Lý lịch
Các nhà thiết kế, kỹ sư và nhà khoa học máy tính tạo ra các giải pháp giải quyết vấn đề hàng ngày. Trong đơn vị diễu hành này, học sinh sẽ sử dụng Quy trình thiết kế kỹ thuật để giải quyết một vấn đề thực tế. Học sinh sẽ khám phá cách thiết kế, chế tạo và lập trình một xe diễu hành robot tự động để di chuyển qua mê cung mô phỏng các chướng ngại vật trong thế giới thực của một tuyến đường diễu hành.
Xe diễu hành là gì?
Đoàn diễu hành là một nhóm người lớn hoặc nhỏ cùng đi bộ và thường mặc trang phục hóa trang theo sau là ban nhạc diễu hành và xe diễu hành. Xe diễu hành là một bục được trang trí, có thể được dựng trên một chiếc xe hoặc được kéo phía sau xe. Các cuộc diễu hành thường được tổ chức vào các ngày lễ hoặc để tôn vinh ai đó và thường là một lễ kỷ niệm nào đó.
Lặp lại
Lần lặp được định nghĩa là hành động hoặc quá trình lặp lại. Đối với mục đích của chúng tôi, lặp lại là vòng lặp thiết kế có hệ thống, tuần hoàn trong đó các sản phẩm được lập kế hoạch, xây dựng, thử nghiệm và cải tiến cho đến khi chúng giải quyết hiệu quả một vấn đề kỹ thuật. Lặp lại là một phần của EDP, nơi các sản phẩm được tạo mẫu, thử nghiệm, tinh chế và tạo mẫu lại cho đến khi chúng đáp ứng các tiêu chí do nhóm thiết kế thiết lập. Lặp lại là cải thiện thiết kế sản phẩm của bạn.
Trong bài học này, sinh viên sẽ đưa vào cuộc sống thiết kế đầu tiên của phao nổi của họ, tham gia thảo luận về thiết kế và cách cải thiện nó. Họ sẽ thực hiện các sửa đổi, kiểm tra và tinh chỉnh lại, lặp lại chu kỳ này hoặc lặp lại, cho đến khi họ hài lòng với thiết kế và đáp ứng các yêu cầu của dự án.
Quy trình thiết kế kỹ thuật
Học sinh sẽ sử dụng Quy trình Thiết kế Kỹ thuật (EDP) để thiết kế và xây dựng một phao diễu hành. EDP là một loạt các bước mà các kỹ sư làm theo để đưa ra giải pháp cho các vấn đề. Thông thường, giải pháp liên quan đến việc thiết kế một sản phẩm đáp ứng các tiêu chí nhất định hoặc hoàn thành một nhiệm vụ nhất định.
EDP có thể được chia thành các bước sau: XÁC ĐỊNH → TỐI ƯU HÓA CÁC GIẢI PHÁP → PHÁT TRIỂN.
- Xác định các vấn đề kỹ thuật liên quan đến việc nêu rõ vấn đề cần được giải quyết càng rõ ràng càng tốt về các tiêu chí thành công và các ràng buộc hoặc giới hạn.
- Thiết kế các giải pháp cho các vấn đề kỹ thuật bắt đầu bằng việc tạo ra một số giải pháp khả thi khác nhau, sau đó đánh giá các giải pháp tiềm năng để xem giải pháp nào đáp ứng tốt nhất các tiêu chí và hạn chế của vấn đề.
- Tối ưu hóa giải pháp thiết kế liên quan đến một quá trình trong đó các giải pháp được kiểm tra và tinh chỉnh một cách có hệ thống và thiết kế cuối cùng được cải thiện bằng cách đánh đổi các tính năng ít quan trọng hơn cho những tính năng quan trọng hơn.
EDP có tính chất tuần hoàn hoặc lặp đi lặp lại. Đó là một quá trình sản xuất, thử nghiệm và phân tích, và tinh chỉnh một sản phẩm hoặc quy trình. Dựa trên kết quả thử nghiệm, các lần lặp lại mới được tạo và tiếp tục được sửa đổi cho đến khi nhóm thiết kế hài lòng với kết quả.
Trong bài học này, học sinh sẽ sử dụng EDP để mơ ước, lập kế hoạch và xây dựng một chiếc phao diễu hành robot. Sau khi xây dựng ban đầu, các nhóm sẽ kiểm tra và cải thiện thiết kế phao của họ để đáp ứng các tiêu chí và ràng buộc thiết kế.
Mã giả là gì?
Mã giả là một ký hiệu viết tắt để mã hóa kết hợp mô tả bằng lời nói và bằng văn bản của mã.
Thông thường, sinh viên có thể "đoán và kiểm tra" cách của họ để tìm ra giải pháp. Tuy nhiên, điều này không dẫn đến việc họ xây dựng một sự hiểu biết khái niệm về các khái niệm mã hóa. Việc viết mã giả giúp học sinh vượt ra ngoài sự hiểu biết ở mức độ bề mặt về mã hóa, để hiểu biết nhiều hơn về khái niệm. Mã giả yêu cầu học sinh suy nghĩ khái niệm về giải pháp mã hóa của mình trước khi bắt đầu viết mã. Giáo viên nên thảo luận về mã giả với học sinh bằng cách hỏi học sinh:
- Họ muốn dự án của họ đạt được điều gì?
