Verizon Innovative Learning Lab Program Robotics Project
Προδιαγραφές
- Όνομα προϊόντος: Verizon Innovative Learning Lab Program Artificial Intelligence & Robotics
- Lesson Facilitator Guide: Robotics Project: Project Overview
- Διάρκεια μαθήματος: 1 περίοδος τάξης (περίπου 50 λεπτά)
Προϊόν Πάνωview
Καλώς ήρθατε στον δεύτερο κύκλο έργων στον ΑΕΡΑ! Σε αυτό το Έργο Ενότητας 3, οι μαθητές θα έχουν την ευκαιρία να επιλέξουν από τρεις διαφορετικές επιλογές έργου στον τομέα της ρομποτικής. Θα εφαρμόσουν τη σχεδιαστική σκέψη, την επιχειρηματικότητα και τη γνώση από το μάθημα AI και Robotics για να δημιουργήσουν μια λύση Sphero RVR για ένα πραγματικό πρόβλημα που βασίζεται σε έναν από τους χρήστες. Οι μαθητές θα λάβουν σχετικές βασικές πληροφορίες για το πρόβλημα, τα προηγούμενα υφιστάμενων ρομποτικών λύσεων, τη συμπεριφορά μεταξύviews για χαρτογράφηση ενσυναίσθησης, χρησιμοποιήστε ένα φύλλο εργασίας προϋπολογισμού για δημιουργία και, τέλος, συμμετάσχετε σε μια πρόκληση προγραμματισμού που μπορεί να εφαρμοστεί και να δοκιμαστεί μέσα στον χώρο της τάξης. Στο μάθημα 1, οι μαθητές θα διαβάσουν και τα τρία έργα ξανάviews και μετά επιλέγουν το έργο που θέλουν να δουλέψουν για τα υπόλοιπα μαθήματα.
Επιλογές έργου
Υπάρχουν τρία διαφορετικά έργα Ενότητας 3 από τα οποία μπορούν να επιλέξουν οι μαθητές. Κάθε έργο έχει διαφορετικό θέμα προβλημάτων και διαφορετικό χρήστη, αλλά τα θέματα διαδικασίας, προϊόντος και βιωσιμότητας για κάθε επιλογή είναι πολύ παρόμοια. Εδώ είναι οι τρεις διαφορετικές επιλογές έργου:
- Έργο Α: Σε αυτό το έργο, οι μαθητές θα σχεδιάσουν, σκιαγραφήσουν και κατασκευάσουν ένα RVR με ένα πρωτότυπο εξάρτημα ικανό να χρησιμοποιεί χρωματικούς αισθητήρες για να διαφοροποιήσει μεταξύ πλαστικού (ανακυκλώσιμο Α) και χαρτιού (ανακυκλώσιμο Β) και να το παραλάβει.
- Έργο Β: Σε αυτό το έργο, οι μαθητές θα σχεδιάσουν, σκιαγραφήσουν και κατασκευάσουν ένα RVR με ένα πρωτότυπο εξάρτημα ικανό να χρησιμοποιεί χρωματικούς αισθητήρες για τη διαφοροποίηση μεταξύ δύο τύπων ψαριών – τόνου (βιώσιμο) και ιππόγλωσσα (περιορισμένος πόρος) και να τα πιάνει.
- Έργο Γ: Σε αυτό το έργο, οι μαθητές θα σχεδιάσουν, θα σκιαγραφήσουν και θα κατασκευάσουν ένα RVR με ένα πρωτότυπο εξάρτημα ικανό να χρησιμοποιεί χρωματικούς αισθητήρες για να διαφοροποιήσει μεταξύ των αναγεννητικών οστρακοειδών και των άγριων πληθυσμών και στη συνέχεια θα τα συλλέξει.
Στόχοι μαθήματος
- Καθορίστε το «ποιος, τι και πώς» και για τις τρεις Επιλογές Έργου:
- Α: Bot καθαρισμού ακτών
- Β: Fishing Bot
- Γ: Farming Bot
- Αποφασίστε αν θέλουν να εργαστούν στο Project 3A, Project 3B ή Project 3C.
