LEGO® Education > Σχέδια Μαθήματος > ΣΧΕΔΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑΣ:

Κάντε το φυσικά ασφαλές

Χρησιμοποιήστε δηλώσεις υπό όρους για να δημιουργήσετε ένα φυσικά προστατευμένο μέρος για την αποθήκευση πληροφοριών.

}

45 λεπτά

Τάξεις ΣΤ’ Δημοτικού- Β’ Γυμνασίου

Αρχάριοι

Ερωτήσεις προς διερεύνηση

  • Πώς μπορούν να διατηρηθούν οι ευάλωτες πληροφορίες ασφαλείς σε έναν φυσικό χώρο;

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 τα χρηματοκιβώτια και την προστασία φυσικών αντικειμένων.

Προκαλέστε μια συζήτηση με τους μαθητές σχετικά με τους τρόπους φυσικής προστασίας σημαντικών πληροφοριών. Προτρέψτε τους μαθητές να σκεφτούν πού θα μπορούσαν να φυλάσσονται αυτές οι πληροφορίες και πώς θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν οι κλειδαριές.

Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

  • Τι είδους συσκευές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κλειδώσουν κάτι;
  • Τι κάνει τις κλειδαριές ισχυρές;
  • Ποιοι είναι οι τρόποι με τους οποίους μπορείτε να δημιουργήσετε μια κλειδαριά ή μια συσκευή που κλειδώνει και ξεκλειδώνει (π.χ. χρησιμοποιώντας ένα κλειδί, έναν κωδικό πρόσβασης κ.λπ.).
  • Τι μπορεί να κάνει μια κλειδωμένη πόρτα ή ένα κλειδωμένο κουτί ακόμη πιο ισχυρό;

Αφήστε τους μαθητές να ολοκληρώσουν την έρευνα και να δουν εικόνες διαφορετικών τύπων κλειδαριών ανάλογα με τις ανάγκες.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 20 λεπτά)

Οι μαθητές θα διερευνήσουν διαφορετικούς τύπους αρπάγων για να εξετάσουν το καλύτερο εργαλείο για τον καθαρισμό των σκουπιδιών.

Κατευθύνετε τους μαθητές στην ενότητα BUILD στην εφαρμογή SPIKE. Εδώ οι μαθητές μπορούν να έχουν πρόσβαση στις οδηγίες κατασκευής για το μοντέλο του χρηματοκιβωτίου.  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.
Σημείωση: αυτό το μοντέλο χρησιμοποιείται επίσης για το επόμενο μάθημα Make a Safer Safe (Φτιάξε ένα ασφαλέστερο χρηματοκιβώτιο). Ο κινητήρας που επισυνάπτεται δεν θα χρησιμοποιηθεί σε αυτό το μάθημα, αλλά θα χρησιμοποιηθεί στο επόμενο μάθημα.

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.  

Ζητήστε από τους μαθητές να διερευνήσουν πώς λειτουργεί το χρηματοκιβώτιο για να κλειδώνει και στη συνέχεια να ξεκλειδώνει όταν γίνεται η κατάλληλη ενέργεια. Ζητήστε από τους μαθητές να πληκτρολογήσουν το πρόγραμμα του δείγματος στον καμβά προγραμματισμού τους και να το εκτελέσουν.

Δείγμα προγράμματος:

from spike import PrimeHub, LightMatrix, Button, Motor
from spike.control import wait_for_seconds
from spike.operator import greater_than

hub = PrimeHub()
lock_motor = Motor(‘C’)
dial_motor = Motor(‘B’)
lock_motor.set_default_speed(50)

hub.speaker.beep(60)
hub.speaker.beep(72)

\# Aυτό κλειδώνει την πόρτα
dial_motor.set_stop_action(‘coast’)
dial_motor.set_degrees_counted(0)
hub.light_matrix.show_image(‘NO’)

\# Aυτό ξεκλειδώνει την πόρτα
hub.left_button.wait_until_pressed()
hub.speaker.beep(72)
lock_motor.run_for_seconds(1)
hub.light_matrix.show_image(‘YES’)
wait_for_seconds(5)

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. Σημειώστε ότι υπάρχει μόνο ένα βήμα προστασίας με τη χρήση του χρηματοκιβωτίου.

