รีไซเคิลหุ่นยนต์วิ่ง
กล่องเครื่องมือครู
-
วัตถุประสงค์ของส่วนนี้
เป้าหมายของส่วนการเล่นคือเพื่อให้นักเรียนฝึกการเขียนโปรแกรมด้วยบล็อกรหัสที่นำมาใช้ใน Drive Forward and Reverse and Turning STEM Labs เพื่อขับเคลื่อนหุ่นยนต์ไปตามเส้นทางใดเส้นทางหนึ่ง ส่วนนี้มุ่งเน้นไปที่ความเฉพาะเจาะจงที่จำเป็นในการแปลแนวคิดไปสู่การปฏิบัติสำหรับหุ่นยนต์และการกระทำของหุ่นยนต์แตกต่างจากการกระทำของมนุษย์อย่างไร โดยใช้สถานการณ์สมมติที่กำหนดนักเรียนจะสร้างรหัสและนำการเรียนรู้ไปสู่การปฏิบัติขณะที่พวกเขามีส่วนร่วมในการแก้ปัญหาการให้เหตุผลเชิงพื้นที่และการคิดคำนวณ
ภาพรวม
นักเรียนจะถูกขอให้สร้างโครงการสำหรับสถานการณ์ที่ใช้หุ่นยนต์เพื่อช่วยในการทำงานในโรงเรียน:
การรวบรวมการรีไซเคิลจากห้องเรียนในตอนท้ายของวัน เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้นักเรียนจะต้อง:
-
ทำงานร่วมกันเป็นกลุ่มเพื่อคิดและออกแบบเส้นทางสำหรับ "หุ่นยนต์รีไซเคิล" ที่จินตนาการไว้ในการเดินทาง
-
แปลเส้นทางของพวกเขาเป็นขั้นตอนการเข้ารหัสเฉพาะโดยใช้บล็อกที่พวกเขาได้เรียนรู้มาก่อนหน้านี้
-
นำโครงการของพวกเขาไปดำเนินการและประเมินว่าการเข้ารหัสของพวกเขาตรงกับผลลัพธ์ที่ต้องการหรือไม่
ความจำเพาะของการเขียนโปรแกรม - วางการออกแบบให้ใช้งานได้
มนุษย์สามารถอ่านสภาพแวดล้อมของพวกเขาโดยใช้การรวมกันของข้อมูลทางประสาทสัมผัสการตัดสินใจการอนุมานและความทรงจำซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยให้เราสามารถสร้างแผนที่ทางจิตที่มีคุณภาพเป็นส่วนใหญ่
(ขึ้นอยู่กับคำอธิบายมากกว่าการวัด)
อย่างไรก็ตามหุ่นยนต์สามารถทำสิ่งที่คุณบอกให้ทำเท่านั้นและสามารถทำได้อย่างถูกต้องเท่านั้นหากได้รับคำแนะนำที่เฉพาะเจาะจงเชิงปริมาณ
(ที่วัดได้) คำสั่งเหล่านี้สร้างพฤติกรรมของหุ่นยนต์:
วิธีที่หุ่นยนต์ทำงานซึ่งมีตั้งแต่พื้นฐานไปจนถึงซับซ้อนขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างหรือตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์
ในฐานะผู้ติดตามทิศทางที่เชี่ยวชาญยิ่งคุณมีรายละเอียดมากเท่าใดหุ่นยนต์ก็จะสามารถบรรลุเป้าหมายของคุณได้ดียิ่งขึ้นเท่านั้น
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้คุณในฐานะโปรแกรมเมอร์ต้องออกแบบแผนซึ่งรวมถึงทิศทางพร้อมการวัด
ทิศทางตามการวัดเหล่านี้จะสร้างพิมพ์เขียวเพื่อให้หุ่นยนต์ของคุณปฏิบัติตาม
ลองนึกภาพสถานการณ์
Robot
Helper...
