Robot Daur Ulang Berlari
Kotak Peralatan Guru
-
Tujuan Bagian Ini
Tujuan dari bagian Bermain adalah agar siswa dapat berlatih pemrograman dengan blok kode yang diperkenalkan di Laboratorium STEM Maju dan Mundur serta Berbelok, untuk menggerakkan robot di sepanjang jalur tertentu. Bagian ini berfokus pada kekhususan yang dibutuhkan dalam menerjemahkan ide menjadi tindakan bagi robot, dan bagaimana tindakan robot berbeda dari tindakan manusia. Dengan menggunakan skenario yang diberikan, siswa akan membuat kode dan menerapkan pembelajaran mereka ke dalam praktik saat mereka terlibat dalam pemecahan masalah, penalaran spasial, dan pemikiran komputasional.
Gambaran Umum
Siswa akan diminta untuk membuat proyek untuk skenario di mana robot digunakan untuk membantu pekerjaan di sekolah: mengumpulkan barang daur ulang dari ruang kelas di akhir hari. Untuk mencapai hal ini, siswa akan:
-
Bekerja sama dalam kelompok untuk memikirkan dan merancang jalur yang akan dilalui oleh "robot daur ulang" imajiner.
-
Terjemahkan alur mereka ke dalam langkah-langkah pengkodean spesifik menggunakan blok yang telah mereka pelajari sebelumnya.
-
Jalankan proyek mereka dan evaluasi apakah pengkodean mereka sesuai dengan hasil yang diinginkan.
Spesifikasi Pemrograman—Menerapkan desain ke dalam praktik
Manusia mampu membaca lingkungannya menggunakan kombinasi informasi sensorik, keputusan, kesimpulan, dan ingatan, yang semuanya memungkinkan kita untuk menciptakan peta mental yang sebagian besar bersifat kualitatif (berdasarkan deskripsi, bukan pengukuran). Namun, robot hanya dapat melakukan persis apa yang Anda perintahkan—dan hanya dapat melakukannya dengan benar—jika diberi instruksi spesifik dan kuantitatif (terukur). Instruksi-instruksi ini menciptakan perilaku robot: cara robot bertindak, yang berkisar dari dasar hingga kompleks, tergantung pada bagaimana robot tersebut dibangun atau diprogram.
Sebagai pengikut arahan yang ahli, semakin detail arahan Anda, semakin baik robot tersebut dapat mencapai tujuan Anda. Untuk mewujudkan hal ini, Anda, sebagai programmer, harus merancang rencana yang mencakup petunjuk beserta pengukuran. Petunjuk berbasis pengukuran ini menciptakan cetak biru yang dapat diikuti robot Anda.
Bayangkan Skenario Robot Pembantu...
Robot dapat membantu manusia melakukan pekerjaan dengan lebih efisien dan mudah. Sebagai contoh, bayangkan sebuah sekolah di mana setiap sore seseorang harus berkeliling ke semua ruang kelas untuk mengumpulkan barang-barang yang dapat didaur ulang. Meskipun seorang siswa atau guru dapat melakukan hal ini, itu akan mengurangi waktu yang dapat mereka gunakan untuk melakukan hal lain. Kami akan merancang rencana dan membuat proyek agar "Robot Daur Ulang" dapat mengambil alih tugas ini untuk kami. Robot tersebut akan mengunjungi beberapa ruang kelas, kemudian membawa barang daur ulang ke lokasi tertentu, dan kembali ke titik awal.
Dari mana harus memulai? Bagaimana proses desain dimulai…
Ketika arsitek diminta untuk membangun gedung baru, mereka tidak mengambil palu dan mulai memukul-mukul. Sebelum kontraktor atau pekerja konstruksi mulai menggunakan alat apa pun, para arsitek menghabiskan banyak waktu dan energi untuk membuat rencana bangunan tersebut. Mereka harus memikirkan tentang ruang dan bagaimana ruang-ruang tersebut terhubung dan berhubungan satu sama lain. Cara berpikir seperti ini disebut penalaran spasial.
Pertama, arsitek perlu mengetahui apa tujuan bangunan tersebut, dan bagaimana bangunan itu akan digunakan—fungsionalitasnya. Kemudian mereka memikirkan banyak sekali cara berbeda yang dapat mereka gunakan untuk mencapai fungsi tersebut, dan seperti apa bentuknya. Arsitek membuat sketsa, daftar, dan rencana desain yang menurut mereka mungkin berhasil. Mereka bekerja sama dengan pihak lain yang terlibat dalam pembangunan, dan rencana-rencana tersebut direvisi, dan akhirnya berubah menjadi cetak biru—arah spesifik dan terukur yang akan digunakan untuk membangun bangunan tertentu tersebut.
