مشروع الروبوتات لبرنامج مختبر التعلم المبتكر من Verizon

تحديد

• اسم المنتج: برنامج Verizon Innovative Learning Lab للذكاء الاصطناعي والروبوتات
• دليل ميسر الدرس: مشروع الروبوتات: انتهى المشروعview
• مدة الدرس: حصة دراسية واحدة (حوالي 1 دقيقة)

المنتج انتهىview

مرحبًا بكم في الجولة الثانية من المشاريع في AIR! في مشروع الوحدة الثالثة هذا، ستتاح للطلاب فرصة الاختيار من بين ثلاثة خيارات مختلفة للمشروع في مجال الروبوتات. سوف يطبقون التفكير التصميمي وريادة الأعمال والمعرفة من دورة الذكاء الاصطناعي والروبوتات لإنشاء حل Sphero RVR لمشكلة في العالم الحقيقي تعتمد على أحد المستخدمين. سيتم تزويد الطلاب بالمعلومات الأساسية ذات الصلة بالمشكلة، وسوابق الحلول الروبوتية الحالية، والسلوك المتبادلviewلرسم خرائط التعاطف، استخدم ورقة عمل الميزانية للبناء، وأخيرًا، شارك في تحدي برمجي يمكن تنفيذه واختباره داخل مساحة الفصل الدراسي. في الدرس الأول، سيقوم الطلاب بقراءة المشروعات الثلاثة بالكاملviews ثم اختر المشروع الذي يريدون العمل عليه للدروس المتبقية.

اختيارات المشروع

هناك ثلاثة مشاريع مختلفة للوحدة الثالثة يمكن للطلاب الاختيار من بينها. يحتوي كل مشروع على موضوع مشكلة مختلف ومستخدم مختلف، ولكن موضوعات العملية والمنتج والاستدامة لكل خيار متشابهة جدًا. فيما يلي خيارات المشروع الثلاثة المختلفة:

1. المشروع أ: في هذا المشروع، سيقوم الطلاب بتصميم ورسم وبناء RVR مع ملحق نموذج أولي قادر على استخدام أجهزة استشعار الألوان للتمييز بين البلاستيك (القابل لإعادة التدوير أ) والورق (القابل لإعادة التدوير ب) والتقاطهما.
2. المشروع ب: في هذا المشروع، سيقوم الطلاب بتصميم ورسم وبناء RVR مع ملحق نموذج أولي قادر على استخدام أجهزة استشعار الألوان للتمييز بين نوعين من الأسماك - التونة (المستدامة) وسمك الهلبوت (الموارد المحدودة) وصيدها.
3. المشروع ج: في هذا المشروع، سيقوم الطلاب بتصميم ورسم وبناء RVR مع نموذج أولي مرفق قادر على استخدام أجهزة استشعار الألوان للتمييز بين المحار المتجدد والمجموعات البرية ثم حصادها.

أهداف الدرس

• حدد "من وماذا وكيف" لجميع خيارات المشروع الثلاثة:
  • ج: روبوت التنظيف الساحلي
  • ب: بوت الصيد
  • ج: بوت الزراعة
• قرر ما إذا كانوا يريدون العمل على المشروع 3A أو المشروع 3B أو المشروع 3C.

مواد

لإكمال هذا الدرس، سيحتاج الطلاب إلى:

• كمبيوتر محمول / جهاز لوحي
• ورقة عمل الطالب

المعايير 

• معايير الدولة الأساسية المشتركة (CCSS) - مراسي ELA: R.9
• معايير الدولة الأساسية المشتركة (CCSS) - الممارسة الرياضية: 1
• معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) - الممارسات العلمية والهندسية: 1
• الجمعية الدولية لتكنولوجيا التعليم (ISTE): 6
• معايير المحتوى الوطني لتعليم ريادة الأعمال (NCEE): 1

المفردات الرئيسية 

• التعاطف: فهم رغبات المستخدم واحتياجاته من وجهة نظره view.

