Overzicht
Cijfers
3+ (8 jaar en ouder)
Tijd
40 minuten per lab
Essentiële vraag/vragen van de eenheid
- Wat is een robotarm?
- Hoe werkt een robotarm?
Eenheidsbegrippen
In deze module worden de volgende concepten behandeld:
- Hoe een robotarm werkt.
- Hoe je een robotarm gebruikt om een taak uit te voeren.
Lab-samenvatting
Klik op de volgende tabbladen voor een samenvatting van wat de studenten in elk lab zullen doen en leren.
Lab 1 - Robotarm
Hoofdvraag: Hoe verhoudt een robotarm zich tot een menselijke arm?
In dit lab wordt het concept van een robotarm geïntroduceerd door dit te vergelijken met een menselijke arm. Studenten krijgen de opdracht om na te denken over de onderdelen van een menselijke arm en hoe deze te relateren aan hoe een robotarm in elkaar zit. Vervolgens bouwen de leerlingen het eerste onderdeel van de robotarm.
Leerlingen vergelijken het gebouwde onderdeel met een deel van de menselijke arm en vragen zich af wat er nog moet worden toegevoegd om er een complete robotarm van te maken. Vervolgens bouwen de leerlingen de robotarm.
Vervolgens bespreken de leerlingen waarvoor de robotarm gebruikt kan worden en experimenteren ze met het verplaatsen van een schijf. Ook schrijven ze de stappen op die nodig zijn om een schijf te verplaatsen. De leraren sluiten het lab af door de stappen van één groep uit te proberen en te kijken of ze werken.
Lab 2 - Gemotoriseerde robotarm
Hoofdvraag: Hoe kan een motor de robotarm nuttiger maken?
Leg de voordelen van motorisering uit door te vertellen dat mensen beperkingen hebben wat betreft hun kracht en uithoudingsvermogen. Studenten passen hun robotarm aan door er motoren en schakelaars aan toe te voegen om de beweging van de arm te besturen.
Studenten gebruiken de motoren om een schijf te verplaatsen en schrijven gedetailleerde instructies om het proces op te delen in afzonderlijke stappen. Vervolgens wisselen de leerlingen van richting met een andere groep en moeten ze deze instructies opvolgen om de taak van het verplaatsen van een schijf uit te voeren. Ze zullen de instructies herzien om ze nauwkeuriger te maken.
Lab 3 - De elektromagneet gebruiken
Hoofdvraag: Hoe kan ik een robotarm besturen met behulp van code?
Leg het concept van het programmeren van de robotarm uit door leerlingen te vragen een manier te bedenken waarop ze de robotarm kunnen besturen zonder deze aan te raken. Studenten passen hun robotarm aan door er hersenen en een elektromagneet aan toe te voegen.
Studenten gebruiken VEXcode GO om de bewegingen van de robotarm te besturen en proberen deze naar elk van de vier kwadranten van de tegel te verplaatsen.
Studenten programmeren de robotarm om een schijf met behulp van de elektromagneet naar een nieuwe locatie op de tegel te verplaatsen.
Lab 4 - De oogsensor gebruiken
Hoofdvraag: Hoe helpt een oogsensor de robotarm?
Introduceer de oogsensor door een gesprek te voeren over hoe mensen en robots dingen zien. Vergelijk en contrasteer de oogsensor met een menselijk oog. Leg het concept van een voorwaarde uit en leg uit hoe een voorwaarde in de codering helpt bepalen wat er met de gegevens van een sensor moet gebeuren.
Studenten programmeren de robotarm om een schijf te detecteren en te verplaatsen. Ze gebruiken het <Eye found object> blok om te bepalen of er zich iets voor de oogsensor bevindt. Tijdens de pauze tussen de spellen vertelt de leerkracht hoe je de robotarm kunt vertellen wat hij moet doen met het object dat hij heeft opgepakt.
Vervolgens programmeren de leerlingen de robotarm zo dat deze zowel de armmotor als de basismotor gebruikt om de schijf naar een nieuwe locatie te verplaatsen. Tijdens het 'Delen'-gedeelte bespreken de leerlingen welke conditie ze
gebruikt en hoe de oogsensor de robotarm nuttiger heeft gemaakt.
Lab 5 - Beslissingen nemen
Hoofdvraag: Hoe kan een robotarm een beslissing nemen?
Studenten maken kennis met het idee van robotische besluitvorming met behulp van klusjes in het dagelijks leven. Hoe weet je hoe je materialen in het klaslokaal moet opruimen? Of je kleding thuis? Praat over hoe mensen denken om objecten te sorteren, terwijl robots patronen volgen om beslissingen te nemen. Hoe kunnen we de robotarm programmeren om een beslissing te nemen?
Studenten programmeren de robotarm zodanig dat deze op basis van de kleur een gekleurde schijf kan identificeren en naar een specifieke locatie kan verplaatsen. Tijdens de pauze proberen de leerlingen de favoriete kleur van de robotarm te raden op basis van de code. Dan testen ze of ze gelijk hebben.
Vervolgens programmeren leerlingen de robotarm om alle drie de gekleurde schijven te identificeren en sorteren en deze op basis van kleur naar specifieke locaties te verplaatsen. Studenten bespreken andere objecten die de robotarm kan sorteren en leggen verbanden met echte robots (zoals palletiseren op basis van product, sensoren, vergelijkbare vormen/uiterlijk).
Eenheidsnormen
De eenheidsnormen worden in elk lab binnen de eenheid behandeld.
Internationale Vereniging voor Technologie in Onderwijs (ISTE)
ISTE - (7) Innovatief ontwerper - 7c: Studenten dragen constructief bij aan projectteams en nemen verschillende rollen en verantwoordelijkheden op zich om effectief naar een gemeenschappelijk doel toe te werken.
Hoe de standaard wordt bereikt: In elk lab van de eenheid vullen studenten de checklist voor robotrollen en -routines in om hun verschillende rollen te identificeren en die parameters te volgen om effectief te werken aan het creëren van een functionele build. Studenten werken ook samen met hun projectteams om activiteiten uit te voeren die in de Play-secties van elk Lab worden beschreven. Aan het eind van elk Lab in het Share-onderdeel reflecteren studenten op de manier waarop ze als team effectief zijn en hoe goed ze samenwerken.