Ώρα για αναβάθμιση
Οι μαθητές θα εξερευνήσουν έναν εμφωλευμένο βρόχο για να δημιουργήσουν ένα πιο ασφαλές χρηματοκιβώτιο.

Προκαλέστε τους μαθητές να αλλάξουν τον κώδικά τους για να συμπεριλάβουν μια ένθετη δήλωση υπό συνθήκη. Εξηγήστε στους μαθητές ότι κάτι είναι φωλιασμένο όταν ένα μέρος μπαίνει μέσα σε ένα άλλο μέρος. Οι βρόχοι και οι δηλώσεις υπό συνθήκη μπορούν να φωλιάσουν ο ένας μέσα στον άλλο για να δημιουργήσουν ένα πιο σύνθετο πρόγραμμα. Ζητήστε από τους μαθητές να ξεκινήσουν με τη δημιουργία ενός διαγράμματος ροής για να δείξουν πώς πρέπει να λειτουργεί το πρόγραμμα. Αφήστε χρόνο στους μαθητές να ολοκληρώσουν τα διαγράμματα ροής τους και συζητήστε τα μαζί ως ομάδα.

Αφήστε χρόνο στους μαθητές να δημιουργήσουν το νέο τους πρόγραμμα που περιλαμβάνει τον εμφωλευμένο βρόχο. Υπενθυμίστε στους μαθητές να χρησιμοποιήσουν σχόλια κώδικα στο πρόγραμμά τους για να εξηγήσουν τι πρέπει να κάνει το πρόγραμμα. Οι μαθητές θα πρέπει επίσης να παρακολουθούν την κονσόλα για μηνύματα σφάλματος.

Δείγμα προγράμματος:

from spike import PrimeHub, LightMatrix, Button, Motor
from spike.control import wait_for_seconds, wait_until
from spike.operator import greater_than

hub = PrimeHub()
lock_motor = Motor(‘C’)
dial_motor = Motor(‘B’)
lock_motor.set_default_speed(50)

hub.speaker.beep(60)
hub.speaker.beep(72)

# Επιβεβαιώστε ότι η πόρτα είναι κλειστή. Αυτό κλειδώνει την πόρτα.
lock_motor.run_for_rotations(-.5)
dial_motor.run_to_position(10)
hub.light_matrix.show_image(‘NO’)

# Βήμα 1 για να ξεκλειδώσετε την πόρτα – Γυρίστε τον επιλογέα στην πόρτα
while True:
    print(‘open me’)
    wait_until(dial_motor.get_position, greater_than, 180)
    hub.speaker.beep(72)

#Βήμα 2 για να ξεκλειδώσετε την πόρτα – Πατήστε το αριστερό κουμπί στον κόμβο
    if hub.left_button.is_pressed():
        hub.speaker.beep(60)
        lock_motor.run_for_rotations(.5)
        hub.light_matrix.show_image(‘YES’)
        break
    else:
        print(‘Still Locked’)
print(‘You may enter’)

Αφήστε χρόνο στους μαθητές να μοιραστούν τα τελικά τους προγράμματα.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η ομάδα, 5 λεπτά)

Συζητήστε με τους μαθητές πώς λειτούργησε το πρόγραμμα.

Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

  • Πώς λειτουργεί το χρηματοκιβώτιο για να παρέχει ασφάλεια;
  • Πόσο ασφαλές νομίζετε ότι είναι το χρηματοκιβώτιο;
  • Πώς λειτουργεί η εμφωλευμένη υπό συνθήκη δήλωση;
  • Τι ήταν δύσκολο σε αυτή την πρόκληση; Πού αντιμετωπίσατε προβλήματα στον προγραμματισμό;
  • Τι κάνει η γραμμή κώδικα με το “break”;

Εξηγήστε στους μαθητές ότι η εντολή break τερματίζει τον βρόχο.

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Μικρές ομάδες, 10 λεπτά)

Προκαλέστε τους μαθητές να αλλάξουν τη σειρά της προστασίας των δύο βημάτων και να εντοπίσουν το σφάλμα στο πρόγραμμα.

Ζητήστε από τους μαθητές να σκεφτούν πώς μπορούν να αλλάξουν τη σειρά των βημάτων για το άνοιγμα του χρηματοκιβωτίου. Μοιραστείτε το δείγμα προγράμματος για να το διερευνήσουν οι μαθητές. Δεν υπάρχουν σφάλματα σε αυτό το πρόγραμμα. Ωστόσο, το πρόγραμμα δεν λειτουργεί για το άνοιγμα του χρηματοκιβωτίου. Ζητήστε από τους μαθητές να εντοπίσουν πού βρίσκεται το πρόβλημα και να αποσφαλματώσουν το πρόγραμμα.

