Açık Uçlu STEM Laboratuvarı Keşfi: Tasarım
Öğretmen Araç Kutusu
-
Etkinlik Ana Hatları
Bu keşif, öğrencilerin belirli bir yolu sürmenin karmaşık bir davranışını oluşturmak için öğrendikleri temel programlama davranışlarını uygulamalarına izin verecektir. Bu etkinliğin ana hatları için aşağıdaki bağlantılardan birine tıklayın (GoogleDoc/.docx/.pdf). -
Öğrencilerin Keşif Rolleri Keşfe başlamadan önce öğrencileri gruplar halinde
düzenleyin. Öğrenciler, keşfe katılırken iki ila dört öğrenciden oluşan gruplar halinde organize edilebilir. Her öğrenci 1 (veya daha fazla) rol üstlenmelidir. Deneyimler için roller şunlardır: Oluşturucu, Programcı, Sürücü ve Kaydedici. Roller, işbirliği ipuçları ve DPA'lar hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki bağlantılardan birine tıklayın (GoogleDoc/.docx/.pdf).
Her gruptaki Yapımcı gerekli donanımı almalıdır. Kaydedici, grubun mühendislik defterini almalıdır. Programcı VEXcode IQ'yu açmalıdır.
| Adet | Gerekli Malzemeler |
|---|---|
| 1 |
Otopilot Robotu |
| 1 |
Şarjlı Robot Pili |
| 1 |
VEXcode IQ |
| 1 |
USB Kablosu (bilgisayar kullanıyorsanız) |
| 1 |
Mühendislik Defteri |
| 1 |
Haritalama için Büyük Kağıt |
| 1 |
İşaretleyiciler |
| Grup başına 1 |
Engel olarak kullanmak için engelle (isteğe bağlı) |
Öğretmen Araç Kutusu
-
Tasarım
Bu STEM laboratuvarının amacı, gerçek dünyadaki bir sorunu çözmek için bloklara sürücü uygulamak ve blokları döndürmektir. Bu hedefe ulaşmak için öğrenciler robotun seyahat etmesi için bir yol tasarlamalıdır.
- Sınıfı gruplarına ayırın - grubun her üyesi deneyim için yerine getirmek üzere en az 1 rol seçmelidir.
- Sınıf olarak, sorunu ve birlikte tanımladığınız gereksinimleri, yönergeleri ve birimleri hızlı bir şekilde gözden geçirin.
- Öğrencilere, robotun mühendislik defterlerinde seyahat etmesi için tasarlanmış bir yol çizmeleri için 5 -10 dakika verin.
- Her grup bir tasarımı tamamlarken, gerekli gereksinimleri karşıladığından ve büyük kağıda aktarılmaya hazır olduğundan emin olmak için tasarımı kontrol etmelisiniz.
- Robotun seyahat etmesi için haritayı büyük kağıda aktarın. (Cetvelleri kullanın ve haritada üzerinde anlaşmaya varılan birimlere/parametrelere uygun ölçümler yaptığınızdan emin olun.)
- Her grup büyük ölçekli haritayı tamamladığında, gereksinimleri karşıladığından ve kodlamaya hazır olduğundan emin olmak için haritayı kontrol etmelisiniz.
Öğrenciler programlamaya başlamadan önce, yukarıda listelenen gereksinimleri (ve ek öğretmen gereksinimlerini) karşılayan bir tasarıma karar vermeleri ve taslak çizmeleri gerekecektir. Tasarım aşamasında, grubun her üyesinin bu sürece dahil olduğundan ve gruptaki roller dahilinde çalıştığından emin olmak için dolaşın. Öğrencilerin başarılı bir program yazabilmeleri için tasarım sürecinde erken düzeltilebilecek sorun giderme sorunlarını not edin.
Örneğin:
Projenizde neler olacak?
Geri Dönüşüm Robotunuz için bir plan veya taslak oluşturacak ve ardından bunu yürütmek için bir proje oluşturacaksınız. Robotunuz gerçekten okulunuzda dolaşmayacak olsa da, daha küçük ölçekte bir plan oluşturmak yine de hassasiyet gerektirir. Bunu yapmak için her plan ve proje aşağıdakileri içermelidir:
-
Sınıfınız, ayrılacağı ve geri döneceği “ev üssü” dür.
-
Robot 3 sınıfa girmeli ve çıkmalıdır
-
Proje dört komutu içermelidir: ileri sür, geri sür, sola dön ve sağa dön. (Başarılı bir proje, bu komutların her birinden birkaçını içerecektir.)
-
Geri dönüşümün alındığına dair bir gösterge (örn. Dokunmatik LED yanar; 3 saniye bekleyin; vb.)
Grubunuz tasarım planınız üzerinde birlikte çalışırken, Oluşturucu ve Kaydedici tüm bu gereksinimlerin tasarladığınız yol tarafından karşılandığından emin olmalıdır.
