Καθαρισμός με πολλαπλές λειτουργίες

Ερωτήσεις προς διερεύνηση

• Πώς μπορεί να προγραμματιστεί μια δαγκάνα να μαζεύει σκουπίδια χρησιμοποιώντας πολλαπλές λειτουργίες;

Προετοιμασία ( Prepare )

Βεβαιωθείτε ότι οι εγκέφαλοι 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 σκουπίδια και τον τρόπο με τον οποίο τα σκουπίδια επηρεάζουν το περιβάλλον μας.
• Εξετάστε το ενδεχόμενο να δείξετε εικόνες και βίντεο με σκουπίδια σε διαφορετικούς τύπους περιβαλλόντων, όπως ο ωκεανός, τα ποτάμια, τα πάρκα κ.λπ. Βάλτε τους μαθητές να σκεφτούν πώς αυτά τα σκουπίδια επηρεάζουν τα πράγματα που ζουν σε αυτά τα περιβάλλοντα.
• Ζητήστε από τους μαθητές να σκεφτούν τρόπους καθαρισμού των σκουπιδιών.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 20 λεπτά)

Οι μαθητές θα διερευνήσουν πώς να χρησιμοποιούν περισσότερες από μία συναρτήσεις σε ένα πρόγραμμα.

• Κατευθύνετε τους μαθητές στην ενότητα BUILD στην εφαρμογή SPIKE. Εδώ οι μαθητές μπορούν να έχουν πρόσβαση στις οδηγίες κατασκευής για το μοντέλο Super Cleanup. 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 βρίσκεται ήδη στην περιοχή προγραμματισμού. Οι μαθητές θα πρέπει να συνδέσουν τον κόμβο τους.  
• Προτρέψτε τους μαθητές να σκεφτούν πώς θα προγραμματίσουν ένα εργαλείο που θα τους βοηθήσει να μαζέψουν τα σκουπίδια.

Δείγμα προγράμματος:

from spike import PrimeHub, ForceSensor, Motor

hub = PrimeHub()

force = ForceSensor(‘E’)

grabber = Motor(‘A’)

while True:

    force.wait_until_pressed()

    grabber.run_to_position(25, ‘clockwise’)

    force.wait_until_released()

    grabber.run_to_position(0, ‘counterclockwise’)

• Επιτρέψτε στους μαθητές να δοκιμάσουν το πρόγραμμα πειραματιζόμενοι σηκώνοντας διάφορα υλικά και με τους δύο αρπάγες. Συζητήστε ως ομάδα ποια υλικά είναι καταλληλότερα για να σηκώσει ο κάθε αρπάγη.

Χρήση πολλαπλών λειτουργιών

• Προτρέψτε τους μαθητές να τροποποιήσουν το πρόγραμμα ώστε να περιλαμβάνει μια συνάρτηση για τον μεγαλύτερο αρπάγη και μια δεύτερη συνάρτηση για τον μικρότερο.
• Συζητήστε με τους μαθητές πώς να συμπεριλάβετε συναρτήσεις που μπορούν να κληθούν ανάλογα με το ποιο εξάρτημα αρπάγης χρησιμοποιείται. Οι μαθητές θα πρέπει να βεβαιωθούν ότι ο αρπάγη ανοίγει και κλείνει όπως χρειάζεται ανάλογα με το ποιο εξάρτημα χρησιμοποιείται. Ως εκ τούτου, οι μαθητές μπορούν να δημιουργήσουν μια ξεχωριστή συνάρτηση για το καθένα.

Δείγμα προγράμματος:

από spike import PrimeHub, ForceSensor, Motor

hub = PrimeHub()

force = ForceSensor(‘E’)

grabber = Motor(‘A’)

\# ορίστε τη συνάρτηση για τον βραχίονα αρπάγης για να αρπάξει κάτι

def grab(): 

    grabber.run_to_position(25, ‘clockwise’)

\# ορίστε τη συνάρτηση για το βραχίονα του αρπάγη που απελευθερώνει κάτι

def release():

    grabber.run_to_position(0, ‘counterclockwise’) 

while True:

    force.wait_until_pressed()

    grab()

    force.wait_until_released()

    release()

Σημείωση: Οι μαθητές θα πρέπει να αλλάξουν τους βραχίονες αρπάγης ανάλογα με το ποιος χρησιμοποιείται εκείνη τη στιγμή.

Αφήστε χρόνο στους μαθητές να δοκιμάσουν το πρόγραμμά τους χρησιμοποιώντας και τους δύο αρπάγες για να δουν αν οι λειτουργίες λειτουργούν σωστά. Υπενθυμίστε στους μαθητές τη σημασία του τρόπου με τον οποίο καλούν τις συναρτήσεις που θα χρησιμοποιηθούν στο πρόγραμμά τους, ώστε να διασφαλίσουν ότι χρησιμοποιούν τη σωστή συνάρτηση τη σωστή στιγμή.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η ομάδα, 5 λεπτά)

Συζητήστε με τους μαθητές πώς λειτουργεί κάθε ένα από τα προγράμματα.

Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

• Πώς συγκρίνονται οι δύο συναρτήσεις;
• Γιατί μπορεί κάποιος να θέλει να προσθέσει μια συνάρτηση σε ένα πρόγραμμα;
• Τι πρέπει να λάβετε υπόψη σας όταν χρησιμοποιείτε πολλαπλές συναρτήσεις στο πρόγραμμά σας;

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Μικρές ομάδες, 10 λεπτά)

Προκαλέστε τους μαθητές να τροποποιήσουν τα προγράμματά τους, ώστε να επιτρέπουν τη λήψη αντικειμένων με διαφορετικό τρόπο με κάθε αρπάγη.

Οι μαθητές θα πρέπει να τροποποιήσουν το πρόγραμμά τους ώστε να περιλαμβάνει μια λειτουργία που να αφορά ειδικά κάθε αρπάγη. Αυτό θα επιτρέψει στους μαθητές να καλούν τη συνάρτηση ανάλογα με το ποιος βραχίονας αρπάγης χρησιμοποιείται, αντί να χρησιμοποιούν το ίδιο πρόγραμμα για κάθε βραχίονα αρπάγης.

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;”:

• Για ποιο λόγο χρειάζεστε μια ξεχωριστή συνάρτηση για κάθε βραχίονα αρπάγης;
• Τι αλλάξατε στη συνάρτηση για κάθε βραχίονα αρπάγης για να την κάνετε πιο συγκεκριμένη για τον τρόπο λειτουργίας του συγκεκριμένου βραχίονα αρπάγης;
• Γιατί είναι χρήσιμο να ορίζετε πολλαπλές συναρτήσεις σε ένα πρόγραμμα που μπορούν να κληθούν αργότερα ανάλογα με τις ανάγκες;

Αυτοαξιολόγηση:

Βάλτε τους μαθητές να απαντήσουν στα ακόλουθα στο ημερολόγιό τους:

• Τι μάθατε σήμερα σχετικά με τη χρήση πολλαπλών 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) τους σήμερα.

Πηγή:https://education.lego.com/en-us/lessons/spike-python-u7-impacting-the-environment-with-functions/spike-python-u7l1-turtle-trouble#prepare