Παράδειγμα προγράμματος:

from spike import PrimeHub, LightMatrix, Button, Motor
from spike.control import wait_for_seconds, wait_until
from spike.operator import greater_than

hub = PrimeHub()
lock_motor=Motor(‘C’)
dial_motor=Motor(‘B’)
lock_motor.set_default_speed(50)

hub.speaker.beep(60)
hub.speaker.beep(72)

\#Φροντίστε να είναι κλειστή η πόρτα.Αυτό κλειδώνει την πόρτα.
lock_motor.run_for_rotations(-.5)
dial_motor.run_to_position(10)
hub.light_matrix.show_image(‘NO’)

\#Βήμα 1 για να ξεκλειδώσετε την πόρτα – πατήστε το αριστερό κουμπί στον κόμβο.
while True:
    print(‘open me’)
    hub.left_button.wait_until_pressed()
    hub.speaker.beep(72)

\#Βήμα 2 για να ξεκλειδώσετε την πόρτα – Γυρίστε τον επιλογέα στην πόρτα
    if dial_motor.get_position()>180:
        hub.speaker.beep(60)
        lock_motor.run_for_rotations(.5)
        hub.light_matrix.show_image(‘YES’)
        break
    else:
        print(‘Ακόμα κλειδωμένα.’)

print(‘Μπορείτε να εισέλθετε!’)

Αφήστε χρόνο στους μαθητές να ξαναδουλέψουν το πρόγραμμα. Ζητήστε από τις ομάδες να μοιραστούν το τελικό τους πρόγραμμα.

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 δημιουργήσατε μια εμφωλευμένη υπό συνθήκη δήλωση;
  • Πώς η φωλιασμένη τοποθέτηση των δηλώσεων υπό συνθήκη κάνει το πρόγραμμα πιο περίπλοκο και το ασφαλές πιο ασφαλές;
  • Ποια είναι κάποια λάθη που πρέπει να προσέξετε όταν προγραμματίζετε σύνθετες προτάσεις υπό συνθήκη;

 

Αυτοαξιολόγηση:

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

  • Τι μάθατε σήμερα σχετικά με τη χρήση εμφωλευμένων δηλώσεων υπό συνθήκη;
  • 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.
Υποστήριξη εκπαιδευτικών

Οι μαθητές θα:

  • Διερευνήσουν εντολές υπό συνθήκη δηλώσεων
  • Εξερευνήσουν μέτρα φυσικής ασφάλειας
Πράγματα που θα χρειαστείτε
  • Σετ SPIKE Prime έτοιμα για χρήση από τους μαθητές
  • Συσκευές με εγκατεστημένη την εφαρμογή SPIKE
  • Ημερολόγια μαθητών
Εκπαιδευτικά πρότυπα

CSTA
2-NI-05
Εξηγήστε πώς τα φυσικά και ψηφιακά μέτρα ασφαλείας προστατεύουν τις ηλεκτρονικές πληροφορίες.

2-CS-02
Να σχεδιάζουν έργα που συνδυάζουν στοιχεία υλικού και λογισμικού για τη συλλογή και ανταλλαγή δεδομένων.

2-AP-10
Χρήση διαγραμμάτων ροής ή/και ψευδοκώδικα για την αντιμετώπιση σύνθετων προβλημάτων ως αλγόριθμοι

2-AP-13
Να αναλύουν προβλήματα και υποπροβλήματα σε μέρη για να διευκολύνουν το σχεδιασμό, την υλοποίηση και την αναθεώρηση προγραμμάτων.

2-AP-16
Ενσωμάτωση υπάρχοντος κώδικα, μέσων και βιβλιοθηκών σε πρωτότυπα προγράμματα και απόδοση των στοιχείων αυτών.

2-AP-17
Συστηματική δοκιμή και βελτίωση των προγραμμάτων με τη χρήση μιας σειράς περιπτώσεων δοκιμής.

2-AP-19
Τεκμηρίωση προγραμμάτων προκειμένου να διευκολύνεται η παρακολούθηση, ο έλεγχος και η αποσφαλμάτωση.