Fundo

Nesta unidade de codificação, os alunos explorarão o processo de design iterativo. Os alunos irão explorar como resolver o autêntico problema da poluição dos oceanos, criando uma extensão do Kit VEX GO que irá recolher o lixo. Cada lição nesta unidade termina com a análise dos pontos fortes e fracos da construção da extensão e ideias para melhorar seu próximo design.

O que é a Grande Mancha de Lixo do Pacífico?

A Grande Mancha de Lixo do Pacífico é uma massa de lixo que cresce a cada dia. O remendo flutua em algum lugar no Oceano Pacífico entre o Havaí e a Califórnia e estima-se que abranja uma área duas vezes maior que o Texas. O lixo flutua em uma massa sólida de plástico, metal e outros materiais com detritos soltos flutuando além do perímetro. Os alunos são desafiados nesta unidade a criar uma extensão para seu robô Base de Código que ajudará a limpar os detritos do perímetro da Grande Mancha de Lixo do Pacífico.

O Processo de Projeto de Engenharia

Os alunos usarão o Processo de Projeto de Engenharia (EDP) para projetar e construir um anexo para o seu robô Base de Código. O EDP é uma série de etapas que os engenheiros usam para encontrar soluções para os problemas. Muitas vezes, a solução envolve projetar um produto que atenda a determinados critérios ou realize uma determinada tarefa.

O EDP pode ser dividido nas seguintes etapas: DEFINIR → DESENVOLVER SOLUÇÕES → OTIMIZAR.

• Definir problemas de engenharia envolve declarar o problema a ser resolvido da forma mais clara possível em termos de critérios de sucesso e restrições ou limites.
• Projetar soluções para problemas de engenharia começa com a geração de várias soluções possíveis diferentes e, em seguida, avaliar possíveis soluções para ver quais atendem melhor aos critérios e restrições do problema.
• Otimizar a solução de design envolve um processo no qual as soluções são sistematicamente testadas e refinadas e o design final é melhorado trocando recursos menos importantes por aqueles que são mais importantes.

O EDP é de natureza cíclica ou iterativa. É um processo de fabricação, teste, análise e refinamento de um produto ou processo. Com base nos resultados dos testes, novas iterações são criadas e continuam a ser modificadas até que a equipe de design esteja satisfeita com os resultados.

Nesta Unidade, os alunos usarão o EDP para sonhar, planejar e construir um carro alegórico de desfile. Após uma construção inicial, os grupos testarão e melhorarão seu design base para atender aos critérios e restrições do design. Este é o mesmo Processo de Projeto de Engenharia coberto pelos Padrões de Ciência de Próxima Geração (NGSS).

Sequenciação

A sequência é a ordem específica em que os comportamentos são realizados. Uma ação ou evento leva à próxima ação ordenada numa sequência. O sequenciamento é importante para que os alunos possam codificar seus robôs corretamente.

Para dizer a um robô exatamente e precisamente como se mover, tanto a decomposição quanto o sequenciamento são necessários. Primeiro, o problema, como navegar em um labirinto, será decomposto em incrementos e comportamentos menores. Então, uma vez que esses comportamentos são identificados, eles precisam ser organizados na sequência correta. Isso é importante, porque o robô só se moverá exatamente como está codificado.

Os alunos codificarão a sua Base de Código para se movimentarem pela área de desafio e recolherem objetos. Eles precisarão sequenciar os comandos em seu projeto para que a Base de Código se mova para frente, para trás, para a esquerda e para a direita na ordem correta para navegar na área de desafio.

1. Seguir em frente
2. Vire à direita
3. Seguir em frente

Decomposição

A decomposição envolve dividir um problema complexo em comportamentos que são mais gerenciáveis e mais fáceis de entender. Dividir o problema em partes menores significa que cada parte pode ser examinada com mais detalhes e resolvida com maior facilidade. Por exemplo, se um aluno quiser que seu robô se mova em quadrado, ele precisará dividi-lo em comandos menores. Refinar o processo de divisão é importante para os alunos praticarem, pois eles podem não dividir os comandos em componentes menores no início:

O que é o Pseudocódigo?

