Eksplorasi Laboratorium 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 mengemudi di jalur yang ditentukan. Klik salah satu tautan berikut untuk melihat garis besar kegiatan ini (Google Doc/.docx/.pdf). -
Peran Eksplorasi Siswa
Atur siswa ke dalam kelompok sebelum memulai eksplorasi. Siswa dapat dikelompokkan menjadi dua hingga empat orang saat berpartisipasi dalam kegiatan eksplorasi. Setiap siswa harus mengambil 1 (atau lebih) peran. Peran untuk pengalaman tersebut adalah: Pembangun, Pemrogram, Pengemudi, dan Perekam. Untuk informasi lebih lanjut tentang peran dan kiat serta rubrik kolaborasi, salah tautan berikut (Google Doc/.docx/.pdf).
Pembangun di setiap kelompok harus mendapatkan perangkat keras yang dibutuhkan. Juru Rekam harus mendapatkan buku catatan teknik kelompok tersebut. Programmer harus membuka VEXcode IQ.
| Kuantitas | Bahan-bahan yang Dibutuhkan |
|---|---|
| 1 |
Robot Autopilot |
| 1 |
Baterai Robot Terisi Penuh |
| 1 |
VEXcode IQ |
| 1 |
Kabel USB (jika menggunakan komputer) |
| 1 |
Buku Catatan Teknik |
| 1 |
Kertas Besar untuk Pemetaan |
| 1 |
Penanda |
| 1 per kelompok |
Balok yang digunakan sebagai penghalang (opsional) |
Desain Kotak Peralatan Guru
-
Tujuan dari lab STEM ini adalah untuk menerapkan prinsip menggerakkan dan memutar balok untuk menyelesaikan masalah di dunia nyata. Untuk mencapai tujuan ini, para siswa harus merancang jalur yang akan dilalui robot.
- Bagilah kelas ke dalam beberapa kelompok—setiap anggota kelompok harus memilih setidaknya 1 peran untuk dijalankan dalam pengalaman tersebut.
- Sebagai kegiatan kelas, tinjau kembali secara singkat masalah dan persyaratan, pedoman, serta satuan yang telah kalian definisikan bersama.
- Berikan waktu 5-10 menit kepada siswa untuk membuat sketsa jalur yang dirancang untuk dilalui robot di buku catatan teknik mereka.
- Saat setiap kelompok menyelesaikan desain, Anda harus memeriksanya untuk memastikan desain tersebut memenuhi persyaratan yang diperlukan dan siap untuk dipindahkan ke kertas berukuran besar.
- Pindahkan peta ke kertas besar agar robot dapat bergerak di atasnya. (Gunakan penggaris dan pastikan untuk melakukan pengukuran pada peta yang sesuai dengan satuan/parameter yang telah disepakati.)
- Saat setiap kelompok menyelesaikan peta skala besar, Anda harus memeriksanya untuk memastikan peta tersebut memenuhi persyaratan dan siap untuk dikodekan.
Sebelum siswa mulai memprogram, mereka perlu menentukan dan membuat sketsa desain yang memenuhi persyaratan yang tercantum di atas (dan persyaratan tambahan dari guru). Selama fase desain, lakukan peninjauan untuk memastikan bahwa setiap anggota kelompok terlibat dalam proses ini, dan bekerja sesuai dengan peran masing-masing dalam kelompok. Catat setiap masalah yang dapat diatasi sejak dini selama proses desain, agar siswa dapat menulis program yang sukses.
Misalnya:
Apa saja 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, membuat rencana dalam skala yang lebih kecil tetap membutuhkan ketelitian. Untuk melakukan hal ini, setiap rencana dan proyek harus mencakup hal-hal berikut:
-
Ruang kelas Anda adalah "markas besar", tempat semuanya akan dimulai dan kembali.
-
Robot tersebut harus masuk dan keluar dari 3 ruang kelas.
-
Proyek tersebut harus mencakup empat perintah: maju, mundur, belok kiri, dan belok kanan. (Proyek yang sukses akan mencakup beberapa perintah dari masing-masing kategori ini.)
-
Indikator bahwa sampah daur ulang telah diambil (yaitu Sentuh LED menyala; tunggu 3 detik; dan seterusnya.)
Saat kelompok Anda mengerjakan rencana desain bersama, Pembangun dan Pencatat harus memastikan bahwa semua persyaratan ini dipenuhi oleh jalur yang Anda rancang.
