Contesto
Il Trova l'Insetto! L'unità STEM Lab offre a te e ai tuoi studenti un modo per parlare e risolvere i progetti quando il robot 123 non fa ciò che era destinato a fare. Gli studenti apprenderanno il concetto di bug nel loro codice e lavoreranno attraverso un processo di debug per identificare, trovare e correggere il bug in vari progetti. Questo processo di debug offre agli studenti strategie per risolvere i problemi da soli quando incontrano sfide di codifica con il robot 123.
Cos'è un bug?
Un bug è un errore in un progetto di codifica che fa sì che il robot esegua comportamenti diversi da quelli previsti. Come si verificano gli insetti? Per fare in modo che un robot esegua un'azione, viene utilizzato un linguaggio di programmazione o un insieme di regole in cui i simboli rappresentano azioni. In questa Unità, le schede Codificatore e Codificatore sono il linguaggio di programmazione per il Robot 123. Ogni scheda Coder è un comando, che corrisponde a un comportamento del robot definito dal linguaggio di programmazione. Ad esempio, una scheda codificatore "Drive 1" (comando) fa avanzare il robot 123 di 1 passo (comportamento).
Se quelle schede Coder non sono precise con precisione (girare a sinistra invece di girare a destra, ad esempio), i comportamenti del robot non corrisponderanno alle nostre aspettative. Per modificare i comportamenti del Robot 123, cambiamo i comandi, o le schede Coder, che sono nel nostro progetto. Mentre gli studenti parlano di bug e debug in tutta l'Unità, aiutali a costruire la connessione tra il comportamento del robot e i comandi della scheda Coder che costituiscono il suo linguaggio di programmazione.
I robot fanno solo esattamente ciò che diciamo loro di fare, quindi il nostro codice deve essere preciso e accurato. Un'attenta pianificazione del progetto può aiutare a prevenire i bug, tuttavia, il debug è una parte comune della codifica e i bug sono prevedibili. Gli studenti raramente ottengono il loro progetto completamente corretto al primo tentativo, quindi trovare e correggere i bug sarà un'esperienza di apprendimento frequente poiché gli studenti codificano i loro 123 robot per fare cose diverse.
Al fine di identificare se esiste o meno un bug in un progetto, gli studenti devono sapere qual è l'obiettivo del progetto in modo da poter confrontare il comportamento previsto con il comportamento effettivo del robot quando il progetto viene eseguito. Nel Trova un Insetto! Unità STEM Lab, le animazioni del comportamento previsto del Robot 123 possono essere utilizzate per aiutare a stabilire questo obiettivo condiviso con gli studenti. Possono guardare come dovrebbe muoversi il robot, quindi tracciare quel percorso sulla propria tessera o pronunciare il percorso ad alta voce. Prendersi un momento per rivedere l'obiettivo del progetto prima di iniziare il processo di debug, garantirà che gli studenti siano tutti sulla stessa lunghezza d'onda su ciò che il robot dovrebbe fare, in modo che possano facilmente identificare se il comportamento è diverso.
Come si esegue il debug di un progetto?
Il debug è il processo di identificazione, ricerca e correzione di un bug in un progetto per far sì che il Robot 123 si comporti come previsto. Con una chiara idea dell'obiettivo del progetto, gli studenti possono seguire un processo in tre fasi per identificare che si sta verificando un comportamento imprevisto, trovare le schede Coder nel progetto che fanno sì che si verifichi quel comportamento imprevisto e correggere il codice per utilizzare una o più schede Coder diverse per far sì che il robot si comporti come previsto.
Che aspetto ha in un'aula? Con i tuoi studenti, vuoi prima ribadire l'obiettivo del progetto prima che gli studenti eseguano il loro codice con il Robot 123 per essere sicuri di sapere quale sia il comportamento previsto.
