Skolotāju rīkkopa
-
Šīs sadaļas mērķis
Play sadaļas mērķis ir studentiem praktizēt programmēšanu ar kodu blokiem, kas ieviesti Drive Forward and Reverse un Turning STEM Labs, lai vadītu robotu pa noteiktu ceļu. Šajā sadaļā galvenā uzmanība ir pievērsta specifikai, kas nepieciešama, pārvēršot ideju darbībā robotam, un par to, kā robota darbības atšķiras no cilvēka darbībām. Izmantojot doto scenāriju, skolēni izveidos kodu un īstenos mācības, iesaistoties problēmu risināšanā, telpiskajā spriešanā un skaitļošanas domāšanā.
Pārskats
Skolēniem tiks lūgts izveidot projektu scenārijam, kurā robots tiek izmantots, lai palīdzētu darbā skolā: otrreizējās pārstrādes savākšanai no klasēm dienas beigās. Lai to paveiktu, studenti:
-
Sadarbojieties grupās, lai domātu un izstrādātu ceļu iedomātam “pārstrādes robotam” ceļošanai.
-
Pārvērtiet viņu ceļu konkrētos kodēšanas soļos, izmantojot iepriekš apgūtos blokus.
-
Īstenojiet savu projektu un novērtējiet, vai to kodēšana atbilst vēlamajam rezultātam.
Programmēšanas specifika — dizaina ieviešana darbā
Cilvēki spēj lasīt savu vidi, izmantojot sensorās informācijas, lēmumu, secinājumu un atmiņu kombināciju, kas ļauj mums izveidot garīgās kartes, kas lielākoties ir kvalitatīvas (balstītas uz aprakstu, nevis mērījumiem). Tomēr roboti var darīt tieši to, ko jūs viņiem liekat, un var darīt to pareizi tikai tad, ja viņiem tiek doti īpaši kvantitatīvi (izmērāmi) norādījumi. Šīs instrukcijas rada robotu uzvedību: veidus, kā roboti darbojas, sākot no pamata līdz sarežģītiem, atkarībā no tā, kā robots ir uzbūvēts vai ieprogrammēts.
Kā ekspertu norādījumu sekotāji, jo detalizētāki jūsu norādījumi, jo labāk robots spēs sasniegt jūsu mērķi. Lai to paveiktu, jums kā programmētājam ir jāizstrādā plāns, kas ietver norādījumus ar mērījumiem. Šie uz mērījumiem balstītie norādījumi izveido projektu, kas jūsu robotam jāievēro.
Iedomājieties robotu palīga scenāriju...
Roboti var palīdzēt cilvēkiem veikt darbu efektīvāk un vienkāršāk. Piemēram, iedomājieties skolu, kurā katru pēcpusdienu kādam ir jāierodas visās klasēs, lai savāktu atkritumus. Lai gan skolēns vai skolotājs to varētu darīt, tas atņemtu laiku, ko viņi varētu darīt kaut ko citu. Mēs plānojam izstrādāt plānu un izveidot projektu, lai "Otrreizējās pārstrādes robots" varētu uzņemties šo uzdevumu mūsu vietā. Robots ceļos uz vairākām klasēm, pēc tam nogādās otrreizējo pārstrādi uz noteiktu vietu un atgriezīsies sākumā.
Kur sākt? Kā sākas projektēšanas process…
Kad arhitektiem tiek lūgts uzcelt jaunu ēku, viņi neņem āmuru un nesāk dauzīties. Pirms darbuzņēmējs vai būvstrādnieks paņem instrumentu, arhitekti tērē daudz laika un enerģijas, lai izveidotu ēkas plānus. Viņiem ir jādomā par telpām un to, kā tās savienojas un ir saistītas viena ar otru. Šāda veida domāšanu sauc par telpisko spriešanu.
Pirmkārt, arhitektiem ir jāzina, kāds ir ēkas mērķis un kā tā tiks izmantota – funkcionalitāte. Pēc tam viņi domā par daudziem, daudziem dažādiem veidiem, kā viņi varētu sasniegt šo funkcionalitāti, un kā tas varētu izskatīties. Arhitekti veido skices, sarakstus un dizaina plānus, kas, viņuprāt, varētu darboties. Viņi strādā kopā ar citiem ēkā iesaistītajiem, un šie plāni tiek pārskatīti un galu galā pārvēršas par projektiem — konkrētiem, izmērītiem virzieniem, kas tiks izmantoti, lai uzbūvētu šo konkrēto ēku.
