Χώρος στάθμευσης

Ερωτήσεις προς διερεύνηση

• Πώς μπορούν οι μαθηματικές συναρτήσεις να υποστηρίξουν τη δημιουργία αυτόνομων οχημάτων;

Προετοιμασία ( Prepare )

• Βεβαιωθείτε ότι οι κόμβοι SPIKE Prime είναι φορτισμένοι, ειδικά αν η σύνδεση γίνεται μέσω Bluetooth.
• Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές διαθέτουν το μοντέλο βάσης οδήγησης που κατασκευάστηκε προηγουμένως και χρησιμοποιήθηκε στο μάθημα Make It Move.

Συμμετοχή ( Engage )

(Ομαδική συζήτηση, 10 λεπτά)

Εμπλέξτε τους μαθητές σε μια συζήτηση σχετικά με τα αυτόνομα οχήματα με επίκεντρο το αυτοπαρκάρειν.

Δείξτε βίντεο ή εικόνες από οχήματα που είναι αυτόνομα παρκαρισμένα. Στη συνέχεια, πυροδοτήστε μια συζήτηση με τους μαθητές σχετικά με το πώς λειτουργούν αυτά τα οχήματα και πώς χρησιμοποιούνται σήμερα.

Εστιάστε στο παράδειγμα των αυτοκινήτων που μπορούν να παρκάρουν μόνα τους. Υπάρχουν διάφορα μοντέλα αυτοκινήτων που μπορούν να παρκάρουν μόνα τους παράλληλα. Συζητήστε πώς οι αισθητήρες παίζουν ρόλο στον τρόπο λειτουργίας αυτών των οχημάτων.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 45 λεπτά)

Οι μαθητές θα σχεδιάσουν και θα προγραμματίσουν τη βάση οδήγησής τους για να παρκάρουν χωρίς βοήθεια.

Δώστε σε κάθε ομάδα μια καθορισμένη θέση στάθμευσης (1-12) και έναν καθορισμένο δρόμο από τον οποίο θα εισέλθουν στο χώρο στάθμευσης.

Δείξτε στους μαθητές μια εικόνα του χώρου στάθμευσης. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το παράδειγμα ή να χρησιμοποιήσετε αυτό που είναι κολλημένο στο πάτωμα. Όλοι οι μαθητές θα πρέπει να δουν το πάρκινγκ για τη συζήτηση στην τάξη, οπότε μπορεί να είναι ευκολότερο να δείξετε μια εικόνα σε έναν προβολέα.

Επανεξετάστε τους κανόνες με τους μαθητές:

• Και τα δύο αυτοκίνητα πρέπει να εισέρχονται ταυτόχρονα στο χώρο στάθμευσης.
• Κανένα από τα δύο αυτοκίνητα δεν μπορεί να σταματήσει παρά μόνο σε μια θέση στάθμευσης.
• Κανείς δεν μπορεί να αγγίξει το όχημα μόλις μπει στο χώρο στάθμευσης.
• Τα αυτοκίνητα μπορούν να κάνουν όπισθεν μόνο όταν βγαίνουν από μια θέση
• Κανένα μέρος του αυτοκινήτου δεν μπορεί να μετακινηθεί πάνω από τις γραμμές

Συζητήστε ως τάξη πώς και τα δύο αυτοκίνητα να σταθμεύουν με ασφάλεια. Σκεφτείτε τι θα συμβεί αν τα οχήματα πρέπει να κινηθούν το ένα δίπλα στο άλλο. Περάστε από κάθε ζεύγος αυτοκινήτων που εισέρχονται ταυτόχρονα.

Πρόκληση στάθμευσης

Οι μαθητές θα προγραμματίσουν τα οχήματά τους να παρκάρουν αυτόνομα στο χώρο που τους έχει ανατεθεί χωρίς να συγκρουστούν με άλλο όχημα.

