Κάντε ένα ασφαλέστερο χρηματοκιβώτιο

Ερωτήσεις προς διερεύνηση

• Πώς μπορούν να συνδυαστούν πολλαπλές συνθήκες σε μια ενιαία συνθήκη;
• Πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν λογικοί τελεστές και να προβλεφθούν τα αποτελέσματα;

Προετοιμασία ( Prepare )

• Βεβαιωθείτε ότι οι κόμβοι SPIKE Prime είναι φορτισμένοι, ειδικά αν η σύνδεση γίνεται μέσω Bluetooth.
• Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές έχουν κατασκευάσει το μοντέλο χρηματοκιβωτίου από το μάθημα Make it Physically Safe (Κάντε το Φυσικά Ασφαλές).

Συμμετοχή ( Engage )

(Ομαδική συζήτηση, 5 λεπτά)

Ενεργοποιήστε τους μαθητές να σκεφτούν πώς να συνδυάσουν πολλαπλές ιδέες σε μία.

Ξεκινήστε μια συζήτηση με τους μαθητές σχετικά με τα αγαπημένα τους πράγματα που τρώνε. Αφού οι μαθητές έχουν ένα λεπτό για να σκεφτούν τα δικά τους αγαπημένα, βάλτε τους μαθητές να συγκεντρωθούν σε ζευγάρια για να συγκρίνουν τις λίστες τους. Ζητήστε από τους μαθητές να δημιουργήσουν ένα διάγραμμα Venn που να δείχνει τα αγαπημένα τους φαγητά.

Συζητήστε μαζί τα διαγράμματα Venn. Τι κοινό είχαν οι μαθητές; Ζητήστε από τους μαθητές να σκεφτούν αν έτρωγαν μαζί μεσημεριανό γεύμα και έπρεπε να μοιραστούν, τι θα ήθελαν να φάνε. Θα ήθελαν να φάνε κάτι από έναν από τους ατομικούς καταλόγους ή κάτι που τους αρέσει και στους δύο;

Συζητήστε μαζί τις ιδέες των μαθητών. Ζητήστε από τους μαθητές να σκεφτούν πώς θα μπορούσαν να περιγράψουν τι θα έτρωγαν και τι δεν θα έτρωγαν ενθαρρύνοντας τη χρήση των λέξεων και, ή, και όχι. Για παράδειγμα, θα έτρωγα κάτι από τη δική μου λίστα ή την κοινή λίστα, όχι από τη λίστα του άλλου.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 20 λεπτά)

Οι μαθητές θα διερευνήσουν τον συνδυασμό δύο υπό συνθήκη δηλώσεων για τη δημιουργία μιας σύνθετης υπό συνθήκη δήλωσης με τη χρήση λογικών τελεστών.

Κατευθύνετε τους μαθητές στην ενότητα BUILD στην εφαρμογή SPIKE. Εδώ οι μαθητές μπορούν να έχουν πρόσβαση στις οδηγίες κατασκευής για το μοντέλο Super Safe Deposit Box.  Ζητήστε από τους μαθητές να κατασκευάσουν το μοντέλο. Εάν οι μαθητές έχουν κατασκευάσει το μοντέλο της θυρίδας ασφαλείας από το μάθημα Make it Physically Safe, τότε οι μαθητές θα πρέπει μόνο να κατασκευάσουν και να συνδέσουν τον βραχίονα. 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.  

Συνδυασμός λογικών τελεστών
Ζητήστε από τους μαθητές να διερευνήσουν πώς λειτουργεί το χρηματοκιβώτιο.

Παράδειγμα προγράμματος:

from spike import PrimeHub, LightMatrix, Button, App, Motor
from spike.control import wait_for_seconds, wait_until, Timer

hub = PrimeHub()
app=App()
dial=Motor(‘B’)
lock=Motor(‘C’)
dial_cover(‘E’)
timer=Timer()

dial.set_default_speed(75)
lock.set_default_speed(75)
dial_cover.set_default_speed(75)

def unlock():
    while not hub.left_button.is_pressed() and dial.get_degrees_counted()<180:
        hub.speaker.beep(60)
        dial_cover.run_for_degrees(15)
        wait_for_seconds(.08)

        if timer.now()>5:
            app.play_sound(‘Bonk’)
            return

        hub.ligt_matrix.show_images(‘NO’)
        wait_for_seconds(2)
        hub.light_matrix.show_images(‘YES’)
        dial_cover.run_to_position(0)
        lock.run_for_seconds(1)
        app.play_sound(‘Wand’)
        wait_for_seconds(5)

\# Αυτό κλειδώνει την πόρτα και ενεργοποιεί τον πρόσθετο μηχανισμό προστασίας
hub.speaker.beep(60)
hub.speaker.beep(72)
lock.run_for_seconds(-1)
dial.run_to_position(0)
dial_cover.run_to_position(0)
dial.set_degrees_counted(0)
dial.set_stop_action(‘coast’)
hub.light_matrix.show_images(‘NO’)
timer.reset()
unlock()

Συζητήστε το πρόγραμμα μαζί ως ομάδα δίνοντας προσοχή στον τρόπο με τον οποίο κλειδώνει σήμερα το χρηματοκιβώτιο. Ζητήστε από τους μαθητές να σκεφτούν πόσο προστατευμένες θα ήταν προς το παρόν οι όποιες πληροφορίες στο χρηματοκιβώτιο.

