Skip to main content

Biểu tượng Hộp công cụ dành cho giáo viên Hộp công cụ dành cho giáo viên - Mục đích của phần này

Mục tiêu của phần Chơi là để học sinh thực hành lập trình với các khối mã được giới thiệu trong Phòng thí nghiệm STEM Lái xe tiến, lùi và rẽ để điều khiển robot dọc theo một con đường cụ thể. Phần này tập trung vào tính cụ thể cần thiết trong việc biến ý tưởng thành hành động cho robot và hành động của robot khác với hành động của con người như thế nào. Sử dụng một tình huống nhất định, học sinh sẽ tạo mã và áp dụng việc học của mình vào thực tế khi các em tham gia giải quyết vấn đề, lý luận không gian và tư duy tính toán.

Tổng quan
Học sinh sẽ được yêu cầu tạo một dự án cho một tình huống trong đó robot được sử dụng để hỗ trợ công việc ở trường: thu gom rác tái chế từ các lớp học vào cuối ngày. Để thực hiện được điều này, học sinh sẽ:

  • Hợp tác làm việc theo nhóm để suy nghĩ và thiết kế đường đi cho “robot tái chế” tưởng tượng di chuyển.

  • Chuyển đường dẫn của họ thành các bước mã hóa cụ thể bằng cách sử dụng các khối mà họ đã học trước đó.

  • Đưa dự án của họ vào hoạt động và đánh giá xem liệu mã hóa của họ có phù hợp với kết quả mong muốn hay không.

Tính đặc hiệu của lập trình—Đưa một thiết kế vào hoạt động

Con người có thể đọc được môi trường của mình bằng cách sử dụng sự kết hợp của thông tin giác quan, quyết định, suy luận và ký ức, tất cả đều cho phép chúng ta tạo ra các bản đồ tinh thần phần lớn mang tính chất định tính (dựa trên mô tả, thay vì đo lường). Tuy nhiên, robot chỉ có thể làm chính xác những gì bạn bảo chúng làm—và chỉ có thể làm đúng—nếu chúng được đưa ra những hướng dẫn cụ thể, định lượng (có thể đo lường được). Những hướng dẫn này tạo ra hành vi của robot: cách thức hoạt động của robot, từ cơ bản đến phức tạp, tùy thuộc vào cách robot được chế tạo hoặc lập trình.

Là những người theo dõi chỉ đạo chuyên nghiệp, chỉ dẫn của bạn càng chi tiết thì robot càng có khả năng hoàn thành mục tiêu của bạn tốt hơn. Để thực hiện được điều này, bạn, với tư cách là người lập trình, phải thiết kế một kế hoạch bao gồm các chỉ dẫn kèm theo phép đo. Những hướng dẫn dựa trên phép đo này tạo ra một kế hoạch chi tiết để robot của bạn tuân theo.

Hãy tưởng tượng một kịch bản Robot trợ giúp...
Robot có thể giúp con người thực hiện công việc hiệu quả và dễ dàng hơn. Ví dụ, hãy tưởng tượng một ngôi trường mà mỗi buổi chiều đều có người phải đến tất cả các lớp học để thu gom rác tái chế. Mặc dù học sinh hoặc giáo viên có thể làm việc này nhưng điều đó sẽ làm mất đi thời gian mà họ có thể làm việc khác. Chúng tôi sẽ thiết kế một kế hoạch và tạo ra một dự án để “Robot tái chế” có thể đảm nhận nhiệm vụ này cho chúng tôi. Robot sẽ di chuyển đến nhiều phòng học, sau đó mang rác tái chế đến một địa điểm cụ thể và quay lại từ đầu.

Nơi để bắt đầu? Quá trình thiết kế bắt đầu như thế nào…

Khi các kiến ​​trúc sư được yêu cầu xây dựng một tòa nhà mới, họ không cầm búa lên và bắt đầu đập. Trước khi một nhà thầu hoặc công nhân xây dựng sử dụng một công cụ nào đó, các kiến ​​trúc sư sẽ dành rất nhiều thời gian và công sức để tạo ra các bản vẽ cho tòa nhà. Họ phải suy nghĩ về không gian và cách chúng kết nối và liên hệ với nhau. Kiểu suy nghĩ này được gọi là lý luận không gian.

Đầu tiên, các kiến ​​trúc sư cần biết mục đích của tòa nhà là gì và nó sẽ được sử dụng như thế nào - chức năng. Sau đó, họ nghĩ về rất nhiều cách khác nhau để họ có thể đạt được chức năng đó và nó sẽ trông như thế nào. Kiến trúc sư tạo ra các bản phác thảo, danh sách và kế hoạch thiết kế mà họ nghĩ có thể hiệu quả. Họ làm việc với những người khác có liên quan đến tòa nhà và những kế hoạch đó sẽ được sửa đổi và cuối cùng biến thành bản thiết kế - những chỉ dẫn cụ thể, được đo lường sẽ được sử dụng để xây dựng tòa nhà cụ thể đó.