- Identificare – Per identificare il bug, gli studenti dovrebbero guardare
il robot 123 mentre il progetto è in corso. Quando vedono il robot muoversi in un modo diverso da quello
che si aspettavano, possono avvisare il loro gruppo o l'insegnante che c'è un bug. Gli studenti dovrebbero
quindi spiegare cosa è andato storto – come "il robot dovrebbe girare a sinistra", ma ha girato a destra;
o "deve guidare solo 1 passo, ma ha guidato 2". Assicurati che tutti i membri del gruppo concordino su
quale sia il problema, prima di passare alla fase successiva del processo.
- Se ci sono più bug nel progetto, inizia con il primo che si verifica. Seguire il processo di debug separatamente per ogni bug rilevato.
- Trova – Successivamente, gli studenti dovrebbero guardare il loro progetto, per
scoprire quale scheda Coder sta causando il comportamento inaspettato. Gli studenti possono
essere in grado di leggere o utilizzare le icone sulle schede Coder per cercare parole chiave come
"sinistra" o "destra" o numeri come "1" o "2" per identificare rapidamente il bug nel progetto. Potrebbe
essere necessario eseguire il progetto per trovare il bug: ricorda agli studenti che la scheda Coder in
esecuzione sul robot 123 verrà evidenziata con una luce verde sul codificatore.
- Il pulsante Passo sul Codificatore è uno strumento utile per trovare il bug nel progetto, in quanto consente agli studenti di rallentare l'esecuzione del progetto, in modo che il Robot 123 esegua ciascuna scheda del Codificatore una alla volta, ad ogni pressione del pulsante Passo. In questo modo gli studenti possono vedere più facilmente quale scheda Coder viene eseguita quando si verifica il comportamento imprevisto, in modo che possano trovare il bug nel progetto. Nel Laboratorio 2, gli studenti utilizzeranno il pulsante Step come parte del processo di debug. Per ulteriori informazioni su come passare attraverso un progetto con il codificatore, consultare questo articolo della libreria STEM.
- Correzione – Infine, gli studenti dovrebbero correggere il progetto modificando la scheda Coder con bug per una che farà sì che si verifichi il comportamento previsto. Ad esempio, se il robot doveva girare a destra anziché a sinistra, la scheda "Gira a destra" dovrebbe sostituire la scheda Codificatore "Gira a sinistra" nel progetto. Una volta che la correzione è in atto, gli studenti dovrebbero eseguire nuovamente il progetto e guardare il robot e Coder per vedere se hanno risolto correttamente il bug. Se necessario, ripetere il processo di debug.
È importante ricordare che gli studenti potrebbero non correggere correttamente il bug al primo tentativo, e questo va bene. Il debug è un processo di risoluzione dei problemi in cui si impegnano ogni volta che codificano i loro robot, quindi dovrebbe diventare qualcosa in cui gli studenti si sentono a proprio agio, con una crescente indipendenza.
Segnali visivi integrati in VEX 123 per supportare il debug
Ci sono funzionalità integrate in VEX 123 per offrire un feedback visivo mentre gli studenti stanno costruendo e gestendo i loro progetti. Quando si utilizzano i pulsanti Touch, il pulsante "Start" si illumina del colore del pulsante premuto, per mostrare che il comando è stato immesso. Quando si utilizza il codificatore, la funzione di evidenziazione può fornire un prezioso feedback su come viene eseguito il progetto. Quando un progetto viene eseguito dall'inizio alla fine utilizzando il pulsante "Start", l'evidenziazione si illuminerà di verde accanto alla scheda Coder che viene eseguita dal Robot 123, come mostrato nell'animazione seguente. Questo ulteriore segnale visivo può aiutare gli studenti a collegare il comportamento del robot al comando della scheda Coder nel linguaggio di programmazione in modo concreto.
Quando si utilizza il pulsante "Step", come nel Laboratorio 2, il progetto viene eseguito una scheda Coder alla volta. L'evidenziazione continuerà a brillare di verde accanto alla scheda Coder in esecuzione e si illuminerà di giallo accanto alla successiva scheda Coder da eseguire nel progetto, come mostrato nell'animazione seguente.
