Μετακινηθείτε για να αποκτήσετε δεδομένα

Ερωτήσεις προς διερεύνηση

• Πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μαθηματικές συναρτήσεις στο πρόγραμμά μας;
  

Προετοιμασία ( Prepare )

• Βεβαιωθείτε ότι οι κόμβοι SPIKE Prime είναι φορτισμένοι, ειδικά αν η σύνδεση γίνεται μέσω Bluetooth.

Συμμετοχή ( Engage )

(Ομαδική συζήτηση, 5 λεπτά)

Εμπλέξτε τους μαθητές σε μια συζήτηση σχετικά με το ποδήλατο ως μέσο μεταφοράς.

Ζητήστε από τους μαθητές να μιλήσουν συγκεκριμένα για την οδήγηση με ποδήλατο για να μετακινηθούν από τόπο σε τόπο, φροντίζοντας να μιλήσουν για τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της μεταφοράς με ποδήλατο.

Συζητήστε για τα μέρη που θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ποδήλατο, ειδικά για τα μέρη που μπορεί να είναι πιο λογικό να χρησιμοποιήσετε ποδήλατο από το να περπατήσετε ή να χρησιμοποιήσετε κάποιο άλλο μέσο μεταφοράς. Προτρέψτε τους μαθητές με παραδείγματα αν χρειαστεί.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 20 λεπτά)

Οι μαθητές θα διερευνήσουν το ποδήλατο ως μέσο μεταφοράς.

Κατευθύνετε τους μαθητές στην ενότητα BUILD στην εφαρμογή SPIKE. Εδώ οι μαθητές μπορούν να έχουν πρόσβαση στις οδηγίες κατασκευής του μοντέλου Smart Bike. Ζητήστε από τους μαθητές να κατασκευάσουν το μοντέλο. Οι οδηγίες κατασκευής είναι επίσης διαθέσιμες στη διεύθυνση https://education.lego.com/en-us/support/spike-prime/building-instructions.

Καθοδηγήστε τους μαθητές να ανοίξουν ένα νέο έργο στον καμβά προγραμματισμού Python. Ζητήστε από τους μαθητές να διαγράψουν τυχόν κώδικα που υπάρχει ήδη στην περιοχή προγραμματισμού. Οι μαθητές θα πρέπει να συνδέσουν τον κόμβο τους.  

Παροτρύνετε τους μαθητές να σκεφτούν πώς θα προγραμματίσουν το Έξυπνο Ποδήλατό τους να κινείται. Οι μαθητές θα πρέπει να γράψουν ένα πρόγραμμα που να επιτρέπει στο ποδήλατο να κινείται προς τα εμπρός με σταθερή ταχύτητα.

Παράδειγμα κώδικα:

from spike import PrimeHub, MotorPair

hub = PrimeHub()
bike = MotorPair(‘E’, ‘C’)

\#κίνηση -75, εκατοστά, τιμόνι 0 (ευθεία), 25% ισχύς
bike.move(-25, ‘cm’, 0, 25)

Μετακίνηση με μαθηματικά

Μόλις οι μαθητές έχουν το ποδήλατό τους σε κίνηση, προτρέψτε τους να προσθέσουν στο πρόγραμμά τους για να αλλάξουν την ταχύτητα του ποδηλάτου τους ώστε να κινείται πιο γρήγορα και πιο αργά. Ωστόσο, δεν θα πρέπει απλώς να προσθέσουν νέες κινήσεις στο πρόγραμμα. Αντ’ αυτού, οι μαθητές θα πρέπει να χρησιμοποιούν μεταβλητές και μαθηματικές συναρτήσεις για να αλλάξουν την ταχύτητά τους.

Παρουσιάστε τις ακόλουθες μαθηματικές συναρτήσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Όλες αυτές θα πρέπει να είναι κοινές και οικείες στους μαθητές. Υπενθυμίστε στους μαθητές ότι η σειρά των πράξεων θα ακολουθείται σε πολύπλοκες γραμμές μαθηματικού κώδικα.

Χρησιμοποιώντας αυτές τις μαθηματικές συναρτήσεις, οι μαθητές θα πρέπει να είναι σε θέση να δημιουργήσουν ένα πρόγραμμα που θα αυξάνει και θα μειώνει την ταχύτητα του ποδηλάτου.