Pseudocódigo é uma notação abreviada para codificação que combina descrições verbais e escritas de código.

Muitas vezes, os alunos podem "adivinhar e verificar" seu caminho para encontrar uma solução. Isso, no entanto, não resulta na construção de uma compreensão conceitual dos conceitos de programação. A escrita do pseudocódigo ajuda os alunos a ir além de uma compreensão superficial da programação, para uma compreensão mais conceitual. O pseudocódigo exige que os alunos pensem conceitualmente sobre sua solução de programação antes de começar a programar. Os professores devem discutir o pseudocódigo com os alunos, perguntando aos alunos:

1. O que querem que o seu projeto realize?
2. Como você vai dividir a intenção ou o objetivo do projeto em breves declarações específicas?

Neste exemplo, se os alunos fossem solicitados a criar um pseudocódigo para querer que o robô avançasse, detectasse uma parede, virasse à direita e depois avançasse novamente, seria o seguinte:

1. Dirija o robô para a frente até que esteja a 50 mm de distância de uma parede
2. Pare o robô
3. Gire o robô 90 graus
4. Pare o robô
5. Avançar 600 mm

Assim que um pseudocódigo for criado, os alunos criarão o código de programação para instruir o robô sobre como concluir com sucesso cada etapa de seu pseudocódigo.

O que são Comportamentos de Robôs?

"Comportamentos" são uma maneira muito conveniente de falar sobre o que o robô está fazendo e o que ele deve fazer. Seguir em frente, parar, virar, procurar um obstáculo — tudo isso são comportamentos.

À medida que os alunos iniciam a tarefa de codificação, eles também devem começar a pensar nas ações do robô em termos de comportamentos. Quando os alunos codificam, eles devem seguir estas etapas:

• Formule um plano para o robô executar a ação desejada.
• Identifique os comportamentos dentro do plano e tente torná-los o menor possível.
• Traduzir esse plano num projeto que o robô possa seguir.

O plano será simplesmente a sequência de comportamentos que o robô precisa seguir, e o projeto será apenas esses comportamentos traduzidos em VEXcode GO.

Dividir as tarefas em comportamentos menores e, em seguida, construir soluções com esses comportamentos é uma habilidade que pode ser aplicada a muitos assuntos diferentes.

O que é o VEXcode GO?

O VEXcode GO é um ambiente de codificação usado para se comunicar com robôs VEX GO. Os alunos usam a interface de arrastar e soltar para criar projetos VEXcode GO que controlam as ações dos robôs. A finalidade de cada bloco pode ser identificada usando dicas visuais, como forma, cor e rótulo.

Os seguintes blocos VEXcode GO serão usados nesta Unidade:

[Drive for] -  move o sistema de transmissão para frente ou para trás por uma determinada distância. Escolha a direção em que o sistema de transmissão se moverá e defina até onde ele se moverá inserindo um valor no oval.

Bloco

[Vire para] -  gira o sistema de transmissão para a esquerda ou para a direita para um determinado número de graus. Escolha a direção em que o sistema de transmissão girará e defina até onde ele se moverá inserindo um número de graus no oval.

Bloco

[Comentário] - permite que os programadores escrevam informações para ajudar a descrever seu projeto. Os comentários não alteram o projeto ou os blocos que o rodeiam.

Bloquear

Para começar a usar o VEXcode GO em sua sala de aula, baixe o aplicativo VEX Classroom no dispositivo de um professor e siga as etapas do artigo Usando o aplicativo VEX Classroom para aprender a atualizar o firmware do GO Brain, renomear e localizar o GO Brains e monitorar as baterias do GO Brains em sua sala de aula. Para obter mais informações sobre o VEXcode GO, visite a seção VEXcode GO da Biblioteca VEX.