Arka plan

Mars Gezgini: Mars Jeolojisini Keşfetme Ünitesi, sizi ve öğrencilerinizi bir problemi çözmek için VEXcode GO projeleri oluşturmaya alıştıracaktır. Perseverance gezgini ve Mars 2020 Görevi'nin eylemleri, öğrencilerin VEXcode GO ve Code Base robotunu kullanarak üstesinden gelecekleri zorluklar için ilham kaynağı olarak kullanılıyor. Oluşturacakları projelerin Diskleri toplaması ve sensör verilerini kullanarak bunları renge göre ayırması gerekecek.

NASA'nın Mars 2020 Görevi

NASA'nın Mars 2020 Misyonu, Mars keşfi için yüksek öncelikli bilimsel hedeflere odaklanıyor: yaşam, iklim, jeoloji ve insanlar. Mars 2020 Perseverance gezgini, Mars'ın jeolojisini daha iyi anlamak ve antik yaşam belirtileri aramak için tasarlandı. Görev, jeolojik açıdan çeşitli bir iniş alanı olan Jezero Krateri çevresini keşfedecek ve özellikle^{içinde yaşam belirtilerini koruduğu}özel kayaları arayacak. 

Bilim insanları, Jazero Krateri alanının bir zamanlar suyla kaplı olduğunu ve antik bir nehir deltasına ev sahipliği yaptığını düşünüyor. Bilim insanları, suyun çevredeki kil minerallerini krater gölüne taşıdığına dair kanıtlar görüyor. Jezero'da bu yağışlı dönemlerden birinde veya birkaçında mikrobiyal yaşamın yaşamış olması mümkündür. Eğer öyleyse, kalıntılarına ait izler göl yatağı veya kıyı şeridi tortularında bulunabilir. Bilim insanları bölgenin nasıl oluştuğunu ve evrimleştiğini inceleyecek, geçmiş yaşam belirtileri arayacak ve bu belirtileri koruyabilecek Mars kaya ve toprak örnekleri toplayacak. 

Gezegen Jeoloğu Nedir?

Gezegen jeoloğu, gök cisimlerinin (gezegenler, uydular, asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve meteoritler) zaman içinde nasıl oluştuğunu ve evrimleştiğini inceleyen kişidir. Dünya hakkında öğrendiklerimizi kullanarak diğer gök cisimlerinin nasıl çalıştığını anlamaya çalışırlar. Gezegen jeologları, gezegenlerin iç yapılarının belirlenmesi gibi konuları inceler ve ayrıca gezegen volkanizması gibi yüzey süreçlerini de inceler. Gezegen jeologları, karasal jeologlara göre çok daha az veriyle yetinmek zorunda kalıyorlar. Kendileri için bilgi toplamak üzere sahaya çıkamadıkları için, büyük ölçüde uzaktan gelen verilere güvenmek zorunda kalıyorlar.

Rover Nedir?

Gezegen Jeologları, arazi hakkında bilgi toplamak ve kaya, toprak, toprak ve hatta sıvı örnekleri toplamak için gezginlerle birlikte çalışırlar.  Gezici, bir gezegenin veya başka bir gök cisminin (Mars gibi) katı yüzeyinde hareket etmek üzere tasarlanmış bir cihazdır. Bilim insanları şu anda Mars'a kendi başlarına gidemedikleri için, kayaları ve toprağı analiz etmek ve onlar adına veri toplamak için robot jeologlara (gezicilere) güvenmek zorundalar. 

Perseverance keşif aracı şu anda NASA'nın Mars 2020 Görevi'ni tamamlıyor ve Dünya'ya geri getirilmek üzere kaya ve toprak örnekleri toplayacak. Perseverance gezgini, görevini yerine getirmek için Mars yüzeyindeki kayaları ve toprakları analiz edecek ve diğer önemli görev ve çalışmaları gerçekleştirecek bir dizi sensör ve bilimsel cihaz taşıyor. Mars 2020 Görevi ve Perseverance Rover'ın özellikleri hakkında daha fazla bilgi için NASA'nın Mars 2020 Görevi Genel Bakış web sitesine

Sensör Nedir?

