นักออกแบบ วิศวกร และนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์สร้างสรรค์โซลูชันที่ช่วยแก้ปัญหาทุกวัน ในหน่วยขบวนแห่นี้ นักเรียนจะใช้กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อแก้ไขปัญหาที่แท้จริง นักเรียนจะได้สำรวจวิธีการออกแบบ สร้าง และเขียนโค้ดขบวนพาเหรดหุ่นยนต์อัตโนมัติลอยเพื่อนำทางผ่านเขาวงกตที่เลียนแบบอุปสรรคในโลกแห่งความเป็นจริงในเส้นทางขบวนพาเหรด

ขบวนแห่คืออะไร?

ขบวน คือกลุ่มคนกลุ่มใหญ่หรือเล็กที่เดินร่วมกันและมักแต่งกายด้วยเครื่องแต่งกายตามด้วยวงโยธวาทิตและขบวนแห่ ขบวนแห่ เป็นแท่นตกแต่งที่สร้างขึ้นบนยานพาหนะหรือลากไปด้านหลัง ขบวนพาเหรดมักจัดขึ้นในวันหยุดหรือเพื่อเป็นเกียรติแก่ใครบางคน และมักจะเป็นการเฉลิมฉลองบางอย่าง

การวนซ้ำ

การวนซ้ำ หมายถึง การกระทำหรือกระบวนการของการทำซ้ำ  สำหรับวัตถุประสงค์ของเรา การวนซ้ำคือวงจรการออกแบบที่เป็นระบบและเป็นวัฏจักร โดยมีการวางแผน สร้าง ทดสอบ และปรับปรุงผลิตภัณฑ์จนกว่าจะแก้ไขปัญหาทางวิศวกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ การวนซ้ำเป็นส่วนหนึ่งของ EDP ซึ่งผลิตภัณฑ์จะได้รับการสร้างต้นแบบ ทดสอบ ปรับปรุง และสร้างต้นแบบอีกครั้งจนกว่าจะตรงตามเกณฑ์ที่กำหนดโดยทีมออกแบบ การทำซ้ำคือการปรับปรุงการออกแบบผลิตภัณฑ์ของคุณ

ในหน่วยการเรียนรู้นี้ นักเรียนจะทำให้การออกแบบทุ่นครั้งแรกมีชีวิตขึ้นมา มีส่วนร่วมในการอภิปรายเกี่ยวกับการออกแบบและวิธีปรับปรุง พวกเขาจะทำการปรับเปลี่ยน ทดสอบและปรับปรุงอีกครั้ง ทำซ้ำวงจรนี้ หรือทำซ้ำ จนกว่าพวกเขาจะพอใจกับการออกแบบและตรงตามข้อกำหนดของโครงการ

กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม

นักเรียนจะใช้กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม (EDP) เพื่อออกแบบและสร้างขบวนแห่ EDP ​​เป็นชุดขั้นตอนที่วิศวกรปฏิบัติตามเพื่อหาวิธีแก้ไขปัญหา บ่อยครั้ง โซลูชันเกี่ยวข้องกับการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามเกณฑ์ที่กำหนดหรือบรรลุผลสำเร็จในงานบางอย่าง

EDP ​​สามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่อไปนี้: DEFINE → DEVELOP SOLUTIONS → OPTIMIZE

• การกำหนดปัญหาทางวิศวกรรม เกี่ยวข้องกับการระบุปัญหาที่ต้องแก้ไขให้ชัดเจนที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในแง่ของเกณฑ์ความสำเร็จ และข้อจำกัดหรือขีดจำกัด
• การออกแบบวิธีแก้ปัญหาทางวิศวกรรม เริ่มต้นด้วยการสร้างวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้จำนวนหนึ่ง จากนั้นประเมินวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้เพื่อดูว่าวิธีใดที่ตรงกับเกณฑ์และข้อจำกัดของปัญหามากที่สุด
• การเพิ่มประสิทธิภาพโซลูชันการออกแบบ เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่โซลูชันได้รับการทดสอบและปรับปรุงอย่างเป็นระบบ และการออกแบบขั้นสุดท้ายได้รับการปรับปรุงโดยการแลกเปลี่ยนคุณลักษณะที่สำคัญน้อยกว่ากับคุณลักษณะที่มีความสำคัญมากกว่า