Υλικά
Για να ολοκληρώσουν αυτό το μάθημα, οι μαθητές θα χρειαστούν:
- Laptop/tablet
- Φύλλο εργασίας μαθητή
Πρότυπα
- Common Core State Standards (CCSS) – ELA Anchors: R.9
- Common Core State Standards (CCSS) – Μαθηματική πρακτική: 1
- Επιστημονικά Πρότυπα Επόμενης Γενιάς (NGSS) – Πρακτικές Επιστήμης και Μηχανικής: 1
- International Society for Technology in Education (ISTE): 6
- Εθνικά πρότυπα περιεχομένου για την εκπαίδευση στην επιχειρηματικότητα (NCEE): 1
Βασικό λεξιλόγιο
- Ενσυναίσθηση: κατανοήστε τις επιθυμίες και τις ανάγκες ενός χρήστη από τη σκοπιά του view.
Πριν ξεκινήσετε
- Συγκεντρώστε το απαραίτητο υλικό (ή βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές από απόσταση μπορούν να έχουν πρόσβαση στο απαραίτητο υλικό)
- Review το «Μάθημα 1: Το έργο τελείωσεviewπαρουσιάσεις, ρουμπρίκες και/ή ενότητες μαθήματος. Σημειώστε ότι υπάρχουν τρεις διαφορετικές παρουσιάσεις για αυτό το μάθημα, καθώς υπάρχουν τρεις διαφορετικές επιλογές έργου.
- Σκεφτείτε εάν θέλετε να αναθέσετε σε μαθητές ένα συγκεκριμένο έργο, δώστε χρόνο στους μαθητές να διαβάσουν και τα τρία έργα και να κάνουν μια επιλογή ή να εργαστούν σε ένα μόνο έργο ως τάξη!
o Πρόταση Διευκόλυνσης: Ενθαρρύνετε τους μαθητές να ολοκληρώσουν το μάθημα 1 μεμονωμένα και να επιλέξουν ποιο έργο τους αρέσει, μετά ο δάσκαλος μπορεί να τοποθετήσει τους μαθητές σε ομάδες σύμφωνα με το έργο που προτιμούν (Α, Β ή Γ). Στη συνέχεια, οι μαθητές μπορούν να εργαστούν σε ομάδες των 2-3 για να ολοκληρώσουν τα υπόλοιπα μαθήματα του έργου. - Αυτό το έργο έχει ένα στοιχείο δόμησης RVR και ένα στοιχείο πρόκλησης προγραμματισμού. Για την πρόκληση προγραμματισμού, απαιτείται ένας καθαρός χώρος δαπέδου για τη δοκιμή της κίνησης RVR. Οι 3 διαφορετικές επιλογές έργου θα λειτουργήσουν όλες με έναν ενιαίο χάρτη του Samsonville που μπορεί να «χτιστεί» στον όροφο της τάξης σας με 3 συγκεκριμένες «ζώνες» για κάθε πρόκληση. Εάν έχετε περιορισμένο χώρο, μπορείτε να επιλέξετε μόνο ένα έργο. Ο πλήρης χάρτης έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορείτε να τον φτιάξετε με πολύ περιορισμένες προμήθειες και υλικά. Επιπλέον, μπορείτε να εμπλέξετε τους μαθητές σας στην κατασκευή του χάρτη ορόφων με τυπωμένα ή ανακυκλωμένα υλικά και να διακοσμήσετε όσο θέλετε.
- Τα συνημμένα που θα δημιουργήσουν οι μαθητές δεν θα είναι λειτουργικά ούτε θα τροφοδοτούνται από το ρομπότ. Για π.χampΛοιπόν, εάν ένας μαθητής θέλει να φτιάξει το Bot καθαρισμού ακτών, θα μπορούσε να σχεδιάσει μια τσουγκράνα, ένα σκούπερ ή ένα εξάρτημα τύπου νυχιών – αλλά είναι σημαντικό να καταλάβουν ότι αυτό είναι ένα «μη λειτουργικό» πρωτότυπο.