L'aggiunta dell'evidenziazione gialla per indicare quale scheda Coder è la prossima offre non solo un prezioso spunto visivo per gli studenti, ma un'opportunità di previsione e conversazione. Mentre passano attraverso un progetto, gli studenti possono dedicare un momento a prevedere quale comportamento farà il Robot 123 prima che venga eseguita ogni scheda Coder. Mentre osservano il comportamento del robot, possono quindi confrontare il comportamento effettivo con il loro comportamento previsto e possono impegnarsi insieme nel debugging. Se gli studenti hanno previsioni diverse, questo può essere un momento di apprendimento prezioso in quanto parlano del motivo per cui pensano che si verificheranno determinati comportamenti e di come tali comportamenti siano collegati alle schede Coder nel progetto.
Promuovere una cultura positiva in classe per quanto riguarda il debug
Avere una cultura della classe più ampia che inquadra gli errori come produttivi, non punitivi, è
incredibilmente importante se vogliamo che gli studenti siano veramente coinvolti nel test del progetto e
nel processo di debug. Se stanno cercando di nascondere gli errori o hanno paura di parlare attraverso la
loro logica con gli altri, il processo di debug sarà molto più difficile e meno utile per l'apprendimento. I
bug in un progetto di codifica sono una meravigliosa opportunità per imparare, impegnarsi nella risoluzione
dei problemi e lavorare in collaborazione con gli altri verso un obiettivo condiviso. Raramente gli studenti
codificano correttamente un intero progetto la prima volta, quindi il debug fa parte della natura iterativa
della codifica per chiunque impari l'informatica. 
Ci sono molti modi per farlo, dal celebrare gli errori con cose come un "Bug Museum" o una "Bug Hall of Fame"1 in cui studenti e insegnanti pubblicano errori di progetto e le loro correzioni su cui tutti possono riflettere. Gli insegnanti hanno premiato gli studenti per aver trovato gli insetti distribuendo giocattoli di plastica ogni volta che un bug veniva "annunciato" alla classe, rendendo il debug non solo necessario, ma divertente! Puoi chiedere agli studenti di disegnare o colorare i propri ritagli di bug di carta da utilizzare come indicatore che hanno un bug nel loro progetto. In questo modo i gruppi di studenti possono darti un segnale visivo che stanno eseguendo il debug, senza disturbare verbalmente gli altri studenti. Indipendentemente dal modo in cui scegli di annunciare un bug, la parte importante è celebrare il ritrovamento ed evidenziare la persistente risoluzione dei problemi che ha permesso agli studenti di risolverlo!
Il processo di debug in Trova il bug! L'unità STEM Lab può essere utilizzata con qualsiasi metodo di codifica: Touch, Coder o VEXcode 123. VEX 123 Printables può essere uno strumento utile per gli studenti da utilizzare mentre eseguono il debug del loro progetto. Ad esempio, quando si codifica con i pulsanti Touch, potrebbe essere utile per gli studenti utilizzare i file stampabili di pianificazione del progetto e di pianificazione del movimento da colorare, in modo che abbiano una rappresentazione visiva del loro progetto Touch da rivedere quando cercano di trovare il bug nel loro codice. Inoltre, i pulsanti Touch stampabili possono essere uno strumento utile per pianificare o risolvere un progetto, in quanto forniscono un elemento tangibile da manipolare mentre gli studenti capiscono come risolvere il loro progetto. Per ulteriori informazioni sull'adattamento di questa unità per altri metodi di codifica, vedere la pagina Metodi di codifica alternativi nella panoramica dell'unità.
Di quali schede Coder hai bisogno?
Di seguito è riportato un elenco delle principali schede Coder utilizzate durante questa Unità. Altre schede Coder necessarie per completare l'Unità sono elencate dopo la tabella. Consulta la sezione Configurazione dell'ambiente del Riepilogo in ciascun laboratorio per informazioni più dettagliate sull'organizzazione e la distribuzione delle schede Coder ai tuoi studenti.
| Carta | Comportamento | Esempio |
|---|---|---|
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Avvia il progetto quando viene premuto il pulsante "Start" sul codificatore. | |
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123 Il robot avanzerà per 1 lunghezza del robot o 1 quadrato sul campo 123. |  |
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123 Il robot avanzerà per 2 lunghezze del robot o 2 quadrati sul campo 123. |  |
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123 Il robot ruoterà in posizione di 90 gradi a sinistra. |  |
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123 Il robot ruoterà in posizione di 90 gradi a destra. |  |
Le schede Coder aggiuntive delle categorie Motion, Sound o Look possono essere utilizzate per offrire agli studenti ulteriori opportunità di debug durante i Laboratori. Per un elenco completo delle schede codificatrici e dei loro comportamenti, consultare l'articolo della guida di riferimento per le schede codificatrici VEX nella libreria STEM.