Ketika Anda mulai memikirkan rencana desain untuk robot, Anda akan memulainya dengan cara yang hampir sama. Pertama, Anda harus mengetahui fungsinya—apa yang Anda inginkan agar robot lakukan? Dalam hal ini, kami ingin robot tersebut membantu kami mengumpulkan barang daur ulang. Alat ini harus berkeliling sekolah dan mengambil barang-barang, jadi Anda perlu memikirkan ruang-ruang yang akan dilaluinya dan bagaimana lorong serta ruangan-ruangan tersebut terhubung satu sama lain. Selanjutnya, kita dapat memikirkan berbagai cara untuk memetakan jalur di sekitar sekolah Anda—menggunakan sketsa atau daftar untuk menunjukkan ide-ide Anda akan membantu orang lain yang bekerja dengan Anda untuk melihat dan lebih memahami pemikiran Anda. Kelompok Anda dapat mengambil ide dari beberapa rencana dan menggabungkannya menjadi satu. Kemudian, setelah kelompok Anda memutuskan rencana desain, Anda dapat membuat cetak biru—instruksi spesifik yang ingin Anda ikuti agar robot tersebut dapat melakukannya.
Kotak Peralatan Guru
-
Panduan Rutinitas Berpikir
Jika siswa membutuhkan bantuan lebih lanjut untuk memahami perilaku, ingatkan mereka bahwa robot hanya dapat melakukan persis seperti yang Anda perintahkan, dan hanya dapat melakukannya dengan benar, jika mereka diberi instruksi spesifik dan kuantitatif (terukur). Berikut beberapa contoh tugas:
-
Pikirkan kembali petunjuk yang Anda berikan kepada teman Anda selama bagian Jelajahi. Saat kamu berjalan menyusuri lorong, seberapa cepat kamu berjalan?
-
Anda menggunakan apa untuk bernavigasi? Apakah Anda mencari penanda lokasi, seperti ruang kelas guru tertentu, atau air mancur?
-
Jika Anda menempuh jalan yang sama dengan mata tertutup, apakah Anda mampu melakukannya?
Tujuan dari latihan-latihan ini adalah untuk membantu siswa memahami perbedaan antara proses yang dilakukan manusia dan robot. Manusia seringkali lebih bersifat kualitatif, sedangkan robot pada dasarnya bersifat kuantitatif. Penting untuk membimbing siswa dalam berpikir secara kuantitatif, baik untuk desain peta maupun pemrograman proyek.
Mendorong Diskusi
T: Merancang sebuah rencana mengharuskan Anda untuk memikirkan ruang dan bagaimana ruang-ruang tersebut terhubung dengan Anda dan satu sama lain. Ini disebut penalaran spasial atau pemikiran spasial. Apa saja bidang dan tugas lain yang Anda lakukan di mana Anda harus menggunakan penalaran spasial untuk mewujudkan sesuatu?
A: Siswa dapat memberikan berbagai macam tanggapan, dengan gagasan utamanya adalah bahwa ini adalah sesuatu yang kita lakukan secara rutin, kita hanya menyempurnakannya untuk keperluan pemrograman. Jika siswa pernah mematikan lampu kamar tidur mereka dan harus berjalan melintasi kamar menuju tempat tidur mereka dengan mengandalkan ingatan, mereka sedang menggunakan penalaran spasial. Anda bisa menggunakan aplikasi seperti Google Maps yang memberikan banyak detail dan spesifikasi untuk memastikan Anda mengikuti jalur yang telah ditentukan.
Q: Diskusikan beberapa strategi untuk merancang dan menggambar rencana atau peta bersama-sama. Pikirkan bagaimana peran individu dalam tim akan dimanfaatkan untuk melakukan hal ini secara efektif dan efisien.
A: Siswa dapat merujuk kembali pada strategi pengambilan keputusan kolaboratif, serta menugaskan tugas kepada peran spesifik dalam kelompok.
Perluas Pembelajaran Anda Pemodelan Skala
-
Sebagai kegiatan tambahan matematika, mintalah kelompok siswa untuk benar-benar mengukur jarak antara beberapa kelas yang berdekatan. Kemudian coba cari faktor umum yang dapat Anda kurangi untuk membuat model skala sebenarnya, dan sebagainya. Tanyakan kepada siswa, “Dengan berapa kalian perlu mengalikan parameter-parameter ini agar jalur robot ini dapat berfungsi di sekolah kita?”