Επανεξετάστε προσεκτικά το πρόγραμμα του δείγματος για να εντοπίσετε τις νέες γραμμές κώδικα. Παροτρύνετε τους μαθητές να εξετάσουν την εντολή while.

while not hub.left_button. is pressed() και dial.get_degrees_counted()<180:

Οι μαθητές θα πρέπει να αναγνωρίσουν ότι σε αυτή τη γραμμή απευθύνονται δύο εντολές υπό συνθήκη. Παρουσιάστε στους μαθητές τον όρο σύνθετη δήλωση υπό συνθήκη. Εξηγήστε ότι μια σύνθετη δήλωση υπό συνθήκη είναι μια δήλωση που συνδυάζει δύο εκφράσεις Boolean. Η υπό συνθήκη δήλωση δεν θα είναι αληθής, εκτός εάν πληρούνται όλες οι συνθήκες που αναφέρονται.

Εξηγήστε στους μαθητές ότι οι λογικοί τελεστές χρησιμοποιούνται για να συνδυάσουν υπό συνθήκη δηλώσεις. Επισημάνετε τους δύο λογικούς τελεστές που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη δήλωση – “not” και “and”. Το “ή” είναι ο τρίτος τύπος λογικού τελεστή.

Το πρόγραμμα θέτει δύο συνθήκες χρησιμοποιώντας τον λογικό τελεστή “και”. Εξηγήστε στους μαθητές ότι η λέξη και (πεζά γράμματα) χρησιμοποιείται για να υποδείξει ότι και τα δύο μέρη μιας συνθήκης πρέπει να είναι αληθή για να είναι αληθής ολόκληρη η συνθήκη. Εξηγήστε επίσης ότι ένας λογικός τελεστής σας επιτρέπει να συνδυάσετε περισσότερες από μία εκφράσεις ή τιμές Boolean. Αυτές θα αξιολογηθούν στο πρόγραμμα ως μία τιμή Boolean.

Οι μαθητές θα πρέπει να πληκτρολογήσουν αυτό το πρόγραμμα στον καμβά προγραμματισμού. Οι μαθητές θα πρέπει να εκτελέσουν το πρόγραμμα. Συζητήστε μαζί το πρόγραμμα αφού το εκτελέσουν οι μαθητές.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η ομάδα, 5 λεπτά)

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

• Πώς μπορείτε να συνδυάσετε δύο συνθήκες σε μία;
• Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι αποτελεσμάτων που μπορείτε να έχετε χρησιμοποιώντας τον λογικό τελεστή και;

Εργαστείτε μαζί για να δημιουργήσετε ένα διάγραμμα ροής που να εξηγεί αυτό το πρόγραμμα. Αν μία ή και οι δύο συνθήκες είναι ψευδείς, τότε ολόκληρη η συνθήκη είναι ψευδής.

Παρουσιάστε στους μαθητές τους πίνακες αλήθειας. Αυτοί οι πίνακες είναι χρήσιμοι στις εκφράσεις Boole για να καταγράψουν όλα τα πιθανά αποτελέσματα του προγράμματος με τη χρήση λογικών τελεστών.

Δημιουργήστε έναν πίνακα αλήθειας για το πρόγραμμα του παραδείγματος. Συμπληρώστε τα πιθανά αποτελέσματα με βάση το συνδυασμό του τρόπου με τον οποίο αξιολογείται κάθε συνθήκη. Προτρέψτε τους μαθητές να εξηγήσουν γιατί κάθε συνολική συνθήκη αξιολογείται ως αληθής ή ψευδής.

Συζητήστε με τους μαθητές πώς τα διαγράμματα ροής και οι πίνακες αλήθειας μπορούν να αποτελέσουν χρήσιμες πηγές κατά τη δημιουργία προγραμμάτων με συνδυασμένες συνθήκες.

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Μικρές ομάδες, 10 λεπτά)

Προκαλέστε τους μαθητές να δημιουργήσουν διαφορετικές συνθήκες για να ελέγξουν τον λογικό τελεστή στην υπό συνθήκη δήλωσή τους.

Χρησιμοποιώντας τον πίνακα αλήθειας ως αναφορά, ζητήστε από τους μαθητές να δοκιμάσουν διαφορετικούς συνδυασμούς για να δημιουργήσουν ασφάλεια για τον έλεγχο της αλήθειας. Οι μαθητές θα πρέπει να εκτελέσουν το πρόγραμμά τους αρκετές φορές όταν η συνθήκη 1 και 2 αλλάζει από αληθής σε ψευδής σε όλους τους συνδυασμούς του πίνακα για να δουν αν τα αποτελέσματα είναι όλα αληθή.

Συζητήστε τα αποτελέσματα μαζί ως ομάδα.

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

(Ομαδική άσκηση, 5 λεπτά)

Παρατήρηση του δασκάλου:

Συζητήστε το πρόγραμμα με τους μαθητές.

Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως: “Τι είναι αυτό το πρόγραμμα;”:

• Τι συνέβη όταν αλλάξατε τους λογικούς τελεστές στο πρόγραμμά σας;
• Πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι πίνακες αλήθειας για την υποστήριξη της δημιουργίας προγραμμάτων με λογικούς τελεστές;
• Πώς η χρήση λογικών τελεστών σας επιτρέπει να δημιουργήσετε πρόσθετη ασφάλεια;

Αυτοαξιολόγηση:

Ζητήστε από τους μαθητές να απαντήσουν στα ακόλουθα στο ημερολόγιό τους:

• Τι μάθατε σήμερα σχετικά με τη χρήση λογικών τελεστών και τον συνδυασμό δύο συνθηκών;
• 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-u8-compound-conditionals-and-logic-operators/spike-python-u8l3-make-a-safer-safe