Έλεγχος κίνησης με κλίση

Ερωτήσεις προς διερεύνηση

• Πώς μπορείτε να ορίσετε συνθήκες για το πώς θα ανταποκριθεί ένας αισθητήρας;
• Πώς λειτουργεί ένας αισθητήρας κίνησης;

Προετοιμασία ( Prepare )

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

Συμμετοχή ( Engage )

(Ομαδική δραστηριότητα, 5 λεπτά)

Ενεργοποιήστε τους μαθητές σε μια εμπειρία με δηλώσεις υπό όρους.

Οι μαθητές χρειάζονται τα ακόλουθα στοιχεία από το σετ τους:

• Ματζέντα πλαίσιο
• 3 διαφορετικά κίτρινα στοιχεία
• 3 διαφορετικά κόκκινα στοιχεία

Ζητήστε από τους μαθητές να τοποθετήσουν το πορφυρό πλαίσιο στη μέση ενός φύλλου χαρτιού με τα άλλα στοιχεία να είναι τοποθετημένα έξω από το πλαίσιο.

Οι μαθητές θα αναγνωρίσουν ποια στοιχεία πληρούν τη δεδομένη συνθήκη τοποθετώντας τα στοιχεία που είναι αληθή (πληρούν τη συνθήκη) μέσα στο πλαίσιο και τα ψευδή (δεν πληρούν τη συνθήκη) έξω από το πλαίσιο.

Εξάσκηση με τους μαθητές. Πείτε στους μαθητές ότι η συνθήκη είναι κίτρινη. Συζητήστε με τους μαθητές ποια στοιχεία πληρούν τις συνθήκες και ζητήστε από τους μαθητές να τοποθετήσουν αυτά τα στοιχεία μέσα στο πλαίσιο. Όλα τα υπόλοιπα στοιχεία θα παραμείνουν έξω από το πλαίσιο ως ψευδή.

Αδειάστε το πλαίσιο μεταξύ των γύρων.

Γύρος 1: Η συνθήκη είναι κόκκινη.

Γύρος 2: Η συνθήκη είναι μεγαλύτερη από ένα τούβλο 2×2 (οι μαθητές μπορεί να χρειαστεί να συγκρίνουν).

Γύρος 3: Η συνθήκη είναι οποιοδήποτε στοιχείο που δεν είναι ένα παραδοσιακό σχήμα τούβλου (όπως ένας άξονας ή ένα τεχνικό κομμάτι).

Συζητήστε την εμπειρία μαζί ως ολόκληρη ομάδα. Ρωτήστε τους μαθητές τι είναι μια δήλωση υπό συνθήκη. Εξηγήστε ότι οι δηλώσεις υπό συνθήκη είναι κομμάτια κώδικα που εκτελούνται μόνο όταν η δηλωμένη συνθήκη ικανοποιείται ή είναι αληθής. Οι τιμές Boolean, true και false, χρησιμοποιούνται στις υπό συνθήκη δηλώσεις.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 20 λεπτά)

Οι μαθητές θα εξερευνήσουν τη δημιουργία απλών δηλώσεων υπό όρους, ενώ παράλληλα θα εξερευνήσουν πώς να χρησιμοποιούν τον αισθητήρα κίνησης στον κόμβο.

Καθοδηγήστε τους μαθητές να πάρουν τον κόμβο από το σετ τους και να ανοίξουν ένα νέο έργο στον καμβά προγραμματισμού Python. Ζητήστε από τους μαθητές να διαγράψουν τυχόν κώδικα που υπάρχει ήδη στον προγραμματιστικό χώρο. Οι μαθητές θα πρέπει να συνδέσουν τον διανομέα τους. 

Πατήστε για δράση

Οι αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν με διάφορους τρόπους. Ο αισθητήρας κίνησης μπορεί να προγραμματιστεί ώστε να εκτελεί διαφορετικές ενέργειες ανάλογα με τον τρόπο που τον μετακινείτε. Κάντε καταιγισμό ιδεών με τους μαθητές για το πώς πιστεύουν ότι μπορεί να μετακινηθεί ο διανομέας όταν τον κρατάτε στο χέρι. Ρωτήστε τους μαθητές πώς πιστεύουν ότι πρέπει να προγραμματιστεί ο αισθητήρας κίνησης. Ποιες πληροφορίες θα χρειαστεί το λογισμικό για να λειτουργήσει σωστά το υλικό;

Γράψτε ένα πρόγραμμα ψευδοκώδικα για να κάνετε τον αισθητήρα κίνησης να λειτουργήσει ώστε να εμφανίζει μια εικόνα στη φωτεινή μήτρα όταν αγγίζεται ο κόμβος. Ψευδοκώδικας είναι να γράψετε με λέξεις αυτό που θέλετε να κάνει το πρόγραμμα.

