ลูป: การลดความซับซ้อนของการกระทำซ้ำๆ - Python
กล่องเครื่องมือสำหรับครู
-
วัตถุประสงค์ของส่วนนี้
- เป้าหมายของส่วน Play คือเพื่อให้นักเรียนได้เรียนรู้การเขียนโปรแกรม VEX V5 Clawbot ให้เคลื่อนที่โดยใช้ตัวควบคุม การเรียนรู้วิธีใช้ตัวควบคุมเป็นสิ่งสำคัญหากนักเรียนต้องการเข้าร่วมการแข่งขัน ตัวควบคุมยังเป็นวิธีที่สนุกสำหรับนักเรียนในการเรียนรู้แนวคิดการเขียนโปรแกรมที่สำคัญเช่น ลูปและเหตุการณ์ เพื่อเริ่มต้นส่วน Play นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมด้วย Loops จากนั้น นักเรียนจะทำการสำรวจ โดยจะได้เรียนรู้วิธีการเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์และตั้งโปรแกรม Clawbot เพื่อตอบสนองต่อคอนโทรลเลอร์ โดยใช้โครงสร้างลูปอินฟินิตี้ ในขณะที่เป็นจริง โดยการดาวน์โหลดและรันโครงการตัวอย่าง ใช้คำถามในการอภิปราย Motivate เพื่อทบทวนกับนักเรียนว่า Loops คืออะไรและใช้สำหรับพฤติกรรม Clawbot ที่เกิดซ้ำอย่างไร
- “ลูป” ช่วยให้ Clawbot สามารถทำซ้ำพฤติกรรมได้ คำสั่งใดๆ ที่วางไว้ภายในลูปจะทำซ้ำตามกฎของลูปนั้น ตัวอย่างเช่น พฤติกรรมใดๆ ภายในลูป ในขณะที่เป็น True จะเกิดขึ้นซ้ำตลอดระยะเวลาของโครงการ
- เมื่อนักเรียนเริ่มงานในการเปิดตัวอย่างโครงการเพื่อให้ Clawbot ทำการวนซ้ำ พวกเขาก็ควรเริ่มคิดเกี่ยวกับการกระทำของ Clawbot ในแง่ของการทำซ้ำด้วย ประการแรก นักเรียนควรตัดสินใจว่า:
- พฤติกรรมใดที่ควรทำซ้ำ?
- ควรทำซ้ำพฤติกรรมเหล่านี้กี่ครั้งหรือเป็นเวลานานเท่าใด?
- แผนจะเป็นเพียงลำดับพฤติกรรมที่ Clawbot ต้องทำซ้ำ และโปรเจ็กต์จะเป็นเพียงพฤติกรรมที่แปลเป็น VEXcode V5
- คุณสามารถจับคู่คอนโทรลเลอร์กับ Robot Brain ก่อนเข้าเรียนเพื่อประหยัดเวลา หรือคุณอาจให้นักเรียนทำในระหว่างชั้นเรียนได้โดยทำตามขั้นตอน ที่นี่ คุณสามารถพิมพ์บทความนี้ออกมาเพื่อให้นักเรียนใช้ได้
ลดความยุ่งยากของโครงการด้วย Loops
เราในฐานะมนุษย์มีพฤติกรรมซ้ำๆ มากมายในชีวิตประจำวันของเรา ตั้งแต่การกินและการนอนไปจนถึงการแปรงฟันและการพาสุนัขเดินเล่น สิ่งที่เราทำแต่ละวันล้วนแต่ซ้ำซากจำเจ ในชั้นเรียนคณิตศาสตร์ เราทราบว่าการคูณตัวเลขด้วยศูนย์จะเท่ากับศูนย์เสมอ หรือการคูณตัวเลขด้วย 1 ก็จะเท่ากับตัวมันเองเสมอ ไม่ว่าเราจะคูณกี่ครั้งก็ตาม แม้ว่าเราจะมีแนวโน้มที่จะทำซ้ำพฤติกรรมของเรา แต่บางครั้งคำสั่งของเราก็อาจเรียบง่ายลงได้ ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้สูตรอาหารในการอบเค้ก สูตรอาหารจะไม่บอกให้คุณ “ใส่น้ำตาล 1 ถ้วย ใส่น้ำตาล 1 ถ้วย ใส่น้ำตาล 1 ถ้วย ใส่น้ำตาล 1 ถ้วย” แทนที่จะทำอย่างนั้น มันจะบอกให้คุณเติมน้ำตาล 4 ถ้วย และคุณจะตักน้ำตาล 1 ถ้วยออกมา 4 ครั้ง
