LEGO® Education > Σχέδια Μαθήματος > ΣΧΕΔΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑΣ:

Training Camp 3: Αντιδρώντας στις γραμμές

Γράψτε προγράμματα χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα χρώματος για να κάνετε τη βάση οδήγησης αυτόνομη.

}

30-45 λεπτά

Τάξεις Ε’ Δημοτικού- Α’ Γυμνασίου

Αρχάριοι

Σχέδιο Μαθήματος

Προετοιμασία ( Prepare )

  • Διαβάστε το υλικό για τους μαθητές στην εφαρμογή LEGO® Education SPIKE™ App.
  • Θα χρειαστείτε μια παχιά μαύρη γραμμή σε μια λευκή ή ανοιχτόχρωμη επιφάνεια για αυτό το μάθημα:

▷ Σχεδιάστε μια μαύρη γραμμή σε ένα φύλλο λευκού χαρτιού

▷ Χρησιμοποιήστε ηλεκτρική ταινία σε μια ανοιχτόχρωμη επιφάνεια

▷ Εκτυπώστε το PDF με τις “ιδέες για γραμμές”.

▷ Χρησιμοποιήστε ένα ανταλλακτικό μαύρο στοιχείο άξονα από το LEGO SPIKE Core Set

Συμμετοχή ( Engage ) 5 λεπτά

  • Χρησιμοποιήστε τις ιδέες στην ενότητα “Εμπνεύστε μια συζήτηση” παρακάτω για να εμπλέξετε τους μαθητές σας σε μια συζήτηση σχετική με αυτό το μάθημα.
  • Χρησιμοποιήστε το βίντεο για να εξηγήσετε το μάθημα.

Ανακάλυψη ( Explore ) 20 λεπτά

  • Βάλτε τους μαθητές σας να εργαστούν σε ζευγάρια για να κατασκευάσουν τη βάση οδήγησης με αισθητήρα χρώματος.
  • Ζητήστε τους να παίξουν την πρώτη στοίβα προγραμματισμού για να κάνουν την πρακτική τους Driving Base να κινηθεί προς τα εμπρός και να σταματήσει κάθετα σε μια μαύρη γραμμή.
  • Ζητήστε τους να δοκιμάσουν τη δεύτερη στοίβα προγραμματισμού και να περιγράψουν τι συμβαίνει..

Εξηγήστε το ( Explain ) 5  λεπτά

Διευκολύνετε μια συζήτηση σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο αισθητήρας χρώματος ανιχνεύει τη μαύρη γραμμή.

Εξελίξτε το ( Elaborate ) 15 λεπτά

  • Βάλτε τους μαθητές σας να δουλέψουν στο επόμενο πρόγραμμα για να κάνουν τη βάση οδήγησης να ακολουθεί μια μαύρη γραμμή.
  • Ζητήστε τους να βελτιστοποιήσουν αυτόν τον κώδικα για να δημιουργήσουν ένα ακόμα καλύτερο πρόγραμμα που ακολουθεί τη γραμμή.

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

  • Δώστε ανατροφοδότηση για την απόδοση κάθε μαθητή.
  • Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ρουμπρίκες αξιολόγησης που παρέχονται για να απλοποιήσετε τη διαδικασία.

Ξεκινήστε μια συζήτηση

Χρησιμοποιήστε αυτές τις ιδέες για να εμπλέξετε τους μαθητές σας σε μια συζήτηση σχετικά με τα πεδία ανταγωνισμού και τις γραμμές που συχνά αποτελούν μέρος τους.

  • Ρωτήστε τους μαθητές σας πώς θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτές τις γραμμές για να βοηθήσουν να γίνει πιο αποτελεσματικό το δικό τους πρόγραμμα Driving Base.
  • Εξηγήστε τους διαφορετικούς τύπους γραμμών και διασταυρώσεων:

▷ Λεπτές γραμμές

▷ Ορθές γωνίες

▷ Γραμμές διασταύρωσης Τ

▷ Μη συνεχείς γραμμές

▷ Μαύρες γραμμές που κόβονται από χρωματιστή γραμμή

Βάλτε τους μαθητές σας να παρακολουθήσουν αυτό το βίντεο για να δουν τι πρόκειται να κάνουν

Συμβουλές κατασκευής

Μια απλή βάση οδήγησης με τον αισθητήρα χρώματος

Χρησιμοποιήστε το απλό μοντέλο βάσης οδήγησης με τον αισθητήρα χρώματος. Θυμηθείτε να χρησιμοποιήσετε τους συνδετήρες καλωδίων.