Kad jūs sākat domāt par robota dizaina plānu, jūs sāksit apmēram tāpat. Pirmkārt, jums ir jāzina funkcionalitāte — ko jūs vēlaties, lai robots dara? Šajā gadījumā mēs vēlamies, lai robots mums palīdzētu savākt otrreizējo pārstrādi. Tai ir jāpārvietojas pa skolu un jāsavāc lietas, tāpēc jums ir jādomā par telpām, kurās tā ceļos, un par to, kā šie gaiteņi un telpas savienojas viens ar otru. Tālāk mēs varam padomāt par daudzajiem veidiem, kā kartēt ceļu ap jūsu skolu — skiču vai sarakstu izmantošana, lai parādītu savas idejas, palīdz citiem, ar kuriem strādājat, redzēt un labāk izprast jūsu domāšanu. Jūsu grupa var ņemt idejas no vairākiem plāniem un apvienot tās vienā. Pēc tam, kad jūsu grupa pieņem lēmumu par dizaina plānu, varat izveidot projektu — konkrētus norādījumus, kurus vēlaties, lai robots ievērotu.
Skolotāja rīkkopa
-
Sastatņu domāšanas rutīnas
Ja skolēniem nepieciešama papildu palīdzība, lai izprastu uzvedību, atgādiniet viņiem, ka roboti var darīt tikai to, ko jūs viņiem liekat darīt, un var darīt to pareizi tikai tad, ja viņiem tiek doti konkrēti kvantitatīvi (izmērāmi) norādījumi. Šeit ir daži uzdevumu piemēri:
-
Padomājiet par norādījumiem, ko sniedzāt draugam sadaļā Izpētīt. Kad tu ej pa gaiteni, cik ātri tu ej?
-
Pēc kā jūs orientējaties? Vai meklējat orientierus, piemēram, noteikta skolotāja klasi vai ūdens strūklaku?
-
Ja jūs dotos pa to pašu ceļu ar aizvērtām acīm, vai jūs varētu to izdarīt?
Šo vingrinājumu mērķis ir palīdzēt skolēniem saprast atšķirību starp cilvēka un robota procesiem. Cilvēki bieži vien ir kvalitatīvāki, savukārt roboti pēc savas būtības ir kvantitatīvi. Būs svarīgi virzīt studentus domāšanā kvantitatīvos soļos gan kartes dizainā, gan projekta programmēšanai.
Motivēt diskusiju
J: Plāna izstrāde liek domāt par telpām un to, kā tās savienojas ar jums un viena ar otru. To sauc par telpisko domāšanu vai telpisko domāšanu. Kādas citas jomas un uzdevumi, ko veicat, ir jāizmanto telpiskā spriešana, lai kaut kas notiktu?
A: Studenti var sniegt dažādas atbildes, un galvenā doma ir tāda, ka mēs to darām regulāri, mēs to tikai pilnveidojam programmēšanas vajadzībām. Ja skolēni kādreiz ir izslēguši guļamistabas apgaismojumu un viņiem bija jāpārvietojas pāri istabai uz savu gultu pēc atmiņas, viņi izmanto telpisko spriešanu. Varat atsaukties uz kaut ko līdzīgu, piemēram, Google Maps, kurā ir sniegta daudz detaļu un specifika, lai pārliecinātos, ka sekojat tajā norādītajam ceļam.
J: Izdomājiet dažas stratēģijas, lai kopīgi izstrādātu un zīmētu plānu vai karti. Padomājiet par veidiem, kā tiks izmantotas komandas individuālās lomas, lai to paveiktu efektīvi un produktīvi.
A: Studenti var atsaukties uz sadarbības lēmumu pieņemšanas stratēģijām, kā arī piešķirt uzdevumus noteiktām lomām grupā.
Paplašiniet savu apmācību
modelēšana
Lai veiktu matemātikas paplašināšanas darbību, lieciet studentu grupām izmērīt attālumu starp dažām blakus esošajām klasēm. Pēc tam mēģiniet noskaidrot, vai ir kāds kopīgs faktors, kuru varat samazināt, lai izveidotu faktisku mēroga modeli utt. Pajautājiet skolēniem: "Ar ko jums vajadzētu reizināt parametrus, lai šis robota ceļš darbotos mūsu skolā?"