EDP ​​เป็นแบบวนซ้ำหรือ ซ้ำ โดยธรรมชาติ เป็นกระบวนการสร้าง ทดสอบ วิเคราะห์ และปรับปรุงผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการ จากผลการทดสอบ จะมีการสร้างการวนซ้ำใหม่และทำการแก้ไขต่อไปจนกว่าทีมออกแบบจะพอใจกับผลลัพธ์

ในหน่วยการเรียนรู้นี้ นักเรียนจะใช้ EDP เพื่อฝัน วางแผน และสร้างขบวนแห่หุ่นยนต์ หลังจากการสร้างครั้งแรก กลุ่มจะทดสอบและปรับปรุงการออกแบบโฟลตเพื่อให้ตรงตามเกณฑ์และข้อจำกัดการออกแบบ

ซูโดโค้ดคืออะไร?

Pseudocode คือสัญกรณ์ชวเลขสำหรับการเข้ารหัสที่รวมคำอธิบายของโค้ดทั้งทางวาจาและลายลักษณ์อักษร

บ่อยครั้ง นักเรียนสามารถ "เดาและตรวจสอบ" วิธีการหาวิธีแก้ปัญหาได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ส่งผลให้พวกเขาสร้างความเข้าใจแนวคิดเกี่ยวกับแนวคิดการเขียนโค้ด การเขียนรหัสเทียมช่วยให้นักเรียนก้าวไปไกลกว่าความเข้าใจระดับพื้นผิวของการเขียนโค้ด ไปสู่ความเข้าใจเชิงแนวคิดมากขึ้น Pseudocode ต้องการให้นักเรียนคิดตามแนวคิดเกี่ยวกับโซลูชันการเขียนโค้ดก่อนที่จะเริ่มเขียนโค้ด ครูควรหารือเกี่ยวกับรหัสเทียมกับนักเรียนโดยถามนักเรียนว่า

• พวกเขาต้องการให้โครงการบรรลุผลอะไร?
• คุณจะแจกแจงจุดประสงค์หรือเป้าหมายของโครงการเป็นข้อความสั้นๆ เฉพาะเจาะจงอย่างไร

ในตัวอย่างนี้ หากนักเรียนถูกขอให้สร้างรหัสเทียมเพื่อต้องการให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า ตรวจจับกำแพง เลี้ยวขวา แล้วเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอีกครั้ง มันจะเป็นดังต่อไปนี้:

1. ขับเคลื่อนหุ่นยนต์ไปข้างหน้าจนกระทั่งอยู่ห่างจากผนัง 50 มม
2. หยุดหุ่นยนต์
3. หมุนหุ่นยนต์ 90 องศา
4. หยุดหุ่นยนต์
5. ขับไปข้างหน้า 600 มม. 

เมื่อสร้างรหัสเทียมแล้ว นักเรียนจะสร้างรหัสเพื่อสั่งหุ่นยนต์ถึงวิธีการดำเนินการแต่ละขั้นตอนของรหัสเทียมให้สำเร็จ

การสลายตัว

การสลายตัว เกี่ยวข้องกับการแจกแจงปัญหาที่ซับซ้อนออกเป็นพฤติกรรมที่สามารถจัดการได้ง่ายกว่าและเข้าใจง่ายกว่า การแบ่งปัญหาออกเป็นส่วนเล็กๆ หมายความว่าแต่ละส่วนสามารถตรวจสอบได้ละเอียดยิ่งขึ้น และแก้ไขได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น หากนักเรียนต้องการให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่เป็นสี่เหลี่ยม พวกเขาจะต้องแยกย่อยออกเป็นคำสั่งเล็กๆ การปรับปรุงกระบวนการแจกแจงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักเรียนในการฝึกฝน เนื่องจากพวกเขาอาจไม่แบ่งคำสั่งออกเป็นองค์ประกอบย่อยๆ ในตอนแรก:

การเรียงลำดับ

ลำดับที่ คือลำดับเฉพาะที่พฤติกรรมถูกดำเนินการในอัลกอริทึมหรือชุดคำสั่ง การกระทำหรือเหตุการณ์นำไปสู่การกระทำลำดับถัดไปในลำดับ การจัดลำดับเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้นักเรียนสามารถเขียนโค้ดหุ่นยนต์ได้อย่างถูกต้อง