Khi bạn bắt đầu nghĩ về kế hoạch thiết kế cho robot, bạn cũng sẽ bắt đầu theo cách tương tự. Đầu tiên, bạn phải biết chức năng – bạn muốn robot làm gì? Trong trường hợp này, chúng tôi muốn robot giúp chúng tôi thu gom đồ tái chế. Nó phải di chuyển quanh trường và nhặt đồ, vì vậy bạn cần suy nghĩ về những không gian mà nó sẽ di chuyển cũng như cách các hành lang và các phòng đó kết nối với nhau. Tiếp theo, chúng ta có thể nghĩ về nhiều cách để lập bản đồ đường đi xung quanh trường học của bạn—sử dụng bản phác thảo hoặc danh sách để thể hiện ý tưởng của bạn sẽ giúp những người khác cùng làm việc với bạn nhìn thấy và hiểu rõ hơn suy nghĩ của bạn. Nhóm của bạn có thể lấy ý tưởng từ nhiều kế hoạch và tập hợp chúng lại thành một. Sau đó, khi nhóm của bạn quyết định kế hoạch thiết kế, bạn có thể tạo bản thiết kế—các hướng dẫn cụ thể mà bạn muốn rô-bốt tuân theo.

Biểu tượng Hộp công cụ dành cho giáo viên Hộp công cụ dành cho giáo viên - Thói quen tư duy giàn giáo

Nếu học sinh cần thêm trợ giúp để hiểu các hành vi, hãy nhắc nhở các em rằng rô-bốt chỉ có thể làm chính xác những gì bạn bảo chúng làm và chỉ có thể làm đúng nếu chúng được đưa ra những hướng dẫn cụ thể, định lượng (có thể đo lường được). Dưới đây là một số ví dụ về nhiệm vụ:

  • Hãy suy nghĩ về những chỉ dẫn mà bạn đã đưa cho một người bạn trong phần Khám phá. Khi bạn đi xuống hành lang, bạn đi nhanh như thế nào?

  • Bạn điều hướng bằng gì? Bạn có tìm kiếm các điểm mốc, chẳng hạn như lớp học của một giáo viên nào đó hoặc đài phun nước không?

  • Nếu bạn nhắm mắt đi trên con đường đó, bạn có làm được không?

Mục tiêu của những bài tập này là giúp học sinh hiểu được sự khác biệt giữa quy trình của con người và robot. Con người thường thiên về chất lượng hơn, trong khi robot vốn dĩ thiên về số lượng. Điều quan trọng là hướng dẫn học sinh suy nghĩ theo các bước định lượng cho cả việc thiết kế bản đồ và lập chương trình dự án.

Biểu tượng Thúc đẩy cuộc thảo luận Thúc đẩy thảo luận

Q: Việc thiết kế một kế hoạch đòi hỏi bạn phải suy nghĩ về không gian và cách chúng kết nối với bạn và với nhau. Điều này được gọi là lý luận không gian hoặc tư duy không gian. Một số lĩnh vực và nhiệm vụ khác mà bạn phải làm khi phải sử dụng lý luận không gian để thực hiện điều gì đó là gì?

A: Học sinh có thể đưa ra nhiều câu trả lời khác nhau, với ý tưởng bao quát là đây là việc chúng tôi làm thường xuyên, chúng tôi chỉ cải tiến nó cho mục đích lập trình. Nếu học sinh đã từng tắt đèn phòng ngủ và phải di chuyển từ phòng này sang giường khác bằng trí nhớ thì các em đang sử dụng khả năng suy luận không gian. Bạn có thể tham khảo một cái gì đó như Google Maps, nó sẽ cho bạn biết nhiều chi tiết và cụ thể để đảm bảo rằng bạn đi theo con đường mà nó đã đặt ra.

Q: Nghĩ ra một số chiến lược để cùng nhau thiết kế và vẽ một sơ đồ hoặc bản đồ. Hãy suy nghĩ về cách sử dụng vai trò cá nhân của nhóm để thực hiện việc này một cách hiệu quả và hiệu quả.

A: Học sinh có thể tham khảo lại các chiến lược hợp tác ra quyết định cũng như phân công nhiệm vụ cho các vai trò cụ thể trong nhóm.

Mở rộng biểu tượng Học tập của bạn Mở rộng việc học của bạn Mô hình quy mô -

Đối với hoạt động mở rộng môn toán, yêu cầu các nhóm học sinh thực sự đo khoảng cách giữa một số phòng học lân cận. Sau đó thử xem có yếu tố chung nào mà bạn có thể giảm bớt để tạo mô hình tỷ lệ thực tế không, v.v. Hỏi học sinh: “Bạn cần nhân các tham số với bao nhiêu để đường đi của robot này hoạt động được trong trường của chúng ta?”