Mokytojo įrankių rinkinys
-
Šio skyriaus tikslas
„Play“ skyriaus tikslas – mokiniai praktikuoti programavimą naudojant kodų blokus, pristatytus „Drive Forward and Reverse“ ir „Turning STEM Labs“, kad galėtų vairuoti robotą tam tikru keliu. Šiame skyriuje pagrindinis dėmesys skiriamas specifiškumui, kurio reikia norint idėją paversti roboto veiksmais, ir kaip roboto veiksmai skiriasi nuo žmogaus veiksmų. Naudodami nurodytą scenarijų, mokiniai sukurs kodą ir pritaikys mokymąsi, kai spręs problemas, mąstys erdvėje ir mąstys skaičiavimo būdu.
Apžvalga
Mokinių bus paprašyta sukurti projektą scenarijui, kai robotas padeda atlikti darbą mokykloje: dienos pabaigoje surinkti antrinį rūšį iš klasių. Norėdami tai padaryti, studentai:
-
Bendradarbiaudami grupėse galvokite ir sukurkite kelią įsivaizduotam „perdirbimo robotui“ keliauti.
-
Išverskite jų kelią į konkrečius kodavimo veiksmus naudodami anksčiau išmoktus blokus.
-
Įgyvendinkite savo projektą ir įvertinkite, ar jų kodavimas atitinka norimą rezultatą.
Programavimo specifiškumas – dizaino įgyvendinimas
Žmonės gali skaityti savo aplinką naudodamiesi jutiminės informacijos, sprendimų, išvadų ir prisiminimų deriniu – visa tai leidžia mums sukurti psichinius žemėlapius, kurie iš esmės yra kokybiniai (pagrįsti aprašymu, o ne matavimais). Tačiau robotai gali daryti tiksliai tai, ką jiems liepiate, ir gali tai padaryti teisingai, tik jei jiems pateikiamos konkrečios, kiekybinės (išmatuojamos) instrukcijos. Šios instrukcijos sukuria roboto elgseną: robotų veikimo būdus, nuo pagrindinio iki sudėtingo, priklausomai nuo to, kaip robotas sukonstruotas ar užprogramuotas.
Kaip ekspertų nurodymų sekėjai, kuo išsamesnės jūsų instrukcijos, tuo geriau robotas galės pasiekti jūsų tikslą. Norėdami tai padaryti, jūs, kaip programuotojas, turite sudaryti planą, kuriame būtų nurodytos nuorodos su matavimais. Šios matavimais pagrįstos instrukcijos sukuria planą, kuriuo jūsų robotas turi vadovautis.
Įsivaizduokite roboto pagalbininko scenarijų...
Robotai gali padėti žmonėms atlikti darbus efektyviau ir lengviau. Pavyzdžiui, įsivaizduokite mokyklą, kurioje kiekvieną popietę kas nors turi ateiti į visas klases surinkti antrinio perdirbimo. Nors mokinys ar mokytojas galėtų tai padaryti, tai atimtų laiką, kurį jie galėtų daryti ką nors kita. Sukursime planą ir sukursime projektą, kad „Perdirbimo robotas“ galėtų imtis šios užduoties už mus. Robotas keliaus į kelias klases, tada nuves perdirbimą į konkrečią vietą ir grįš į pradžią.
Kur pradėti? Kaip prasideda projektavimo procesas…
Kai architektų paprašo statyti naują pastatą, jie nekelia plaktuko ir pradeda trankyti. Prieš rangovui ar statybininkui paimant įrankį, architektai daug laiko ir energijos skiria pastato planams kurti. Jie turi galvoti apie erdves ir apie tai, kaip jos jungiasi ir yra susijusios viena su kita. Toks mąstymas vadinamas erdviniu samprotavimu.
Pirmiausia architektai turi žinoti, kokia yra pastato paskirtis ir kaip jis bus naudojamas – funkcionalumą. Tada jie galvoja apie daugybę skirtingų būdų, kaip galėtų pasiekti tą funkcionalumą ir kaip tai galėtų atrodyti. Architektai kuria eskizus, sąrašus ir projektavimo planus, kurie, jų nuomone, gali būti naudingi. Jie dirba su kitais pastate dalyvaujančiais asmenimis, o tie planai peržiūrimi ir galiausiai virsta brėžiniais – konkrečiomis, išmatuotomis kryptimis, kurios bus naudojamos statant tą konkretų pastatą.