قبل أن تبدأ

• جمع المواد اللازمة (أو التأكد من قدرة الطلاب عن بعد على الوصول إلى المواد المطلوبة)
• Review "الدرس الأول: انتهاء المشروعviewالعروض التقديمية و/أو نماذج التقييم و/أو وحدات الدرس. لاحظ أن هناك ثلاثة عروض تقديمية مختلفة لهذا الدرس، كما أن هناك ثلاثة اختيارات مختلفة للمشروع.
• ضع في اعتبارك ما إذا كنت تريد تكليف الطلاب بمشروع معين، أو إتاحة الوقت للطلاب لقراءة جميع المشاريع الثلاثة واختيارها، أو العمل على مشروع واحد كفصل دراسي!
  o اقتراح التيسير: شجع الطلاب على إكمال الدرس 1 بشكل فردي واختيار المشروع الذي يرغبون فيه، ثم يمكن للمدرس وضع الطلاب في مجموعات وفقًا للمشروع المفضل (أ، ب، ج). بعد ذلك، يمكن للطلاب العمل في فرق مكونة من 2-3 أشخاص لإكمال الدروس المتبقية من المشروع.
• يحتوي هذا المشروع على مكون بناء RVR ومكون تحدي البرمجة. بالنسبة لتحدي البرمجة، هناك حاجة إلى مساحة أرضية خالية لاختبار حركة RVR. ستعمل جميع خيارات المشروع الثلاثة المختلفة مع خريطة واحدة لسامسونفيل يمكن "بنائها" على أرضية الفصل الدراسي الخاص بك مع 3 "مناطق" محددة لكل تحد. إذا كانت المساحة محدودة، فيمكنك اختيار مشروع واحد فقط. تم تصميم الخريطة الكاملة حتى تتمكن من بنائها بإمدادات ومواد محدودة للغاية في متناول اليد. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك إشراك طلابك في بناء خريطة الأرضية باستخدام مواد مطبوعة أو معاد تدويرها وتزيينها بالقدر الذي تريده.
• لن تكون المرفقات التي سيقوم الطلاب بإنشائها فعالة أو مدعومة بواسطة الروبوت. على سبيل المثالampإذا أراد أحد الطلاب إنشاء روبوت التنظيف الساحلي، فيمكنه تصميم مشعل أو مغرفة أو ملحق من نوع المخلب - ولكن من المهم أن يفهموا أن هذا نموذج أولي "غير فعال".

إجراءات الدرس

الترحيب والمقدمات (دقيقتان)

الترحيب بالطلاب في الفصل. استخدم العروض التقديمية المضمنة، أو قم بتوجيه الطلاب إلى وحدة SCORM ذاتية التوجيه إذا كانت متوفرة على نظام إدارة التعلم الخاص بك. اشرح للطلاب أنهم سوف يستكشفون ثلاثة خيارات مختلفة للمشروع اليوم. بحلول نهاية الفصل الدراسي، سيختار الطلاب المشروع (3A، 3B، أو 3C) الذي يرغبون في العمل عليه. يمكنك اختيار إعادة الطلابview انتهى كل مشروعview بشكل فردي ومن ثم تقرر. بدلا من ذلك، يمكنك إعادةview انتهى كل مشروعview كفصل دراسي كامل ثم اطلب من الطلاب تحديد اختياراتهم في النهاية.

الإحماء، المشاريع أ، ب، ج (دقيقتان لكل منهما)

انتهى كل مشروعview يبدأ بسؤال إحماء بسيط. وفيما يلي عمليات الاحماء لكل مشروع انتهىview:

1. مشروع إحماء: هل أنت مهتم بتحسين سلامة ورفاهية جميع مواطني سامسونفيل من خلال تصميم روبوت التنظيف الساحلي باستخدام Sphero RVR للمساعدة في تنظيف الشواطئ الملوثة؟
2. إحماء المشروع ب: هل أنت مهتم بمساعدة مطعم Dock to Dish، وهو مطعم Samsonville للمأكولات البحرية، على تحسين عملياته التجارية وبناء روبوت صيد مستدام؟
3. إحماء المشروع C: هل أنت مهتم بمعرفة كيف يمكن للروبوتات والذكاء الاصطناعي مساعدة البيئة من خلال البستنة والزراعة؟

من وماذا وكيف للمشاريع أ، ب، ج (5 دقائق لكل منها)

بعد أن يكمل الطلاب عملية الإحماء، سيتعرفون على من وماذا وكيف لكل مشروع. فيما يلي ملخص سريع لكل مشروع:

1. المشروع أ: روبوت التنظيف الساحلي
   • من: تمارا توريست، باحثة في مجال الروبوتات وسائحة متكررة إلى سامسونفيل
   • ماذا: روبوت لتنظيف السواحل يمكنه التمييز بين البلاستيك والكرتون
   • كيف:
     • إنشاء خريطة التعاطف وبيان المشكلة.
     • التعرف على التلوث الساحلي وأهمية الحفاظ على نظافة السواحل.
     • قم بالعصف الذهني ورسم الأفكار الخاصة بـ RVR ومرفق نموذجي يمكنه تحديد المواد القابلة لإعادة التدوير من البلاستيك مقابل الورق المقوى باستخدام ورقة عمل المتطلبات والميزانية.
     • قم بإنشاء رمز زائف و/أو رسم تخطيطي/صورة للبرنامج الذي تريد أن يتبعه RVR الخاص بك.
     • قم بإنشاء نموذج أولي باستخدام مجموعة RVR ومواد النماذج الأولية الأخرى.
     • استخدم Sphero Edu لبرمجة واختبار برنامج Coastal Clean Up Bot الخاص بك على الخريطة المتوفرة. سجل الروبوت الخاص بك وهو يسير في طريقه. إذا لم يكمل بنجاح تصحيح البرنامج ومراجعته قبل اختبار الروبوت مرة أخرى.
     • قم بتسليم خريطة التعاطف، والرسومات، وورقة عمل الميزانية، والفيديو/الصور الخاصة بالروبوت الخاص بك وهو يجري مساره مع أسئلة التأمل المكتملة.
2. المشروع ب: روبوت الصيد المستدام
   • من: مطعم Dock to Dish، مطعم Samsonville للمأكولات البحرية
   • ماذا: روبوت صيد مستدام لتحسين العمليات التجارية
   • كيف:
     • إنشاء خريطة التعاطف وبيان المشكلة.
     • تعرف على الصيد المستدام وأهميته.
     • قم بالعصف الذهني ورسم الأفكار الخاصة بـ RVR ومرفق نموذجي يمكنه تحديد المواد القابلة لإعادة التدوير من البلاستيك مقابل الورق المقوى باستخدام ورقة عمل المتطلبات والميزانية.
     • قم بإنشاء رمز زائف و/أو رسم تخطيطي/صورة للبرنامج الذي تريد أن يتبعه RVR الخاص بك.
     • قم بإنشاء نموذج أولي باستخدام مجموعة RVR ومواد النماذج الأولية الأخرى.
     • استخدم Sphero Edu لبرمجة واختبار برنامج Coastal Clean Up Bot الخاص بك على الخريطة المتوفرة. سجل الروبوت الخاص بك وهو يسير في طريقه. إذا لم يكمل بنجاح تصحيح البرنامج ومراجعته قبل اختبار الروبوت مرة أخرى.
3. المشروع ج: الروبوتات في البستنة والزراعة
   • من: فرانسيس فارمر، مزارع المحيطات المتجدد ومالك شركة Kelp Kultivators في سامسونفيل.
   • ماذا:  روبوت زراعي
   • كيف:
     • إنشاء خريطة التعاطف وبيان المشكلة.
     • التعرف على التلوث الساحلي وأهمية الحفاظ على نظافة السواحل.
     • قم بالعصف الذهني ورسم الأفكار الخاصة بـ RVR ومرفق نموذجي يمكنه تحديد المواد القابلة لإعادة التدوير من البلاستيك مقابل الورق المقوى باستخدام ورقة عمل المتطلبات والميزانية.
     • قم بإنشاء رمز زائف و/أو رسم تخطيطي/صورة للبرنامج الذي تريد أن يتبعه RVR الخاص بك.
     • قم بإنشاء نموذج أولي باستخدام مجموعة RVR ومواد النماذج الأولية الأخرى.
     • استخدم Sphero Edu لبرمجة واختبار برنامج Coastal Clean Up Bot الخاص بك على الخريطة المتوفرة. سجل الروبوت الخاص بك وهو يسير في طريقه. إذا لم يكمل بنجاح تصحيح البرنامج ومراجعته قبل اختبار الروبوت مرة أخرى.
     • قم بتسليم خريطة التعاطف، والرسومات، وورقة عمل الميزانية، والفيديو/الصور الخاصة بالروبوت الخاص بك وهو يجري مساره مع أسئلة التأمل المكتملة.

مثال على المشروعampليه (3 دقائق لكل منهما)

سيقوم الطلاب بإعادةview exampأنواع المشروع الذي يختارونه. بالنسبة لـ 3A، برنامج Coastal Clean Up Bot، يتم عرض ثلاث صور حقيقية مع ارتباطات تشعبية. تم تصميم كل روبوت لتنظيف القمامة ويحتوي على ملحق. بالنسبة لـ 3B، روبوت الصيد، هناك أيضًا نماذج من العالم الحقيقيampالروبوتات المائية التي تراقب وتساعد في الصيد المستدام. سيعطيهم هذا فكرة ملموسة عن أنواع التسليمات التي سيقومون بإنشائها. تأكد من أن الطلاب متأكدون من المشروع والمستخدم الذي يركزون عليه.