หุ่นยนต์สามารถช่วยให้มนุษย์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและง่ายดายยิ่งขึ้น
ตัวอย่างเช่นลองนึกภาพโรงเรียนที่ทุกบ่ายจะต้องมีคนมาที่ห้องเรียนทั้งหมดเพื่อเก็บขยะรีไซเคิล
ในขณะที่นักเรียนหรือครูสามารถทำสิ่งนี้ได้นั่นจะทำให้พวกเขาใช้เวลาไปกับการทำอย่างอื่น
เราจะออกแบบแผนและสร้างโครงการเพื่อให้ "หุ่นยนต์รีไซเคิล" สามารถทำงานนี้ให้เราได้
หุ่นยนต์จะเดินทางไปยังห้องเรียนหลายห้องจากนั้นนำรีไซเคิลไปยังสถานที่เฉพาะและกลับมาที่จุดเริ่มต้น
จะเริ่มจากตรงไหนดี? กระบวนการออกแบบเริ่มต้นอย่างไร…
เมื่อสถาปนิกถูกขอให้สร้างอาคารใหม่พวกเขาจะไม่หยิบค้อนขึ้นมาและเริ่มกระแทกออกไป
ก่อนที่ผู้รับเหมาหรือคนงานก่อสร้างจะหยิบเครื่องมือขึ้นมาสถาปนิกจะใช้เวลาและพลังงานอย่างมากในการสร้างแผนสำหรับอาคาร
พวกเขาต้องคิดเกี่ยวกับที่พักและวิธีการเชื่อมต่อและเชื่อมโยงซึ่งกันและกัน
การคิดแบบนี้เรียกว่าการให้เหตุผลเชิงพื้นที่
ประการแรกสถาปนิกจำเป็นต้องรู้ว่าวัตถุประสงค์ของอาคารคืออะไรและจะใช้งานอย่างไร
- ฟังก์ชันการทำงาน
จากนั้นพวกเขาก็คิดเกี่ยวกับวิธีต่างๆมากมายที่พวกเขาสามารถบรรลุการทำงานนั้นและสิ่งที่มันอาจมีลักษณะอย่างไร
สถาปนิกสร้างภาพร่างรายการและแผนการออกแบบที่พวกเขาคิดว่าน่าจะได้ผล
พวกเขาทำงานร่วมกับผู้อื่นที่เกี่ยวข้องในอาคารและแผนเหล่านั้นได้รับการแก้ไขและในที่สุดก็กลายเป็นพิมพ์เขียว
-
เส้นทางที่วัดเฉพาะที่จะใช้ในการสร้างอาคารนั้น
เมื่อคุณเริ่มคิดเกี่ยวกับแผนการออกแบบสำหรับหุ่นยนต์คุณจะเริ่มต้นในลักษณะเดียวกันมาก
ก่อนอื่นคุณต้องรู้ฟังก์ชันการทำงาน - คุณต้องการให้หุ่นยนต์ทำอะไร?
ในกรณีนี้เราต้องการให้หุ่นยนต์ช่วยเรารวบรวมการรีไซเคิล
มันต้องเดินทางไปรอบๆโรงเรียนและรับสิ่งของดังนั้นคุณต้องคิดเกี่ยวกับพื้นที่ที่มันจะเดินทางและทางเดินและห้องเหล่านั้นเชื่อมต่อกันอย่างไร
ต่อไปเราสามารถคิดเกี่ยวกับหลายวิธีในการทำแผนที่เส้นทางรอบๆโรงเรียนของคุณโดยใช้ภาพร่างหรือรายการเพื่อแสดงความคิดของคุณช่วยให้ผู้อื่นที่คุณทำงานด้วยเห็นและเข้าใจความคิดของคุณได้ดีขึ้น
กลุ่มของคุณอาจนำแนวคิดจากหลายแผนมารวมกันเป็นหนึ่งเดียว
จากนั้นเมื่อกลุ่มของคุณตัดสินใจเลือกแผนการออกแบบคุณสามารถสร้างพิมพ์เขียว -
คำแนะนำเฉพาะที่คุณต้องการให้หุ่นยนต์ทำตาม
กล่องเครื่องมือครู
- กิจวัตรการคิดแบบ
นั่งร้าน
หากนักเรียนต้องการความช่วยเหลือเพิ่มเติมเกี่ยวกับพฤติกรรมการทำความเข้าใจเตือนพวกเขาว่าหุ่นยนต์สามารถทำสิ่งที่คุณบอกให้ทำเท่านั้นและสามารถทำได้อย่างถูกต้องหากพวกเขาได้รับคำแนะนำที่เฉพาะเจาะจงเชิงปริมาณ (ที่วัดได้) นี่คือตัวอย่างบางส่วนของงาน:
-
ลองนึกถึงคำแนะนำที่ท่านให้เพื่อนในส่วนสำรวจ เมื่อคุณเดินไปตามทางเดินคุณเดินเร็วแค่ไหน?
