교사 도구 상자
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이 섹션의 목적
Play 섹션의 목표는 학생들이 특정 경로를 따라 로봇을 운전하기 위해 Drive Forward, Reverse 및 Turning STEM Labs에 도입된 코드 블록을 사용하여 프로그래밍을 연습하는 것입니다. 이 섹션에서는 아이디어를 로봇의 행동으로 변환하는 데 필요한 특수성과 로봇 행동이 인간 행동과 어떻게 다른지에 중점을 둡니다. 주어진 시나리오를 사용하여 학생들은 문제 해결, 공간 추론 및 컴퓨팅 사고에 참여하면서 코드를 작성하고 학습한 내용을 실제로 실행하게 됩니다.
개요
학생들은 학교에서 일을 돕기 위해 로봇을 사용하는 시나리오에 대한 프로젝트를 만들도록 요청받게 됩니다. 즉, 하루가 끝나면 교실에서 재활용품을 수집하는 것입니다. 이를 달성하기 위해 학생들은 다음을 수행합니다.
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그룹으로 협력하여 가상의 "재활용 로봇"이 이동할 수 있는 경로를 생각하고 설계합니다.
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이전에 학습한 블록을 사용하여 경로를 특정 코딩 단계로 변환합니다.
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프로젝트를 실행에 옮기고 코딩이 원하는 결과와 일치하는지 평가합니다.
프로그래밍 특이성 - 디자인을 작업에 적용
인간은 감각 정보, 결정, 추론 및 기억의 조합을 사용하여 자신의 환경을 읽을 수 있으며, 이를 통해 우리는 대체로 질적인(측정이 아닌 설명을 기반으로 하는) 정신 지도를 만들 수 있습니다. 그러나 로봇은 구체적이고 정량적(측정 가능한) 지침이 제공되는 경우에만 사용자가 지시한 작업을 정확하게 수행할 수 있으며 올바르게 수행할 수 있습니다. 이러한 지침은 로봇의 작동 방식, 즉 로봇의 제작 또는 프로그래밍 방식에 따라 기본적인 것부터 복잡한 것까지 로봇이 작동하는 방식을 만듭니다.
전문적인 지시 추종자로서 지시 사항이 자세할수록 로봇이 목표를 더 잘 달성할 수 있습니다. 이를 달성하려면 프로그래머로서 측정 방향이 포함된 계획을 설계해야 합니다. 이러한 측정 기반 지침은 로봇이 따라야 할 청사진을 만듭니다.
로봇 도우미 시나리오를 상상해 보세요...
로봇은 인간이 보다 효율적이고 쉽게 작업을 수행하도록 도울 수 있습니다. 예를 들어, 매일 오후 누군가가 재활용품을 수집하기 위해 모든 교실을 돌아다녀야 하는 학교를 상상해 보십시오. 학생이나 교사가 이것을 할 수 있는 반면, 그렇게 하면 다른 일을 할 수 있는 시간이 줄어들 것입니다. 우리는 "재활용 로봇"이 이 작업을 대신 수행할 수 있도록 계획을 설계하고 프로젝트를 만들 예정입니다. 로봇은 여러 교실로 이동한 다음 재활용품을 특정 위치로 가져간 다음 처음으로 돌아옵니다.
어디서부터 시작해야 할까요? 디자인 프로세스가 시작되는 방법…
건축가가 새 건물을 지으라는 요청을 받았을 때, 그들은 망치를 들고 두드리기 시작하지 않습니다. 계약자나 건설 작업자가 도구를 선택하기 전에 건축가는 건물 계획을 세우는 데 많은 시간과 에너지를 소비합니다. 그들은 공간과 공간이 서로 어떻게 연결되고 연관되는지 생각해야 합니다. 이런 사고방식을 공간추론이라고 합니다.
첫째, 건축가는 건물의 목적이 무엇인지, 건물이 어떻게 사용될 것인지, 즉 기능성을 알아야 합니다. 그런 다음 해당 기능을 달성할 수 있는 매우 다양한 방법과 그것이 어떤 모습일지에 대해 생각합니다. 건축가는 효과가 있을 것으로 생각되는 스케치, 목록 및 설계 계획을 만듭니다. 그들은 건물에 관련된 다른 사람들과 협력하고, 그 계획은 수정되고 결국 청사진, 즉 특정 건물을 짓는 데 사용될 구체적이고 측정된 방향으로 전환됩니다.