เพื่อที่จะบอกหุ่นยนต์ได้อย่างแม่นยำและแม่นยำถึงวิธีการเคลื่อนที่ จำเป็นต้องมีทั้งการสลายตัวและการจัดลำดับ ประการแรก ปัญหา เช่น วิธีนำทางในเขาวงกต จะถูกแยกย่อยเป็นส่วนเพิ่มขึ้นและพฤติกรรมที่น้อยลง จากนั้นเมื่อระบุพฤติกรรมเหล่านี้ได้แล้ว จะต้องจัดลำดับพฤติกรรมเหล่านี้ให้ถูกต้อง นี่เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากหุ่นยนต์จะเคลื่อนที่ตามที่กำหนดไว้เท่านั้น

นักเรียนจะเขียนโค้ดขบวนแห่เพื่อเคลื่อนที่ผ่านเขาวงกตขบวนพาเหรด พวกเขาจะต้องเรียงลำดับคำสั่งในโครงการเพื่อให้ทุ่นเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ถอยหลัง ซ้ายและขวาตามลำดับที่ถูกต้องเพื่อนำทางในเขาวงกตขบวนพาเหรด

VEXcode GO คืออะไร?

VEXcode GO เป็นสภาพแวดล้อมการเขียนโค้ดที่ใช้ในการสื่อสารกับหุ่นยนต์ VEX GO นักเรียนใช้อินเทอร์เฟซแบบลากและวางเพื่อสร้างโปรเจ็กต์ VEXcode GO ที่ควบคุมการทำงานของโรบ็อตของตน วัตถุประสงค์ของแต่ละบล็อกสามารถระบุได้โดยใช้ภาพ เช่น รูปทรง สี และป้ายกำกับ  

บล็อก VEXcode GO ต่อไปนี้จะถูกนำมาใช้ในหน่วยนี้:

[ขับเคลื่อนเพื่อ] -  เลื่อนระบบขับเคลื่อนไปข้างหน้าหรือถอยหลังตามระยะทางที่กำหนด เลือกทิศทางที่ระบบขับเคลื่อนจะเคลื่อนที่ และตั้งค่าว่าจะเคลื่อนที่ไปไกลแค่ไหนโดยป้อนค่าในวงรี

[หมุนเพื่อ] -  หมุนระบบขับเคลื่อนไปทางซ้ายหรือขวาตามจำนวนองศาที่กำหนด เลือกทิศทางที่ระบบขับเคลื่อนจะหมุน และตั้งค่าว่าจะเคลื่อนที่ไปไกลแค่ไหนโดยป้อนตัวเลของศาในวงรี

[รอ] - รอตามระยะเวลาที่กำหนดก่อนจะย้ายไปยังบล็อกถัดไป

[ความคิดเห็น] - อนุญาตให้โปรแกรมเมอร์เขียนข้อมูลเพื่อช่วยอธิบายโครงการของตน ความคิดเห็นไม่เปลี่ยนแปลงโครงการหรือบล็อกโดยรอบ

 [หมุนเพื่อ] - จะหมุนมอเตอร์ในทิศทางที่กำหนดตามระยะทางที่กำหนดจากตำแหน่งปัจจุบัน

• ตามค่าเริ่มต้น บล็อกอื่นๆ จะรอจนกว่ามอเตอร์จะเคลื่อนที่เสร็จ คุณสามารถเลือกลูกศรเพื่อขยาย "และอย่ารอ" - ซึ่งจะทำให้บล็อกอื่นๆ ทำงานต่อไปในขณะที่มอเตอร์หรือกลุ่มมอเตอร์เคลื่อนที่

ในการเริ่มต้นใช้ VEXcode GO ในห้องเรียนของคุณ ให้ดาวน์โหลดแอป VEX Classroom ลงในอุปกรณ์ของครู จากนั้นทำตามขั้นตอนในบทความ การใช้แอป VEX Classroom App เพื่อเรียนรู้วิธีอัปเดตเฟิร์มแวร์ GO Brain เปลี่ยนชื่อและค้นหา GO Brains และ ตรวจสอบแบตเตอรี่ของ GO Brains ในห้องเรียนของคุณ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ VEXcode GO โปรดไปที่ VEXcode GO ส่วนที่ ของ VEX Robotics VEX Library