Robot Autopilot |
| 1 |
Baterai Robot Terisi |
| 1 |
Kode VEX IQ |
| 1 |
Kabel USB (jika menggunakan komputer) |
| 1 |
Buku Catatan Teknik |
| 1 |
Kertas Besar untuk Pemetaan |
| 1 |
Penanda |
| 1 per kelompok |
Blok untuk digunakan sebagai rintangan (opsional) |
Kotak Alat Guru
-
Desain
Tujuan dari lab STEM ini adalah untuk menerapkan gerakan untuk dan putaran untuk balok guna memecahkan masalah dunia nyata. Untuk mencapai tujuan ini, siswa harus mendesain lintasan yang akan dilalui robot.
- Bagilah kelas ke dalam kelompok-kelompok—setiap anggota kelompok harus memilih setidaknya 1 peran untuk dijalankan dalam pengalaman tersebut.
- Sebagai sebuah kelas, tinjaulah dengan cepat masalah dan persyaratan, pedoman, serta unit yang telah Anda tetapkan bersama.
- Berikan siswa waktu 5–10 menit untuk membuat sketsa lintasan yang dirancang bagi robot untuk bergerak di buku catatan teknik mereka.
- Saat setiap kelompok menyelesaikan suatu desain, Anda harus memeriksanya untuk memastikan desain tersebut memenuhi persyaratan yang diperlukan dan siap untuk dipindahkan ke kertas besar.
- Pindahkan peta ke kertas besar agar robot dapat berjalan. (Gunakan penggaris dan pastikan untuk melakukan pengukuran pada peta yang sesuai dengan unit/parameter yang disepakati.)
- Saat setiap kelompok menyelesaikan peta skala besar, Anda harus memeriksanya untuk memastikan peta tersebut memenuhi persyaratan dan siap untuk dikodekan.
Sebelum siswa memulai pemrograman, mereka perlu memutuskan dan membuat sketsa desain yang memenuhi persyaratan yang tercantum di atas (dan persyaratan tambahan guru). Selama fase desain, berkelilinglah untuk memastikan bahwa setiap anggota kelompok terlibat dalam proses ini, dan bekerja sesuai perannya dalam kelompok. Catat setiap masalah pemecahan masalah selama proses desain yang dapat diperbaiki sejak dini, agar siswa dapat menulis program yang sukses.
Misalnya:
Apa yang akan ada dalam proyek Anda?
Anda akan membuat rencana, atau cetak biru, untuk Robot Daur Ulang Anda dan kemudian membuat proyek untuk menjalankannya. Meskipun robot Anda tidak akan benar-benar berkeliling sekolah Anda, membuat rencana dalam skala yang lebih kecil tetap memerlukan ketelitian. Untuk melakukan hal ini, setiap rencana dan proyek harus mencakup hal berikut:
-
Ruang kelas Anda adalah “markas”, tempat Anda akan berangkat dan kembali.
-
Robot harus masuk dan keluar dari 3 ruang kelas
-
Proyek harus menyertakan empat perintah: melaju maju, melaju mundur, belok kiri, dan belok kanan. (Proyek yang sukses akan menyertakan beberapa dari masing-masing perintah ini.)
-
Indikator bahwa daur ulang telah dilakukan (yaitu LED sentuh menyala; tunggu 3 detik; dll.)
Saat kelompok Anda mengerjakan rencana desain bersama-sama, Pembangun dan Perekam harus memastikan bahwa semua persyaratan ini dipenuhi oleh jalur yang Anda rancang.
Tips Guru
-
Seberapa Jauh Itu?—Menentukan Jarak Bersama
Jika Anda mencari cara untuk menyederhanakan proses desain, menentukan beberapa parameter dengan siswa dapat membantu.Misalnya:
-
Masuk/keluar ruang kelas = 8 inci/203 mm
-
Lorong pendek = 12 inci/305 mm
-
Lorong panjang = 24 inci/610 mm
Hal ini tidak hanya akan memberikan contoh jenis kekhususan yang dibutuhkan, tetapi juga akan membantu fase desain bergerak maju dengan lebih mudah, dan menghindari kebingungan siswa mengenai pengukuran. Anda dapat melakukan curah pendapat mengenai hal ini terlebih dahulu, atau bersama-sama dengan kelas jika waktu memungkinkan. (Klik salah satu tautan berikut untuk bagan “unit parameter yang disarankan” (Google Doc/.docx/.pdf).) Simpanlah ini agar mudah dilihat oleh siswa untuk dijadikan referensi saat mereka bekerja.