الاختتام والتسليم والتقييم (5 دقائق)

• الخلاصة: إذا سمح الوقت، ناقش خيارات المشروع الثلاثة. اطلب من الطلاب رفع أيديهم أو الانتقال إلى زوايا معينة من الغرفة بناءً على تفضيلات المشروع.
• التسليم: لا يوجد تسليم لهذا الدرس. الهدف هو أن يختار الطلاب أحد خيارات المشروع.
• التقييم: لا يوجد تقييم لهذا الدرس. الهدف هو أن يختار الطلاب أحد خيارات المشروع.

التمايز 

• الدعم الإضافي رقم 1: لتسهيل التيسير، يمكنك اختيار جعل جميع الطلاب يعملون في نفس اختيار المشروع. على سبيل المثال، ربما سيعمل كل طالب مع شريك في المشروع 3أ.
• الدعم الإضافي رقم 2: يمكنك اختيار تقديم ووصف كل خيار من اختيارات المشروع للفصل بأكمله، بدلاً من جعلهم يقرأونه بشكل مستقلviewس. وبدلاً من ذلك، يمكنك "المنشار السريع" لانتهاء المشروعviewواطلب من مجموعة من الطلاب تلخيص اختيار مشروع محدد للفصل بأكمله.
• الامتداد: اجعل هذا المشروع مشتركًا بين المناهج الدراسية مع معلمي الطلاب الآخرين! تتوافق المشاريع التالية بشكل جيد مع هذه المواضيع:
  • المشروع 3A (روبوت تنظيف السواحل): العلوم والبيئة والاقتصاد وELA
  • المشروع 3 ب (بوت الصيد): الاقتصاد والهندسة والعلوم والتاريخ والرياضيات
  • المشروع 3C (روبوت الزراعة): التاريخ والهندسة والعلوم والرياضيات.

الملحق

تم تصميم هذا الملحق لمساعدتك في إعداد خريطة التحدي في فصلك الدراسي لمشروع AIR Unit 3. انظر إلى الخريطة والصورة والتعليمات. استخدم الإعداد الذي يناسب مساحة الفصل الدراسي لديك واحتياجات طلابك بشكل أفضل. تم تصميم خريطة التحدي ليتم تنفيذها بموارد محدودة قد تكون في متناول يدك أو يمكن توسيعها من خلال إشراك طلابك للمساعدة في بناء وتصميم الخريطة باستخدام المواد المُعاد تدويرها، وقصاصات المجلات، والمواد التي يجلبها الطلاب، وما إلى ذلك. سيتم عرض الخريطة الكاملة تشغل حوالي 5 × 7 بوصات من مساحة الفصل الدراسي وتنقسم إلى ثلاث مناطق محددة للتحديات الثلاثة المختلفة. بالنسبة للحد الأدنى من التحدي، يجب أن يكون RVR قادرًا على:

• انتقل من Dock to Dish إلى "منطقة مائية" "لصيد" الأسماك المحددة بواسطة بطاقتين مختلفتين اللون ثم ارجع إلى Dock to Dish
• انتقل من مركز مجتمع سامسونفيل إلى "منطقة الشاطئ" من أجل "التقاط" زجاجة بلاستيكية وصندوق من الورق المقوى مخصص ببطاقتين مختلفتين الألوان ثم العودة إلى المركز
• انتقل من Kelp Kultivators إلى الشاطئ والمنطقة المائية لالتقاط محار المزرعة وتعيين المحار غير الزراعي ثم العودة إلى Kelp Kultivators

سيقوم الطلاب ببناء نموذج أولي للمرفق الذي يمكن أن يكون قادرًا على الالتقاط أو الإمساك أو الحصاد. سيقومون بمحاكاة عملية النموذج الأولي باستخدام مصابيح LED الموجودة على RVR والتي تضيء للإشارة إلى عملية الالتقاط أو الإمساك أو الحصاد. يمكنك تعديل هذا النشاط بعدة طرق:

• أضف بطاقات ألوان إضافية أو متطلبات لأجهزة استشعار مختلفة لإضافة المزيد من التحدي.
• اطلب من الطلاب أن يتحدوا بعضهم البعض بالسباقات أو اطلب منهم محاكاة عملية الالتقاط والنزول في جميع المواقع الثلاثة.

المستندات / الموارد

مشروع الروبوتات لبرنامج مختبر التعلم المبتكر من Verizon [بي دي اف] دليل المستخدم مشروع الروبوتات لبرنامج المختبر التعليمي المبتكر، مشروع الروبوتات لبرنامج المختبر التعليمي، مشروع الروبوتات لبرنامج المختبر، مشروع الروبوتات لبرنامج المختبر، مشروع الروبوتات، مشروع الروبوتات

مراجع

• دليل المستخدم