ด้วยหุ่นยนต์ Loops ช่วยให้เราทำให้โครงการของเราเรียบง่ายขึ้น แทนที่จะเพิ่มคำสั่งเดียวกันสี่ครั้ง ตัวอย่างเช่น เราสามารถใช้ Loop เพื่อบอกให้หุ่นยนต์ทำพฤติกรรมเดียวกันสี่ครั้ง ช่วยประหยัดเวลาและพื้นที่ขณะที่เราสร้างโปรเจ็กต์ของเรา ลองจินตนาการถึงงานที่หุ่นยนต์อาจทำซึ่งต้องทำซ้ำๆ กันจึงจะทำงานสำเร็จ พฤติกรรมเหล่านี้ รวมถึงลูปจากหมวดการควบคุม คือสิ่งที่คุณต้องการเพื่อให้โครงการบรรลุภารกิจ
กระตุ้นการสนทนา
-
พฤติกรรมที่เกิดขึ้นซ้ำๆ
ถาม: การใช้ลูปช่วยประหยัดเวลาและป้องกันข้อผิดพลาดทั้งสำหรับมนุษย์และคอมพิวเตอร์/หุ่นยนต์ได้อย่างไร
ตอบ: สมมติว่าคุณต้องการให้หุ่นยนต์ทำพฤติกรรมเดียวกันซ้ำ 10 ครั้ง หากไม่มี Loops คุณจะต้องเพิ่มคำสั่งเดียวกันลงในโปรเจ็กต์ของคุณ 10 ครั้งแยกกัน เนื่องจากคุณสามารถใช้ Loop ได้ คุณจึงประหยัดเวลาในการเพิ่มคำสั่งลงในโครงการของคุณ และเนื่องจากคุณสามารถบรรลุเป้าหมายเดียวกันได้โดยการเพิ่มโครงสร้าง Loop เพียงอันเดียว คุณจึงสามารถทำให้โครงการของคุณไม่มีคำสั่งเพิ่มเติมที่ไม่จำเป็นได้อีกด้วย มนุษย์ก็มีความสามารถที่จะทำผิดพลาดได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพวกเขาทำพฤติกรรมเดิมซ้ำแล้วซ้ำเล่า ทุกครั้งที่เกิดพฤติกรรมซ้ำๆ กัน ก็อาจไม่ได้เกิดขึ้นเหมือนเช่นเคย
ถาม: หุ่นยนต์มีข้อได้เปรียบบางประการอะไรบ้างเมื่อเทียบกับมนุษย์ในเรื่องการแสดงพฤติกรรมซ้ำๆ
ตอบ: มนุษย์สามารถแสดงพฤติกรรมส่วนใหญ่ได้เพียงช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น ในขณะที่หุ่นยนต์สามารถแสดงพฤติกรรมได้นานเท่าที่จำเป็น หุ่นยนต์สามารถทำสิ่งต่างๆ ได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ไม่จำเป็นต้องพักเหมือนมนุษย์
ถาม: ลูปใช้ในชีวิตประจำวันของเราที่ไหน
ตอบ: ตัวอย่างอาจแตกต่างกันไป แต่ทั้งหมดควรแสดงให้เห็นฟังก์ชันการทำซ้ำได้อย่างชัดเจน ตัวอย่างหนึ่งอาจเป็นตารางเรียน ทุกวัน นักเรียนจะทำซ้ำพฤติกรรมการไปจากชั้นเรียนหนึ่งไปยังอีกชั้นเรียนหนึ่งเมื่อเสียงกระดิ่งดังขึ้น ขึ้นอยู่กับตารางเรียนของวันนั้นๆ
ขยายการเรียนรู้ของคุณ
-
วงจรในชีวิต