로봇의 설계 계획을 생각하기 시작하면 거의 같은 방식으로 시작하게 됩니다. 먼저 기능을 알아야 합니다. 로봇이 무엇을 하길 원하는가? 이 경우 로봇이 재활용품 수집을 도와주기를 원합니다. 학교를 돌아다니며 물건을 집어들어야 하기 때문에 이동할 공간과 복도와 방이 어떻게 서로 연결되는지 생각해야 합니다. 다음으로, 학교 주변의 경로를 지도화하는 다양한 방법에 대해 생각해 볼 수 있습니다. 스케치나 목록을 사용하여 여러분의 아이디어를 보여주면 다른 사람들이 여러분의 생각을 보고 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다. 귀하의 그룹은 여러 계획에서 아이디어를 가져와 하나로 통합할 수 있습니다. 그런 다음 그룹에서 설계 계획을 결정하면 로봇이 따르기를 원하는 구체적인 지침인 청사진을 만들 수 있습니다.
교사 도구 상자
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비계적 사고 루틴
학생들이 행동을 이해하는 데 더 많은 도움이 필요한 경우 로봇은 교사가 지시한 대로만 정확히 수행할 수 있으며 구체적이고 정량적(측정 가능한) 지침이 제공되는 경우에만 올바르게 수행할 수 있다는 점을 상기시켜 주십시오. 다음은 작업의 몇 가지 예입니다.
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탐색 섹션에서 친구에게 지시한 내용을 생각해 보세요. 복도를 걸을 때 얼마나 빨리 가나요?
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무엇을 탐색합니까? 특정 선생님의 교실이나 분수대 같은 랜드마크를 찾으시나요?
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눈을 감고 같은 길을 여행한다면, 할 수 있을까요?
이 연습의 목표는 학생들이 인간 프로세스와 로봇 프로세스의 차이점을 이해하도록 돕는 것입니다. 인간은 종종 더 질적이지만 로봇은 본질적으로 양적입니다. 지도 디자인과 프로젝트 프로그래밍 모두에 대해 학생들이 정량적 단계에서 사고하도록 지도하는 것이 중요합니다.
토론에 동기를 부여
Q: 계획을 설계하려면 공간과 그 공간이 나와 서로 어떻게 연결되는지 생각해야 합니다. 이를 공간추론 또는 공간사고라고 합니다. 무언가를 실현하기 위해 공간적 추론을 사용해야 하는 다른 영역과 작업에는 어떤 것이 있나요?
A: 학생들은 이것이 우리가 정기적으로 하는 일이고 단지 프로그래밍 목적에 맞게 다듬는 것일 뿐이라는 가장 중요한 아이디어로 다양한 응답을 할 수 있습니다. 학생들이 침실 조명을 끄고 기억을 통해 방을 가로질러 침대로 이동해야 했던 경우, 그들은 공간 추론을 사용하고 있는 것입니다. 당신은 당신이 설정한 경로를 따라갈 수 있도록 많은 세부 사항과 구체성을 알려주는 Google 지도와 같은 것을 참조할 수 있습니다.
Q: 계획이나 지도를 설계하고 그리기 위한 몇 가지 전략을 함께 브레인스토밍하세요. 이를 효과적이고 효율적으로 수행하기 위해 팀의 개별 역할을 어떻게 활용할 것인지 생각해 보십시오.
A: 학생들은 그룹 내의 특정 역할에 과제를 할당하는 것뿐만 아니라 공동 의사 결정 전략을 다시 참조할 수 있습니다.
학습 확장
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규모 모델링
수학 확장 활동의 경우, 학생 그룹이 실제로 인접한 몇몇 교실 사이의 거리를 측정하게 합니다. 그런 다음 실제 축척 모델 등을 만들기 위해 줄일 수 있는 공통 요소가 있는지 확인하십시오. 학생들에게 "우리 학교에서 이 로봇 경로가 작동하려면 매개변수에 무엇을 곱해야 합니까?"라고 질문합니다.