Δείγμα ψευδοκώδικα:

• Εισαγωγή PrimeHub
• Αρχικοποίηση του διανομέα
• Αν ο διανομέας αγγιχτεί
• Εμφάνιση εικόνας

Σημείωση: Ο κώδικας που γράφετε στα βήματα δεν χρειάζεται να ταιριάζει ακριβώς με αυτόν που θα μπει στο πρόγραμμα. Αυτό γίνεται για να βοηθήσει τον μαθητή να σκεφτεί τι χρειάζεται.   

Δώστε στους μαθητές το δείγμα κώδικα για τη χρήση του αισθητήρα κίνησης ώστε να εμφανίζονται διαφορετικές εικόνες ανάλογα με τη χειρονομία ή την ενέργεια που γίνεται στον κόμβο. Οι μαθητές πρέπει να πληκτρολογήσουν αυτό το πρόγραμμα στον καμβά προγραμματισμού.

Ζητήστε από τους μαθητές να εκτελέσουν το πρόγραμμα.

from spike import PrimeHub, LightMatrix

hub = PrimeHub()

gesture = hub.motion_sensor.wait_for_new_gesture()

if gesture == ‘tapped’: 

hub.light_matrix.show_image(‘SAD’)

print(‘Stop Please’)

• Συζητήστε το πρόγραμμα με τους μαθητές. Ζητήστε από τους μαθητές να επισημάνουν πράγματα σε αυτό το πρόγραμμα που είναι καινούργια. Οι μαθητές μπορεί να παρατηρήσουν τη χρήση του “if” και των διπλών σημείων ισότητας (==).
• Εξηγήστε στους μαθητές ότι αυτό το πρόγραμμα είναι μια δήλωση υπό όρους. Λέει στον κόμβο να εκτελέσει μια ενέργεια αν ικανοποιηθεί η συνθήκη. Συζητήστε τη συνθήκη – χτυπώντας τον κόμβο. Η συνθήκη τίθεται από τη δήλωση “if”. Μόνο αν ικανοποιείται η συνθήκη εμφανίζεται το λυπημένο πρόσωπο στον κόμβο. Εάν η συνθήκη δεν ικανοποιείται, δεν εμφανίζεται τίποτα στον κόμβο.
• Επισημάνετε επίσης στους μαθητές τα διπλά σύμβολα ισότητας. Ένα απλό σύμβολο ισότητας δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην υπό συνθήκη δήλωσή μας, επειδή χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της τιμής μιας μεταβλητής ή ενός αντικειμένου. Η Python χρησιμοποιεί ένα διπλό σύμβολο ισότητας για να ορίσει μια σύγκριση. Μια δήλωση υπό συνθήκη συγκρίνει την είσοδο με την όποια συνθήκη έχει τεθεί.
• Αφήστε χρόνο στους μαθητές να διερευνήσουν τον καθορισμό μιας συνθήκης στο πρόγραμμά τους αλλάζοντας τις διάφορες εισόδους. Η χειρονομία είναι μια είσοδος τύπου συμβολοσειράς που σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο λέξεις. Οι επιλογές είναι ‘κουνιέται’, ‘χτυπιέται’, ‘διπλά χτυπιέται’, ‘πέφτει’. Οι επιλογές προσανατολισμού μπορούν επίσης να αναφερθούν στην ενότητα Motion της Βάσης Γνώσης στην ενότητα wait_for_new_gesture().

Κλίση για δράση

Οι μαθητές θα εξερευνήσουν τον προσανατολισμό του κόμβου με διαφορετικούς τρόπους για δράση.

Εκτός από τις χειρονομίες, ο αισθητήρας κίνησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ορίσετε συνθήκες για τον τρόπο με τον οποίο τον προσανατολίζετε ή τον γέρνετε. Δώστε στους μαθητές το δείγμα κώδικα για να χρησιμοποιήσουν τον αισθητήρα κίνησης για να εμφανίσουν διαφορετικές εικόνες ανάλογα με τον προσανατολισμό ή την κλίση του διανομέα. Οι μαθητές πρέπει να πληκτρολογήσουν αυτό το πρόγραμμα στον καμβά προγραμματισμού.   

Ζητήστε από τους μαθητές να εκτελέσουν το πρόγραμμα. 

Συζητήστε τη συνθήκη που ικανοποιείται σε αυτό το παράδειγμα – προσανατολισμός ή κλίση του διανομέα προς τα πάνω. Μόνο αν ικανοποιείται η συνθήκη εμφανίζεται το βέλος στον κόμβο. Εάν η συνθήκη δεν ικανοποιείται, δεν εμφανίζεται τίποτα στον κόμβο.

Προκαλέστε τους μαθητές να προσθέσουν στο πρόγραμμά τους. Εάν ικανοποιείται η συνθήκη, να εκτυπώσουν ένα ρητό στην κονσόλα και να αναπαράγουν έναν ήχο. Αφήστε χρόνο στους μαθητές να γράψουν και να εκτελέσουν το πρόγραμμά τους.

