리사이클 로봇 작동
교사 도구 상자
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이 섹션의 목적
Play 섹션의 목표는 학생들이 특정 경로를 따라 로봇을 구동하기 위해 Drive Forward 및 Reverse and Turning STEM Labs에 도입된 코드 블록으로 프로그래밍을 연습하는 것입니다. 이 섹션에서는 아이디어를 로봇을 위한 행동으로 변환하는 데 필요한 특이성과 로봇 행동이 인간의 행동과 어떻게 다른지에 대해 중점적으로 다룹니다. 주어진 시나리오를 사용하여 학생들은 코드를 만들고 문제 해결, 공간 추론 및 계산 사고에 참여하면서 학습을 실행에 옮깁니다.
개요
학생들은 로봇이 학교에서 직업을 돕는 데 사용되는 시나리오에 대한 프로젝트를 만들어야 합니다. 하루가 끝날 때 교실에서 재활용품을 수거하는 것입니다. 이를 위해 학생들은 다음을 수행합니다.
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그룹별로 협업하여 상상 속의 '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-작업할 디자인 넣기
인간은 감각 정보, 결정, 추론 및 기억의 조합을 사용하여 환경을 읽을 수 있으며, 이 모든 것을 통해 우리는 대체로 질적인 정신 지도를 만들 수 있습니다 (측정보다는 설명을 기반으로 함). 그러나 로봇은 특정 정량적 (측정 가능한) 지침이 주어지는 경우에만 사용자가 지시하는 대로 정확하게 수행할 수 있으며 올바르게 수행할 수 있습니다. 이 지침은 로봇의 동작을 만듭니다. 로봇이 작동하는 방식은 로봇이 구축되거나 프로그래밍되는 방식에 따라 기본 동작부터 복잡한 동작까지 다양합니다
. 전문적인 지시를 따르는 사람일수록 지시가 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 더 효율적이고 쉽게 일을 할 수 있도록 도와줄 수 있습니다. 예를 들어, 매일 오후 누군가가 모든 교실에 와서 재활용품을 수거해야 하는 학교를 상상해 보세요. 학생이나 교사가 그렇게 할 수 있는 동안, 그들은 다른 일을 할 수 있는 시간을 빼앗을 것이다. 우리는 "재활용 로봇" 이 우리를 위해이 작업을 수행 할 수 있도록 계획을 설계하고 프로젝트를 만들 것입니다. 로봇은 여러 교실로 이동한 다음 재활용품을 특정 위치로 가져간 다음 처음으로 돌아옵니다.
어디서부터 시작해야 할까요? 디자인 프로세스가 시작되는 방법…
건축가가 새 건물을 지으라는 요청을 받으면 망치를 들고 도망치기 시작하지 않습니다. 시공자 또는 건설 근로자가 공구를 픽업하기 전에 건축가는 건물 계획을 수립하는 데 많은 시간과 에너지를 소비합니다. 그들은 공간과 서로를 연결하고 관계를 맺는 방법에 대해 생각해야 합니다. 이러한 사고를 공간추론이라고 합니다.
첫째, 건축가는 건물의 목적이 무엇인지, 그리고 건물이 어떻게 사용될지, 즉 기능을 알아야 합니다. 그런 다음 그들은 그 기능을 달성할 수 있는 다양하고 다양한 방법과 그것이 어떻게 보일 수 있는지에 대해 생각합니다. 건축가는 자신에게 맞는 스케치, 목록 및 디자인 계획을 만듭니다. 그들은 건물에 관련된 다른 사람들과 함께 일하며, 그 계획은 수정되고 결국 특정 건물을 짓는 데 사용될 구체적이고 측정 된 방향 인 청사진으로 바뀝니다. 로봇의 설계 계획에 대해 생각하기
시작하면 거의 같은 방식으로 시작하게 됩니다. 먼저, 기능을 알아야 합니다. 로봇이 무엇을 하기를 원합니까? 이 경우 로봇이 재활용품을 수거하는 데 도움을 주기를 원합니다. 학교 주변을 돌아다니며 물건을 집어야 하므로 어떤 공간으로 이동할지, 복도와 방이 서로 어떻게 연결되는지 생각해야 합니다. 다음으로, 학교 주변의 경로를 매핑하는 여러 가지 방법에 대해 생각해 볼 수 있습니다. 여러분의 아이디어를 보여주는 스케치나 목록을 사용하면 함께 일하는 다른 사람들이 여러분의 생각을 보고 더 잘 이해할 수 있습니다. 그룹은 여러 계획에서 아이디어를 취하여 하나로 모을 수 있습니다. 그런 다음, 그룹이 디자인 계획을 결정할 때 로봇이 따라야 할 구체적인 지침인 청사진을 만들 수 있습니다.
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비계 사고 루틴
학생들이 행동을 이해하는 데 더 많은 도움이 필요한 경우 로봇은 시키는 대로만 할 수 있으며, 구체적이고 정량적인 (측정 가능한) 지침이 주어지는 경우에만 올바르게 할 수 있습니다. 다음은 작업의 몇 가지 예입니다.
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탐색 섹션에서 친구에게 준 경로를 생각해 보세요. 복도를 걸을 때 얼마나 빨리 가십니까?
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어떤 경로로 이동하시나요? 특정 교사의 교실이나 분수와 같은 명소를 찾으시나요?
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눈을 감고 같은 길을 간다면 그렇게 할 수 있을까요?
이 연습의 목표는 학생들이 인간 프로세스와 로봇 프로세스의 차이점을 이해하도록 돕는 것입니다. 인간은 종종 더 질적인 반면, 로봇은 본질적으로 정량적입니다. 지도 디자인과 프로젝트 프로그래밍을 위해 학생들이 정량적인 단계로 사고할 수 있도록 지도하는 것이 중요합니다.
토론 동기 부여
질문 : 계획을 세우려면 공간과 공간이 나와 서로 어떻게 연결되는지 생각해야 합니다. 이를 공간추론 (spatial reasoning) 또는 공간적 사고 (spatial thinking) 라고 한다. 무언가를 실현하기 위해 공간적 추론을 사용해야 하는 다른 영역과 작업은 무엇입니까?
A: 학생들은 다양한 응답을 할 수 있습니다. 가장 중요한 아이디어는 이것이 우리가 정기적으로 하는 일이라는 것입니다. 우리는 단지 프로그래밍의 목적을 위해 그것을 다듬고 있습니다. 학생들이 침실 조명을 끄고 기억으로 방을 가로질러 침대로 이동해야 하는 경우, 공간 추론을 사용합니다. 구글 맵과 같은 것을 참조할 수 있습니다. 구글 맵은 여러분이 구글 맵이 설정한 경로를 따르는지 확인하기 위해 많은 세부 사항과 특이성을 알려줍니다.
질문: 함께 계획이나 지도를 디자인하고 그리기 위한 몇 가지 전략을 브레인스토밍합니다. 이를 효과적이고 효율적으로 수행하기 위해 팀의 개별 역할이 어떻게 활용될지 생각해보십시오.
A: 학생들은 공동 의사 결정 전략을 다시 참조하고 그룹 내의 특정 역할에 작업을 할당 할 수 있습니다.
학습 확장
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스케일 모델링
수학 확장 활동의 경우, 학생 그룹이 실제로 몇 개의 이웃 교실 사이의 거리를 측정하도록 합니다. 그런 다음 실제 스케일 모델을 만들기 위해 줄일 수 있는 공통 요소가 있는지 확인해보십시오. 학생들에게 "이 로봇 경로가 우리 학교에서 작동하려면 매개변수에 무엇을 곱해야 합니까?" 라고 물어보십시오.