Sensör, özünde bir robotun etrafındaki dünyayı anlamasına yardımcı olan bir cihazdır. Bunu, çevresi hakkında veri toplayıp raporlayarak yapar; bu veriler daha sonra bir projede robotun karar almasını veya belirli davranışları gerçekleştirmesini sağlamak için kullanılabilir. Bu diziyi “Algıla Düşün Harekete Geç” karar döngüsü olarak düşünebiliriz.

Bu Ünitede, Kod Tabanı, Elektromıknatıs tarafından algılanan disklerin rengini algılamak için Göz Sensörünü kullanacaktır. Hem Göz Sensörü hem de Elektromıknatıs, Kod tabanının çevresiyle etkileşime girmesini ve Sense Think Act karar döngüsünü gerçekleştirmesini sağlayan sensörlerdir.  Öğrencilerin oluşturdukları projelerde, Elektromıknatıs Diskleri algılayacak ve Göz Sensörü bir Diskin rengini algılayacak, ardından VEXcode GO komutu Düşün komutunu kullanarak algılanan Diskin rengine göre karar verecek. Daha sonra Kod Tabanı, tespit edilen renge göre belirtilen bir konuma giderek Diski bırakacaktır.

Elektromıknatıs Nedir? 

Elektromıknatıs, elektrik akımının manyetik alan oluşturmasıyla oluşan bir mıknatıs türüdür. VEX GO Elektromıknatıs, metal çekirdekler içeren Diskleri alıp bırakabilir. Code Base - Eye + Electromagnet yapısında Electromagnet robotun ön tarafında yer alıyor.

 

[Energize elektromıknatısı] bloğu VEXcode GO'da Diskleri 'hızlandırmak' ve 'bırakmak' için kullanılır.

'Boost' ayarı bir Diski almanıza olanak tanır.

'Bırak' ayarı bir Diski serbest bırakmanıza olanak tanır.

Elektromıknatısın kullanımı hakkında daha fazla bilgi için VEX GO Elektromıknatıs VEX Kütüphanesi ile Makalesine bakın. 

Göz Sensörü Nedir?

Göz Sensörü, üç şeyi belirleyebilen bir sensördür: Bir nesnenin varlığı, rengi ve bir nesnenin veya yüzeyin parlaklığı. Code Base - Eye + Electromagnet yapısında, Göz Sensörü Elektromıknatısın arkasında yer alır ve aşağı doğru bakar. Bu, Göz Sensörünün bir Diskin rengini algılamasını ve böylece renge göre sıralanmasını sağlayacaktır. Göz Sensörünün farklı kullanımları hakkında daha fazla bilgi için VEX GO Göz Sensörü VEX Kütüphanesi ile Kodlama Makalesibakın.

Göz Sensörü tarafından bildirilen veriler, öğrencilere robotun 'gördüğü' şeyin görsel bir temsilini sunan Monitör Konsolu'nda görülebilir ve sensörler ile robotun davranışları arasındaki bağlantıyı kurmalarına yardımcı olmak için kullanılabilir. VEXcode GO'da İzleme Konsolu'nun kullanımı hakkında daha fazla bilgi için bu VEX Kitaplığı makalesine bakın.

VEX GO Diskleri

Bu Ünitede kullanılacak Diskler üç farklı renktedir: yeşil, kırmızı ve mavi. Diskler metal çekirdeklidir ve Elektromıknatıs ile kullanılabilir. Diskler ayrıca renk ve nesne algılama için Göz Sensörü ile birlikte de kullanılabilir. For more information on the Electromagnet or the Disks, see the Interactive Parts Poster linked in the VEX Library.

