- 8～15歳 歳
- 45分～3時間15分
- 中級
説明
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学生は、ロボットが条件に基づいて動作し、ユーザー インターフェイス (UI) を作成するようにプログラムするように求められます。
主要な概念
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条件文のプログラミング
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ロボットの動作
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分析的思考
目的
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複数の手順で構築指示を適用し、VEX IQ Clawbot を組み立てて特定のタスクを完了します。
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プロジェクト内で条件付きプログラミング構造を使用する利点を特定します。
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[If then] ブロックと [If then else] ブロックがプログラム フローにどのように影響するかを特定します。
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ユーザー インターフェイス (UI) の種類を特定します。
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[If then else] ブロックの各分岐のブール条件を説明します。
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プロジェクトの設計に疑似コードを適用して、インターフェイスをプログラミングするためのアルゴリズムを整理します。
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条件付きプログラミングを適用して、ユーザーが 3 つのボタン インターフェイス (上矢印、下矢印、チェック) で Clawbot を制御してテーブルからアイテムを選択できるようにするという課題に対するソリューションを作成します。
必要な材料
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1 つ以上の VEX IQ スーパー キット
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アルミ缶、空の水筒、その他耐久性のある物体を持ち上げる
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エンジニアリングノート
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ストップウォッチまたは時間を追跡できるデバイス
ファシリテーションノート
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この STEM ラボを開始する前に、ビルドに必要なすべてのパーツが利用可能であることを確認してください。
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ユーザー インターフェイス チャレンジのレイアウトを測ってテープで固定するのに十分なスペースが教室にあることを確認してください。
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ロボットが正しく構成されていることを確認してください。 ロボットの構成が異なる場合は、VEXcode IQ の [ロボット構成] ビューで調整できます。
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複数の生徒が保存したプロジェクトを同じロボットにダウンロードする場合は、生徒に保存したプロジェクトの名前に自分のイニシャルを追加してもらいます (たとえば、「Forward and Backward_MW」)。 こうすることで、学生は他のプロジェクトではなく自分のプロジェクトを見つけて調整することができます。
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エンジニアリング ノートは、フォルダーまたはバインダーの中に罫線が入った紙と同じくらい単純なものにすることができます。 示されているノートブックは、VEX Robotics を通じて入手できる、より洗練された例です。
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学生は、フィードバック用のプロジェクトを作成する前に、疑似コードを教師と共有してフィードバックを得ることができます。
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Stem Lab の各セクションのおおよそのペースは次のとおりです: 探索 - 65 分、再生 - 45 分、適用 - 15 分、再考 - 65 分、知識 - 5 分。
学習をさらに進める
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多くの物理 (ボタン駆動) ユーザー インターフェイス (UI) は、グラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) に置き換えられました。 ボタン駆動の UI からアイコン駆動の GUI に移行した一般的に使用されるデバイス (キーパッド、電話、電卓、コンピューター) を生徒に調べてもらいます。 メリット/コストは何ですか?
教育基準
技術リテラシー (STL) の基準
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9.H モデリング、テスト、評価、および修正は、アイデアを実用的なソリューションに変換するために使用されます (再考)
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11.製品またはシステムを作成し、ソリューションを文書化します (再考)
次世代科学スタンダード (NGSS)
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HS-ETS1-2 現実世界の複雑な問題を、エンジニアリングを通じて解決できる、より小さく管理しやすい問題に分割することで、その解決策を設計します (プロジェクトの分解 - 再考)
コンピュータ サイエンス教師協会 (CSTA)
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1B-AP-10 シーケンス、イベント、ループ、条件文を含むプログラムを作成する (Play と Rethink)
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2-AP-10 フローチャートや疑似コードを使用してアルゴリズムとして複雑な問題に対処する (再考)
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2-AP-12 入れ子になったループや複合条件などの制御構造を組み合わせるプログラムを設計し、反復的に開発する (再考)
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2-AP-19 プログラムの追跡、テスト、デバッグを容易にするためにプログラムを文書化する (再考)
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3A-AP-13: 生徒の事前の知識と個人的な興味を活用して、アルゴリズムを使用して計算問題を解決するプロトタイプを作成します。
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3A-AP-16: 命令を開始するイベントを使用して、実用的な意図、個人的な表現、または社会問題に対処するための計算成果物を設計し、反復的に開発します。
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3A-AP-17: プロシージャ、モジュール、オブジェクトなどの構成要素を使用して、体系的な分析を通じて問題を小さなコンポーネントに分解します。
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3A-AP-22: 共同ツールを使用してチームの役割で作業する計算成果物を設計および開発します。
共通コア州基準 (CCSS)
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1B-AP-10 シーケンス、イベント、ループ、条件文を含むプログラムを作成する (Play と Rethink)
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2-AP-10 フローチャートや疑似コードを使用してアルゴリズムとして複雑な問題に対処する (再考)
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2-AP-12 入れ子になったループや複合条件などの制御構造を組み合わせるプログラムを設計し、反復的に開発する (再考)
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2-AP-19 プログラムの追跡、テスト、デバッグを容易にするためにプログラムを文書化する (再考)
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3A-AP-13: 生徒の事前の知識と個人的な興味を活用して、アルゴリズムを使用して計算問題を解決するプロトタイプを作成します。
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3A-AP-16: 命令を開始するイベントを使用して、実用的な意図、個人的な表現、または社会問題に対処するための計算成果物を設計し、反復的に開発します。
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3A-AP-17: プロシージャ、モジュール、オブジェクトなどの構成要素を使用して、体系的な分析を通じて問題を小さなコンポーネントに分解します。
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3A-AP-22: 共同ツールを使用してチームの役割で作業する計算成果物を設計および開発します。
テキサスの必須知識とスキル (TEKS)
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126.40.c.5.A 命令の適用、センサー データの収集、単純なタスクの実行など、ロボットを制御するアルゴリズムを開発します。
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126.40.c.5.C ロボットとの対話を提供するアルゴリズムを作成します。
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126.40.c.5.G ソリューションを開発する際には、意思決定戦略を適用します。
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126.40.c.3.G 最終的な設計とソリューションを文書化します。
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126.40.c.3.H 最終的な設計、テスト結果、およびソリューションを提示します。