Χρήση του αισθητήρα χρώματος

Ο αισθητήρας χρώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε 2 διαφορετικές λειτουργίες για την επίλυση αυτής της πρόκλησης (δηλ. λειτουργία χρώματος ή λειτουργία έντασης ανακλώμενου φωτός).

Η λειτουργία έντασης ανακλώμενου φωτός του αισθητήρα χρώματος θα δώσει μέγιστη ακρίβεια. Ακολουθώντας μια γραμμή γίνεται εναλλασσόμενη ανίχνευση 2 χρωμάτων ή 2 εντάσεων ανακλώμενου φωτός. Αφιερώστε λίγο χρόνο με τους μαθητές σας εξερευνώντας τους τρόπους με τους οποίους ο αισθητήρας αναφέρει τιμές. Για παράδειγμα, ο αισθητήρας μπορεί να εξετάσει τις δυνατότητες που σας παρέχει ο αισθητήρας για να δείτε πώς ο αισθητήρας μπορεί να εξεταστεί:

Χρήση των κινητήρων σε κατάσταση λειτουργίας ισχύος

Όταν ενεργοποιείτε έναν κινητήρα χρησιμοποιώντας τη λειτουργία ρυθμιζόμενης ταχύτητας, ο κόμβος θα στείλει σταδιακά ισχύ (τάση) στους κινητήρες για να φτάσει στην επιθυμητή ταχύτητα και θα τη διατηρήσει σταθερή, ανεξάρτητα από το αν η βάση οδήγησης κινείται σε επίπεδη επιφάνεια ή σε κλίση.

Όταν ενεργοποιείτε έναν κινητήρα στη λειτουργία ισχύος, ο κόμβος θα στείλει αμέσως την επιθυμητή ισχύ (τάση) στους κινητήρες.

Στην περίπτωση ενός ακόλουθου γραμμής, καθώς η βάση οδήγησης πρέπει να εκτελεί μικρές και γρήγορες κινήσεις (πιθανότατα κάτω από 10 μοίρες ταλαντεύοντας μεταξύ του λευκού και του μαύρου χώρου), ο προγραμματισμός με τη χρήση της λειτουργίας ισχύος είναι πιο αντιδραστικός, με αποτέλεσμα έναν πιο ακριβή ακόλουθο γραμμής.

Θα βρείτε αυτό το μπλοκ στην επέκταση “Motre Motor”.

Συμβουλές κώδικα

Κύριο πρόγραμμα

Πιθανή λύση

Άλλα προγράμματα

 

Διαφοροποίηση

Απλοποιήστε αυτό το μάθημα με:

  • Επεξήγηση της λειτουργίας έντασης ανακλώμενου φωτός του αισθητήρα χρώματος

▷ Μάθετε περισσότερα για τον αισθητήρα χρώματος στην ενότητα βοήθειας της εφαρμογής SPIKE App.

Πηγαίνετε αυτό το μάθημα στο επόμενο επίπεδο με:

  • Προκαλώντας τους μαθητές σας να τροποποιήσουν τα προγράμματά τους ώστε να ακολουθούν γραμμές διαφορετικών μεγεθών, χρωμάτων και σχημάτων.

    Ευκαιρίες αξιολόγησης

    Λίστα ελέγχου παρατήρησης από τον εκπαιδευτικό

    Λίστα ελέγχου παρατήρησης δασκάλου

    Δημιουργήστε μια κλίμακα που ταιριάζει στις ανάγκες σας, για παράδειγμα:

    1. Μερικώς επιτυγχάνεται
    2. Πλήρως επιτυχής
    3. Υπερβολικά επιτυχής

    Χρησιμοποιήστε τα ακόλουθα κριτήρια επιτυχίας για να αξιολογήσετε την πρόοδο των μαθητών σας:

    • Οι μαθητές μπορούν να προγραμματίσουν τη βάση οδήγησης να αντιδρά στις γραμμές χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα χρώματος.
    • Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια δήλωση “IF ELSE” στο πρόγραμμά τους για να φτιάξουν ένα απλό line-follower.
    • Οι μαθητές μπορούν να βελτιστοποιήσουν το πρόγραμμά τους που ακολουθεί γραμμή για να είναι πιο ακριβές.

    Αυτοαξιολόγηση

    Βάλτε κάθε μαθητή να επιλέξει το τούβλο που πιστεύει ότι αντιπροσωπεύει καλύτερα την απόδοσή του.

    • Μπλε: Κάναμε τη βάση οδήγησης να σταματήσει σε μια κάθετη.
    • Κίτρινο: Προγραμματίσαμε τη βάση οδήγησης μας να ακολουθεί μια γραμμή.
    • Μωβ: Τροποποιήσαμε το πρόγραμμα ακολουθίας γραμμής για να μετακινήσουμε τη βάση οδήγησης ταχύτερα και αποτελεσματικότερα.