Ayrışma

Ayrıştırma, karmaşık bir sorunu daha yönetilebilir ve anlaşılması daha kolay davranışlara ayırmayı içerir. Sorunu daha küçük parçalara bölmek, her bir parçanın daha detaylı incelenebilmesi ve daha kolay çözülebilmesi anlamına gelir. Örneğin, bir öğrenci robotunun kare şeklinde hareket etmesini istiyorsa, bunu daha küçük komutlara bölmesi gerekecektir. Öğrencilerin parçalama sürecini geliştirmeleri önemlidir, çünkü ilk başta komutları daha küçük bileşenlere ayırmayabilirler:

Sahte kod

Sahte kod, kodun sözlü ve yazılı açıklamalarını birleştiren bir kodlama kısaltmasıdır.

Öğrenciler çoğu zaman bir çözüme ulaşmak için "tahmin ve kontrol" yolunu kullanabilirler. Ancak bu, onların kodlama kavramlarına ilişkin kavramsal bir anlayış geliştirmeleriyle sonuçlanmıyor. Sahte kod yazımı, öğrencilerin kodlamaya ilişkin yüzeysel bir anlayıştan daha kavramsal bir anlayışa geçmelerine yardımcı olur. Sahte kod, öğrencilerin kodlamaya başlamadan önce kodlama çözümleri hakkında kavramsal olarak düşünmelerini gerektirir. Öğretmenler, öğrencilere şu soruları sorarak sözde kodu öğrencilerle tartışmalıdır:

• Projelerinin neyi başarmasını istiyorlar?
• Projenin amacını veya hedefini kısa ve net ifadelere nasıl böleceksiniz?

Bu örnekte, öğrencilerden robotun ileri hareket etmesini, bir duvarı algılamasını, sağa dönmesini ve ardından tekrar ileri hareket etmesini isteyen bir sözde kod oluşturmaları istenseydi, bu kod şu şekilde olurdu:

1. Robotu duvardan 50 mm uzaklaşana kadar ileri doğru sürün
2. Robotu durdur
3. Robotu 90 derece döndürün
4. Robotu durdur
5. 600 mm ileri sürüş 

Bir sözde kod oluşturulduktan sonra, öğrenciler robotun sözde kodunun her adımını nasıl başarıyla tamamlayacağını öğretmek için kodu oluşturacaklar. Pseudocode ile nasıl çalışılacağı hakkında daha fazla bilgi için VEXcode GO'daki Pseudocode Eğitimine bakın.

VEXcode GO nedir?

VEXcode GO, VEX GO robotlarıyla iletişim kurmak için kullanılan bir kodlama ortamıdır. Öğrenciler, robotlarının hareketlerini kontrol eden VEXcode GO projeleri oluşturmak için sürükle ve bırak arayüzünü kullanırlar. Her bloğun amacı, şekli, rengi ve etiketi gibi görsel ipuçları kullanılarak belirlenebilir. For more information on how to work with VEXcode GO, see the VEXcode GO Section of the VEX Library.

VEXcode GO'daki bloklar, VEXcode GO'da bir proje oluşturmak için kullanılan robot komutlarını temsil eder. Bu Ünite sırasında kullanılan ana blokların listesi aşağıdadır. Blok şekilleri ve anlamları hakkında daha fazla bilgi için VEXcode GO VEX Kütüphanesinde Blok Şekillerini Anlama makalesine bakın My Blocks hakkında daha fazla bilgiyi ve bunları bir projede nasıl kullanacağınızı VEXcode GO VEX Kütüphanesinde My Blocks'u Kullanmabulabilirsiniz. 

My Blocks nasıl çalışır?

Bloklarım, bir proje boyunca birden fazla kez kullanılabilecek bir blok dizisi oluşturmak için kullanılır. Her seferinde aynı diziyi yeniden oluşturmak yerine, blok dizisini tek bir blok halinde gruplamak daha kolaydır. My Block oluşturarak diziyi yalnızca bir kez oluşturmanız yeterli olur ve daha sonra tekrar kullanabilirsiniz. Bu, daha uzun projeleri bölmeye ve üzerinde çalışmayı kolaylaştırmaya yardımcı olabilir. Aşağıdaki videoyu izleyerek My Blocks'un bir projede nasıl kullanılacağını görebilirsiniz. Aşağıdaki eğitim videosu VEXcode GO'da bulunmaktadır ve My Blocks'un bir projede nasıl kullanılacağını göstermektedir. Bu video aynı zamanda Lab 4'e de eklenmiştir, böylece bunu öğrencilerinizle paylaşabilirsiniz. (Siz ve öğrencileriniz bu videoya ve tüm VEXcode GO Eğitimlerine istediğiniz zaman VEXcode GO'dan erişebilirsiniz.)