Kai pradėsite galvoti apie roboto projektavimo planą, pradėsite panašiai. Pirmiausia turite žinoti funkcionalumą – ką norite, kad robotas veiktų? Šiuo atveju norime, kad robotas padėtų mums surinkti perdirbimą. Jis turi keliauti po mokyklą ir pasiimti daiktus, todėl reikia galvoti apie erdves, kuriose jis keliaus, ir kaip tie koridoriai ir kambariai jungiasi vienas su kitu. Tada galime pagalvoti apie daugybę būdų, kaip nubrėžti kelią aplink savo mokyklą – eskizų ar sąrašų naudojimas savo idėjoms parodyti padeda kitiems, su kuriais dirbate, pamatyti ir geriau suprasti jūsų mąstymą. Jūsų grupė gali pasisemti idėjų iš kelių planų ir sujungti jas į vieną. Tada, kai jūsų grupė nusprendžia dėl projektavimo plano, galite sukurti projektą – konkrečias instrukcijas, kurių norite, kad robotas laikytųsi.
Mokytojo įrankių rinkinys
-
Pastolių mąstymo rutina
Jei mokiniams reikia daugiau pagalbos, kad suprastų elgesį, priminkite, kad robotai gali daryti tik tai, ką jiems liepiate, ir gali tai padaryti teisingai, jei jiems pateikiamos konkrečios, kiekybinės (išmatuojamos) instrukcijos. Štai keletas užduočių pavyzdžių:
-
Pagalvokite apie nurodymus, kuriuos davėte draugui skiltyje „Naršyti“. Kai eini koridoriumi, kaip greitai eini?
-
Pagal ką naršote? Ar ieškote orientyrų, pavyzdžiui, tam tikros mokytojo klasės ar vandens fontano?
-
Jei eitumėte tuo pačiu keliu užsimerkę, ar galėtumėte tai padaryti?
Šių pratimų tikslas – padėti mokiniams suprasti skirtumą tarp žmogaus ir roboto procesų. Žmonės dažnai yra kokybiškesni, o robotai iš prigimties yra kiekybiniai. Bus svarbu nukreipti studentus mąstyti kiekybiniais žingsniais tiek planuojant žemėlapį, tiek programuojant projektą.
Motyvuoti diskusiją
Kl.: Kuriant planą reikia apgalvoti erdves ir jų ryšį su jumis ir viena su kita. Tai vadinama erdviniu samprotavimu arba erdviniu mąstymu. Kokias kitas sritis ir užduotis atliekate, kai turite naudoti erdvinį samprotavimą, kad kažkas nutiktų?
A: Mokiniai gali pateikti įvairius atsakymus, kurių pagrindinė mintis yra ta, kad tai yra kažkas, ką mes darome reguliariai, tik tobuliname tai programavimo tikslais. Jei studentai kada nors išjungė miegamojo apšvietimą ir turėjo pereiti per kambarį į savo lovą pagal atmintį, jie naudoja erdvinius samprotavimus. Galite nurodyti kažką panašaus į „Google“ žemėlapius, kuriuose pateikiama daug detalių ir konkretumo, kad įsitikintumėte, jog einate jame nurodytu keliu.
Q: Sugalvokite keletą strategijų, kaip kartu kurti ir braižyti planą ar žemėlapį. Pagalvokite apie būdus, kaip bus panaudoti atskiri komandos vaidmenys, kad tai būtų atlikta efektyviai ir efektyviai.
A: Mokiniai gali grįžti prie bendradarbiavimo sprendimų priėmimo strategijų, taip pat priskirti užduotis tam tikriems vaidmenims grupėje.
Išplėskite savo mokymąsi
modeliavimas
Norėdami atlikti matematikos plėtrą, studentų grupės iš tikrųjų išmatuotų atstumą tarp kelių gretimų klasių. Tada pabandykite išsiaiškinti, ar yra bendras veiksnys, kurį galite sumažinti, kad sukurtumėte tikrąjį mastelio modelį ir pan. Paklauskite mokinių: „Iš ko reikėtų padauginti parametrus, kad šis roboto kelias veiktų mūsų mokykloje?