Strategie per l'insegnamento con il Codificatore in questa Unità
Il codificatore offre a studenti e insegnanti l'opportunità di interagire e condividere il codice in modo semplice e tangibile durante le attività di un laboratorio.
Supportare i pre-lettori o i lettori precoci — Le schede Coder sono progettate per supportare i pre-lettori, o i primi lettori, utilizzando le icone per rappresentare le parole della scheda stessa, in modo che gli studenti possano essenzialmente leggere le immagini, se non sono ancora in grado di leggere le parole. Incoraggia gli studenti a utilizzare queste immagini iconiche per aiutarli a costruire ed eseguire il debug dei loro progetti. Rafforzalo facendo riferimento alle immagini sulle schede Coder quando le nomini con gli studenti, come "La scheda Quando inizia 123 Coder, quella con la freccia verde, va sempre per prima".
Usa il codificatore come faresti con una lavagna — Una volta che le schede del codificatore vengono caricate nel codificatore, gli studenti possono alzare il loro codificatore per mostrare il loro codice, proprio come farebbero con una lavagna con una soluzione matematica. Durante il Find the Bug! STEM Lab Unit, questa strategia può essere utilizzata come mezzo per verificare che gli studenti abbiano ricreato accuratamente il codice intercettato per ogni attività di debug. Puoi vedere rapidamente e facilmente se vengono utilizzate le schede Coder corrette, se sono inserite nell'ordine appropriato e assicurarti che non siano capovolte o rovesciate. Puoi utilizzare i numeri su ogni slot per richiamare l'attenzione degli studenti su una parte particolare del loro codice, dicendo cose come "Controlla lo slot numero 2 per assicurarti che la tua scheda Coder sia inserita fino in fondo".
Risoluzione dei problemi con il codificatore
La codifica con le schede Coder e Coder richiede inevitabilmente un po 'di risoluzione dei problemi e debug. Sebbene questa sia una parte preziosa del processo di apprendimento, ecco alcune soluzioni ai problemi più comuni che potresti incontrare in questa unità:
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Le carte del codificatore cadono quando si sposta il codificatore — Quando gli studenti tengono in mano i loro codificatori con le carte del codificatore, ricorda loro di tenerlo dritto e di non inclinarlo lateralmente. Se inclinate a destra (o sul lato aperto del codificatore), le schede del codificatore possono cadere. Poiché sinistra e destra non sono sempre affidabili per i giovani studenti, incoraggiali a non inclinare il codificatore in nessuna direzione.
Le schede codificatrici cadono quando si sposta il codificatore -
Una scheda Coder è orientata in modo errato — Ricorda agli studenti di assicurarsi che le loro schede Coder siano inserite nell'orientamento corretto - con le parole e le immagini rivolte verso di loro e le immagini sulla destra (o sul lato aperto) del Coder. Se le carte sono capovolte o all'indietro, chiedi agli studenti di estrarle e reinserirle nella direzione corretta.
Scheda codificatore orientata in modo errato -
Uno slot per schede Coder visualizza una luce rossa durante l'esecuzione — Se una spia rossa appare accanto a una scheda Coder, la scheda Coder potrebbe non essere inserita completamente nello slot. Ricorda agli studenti di inserire completamente le schede Coder o di estrarle e reinserirle se ciò si verifica. Guarda l'animazione qui sotto per vedere un esempio di questo.
File video
Per ulteriori informazioni su come utilizzare il codificatore, consultare l'articolo Using the VEX 123 Coder Knowledge Base.