-
-
Sorot Peran dalam Tindakan
Sementara setiap siswa dalam kelompok harus mengambil bagian dalam perencanaan, Perekam harus memiliki draf akhir desain untuk kelompok tersebut. Saat siswa bekerja, Anda mungkin ingin menunjukkan kekuatan perekam dalam membuat rencana desain yang akurat, dan bertanya kepada anggota tim lainnya bagaimana mereka dapat membantu, dalam peran mereka. Misalnya, Pembangun dan Programmer mungkin ingin memberi label dan mencatat pengukuran serta langkah yang telah digambar oleh Perekam, sementara Pengemudi akan memikirkan tentang arah dan sudut belok.
Tips Guru
-
Ajukan Pertanyaan untuk Memberikan Umpan Balik
Saat siswa menanyakan peta mereka kepada Anda, cobalah untuk memberikan masukan dalam bentuk pertanyaan, alih-alih memberikan solusi. Mengajukan pertanyaan seperti, "Kamu hanya punya dua pemberhentian, di mana kamu bisa menambahkan pemberhentian ketiga?" atau "Bagaimana robotmu melewati rintangan?" atau "Ke arah mana robot ini bergerak?" memungkinkan siswa untuk melatih keterampilan berpikir kritis, dan mempertahankan kendali atas pemecahan masalah
Langkah 1: Petakan Solusi—Pemikiran Spasial dalam Aksi
Sekarang setelah Anda mengetahui persyaratan dan parameternya, buatlah sketsa peta di buku catatan teknik Anda untuk menunjukkan tiga perhentian yang akan dilakukan robot Anda untuk mengambil daur ulang di sekolah.
- Pastikan untuk menandai titik awal dan akhir, dan beri label ruang kelas atau tempat yang penting.
- Gunakan tanda panah untuk menunjukkan arah dan urutan pergerakan robot.
- Gunakan sketsa contoh sebagai panduan. Ingat, ini adalah rencana, jadi tidak perlu persis, tetapi Anda mungkin ingin menambahkan catatan atau pengingat untuk diri sendiri guna membantu saat Anda mulai membuat kode.
- Konsultasikan dengan guru Anda ketika Anda telah menyelesaikan peta di buku catatan Anda. Perekam harus memiliki versi final untuk dibagikan kepada guru, dan sebagai dasar peta besar Anda.
- Ketika guru Anda menyetujui sketsa peta Anda, gunakan kertas besar, spidol, dan penggaris untuk memindahkan peta tersebut ke skala yang lebih besar agar robot dapat mengendarainya. Ingatlah untuk mengukur jarak yang Anda gambar agar sesuai dengan parameter dan satuan yang dibahas. Dengan cara itu, kode Anda akan cocok dengan peta Anda, untuk membantu robot Anda melaju dengan sukses.
Motivasi Diskusi
-
Sampaikan Pemikiran Anda
T: Pikirkan tentang rencana yang Anda buat, mengapa Anda memilih pindah ke tempat dalam urutan itu? Faktor apa saja yang Anda pertimbangkan saat memutuskan ke mana Anda hendak pergi? (Siswa dapat menjawab ini secara tertulis di buku catatan teknik mereka, atau hanya dalam diskusi lisan, jika waktu memungkinkan.)
J: Jawabannya akan bervariasi, tetapi dapat mencakup hal-hal seperti siapa yang akan memiliki barang terbanyak atau paling sedikit untuk diambil, bagaimana cara menghindari rintangan sepenuhnya, apa yang akan membuat kode terpendek, dll.
T: Mengapa menurut Anda memiliki skala yang konsisten penting untuk memindahkan rencana Anda dari buku catatan ke kertas yang lebih besar?
A: Skala penting untuk mengambil rencana kecil dan memindahkannya ke ruang yang lebih besar. Skala yang konsisten akan menjaga semua ruang ditempatkan secara merata dalam hubungannya satu dengan yang lain.