Bloklarımı kullanma hakkında daha fazla bilgi için VEXcode GO VEX Kütüphanesi'ndeki Bloklarımı Kullanma makalesine bakın.

Bu Ünitede Açık Uçlu Meydan Okumaya Hazırlık

Bu Ünitede, öğrencilerden bir zorluğu çözmek için bir proje oluşturmak için daha önce öğrendiklerini kullanmaları istenecektir. Öğrencileri düzenli olarak problem çözmeye ve öğrendikleri becerileri yeni bir şekilde uygulamaya zorlamak önemli olduğundan, öğrencilerinize meydan okumanızı ve bu stratejileri esneklik oluşturmak ve Laboratuvar faaliyetleri boyunca onlara rehberlik etmek için kullanmanızı öneririz. Öğrencilerin projelerini denerken yardımcı olacak birkaç öneri: 

Çözümü vermeden geri bildirim verin - Bir zorlukla uğraşırken hata yapmak beklenir ve teşvik edilir. “Öğrenmedeki hatalar fırsatlar yaratabilir ve bağlantıların gerçekleştirilmesine yardımcı olabilir .”^{2 Öğrencilerinizle tanıdık bir problem çözme süreci} oluşturmak, bir problemi nasıl tanımlayacaklarını ve hata yaptıklarında nasıl ilerleyeceklerini öğrenmelerine yardımcı olabilir, böylece aksama ve hayal kırıklığını en aza indirebilir. Projelerinde sorun gidermelerine ve kendi çözümlerini bulmalarına yardımcı olmak için öğrencilerinizle birlikte aşağıdaki problem çözme döngüsünü kullanmayı deneyin. 

• Sorunu Tanımlayın
  • Öğrenciden neyin yanlış olduğunu açıklamasını isteyin. Öğrenciler hatayı ortak hedefle veya eldeki zorlukla ilişkilendirebilmelidir.
    • Kod Tabanı projelerinde nasıl hareket ediyor? Robot nasıl hareket etmeli? 
• Sorunun Ne Zaman ve Nerede Başladığını Belirleyin
  • Öğrenciye sorunu ilk ne zaman fark ettiğini sorun.
    • Projenin hangi kısmı yürütülüyordu?
  • Öğrenciler projenin neresinde hata olduğunu belirlemekte zorlanıyorsa, VEXcode GO'daki Proje Adımlama özelliğini kullanmalarını teşvik edin. Proje Adımlama özelliği ile sağlanan görsel ipuçları, öğrencilerin birer birer yürütülen blokları görme yeteneğine sahip olarak projelerinde sorun gidermelerine yardımcı olmak için kullanılabilir. Bu, onlara hangi blokların hataya neden olabileceği konusunda daha iyi bir görsel sunacak ve böylece hata ayıklama daha hedef odaklı ve verimli bir süreç haline gelebilecektir. Proje Adımlama özelliğinin nasıl kullanılacağı hakkında daha fazla bilgi için VEXcode GO VEX Kütüphanesinde Bir Projede Adımlama Makalesine bakın. 
• & Test Düzenlemeleri Yap
  • Öğrenciler bir hata buldukça, projelerinde düzenlemeler yapmalıdırlar. Öğrenciler yapılan her düzenleme ile projeyi test edebilirler. Proje başarılı olursa, problem çözme döngüsündeki bir sonraki adıma geçebilirler. Proje başarılı olmazsa, sürecin başına geri dönüp tekrar deneyebilirler.
• Yansıt
  • Öğrencilerden süreç boyunca yaptıkları ve üstesinden geldikleri hata hakkında düşünmelerini isteyin.
    • Hata neydi? Bu hatadan ne öğrendiniz? Bir dahaki sefere Kod Tabanını kodlarken size nasıl yardımcı olabilir?
  • Büyüme zihniyetini teşvik etmeye yardımcı olmak için öğrencileri hatalarını ve süreçten öğrendiklerini tanımaya teşvik edin. Büyüme zihniyetine güçlü bir vurgu, öğrencilerin ne zaman ve nasıl ısrarcı olacaklarını ve ayrıca ne zaman yardım isteyeceklerini öğrenmelerine yardımcı olabilir.³ Öğrenciler süreçlerini yeni öğrenmenin öncüsü olarak görebilirlerse, burada yer alan adımları hem kendi öğrenmelerini hem de sınıf arkadaşlarının öğrenmesini ilerletmek için kullanabilirler. Öğrenciler bu sorunlarla karşılaştıklarında ve hataları üzerinde düşündüklerinde, hatalarını paylaşmaları ve diğer öğrencilerle işlem yapmaları için onları teşvik edin. Bu şekilde öğrenciler “birbirleri için öğrenme kaynakları” haline gelebilirler^4.