-
คุณนำทางด้วยอะไร? คุณมองหาสถานที่สำคัญเช่นห้องเรียนของครูบางคนหรือน้ำพุ?
-
ถ้าคุณจะเดินทางไปในเส้นทางเดียวกันโดยหลับตาคุณสามารถทำได้หรือไม่?
เป้าหมายของแบบฝึกหัดเหล่านี้คือช่วยให้นักเรียนเข้าใจความแตกต่างระหว่างกระบวนการของมนุษย์และหุ่นยนต์ มนุษย์มักจะมีคุณภาพมากกว่าในขณะที่หุ่นยนต์มีปริมาณโดยธรรมชาติ มันจะเป็นสิ่งสำคัญที่จะแนะนำนักเรียนในการคิดในขั้นตอนเชิงปริมาณทั้งสำหรับการออกแบบแผนที่และการเขียนโปรแกรมของโครงการ
สร้างแรงจูงใจในการอภิปราย
ถาม: การออกแบบแผนกำหนดให้คุณต้องคำนึงถึงพื้นที่และวิธีที่พื้นที่เหล่านั้นเชื่อมต่อกับคุณและกันและกัน สิ่งนี้เรียกว่าการให้เหตุผลเชิงพื้นที่หรือการคิดเชิงพื้นที่ มีพื้นที่และงานอื่นใดอีกบ้างที่คุณทำในที่ที่คุณต้องใช้การให้เหตุผลเชิงพื้นที่เพื่อทำให้บางสิ่งเกิดขึ้น?
ตอบ: นักเรียนสามารถให้คำตอบได้หลากหลายโดยมีแนวคิดที่ครอบคลุมคือนี่เป็นสิ่งที่เราทำเป็นประจำเราเพียงแค่ปรับแต่งเพื่อวัตถุประสงค์ในการเขียนโปรแกรม หากนักเรียนเคยปิดไฟห้องนอนและต้องเดินข้ามห้องไปยังเตียงด้วยความทรงจำพวกเขากำลังใช้การให้เหตุผลเชิงพื้นที่ คุณสามารถอ้างอิงบางสิ่งบางอย่างเช่น Google แผนที่ซึ่งบอกรายละเอียดและความเฉพาะเจาะจงมากมายเพื่อให้แน่ใจว่าคุณปฏิบัติตามเส้นทางที่กำหนดไว้
ถาม: ระดมความคิดเกี่ยวกับกลยุทธ์ในการออกแบบและวาดแผนหรือแผนที่ร่วมกัน ลองคิดเกี่ยวกับวิธีที่บทบาทของแต่ละทีมจะถูกนำไปใช้เพื่อทำสิ่งนี้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผล
ตอบ: นักเรียนสามารถอ้างอิงกลับไปยังกลยุทธ์การตัดสินใจร่วมกันเช่นเดียวกับการมอบหมายงานให้กับบทบาทเฉพาะภายในกลุ่ม
ขยายการเรียนรู้ของคุณ
- การ สร้างแบบจำลอง
สเกล
สำหรับกิจกรรมเสริมคณิตศาสตร์ให้กลุ่มนักเรียนวัดระยะห่างระหว่างห้องเรียนข้างเคียงสองสามห้อง จากนั้นลองดูว่ามีปัจจัยร่วมที่คุณสามารถลดลงได้หรือไม่เพื่อสร้างแบบจำลองขนาดจริงฯลฯ ถามนักเรียนว่า “ท่านจะต้องคูณพารามิเตอร์อะไรเพื่อให้เส้นทางหุ่นยนต์นี้ทำงานในโรงเรียนของเรา ?”