Καθοδηγήστε τους μαθητές να προσθέσουν έναν αισθητήρα απόστασης στη βάση οδήγησής τους σε θέση που ο αισθητήρας να δείχνει προς τα κάτω. Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν την ενότητα κατασκευής της εφαρμογής για έμπνευση, αν χρειαστεί.

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.

Αφήστε χρόνο στους μαθητές να προγραμματίσουν τα οχήματά τους για να σταθμεύσουν. Δώστε στους μαθητές τα ακόλουθα στοιχεία που πρέπει να περιλαμβάνονται στο πρόγραμμά τους:

• Πρέπει να χρησιμοποιηθεί η απόσταση ολόκληρου του χώρου στάθμευσης
• Πρέπει να χρησιμοποιηθούν περισσότερες από μία μαθηματικές συναρτήσεις
• Πρέπει να χρησιμοποιηθεί ο αισθητήρας απόστασης

Ζητήστε από τους μαθητές να προγραμματίσουν τα ρομπότ τους και να συνεργαστούν ως δύο ομάδες για να τελειοποιήσουν τη στάθμευση των αυτόνομων οχημάτων.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η ομάδα, 15 λεπτά)

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

• Ζητήστε από τους μαθητές να εξηγήσουν πώς καθόρισαν τον τρόπο χειρισμού της μετακίνησης στις σωστές θέσεις στάθμευσης. Ήταν ευκολότερο να παρκάρεις σε έναν άδειο ή σε έναν γεμάτο χώρο στάθμευσης; Είχε σημασία;
• Ποια ζητήματα ήταν τα πιο δύσκολα να ξεπεραστούν;
• Τι ήταν εύκολο στην πρόκληση;

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Μικρές ομάδες, 15 λεπτά)

Τώρα που όλα τα ρομπότ βρίσκονται στο πάρκινγκ, είναι ώρα να φύγουν όλοι. Η τάξη έχει να κάνει μια επιλογή, μπορούν να επιλέξουν ένα από τα παρακάτω σενάρια για να αδειάσουν το πάρκινγκ:

1. Όλα τα ρομπότ βγαίνουν στο δρόμο από τον οποίο μπήκαν με τη σειρά που μπήκαν.
2. Όλα τα ρομπότ βγαίνουν στο δρόμο απέναντι από τον οποίο μπήκαν με την αντίθετη σειρά με την οποία μπήκαν.
3. Όλα τα ρομπότ βγαίνουν ταυτόχρονα στην κεντρική οδό με σύγχρονη κίνηση.
4. Όλα τα ρομπότ στα περιττά διαστήματα βγαίνουν στην Main Street με σύγχρονη κίνηση και ακολουθούν όλα τα ρομπότ στα ζυγά διαστήματα που βγαίνουν στην A Street με σύγχρονη κίνηση.

Ζητήστε από την τάξη να συζητήσει και να επιλέξει ένα σενάριο. Στη συνέχεια, γράψτε ψευδοκώδικα και προγραμματίστε το ρομπότ. Όταν όλοι είναι έτοιμοι. Στήστε το χώρο στάθμευσης και βάλτε όλα τα ρομπότ να βγουν από το χώρο στάθμευσης.

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

(Ομαδική άσκηση, 15 λεπτά)

Παρατηρήσεις του εκπαιδευτικού:

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

• Πώς καταφέρατε να βρείτε πολλαπλούς τρόπους επίλυσης ενός προβλήματος;
• Πώς καταφέρατε να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα ως μέρος του αυτόνομου οχήματός σας;
• Πώς καταφέρατε να ενσωματώσετε μαθηματικές λειτουργίες στο πρόγραμμά σας;

Αυτοαξιολόγηση:

Βάλτε τους μαθητές να απαντήσουν στα ακόλουθα στα ημερολόγιά τους:

• Τι μάθατε σήμερα σχετικά με τη χρήση πολλαπλών μαθηματικών συναρτήσεων σε ένα πρόγραμμα;
• 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-u9-data-and-math-functions/spike-python-u9l5-parking-lot