Öğrencilerin tahmin ve kontrol etmenin ötesine geçmelerine yardımcı olun - İlk başta, öğrenciler projelerinde farklı blokları tahmin edecek ve deneyeceklerdir, ancak projenin amacına göre seçim yapmaya başlamalarını isteyeceksiniz. Öğrencilerin projelerinin amacını size açıklamalarını sağlayın ve ardından projelerinde bu hedefe yönelik neyin işe yaradığını, neyin eksik olduğunu ve neden olduğunu sorun. Öğrencileri, robotun ne yapmasını ve neden yapmasını istediklerinin kavramsal seviyesinden bir proje oluşturmaya teşvik etmek, tahmin et ve kontrol et aşamasını geçmelerine ve niyetle kodlamaya başlamalarına yardımcı olacaktır.

Bu Ünitenin 3. ve 4. Laboratuvarları, keşfedici olacak şekilde tasarlanmış etkinlikleri içerir ve öğrencilerinizden bir zorluğu çözmek için sebat etmelerini isteyecektir. Öğrencilerin Drivetrain bloklarındaki parametreleri değiştirmeleri ve Diskleri renklerine göre farklı alanlara toplamak ve dağıtmak için My Blocks oluşturmaları gerekecektir. Diskleri toplamak ve sıralamak projelerinin birkaç yinelemesini alabilir. Öğrencileri deneme yanılma sürecine hazırlamak ve zorluğun amacına ulaşmak için projelerinde sorun gidermelerine yardımcı olmak için bu bölümde özetlenen önerileri kullanın. Oyun Bölüm 1 ve 2 'nin Kolaylaştırma bölümü, öğrencilere bu Laboratuvar zorluklarında rehberlik etmek için ek öğretim destekleri içerir. Bu Laboratuvarda gerekli olan problem çözme ve deneme yanılma için nasıl destek sağlayacağınıza dair bir plana sahip olmak, öğrencilerinizin bireysel ihtiyaçlarını karşılamanıza yardımcı olabilir.

STEM Laboratuvarlarında çalışırken öğrencilerin dayanıklılık ve gelişim odaklı bir zihniyet oluşturmalarına etkili geri bildirimin nasıl yardımcı olabileceği hakkında daha fazla bilgi için STEM Laboratuvarlarında Dayanıklılık Oluşturma VEX Kütüphanesi makalesi bakın.

---

¹ NASA, Mars 2020 Görevi Genel Bakış, https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/overview/, 2021.
² Hattie, John ve Shirley Clarke. Görünür Öğrenme: Geri Bildirim. Routledge, Taylor & Francis Group, 2019.
³ Aynı.
⁴ Aynı, s. 121