Tips untuk Guru
-
Seberapa Jauh Itu?—Mendefinisikan Jarak Bersama
Jika Anda mencari cara untuk menyederhanakan proses desain, mendefinisikan 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 spesifikasi yang dibutuhkan, tetapi juga akan membantu mempercepat fase desain dan menghindari kebingungan siswa terkait pengukuran. Anda dapat melakukan brainstorming ini sebelumnya, atau bersama-sama dengan kelas jika waktu memungkinkan. (Klik salah satu tautan berikut untuk melihat bagan “satuan parameter yang disarankan” (Google Doc/.docx/.pdf).) Jaga agar tetap terlihat sehingga mudah dirujuk oleh siswa saat mereka mengerjakan tugas.
-
-
Menyoroti Peran dalam Aksi
Meskipun setiap siswa dalam kelompok harus ikut serta dalam perencanaan, Pencatat harus memiliki draf akhir dari desain untuk kelompok tersebut. Saat siswa bekerja, Anda mungkin ingin menunjukkan kekuatan perekam dalam membuat rencana desain yang akurat, dan menanyakan kepada anggota tim lainnya bagaimana mereka dapat membantu, sesuai dengan peran mereka. Sebagai contoh, Pembangun dan Pemrogram mungkin ingin memberi label dan melacak pengukuran serta langkah-langkah yang telah digambar oleh Perekam, sementara Pengemudi akan memikirkan arah dan sudut belok.
Tips untuk Guru
-
Ajukan Pertanyaan untuk Memberikan Umpan Balik
Saat siswa berkonsultasi dengan Anda tentang peta mereka, cobalah untuk menyampaikan umpan balik Anda dalam bentuk pertanyaan, alih-alih memberikan solusi. Mengajukan pertanyaan seperti, "Anda hanya memiliki dua pemberhentian, di mana Anda dapat menambahkan yang ketiga?" atau "Bagaimana robot Anda melewati rintangan?" atau "Ke arah mana robot ini bergerak?" memungkinkan siswa untuk melatih keterampilan berpikir kritis, dan untuk mempertahankan kendali atas pemecahan masalah
Langkah 1: Merancang Solusi—Pemikiran Spasial dalam Praktik
Setelah mengetahui persyaratan dan parameternya, buatlah sketsa peta di buku catatan teknik Anda untuk menunjukkan tiga pemberhentian yang akan dilakukan robot Anda untuk mengambil sampah daur ulang di sekolah.
- Pastikan untuk menandai titik awal dan akhir, serta beri label pada ruang kelas atau tempat-tempat yang penting.
- Gunakan panah untuk menunjukkan arah dan urutan pergerakan robot.
- Gunakan contoh sketsa sebagai panduan. Ingat, ini adalah sebuah rencana, jadi tidak perlu persis sama, tetapi Anda mungkin ingin menambahkan catatan atau pengingat untuk diri sendiri guna membantu saat Anda mulai membuat kode.
- Laporkan kepada guru Anda setelah Anda menyelesaikan peta di buku catatan Anda. Pencatat harus memiliki versi final untuk dibagikan kepada guru, dan untuk dijadikan dasar pembuatan peta besar Anda.
- Setelah guru Anda menyetujui peta sketsa Anda, gunakan kertas besar, spidol, dan penggaris untuk memindahkan peta tersebut ke skala yang lebih besar agar robot dapat melaju di atasnya. Ingatlah untuk mengukur jarak yang Anda gambar agar sesuai dengan parameter dan satuan yang telah dibahas. Dengan begitu, kode Anda akan sesuai dengan peta Anda, untuk membantu robot Anda mengemudi dengan sukses.
Memicu Diskusi
-
Mengartikulasikan Pemikiran Anda
Q: Pikirkan tentang rencana yang Anda buat, mengapa Anda memilih untuk pindah ke tempat-tempat tersebut dalam urutan itu? Faktor apa saja yang Anda pertimbangkan saat membuat pilihan tentang ke mana Anda akan pergi? (Mahasiswa dapat menjawab pertanyaan ini secara tertulis di buku catatan teknik mereka, atau hanya dalam diskusi lisan, jika waktu memungkinkan.)
A: Jawaban akan bervariasi, tetapi mungkin mencakup hal-hal seperti siapa yang memiliki data paling banyak atau paling sedikit untuk diambil, bagaimana cara menghindari rintangan sepenuhnya, apa yang akan menghasilkan 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 sangat penting agar dapat mengambil rencana kecil dan menerapkannya ke ruang yang lebih besar. Skala yang konsisten akan menjaga agar semua ruang ditempatkan secara setara satu sama lain.