Παράδειγμα κώδικα:

from spike import PrimeHub, MotorPair, LightMatrix
from spike.control import wait_for_seconds

hub = PrimeHub()
bike = MotorPair(‘E’, ‘C’)

\# ορίστε την ταχύτητα και τη λειτουργία του ποδηλάτου για τη βόλτα με το ποδήλατο
bike_speed = 25
def ride():
    hub.light_matrix.write(bike_speed)
    bike.move(-25, ‘cm’, 0, bike_speed)

\# ορίστε τις συνθήκες για την κίνηση και την ταχύτητα του ποδηλάτου
while True:
    if hub.left_button.was_pressed():
        bike_speed = bike_speed – 5
        ride()
        wait_for_seconds(3)

if hub.right_button.was_pressed():
    bike_speed = bike_speed + 5
    ride()
    wait_for_seconds(3)

Δώστε χρόνο στους μαθητές να εξερευνήσουν το πρόγραμμα και να δοκιμάσουν διαφορετικές τιμές για την πρόσθεση και την αφαίρεση.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η ομάδα, 5 λεπτά)

Συζητήστε με τους μαθητές πώς λειτούργησε το πρόγραμμα.
Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

• Πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μαθηματικές συναρτήσεις στο πρόγραμμά μας;
• Πώς η χρήση των μαθηματικών συναρτήσεων άλλαξε τον τρόπο λειτουργίας του προγράμματός σας;
• Ποιο είναι το πλεονέκτημα του ελέγχου της ταχύτητας με μια μεταβλητή;

Η συνάρτηση ride δημιουργήθηκε για να επιτρέπει την εκτέλεση του ίδιου κώδικα σε δύο διαφορετικά σημεία του προγράμματος. Η δημιουργία συναρτήσεων βοηθά να διατηρήσουμε το μήκος του προγράμματος στο ελάχιστο και μας επιτρέπει επίσης να κάνουμε το πρόγραμμά μας πιο αποτελεσματικό.

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Μικρές ομάδες, 10 λεπτά)

Επιτρέψτε στους μαθητές να συνεχίσουν να τροποποιούν το πρόγραμμά τους για να δοκιμάσουν νέες μαθηματικές συναρτήσεις με βάση όσα μοιράστηκαν με άλλους μαθητές.

Προκαλέστε τους μαθητές να δοκιμάσουν να προσθέσουν νέες συναρτήσεις στο πρόγραμμά τους για να δουν πώς αλλάζουν οι κινήσεις. Ζητήστε από τους μαθητές να μοιραστούν τα προγράμματά τους.

Παράδειγμα κώδικα:

from spike import PrimeHub, MotorPair, LightMatrix
from spike.control import wait_for_seconds

hub = PrimeHub()
bike = MotorPair(‘E’, ‘C’)

bike_speed = 25

\#η ταχύτητα πρέπει να είναι ακέραιος αριθμός, οπότε κατά τη διαίρεση πρέπει να στρογγυλοποιήσετε ώστε η μεταβλητή να παραμείνει ακέραιος αριθμός
def ride():
    hub.light_matrix.write(round(bike_speed))
    bike.move(-25, ‘cm’, 0, round(bike_speed))

while True:
    if hub.left_button.was_pressed():
        bike_speed = bike_speed/2
        ride()
        wait_for_seconds(3)

    if hub.right_button.was_pressed():
        bike_speed = bike_speed * 2
        ride()
        wait_for_seconds(3)

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

(Ομαδική άσκηση, 5 λεπτά)

Παρατηρήσεις του εκπαιδευτικού:

Συζητείστε για το πρόγραμμα με τους μαθητές.
Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

• Τι συνέβη όταν προσθέσαμε μαθηματικές συναρτήσεις στο πρόγραμμά μας;
• Τι μάθατε για τον προγραμματισμό μαθηματικών συναρτήσεων;
• Ποιο ζήτημα ανακαλύφθηκε όταν χρησιμοποιήθηκε η διαίρεση;
• Γιατί χρησιμοποιήθηκε ένα ζεύγος κινητήρων όταν υπάρχει μόνο ένας κινητήρας που κινεί το ποδήλατο;
• Ποιες επαναλήψεις μπορούν να γίνουν στο πρόγραμμά μας;
   

Αυτοαξιολόγηση:

Βάλτε τους μαθητές να απαντήσουν στα ακόλουθα στα ημερολόγιά τους:

• Τι μάθατε σήμερα σχετικά με τη χρήση μαθηματικών συναρτήσεων στο πρόγραμμά σας;
• Ποια χαρακτηριστικά ενός καλού συμπαίκτη επέδειξα σήμερα;
• Ζητήστε από τους μαθητές να βαθμολογήσουν τον εαυτό τους σε κλίμακα 1-3, σχετικά με τη διαχείριση του χρόνου τους σήμερα.
• Ζητήστε από τους μαθητές να βαθμολογήσουν τον εαυτό τους σε κλίμακα 1-3, σχετικά με τη διαχείριση των υλικών (εξαρτημάτων) που έκαναν σήμερα.

Πηγή: https://education.lego.com/en-us/lessons/spike-python-u9-data-and-math-functions/spike-python-u9l2-bike-riding-for-data