    Αξιολόγηση από ομότιμους

    Ενθαρρύνετε τους μαθητές σας να ανατροφοδοτούν τους άλλους με:

    • Βάζοντας έναν μαθητή να αξιολογήσει την απόδοση ενός άλλου χρησιμοποιώντας την παραπάνω κλίμακα με τα χρωματιστά τούβλα.
    • Ζητώντας τους να παρουσιάσουν εποικοδομητική ανατροφοδότηση ο ένας στον άλλο για να βελτιώσουν την απόδοση της ομάδας τους κατά τη διάρκεια του επόμενου μαθήματος.

      Επέκταση γλωσσικών τεχνών

      Ενσωμάτωση της ανάπτυξης γλωσσικών δεξιοτήτων (βλ. ενότητα Συμβουλές κωδικοποίησης) :

      • Βάλτε τους μαθητές σας να προσπαθήσουν να αποκωδικοποιήσουν πώς λειτουργεί το πρόγραμμα.
      • Ζητήστε από τους μαθητές σας να αξιολογήσουν τις επιδόσεις αυτού του προγράμματος σε σύγκριση με τα προηγούμενα προγράμματα γραμμής-παρακολουθηση.

      Σημείωση: Αυτό θα κάνει το μάθημα μεγαλύτερο σε διάρκεια.

      Επέκταση μαθηματικών

      Στόχος είναι να ενσωματώσουν την ανάπτυξη μαθηματικών δεξιοτήτων:

      • Ζητήστε από τους μαθητές σας να χρησιμοποιήσουν αυτούς τους όρους για να εξηγήσουν πώς λειτουργεί ένα πρόγραμμα ακολουθίας γραμμής όταν χρησιμοποιείται η ένταση του ανακλώμενου φωτός του αισθητήρα χρώματος:

      ▷ Τιμή κατωφλίου

      ▷ Μέση τιμή

      ▷ Μεγαλύτερο από, μικρότερο από

      ▷ Εύρος

      ▷ Ποσοστό

      Σημείωση: Αυτό θα κάνει το μάθημα μεγαλύτερο.

      Σύνδεσμοι καριέρας

      Οι μαθητές που απόλαυσαν αυτό το μάθημα μπορεί να ενδιαφέρονται να εξερευνήσουν αυτές τις επαγγελματικές διαδρομές:

      • Εφαρμογές πληροφορικής
      • Παραγωγή και μηχανική (Τεχνολογία μηχανών)
      • Παραγωγή και μηχανική (Προ-μηχανική)
      Υποστήριξη εκπαιδευτικών

      Οι μαθητές θα:

      • Προγραμματίσουν τη βάση οδήγησης να σταματήσουν σε μια μαύρη γραμμή
      • Προγραμματίσουν τη βάση οδήγησης να ακολουθήσουν μια μαύρη γραμμή
      Πράγματα που θα χρειαστείτε
      • LEGO® Education SPIKE™ Prime Set
      Εκπαιδευτικά πρότυπα

      NGSS

      MS-ETS1-4

      Ανάπτυξη ενός μοντέλου για τη δημιουργία δεδομένων για επαναληπτικές δοκιμές και τροποποιήσεις ενός προτεινόμενου αντικειμένου, εργαλείου ή διαδικασίας, ώστε να επιτευχθεί ο βέλτιστος σχεδιασμός.

      CSTA

      2-AP-12 6-8

      Να σχεδιάζουν και να αναπτύσσουν επαναληπτικά προγράμματα που συνδυάζουν δομές ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων εμφωλευμένων βρόχων και σύνθετων όρων.

      CCSS.ELA-LITERACY.SL.6.4

      Παρουσίαση ισχυρισμών και ευρημάτων, με λογική αλληλουχία των ιδεών και χρήση σχετικών περιγραφών, γεγονότων και λεπτομερειών για την ανάδειξη των κύριων ιδεών ή θεμάτων- κατάλληλη οπτική επαφή, επαρκής ένταση και σαφής προφορά.

      CCSS.MATH.CONTENT.6.NS.C.7.A

      Ερμηνεύουν τις δηλώσεις ανισότητας ως δηλώσεις σχετικά με τη σχετική θέση δύο αριθμών σε ένα διάγραμμα αριθμητικής γραμμής. Για παράδειγμα, ερμηνεύστε το -3 > -7 ως δήλωση ότι το -3 βρίσκεται στα δεξιά του -7 σε μια αριθμογραμμή προσανατολισμένη από αριστερά προς τα δεξιά.