Öğretmen İpuçları
-
O ne kadar uzakta?- Mesafeleri Birlikte Tanımlamak Tasarım sürecini kolaylaştırmanın bir yolunu
arıyorsanız, bazı parametreleri öğrencilerle birlikte tanımlamak yardımcı olabilir.Örneğin:
-
Sınıfa giriş/çıkış = 8 inç/203 mm
-
Kısa koridor = 305 mm/12 inç
-
Uzun koridor = 24 inç/610 mm
Bu sadece ihtiyaç duyulan özgüllük türüne bir örnek vermekle kalmayacak, aynı zamanda tasarım aşamasını daha kolay ilerletmeye yardımcı olacak ve öğrencilerin ölçümler konusunda kafa karışıklığını önleyecektir. Bunları önceden veya zaman izin verirse sınıfla birlikte beyin fırtınası yapabilirsiniz. (“ Önerilen parametre birimleri ”tablosu için aşağıdaki bağlantılardan birine tıklayın (GoogleDoc/.docx/.pdf).) Çalışırken öğrenciler için kolay başvuru için bunları görünür tutun.
-
-
Rolleri Eylemde Vurgulayın Gruptaki her öğrencinin planlamaya katılması
gerekirken, Kaydedici grup için tasarımın son taslağına sahip olmalıdır. Öğrenciler çalışırken, doğru tasarım planları yaparken kaydedicinin güçlü yönlerine dikkat çekmek ve ekibin diğer üyelerine rolleri dahilinde nasıl yardımcı olabileceklerini sormak isteyebilirsiniz. Örneğin, Sürücü yönlülük ve dönüş açıları hakkında düşünürken, Yapımcı ve Programcı Kaydedicinin çizdiği ölçümleri ve adımları etiketlemek ve takip etmek isteyebilir.
Öğretmen İpuçları
- Geri Bildirim Vermek İçin
Sorular Sorun
Öğrenciler haritaları hakkında sizinle görüştüklerinde, geri bildiriminizi bir çözüm sunmak yerine bir soru şeklinde çerçevelemeye çalışın. "Sadece iki durağınız var, üçüncüsünü nereye ekleyebilirsiniz ?" veya" Robotunuz engelin etrafında nasıl gidiyor ?" veya "Robot burada hangi yöne gidiyor ?" gibi sorular sormak, öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerini uygulamalarını ve problem çözme konusunda failliklerini sürdürmelerini sağlar.
1. Adım: Bir Çözümün Haritasını Çıkarın - Mekansal Düşünce İş Başında
Artık gereksinimleri ve parametreleri bildiğinize göre, robotunuzun okulda geri dönüşümü almak için yapacağı üç durağı göstermek için mühendislik defterinizde bir harita çizin.
- Başlangıç ve bitiş noktalarını işaretlediğinizden ve önemli olan sınıfları veya yerleri etiketlediğinizden emin olun.
- Robotun gideceği yönü ve sırayı göstermek için okları kullanın.
- Örnek taslağı kılavuz olarak kullanın. Unutmayın, bu bir plandır, bu yüzden kesin olması gerekmez, ancak kodlamaya başladığınızda size yardımcı olması için notlar veya hatırlatıcılar eklemek isteyebilirsiniz.
- Defterinizde tamamlanmış bir harita olduğunda öğretmeninizle görüşün. Kaydedici, öğretmenle paylaşmak ve büyük haritanızı temel almak için son sürüme sahip olmalıdır.
- Öğretmeniniz çizdiğiniz haritayı onayladığında, bu haritayı robotun kullanabileceği daha büyük bir ölçeğe aktarmak için büyük kağıtları, keçeli kalemleri ve cetvelleri kullanın. Tartışılan parametrelere ve birimlere uyması için çizdiğiniz mesafeleri ölçmeyi unutmayın. Bu şekilde, robotunuzun başarılı bir şekilde sürüş yapmasına yardımcı olmak için kodunuz haritanızla eşleşecektir.
Tartışmayı Motive Edin
-
Düşüncelerinizi İfade Edin
S: Yaptığınız planı düşünün, neden bu sırayla yerlere taşınmayı seçtiniz? Nereye gideceğinizle ilgili seçimlerinizi yaparken hangi faktörleri göz önünde bulundurdunuz? (Öğrenciler buna mühendislik defterlerinde yazılı olarak veya zaman izin verirse sadece sözlü bir tartışmada cevap verebilirler.)
Y: Cevaplar değişecektir, ancak en çok veya en az kimin alacağı, engelden tamamen nasıl kaçınılacağı, en kısa kodu neyin oluşturacağı vb. gibi şeyleri içerebilir.
S: Planınızı dizüstü bilgisayarınızdan daha büyük bir kağıda taşımak için tutarlı bir ölçeğe sahip olmanın neden önemli olduğunu düşünüyorsunuz?
C: Ölçek, küçük bir plan alıp daha büyük bir alana aktarmak için önemlidir. Tutarlı bir ölçek, tüm alanların birbirine göre eşit olarak yerleştirilmesini sağlayacaktır.