Δείγμα κώδικα:

από spike import PrimeHub, LightMatrix, App  

hub = PrimeHub()  

app = App()  

orientation = hub.motion_sensor.wait_for_new_orientation() 

if orientation == ‘up’:  

hub.light_matrix.show_image(‘ARROW_N’) 

print(‘Είμαι ξύπνιος’) 

app.play_sound(‘Applause 1’) 

Δώστε χρόνο στους μαθητές να διερευνήσουν τον καθορισμό μιας συνθήκης στο πρόγραμμά τους αλλάζοντας τις διάφορες εισόδους. Ο προσανατολισμός είναι μια είσοδος τύπου συμβολοσειράς που σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο λέξεις. Οι επιλογές είναι ‘μπροστά’, ‘πίσω’, ‘πάνω’, ‘κάτω’, ‘αριστερά’ και ‘δεξιά’. Οι επιλογές προσανατολισμού μπορούν επίσης να αναφερθούν στην ενότητα Motion της Βάσης Γνώσης στην ενότητα wait_for_new_orientation()

Υπενθυμίστε στους μαθητές να ανατρέχουν στη Βάση Γνώσης όταν χρειάζεται για να προσθέσουν πρόσθετες γραμμές κώδικα. Επίσης, οι μαθητές θα πρέπει να παρακολουθούν την κονσόλα για μηνύματα σφάλματος.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η ομάδα, 5 λεπτά)

Επιτρέψτε στους μαθητές να μοιραστούν τα προγράμματά τους και να συζητήσουν πώς λειτούργησαν τα προγράμματα.

Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

• Τι είναι η δήλωση υπό όρους σε ένα πρόγραμμα;
• Τι κάνει το “if” για να θέσει τη συνθήκη;
• Γιατί οι γραμμές μετά το “if” είναι σε εσοχή;
• Πώς λειτουργεί ο αισθητήρας κίνησης;
• Ποιες είναι οι συνθήκες που μπορείτε να θέσετε για τον αισθητήρα κίνησης;

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Μικρές ομάδες, 10 λεπτά)

Προκαλέστε τους μαθητές να δημιουργήσουν ένα παιχνίδι που περιλαμβάνει τη χρήση του αισθητήρα κίνησης για την αλληλεπίδραση με μια ιστορία.

Ζητήστε από τους μαθητές να δημιουργήσουν μια σύντομη ιστορία που έχει ένα κενό μέσα της. Το κενό θα πρέπει να συμπληρωθεί με μια ενέργεια από τον αισθητήρα κίνησης που μπορεί στη συνέχεια να εμφανίσει μια εικόνα και να αναπαράγει έναν ήχο. Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη συνάρτηση print() για να συμπεριλάβουν τα λόγια της ιστορίας στην κονσόλα.

Ένα απλό παράδειγμα γραμμένο ως πρόγραμμα ψευδοκώδικα είναι το εξής:

• Print(‘Μια μέρα η Τζέιν περπατούσε στο πάρκο. Κοίταξε ψηλά.’).
• Κλίση του αισθητήρα κίνησης προς τα πάνω.
• Εμφανίζεται η εικόνα του φαντάσματος.
• Ακούγεται ήχος.
• Print(‘Τότε ξύπνησε και συνειδητοποίησε ότι ήταν όνειρο’).

Αφήστε χρόνο στους μαθητές να δημιουργήσουν τα παιχνίδια της ιστορίας τους. Οι μαθητές θα πρέπει πρώτα να γράψουν την ιστορία τους σε ψευδοκώδικα. Ζητήστε από τους μαθητές να συμπεριλάβουν επίσης σχόλια κώδικα στο πρόγραμμά τους για να εξηγήσουν τα μέρη του προγράμματος.

Οι ομάδες των μαθητών θα πρέπει να μοιραστούν τις ιστορίες τους με άλλες ομάδες. Ζητήστε από τους μαθητές να προβληματιστούν σχετικά με τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο αισθητήρας κίνησης.

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;”:

• Πώς λειτουργούν οι δηλώσεις υπό όρους;
• Πώς λειτουργεί ο αισθητήρας κίνησης;
• Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τρόποι με τους οποίους μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον αισθητήρα κίνησης;

Αυτοαξιολόγηση:

• Βάλτε τους μαθητές να απαντήσουν στα ακόλουθα στο ημερολόγιό τους:
• Τι μάθατε σήμερα σχετικά με τον τρόπο χρήσης των δηλώσεων υπό όρους;
• 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) τους σήμερα.

Πηγή:https://education.lego.com/en-us/lessons/spike-python-u5-playing-games-with-simple-conditions/spike-python-u5l1-controlling-motion-with-tilt#engage