- Bạn sẽ chia nhỏ ý định hoặc mục tiêu của dự án thành các tuyên bố cụ thể ngắn như thế nào?
Trong ví dụ này, nếu học sinh được yêu cầu tạo một mã giả để muốn robot di chuyển về phía trước, phát hiện một bức tường, rẽ phải và sau đó di chuyển về phía trước một lần nữa, nó sẽ như sau:
- Lái robot về phía trước cho đến khi nó cách tường 50 mm
- Dừng robot
- Xoay robot 90 độ
- Dừng robot
- Tiến về phía trước 600 mm
Sau khi tạo mã giả, học sinh sẽ tạo mã để hướng dẫn robot cách hoàn thành thành công từng bước của mã giả.
Phân hủy
Phân hủy liên quan đến việc chia nhỏ một vấn đề phức tạp thành các hành vi dễ quản lý và dễ hiểu hơn. Chia nhỏ vấn đề thành các phần nhỏ hơn có nghĩa là mỗi phần có thể được kiểm tra chi tiết hơn và giải quyết dễ dàng hơn. Ví dụ, nếu một học sinh muốn robot của mình di chuyển trong một hình vuông, họ sẽ cần phải chia nó thành các lệnh nhỏ hơn. Việc tinh chỉnh quy trình phân tích là rất quan trọng để học viên thực hành, vì ban đầu các em có thể không chia các lệnh thành các thành phần nhỏ hơn:
| Di chuyển trong một phân tích hình vuông 1 | Di chuyển trong một phân tích vuông 2 | Di chuyển trong một phân tích hình vuông 3 |
|---|---|---|
|
|
|
Giải trình tự
Trình tự là thứ tự cụ thể trong đó các hành vi được thực hiện trong một thuật toán hoặc tập hợp các hướng dẫn. Một hành động hoặc sự kiện dẫn đến hành động có thứ tự tiếp theo theo một trình tự. Giải trình tự rất quan trọng để học sinh có thể mã hóa robot của mình một cách chính xác.
Để cho robot biết chính xác và chính xác cách di chuyển, cần có cả quá trình phân hủy và giải trình tự. Đầu tiên, vấn đề, chẳng hạn như làm thế nào để điều hướng một mê cung, sẽ được phân hủy thành các gia số và hành vi nhỏ hơn. Sau đó, một khi các hành vi này được xác định, chúng cần được sắp xếp theo trình tự chính xác. Điều này rất quan trọng, bởi vì robot sẽ chỉ di chuyển chính xác như được mã hóa.
Học sinh sẽ mã hóa phao diễu hành của mình để di chuyển qua một mê cung diễu hành. Họ sẽ cần sắp xếp các lệnh trong dự án của mình sao cho phao của họ di chuyển về phía trước, phía sau, bên trái và bên phải theo đúng thứ tự để điều hướng mê cung diễu hành.
VEXcode GO là gì?
VEXcode GO là một môi trường mã hóa được sử dụng để giao tiếp với CÁC robot VEX GO. Học sinh sử dụng giao diện kéo và thả để tạo các dự án VEXcode GO điều khiển hành động robot của họ. Mục đích của mỗi khối có thể được xác định bằng cách sử dụng các dấu hiệu trực quan như hình dạng, màu sắc và nhãn của nó.
Các khối VEXcode GO sau đây sẽ được sử dụng trong thiết bị này:
[Lái xe cho] - di chuyển Hệ thống truyền động về phía trước hoặc lùi lại trong một khoảng cách nhất định. Chọn hướng mà Hệ thống truyền động sẽ di chuyển và đặt khoảng cách nó sẽ di chuyển bằng cách nhập một giá trị trong hình bầu dục.
[Xoay] - xoay Hệ thống truyền động sang trái hoặc phải theo một số độ nhất định. Chọn hướng Hệ thống truyền động sẽ quay và đặt khoảng cách nó sẽ di chuyển bằng cách nhập một số độ trong hình bầu dục.
[Chờ] - Chờ một khoảng thời gian cụ thể trước khi chuyển sang khối tiếp theo.
[Comment] - cho phép các lập trình viên viết thông tin để giúp mô tả dự án của họ. Nhận xét không làm thay đổi dự án hoặc chặn xung quanh nó.
[Quay để] - sẽ quay Động cơ theo một hướng nhất định trong một khoảng cách nhất định tính từ vị trí hiện tại của nó.
- Theo mặc định, các khối khác sẽ đợi cho đến khi Động cơ di chuyển xong. Bạn có thể chọn mũi tên để mở rộng "và đừng chờ đợi" - điều này sẽ khiến các khối khác tiếp tục chạy trong khi Motor hoặc Motor Group di chuyển.
Để bắt đầu sử dụng VEXcode GO trong lớp học của bạn, hãy tải ứng dụng VEX Classroom xuống thiết bị của giáo viên, sau đó làm theo các bước trong bài viết Sử dụng ứng dụng VEX Classroom để tìm hiểu cách cập nhật chương trình cơ sở GO Brain, đổi tên và định vị GO Brains cũng như theo dõi Pin của GO Brains trong lớp học của bạn. Để biết thêm thông tin về VEXcode GO, hãy truy cập phần VEXcode GO của Thư viện VEX Robotics VEX.