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本节的目的
游戏部分的目标是让学生使用前进、后退和转向 STEM 实验室中引入的代码块练习编程，以便沿着特定路径驱动机器人。 本节重点介绍机器人将想法转化为行动所需的特殊性，以及机器人行动与人类行动的不同之处。 使用给定的场景，学生将在解决问题、空间推理和计算思维时创建代码并将所学知识付诸实践。
概述
学生将被要求创建一个场景项目，其中机器人用于帮助学校完成一项工作：在一天结束时从教室收集回收物。 为了实现这一目标，学生将：
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小组合作思考并设计一条想象中的“回收机器人”的行走路径。
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使用他们之前学到的块将他们的路径转换为特定的编码步骤。
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将他们的项目付诸实践并评估他们的编码是否符合他们期望的结果。
编程特异性——将设计付诸实践
人类能够结合感官信息、决策、推理和记忆来解读他们的环境，所有这些都使我们能够创建很大程度上是定性的心理地图（基于描述，而不是测量）。 然而，如果机器人得到了具体的、定量的（可测量的）指令，它们就只能完全按照你的指示去做，而且只能正确地做。 这些指令创建机器人行为：机器人的行为方式，范围从基本到复杂，具体取决于机器人的构建或编程方式。
作为专业的方向追随者，您的方向越详细，机器人就越能实现您的目标。 为了实现这一目标，作为程序员，您必须设计一个包含指导和测量的计划。 这些基于测量的指示为您的机器人创建了可以遵循的蓝图。
想象一个机器人助手场景...
机器人可以帮助人类更高效、更轻松地完成工作。 例如，想象一所学校，每天下午必须有人到所有教室收集回收品。 虽然学生或老师可以这样做，但这会占用他们做其他事情的时间。 我们将设计一个计划并创建一个项目，以便“回收机器人”可以为我们承担这项任务。 机器人将前往多个教室，然后将回收物带到特定位置，然后返回起点。
从哪里开始？ 设计过程如何开始…
当建筑师被要求建造一座新建筑时，他们不会拿起锤子开始敲击。 在承包商或建筑工人拿起工具之前，建筑师会花费大量时间和精力来制定建筑平面图。 他们必须考虑空间以及它们如何相互连接和关联。 这种思维方式称为空间推理。
首先，建筑师需要知道建筑物的用途是什么，以及它将如何使用——功能。 然后他们会考虑实现该功能的多种不同方式，以及它的外观。 建筑师创建他们认为可行的草图、列表和设计计划。 他们与参与建筑的其他人合作，这些计划得到修改，并最终变成蓝图——将用于建造该特定建筑的具体的、经过测量的方向。
当您开始考虑机器人的设计计划时，您将以大致相同的方式开始。 首先，你必须了解功能——你想让机器人做什么？ 在这种情况下，我们希望机器人帮助我们收集回收物。 它必须在学校周围移动并拾取东西，因此您需要考虑它将要移动的空间以及这些走廊和房间如何相互连接。 接下来，我们可以考虑多种方法来绘制学校周围的路径 - 使用草图或列表来展示您的想法，帮助与您一起工作的其他人看到并更好地理解您的想法。 您的团队可能会从多个计划中汲取想法，并将它们整合为一个计划。 然后，当您的团队决定设计计划时，您可以创建蓝图 - 您希望机器人遵循的具体指令。
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脚手架思维例程
如果学生在理解行为方面需要更多帮助，请提醒他们，机器人只能完全按照你告诉他们的去做，并且只有在给予他们具体的、定量的（可测量的）指令的情况下才能正确地做。 以下是一些任务示例：
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想想您在“探索”部分给朋友的指示。 当你走过大厅时，你走得有多快？
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您通过什么进行导航？ 您是否寻找地标，例如某位老师的教室或喷泉？
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如果你闭着眼睛走同样的路，你能做到吗？
这些练习的目的是帮助学生理解人类和机器人流程之间的差异。 人类通常更加定性，而机器人本质上是定量的。 引导学生对地图设计和项目规划进行定量思考非常重要。
激发讨论
问： 设计计划需要您考虑空间以及它们如何与您以及彼此之间建立联系。 这称为空间推理或空间思维。 在您执行的其他哪些领域和任务中，您必须使用空间推理来使某些事情发生？
A: 学生可以给出各种答案，总体想法是这是我们定期做的事情，我们只是为了编程的目的而对其进行改进。 如果学生曾经关掉卧室的灯，并且不得不凭记忆穿过房间到床边，那么他们正在使用空间推理。 您可以参考谷歌地图之类的东西，它会告诉您很多细节和特异性，以确保您遵循它所设定的路径。
问： 集体讨论一些一起设计和绘制计划或地图的策略。 考虑如何利用团队的个人角色，以便有效且高效地做到这一点。
A: 学生可以参考协作决策策略，以及将任务分配给小组内的特定角色。
扩展您的学习
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比例建模
对于数学扩展活动，让学生小组实际测量几个相邻教室之间的距离。 然后尝试看看是否存在可以减少的共同因素以创建实际的比例模型等。 问学生“要使这个机器人路径在我们学校发挥作用，你需要将参数乘以多少？”