Διαδικασίες μαθήματος
Καλωσόρισμα και Εισαγωγές (2 λεπτά)
Καλωσορίστε τους μαθητές στην τάξη. Χρησιμοποιήστε τις παρουσιάσεις που περιλαμβάνονται ή κατευθύνετε τους μαθητές στην αυτοκαθοδηγούμενη ενότητα SCORM, εάν είναι διαθέσιμη στο Σύστημα Διαχείρισης Μάθησης. Εξηγήστε στους μαθητές ότι θα διερευνήσουν τρεις διαφορετικές επιλογές έργου σήμερα. Μέχρι το τέλος της τάξης, οι μαθητές θα επιλέξουν ποιο έργο (3A, 3B ή 3C) θα ήθελαν να εργαστούν. Μπορείτε να επιλέξετε να έχετε φοιτητές από την αρχήview κάθε έργο τελειώσειview ατομικά και μετά αποφασίστε. Εναλλακτικά, μπορείτε να επανview κάθε έργο τελειώσειview ως ολόκληρη τάξη και στη συνέχεια οι μαθητές να κάνουν τις επιλογές τους στο τέλος.
Προθέρμανση, Έργα Α, Β και Γ (2 λεπτά το καθένα)
Κάθε έργο τελειώνειview ξεκινά με μια απλή ερώτηση προθέρμανσης. Εδώ είναι οι προθερμάνσεις για κάθε έργο που έχει τελειώσειview:
- Project A Warm up: Σας ενδιαφέρει να βελτιώσετε την ασφάλεια και την ευημερία όλων των πολιτών του Samsonville σχεδιάζοντας ένα Bot καθαρισμού ακτών με το RVR Sphero για να βοηθήσετε στον καθαρισμό των μολυσμένων παραλιών;
- Project B Warm up: Ενδιαφέρεστε να βοηθήσετε το Dock to Dish, το εστιατόριο θαλασσινών Samsonville, να βελτιώσει τις επιχειρηματικές του δραστηριότητες και να δημιουργήσει ένα βιώσιμο bot ψαρέματος;
- Project C Warm up: Σας ενδιαφέρει να μάθετε πώς η ρομποτική και η τεχνητή νοημοσύνη μπορούν να βοηθήσουν το περιβάλλον μέσω της κηπουρικής και της γεωργίας;
Ποιος, Τι και Πώς για τα Έργα Α, Β και Γ (5 λεπτά το καθένα)
Αφού οι μαθητές ολοκληρώσουν την προθέρμανση, θα μάθουν ποιος, τι και πώς για κάθε έργο. Ακολουθεί μια γρήγορη περίληψη κάθε έργου:
- Έργο Α: Καθαρισμός ακτών Bot
- Ποιος: Tamara Touriste, ερευνήτρια ρομποτικής και συχνή τουρίστας στο Samsonville
- Τι: Ένα ρομπότ καθαρισμού ακτών που θα διακρίνει μεταξύ πλαστικού και χαρτονιού
- Πως:
- Δημιουργήστε έναν χάρτη ενσυναίσθησης και μια δήλωση προβλήματος.
- Μάθετε για τη ρύπανση των ακτών και τη σημασία της διατήρησης των ακτών καθαρών.
- Καταιγισμός ιδεών και σκιαγράφηση ιδεών για το RVR και ένα πρωτότυπο εξάρτημα που μπορεί να προσδιορίσει πλαστικά έναντι ανακυκλώσιμων χαρτονιού χρησιμοποιώντας το φύλλο εργασίας Απαιτήσεις και Προϋπολογισμός.
- Δημιουργήστε ψευδοκώδικα ή/και ένα διάγραμμα/εικόνα του προγράμματος που θέλετε να ακολουθεί το RVR σας.
- Δημιουργήστε ένα πρωτότυπο χρησιμοποιώντας το κιτ RVR και άλλα υλικά πρωτοτύπων.
- Χρησιμοποιήστε το Sphero Edu για να προγραμματίσετε και να δοκιμάσετε το Bot Clean Up Beach στον παρεχόμενο χάρτη. Καταγράψτε το ρομπότ σας να τρέχει την πορεία του. Εάν δεν ολοκληρώσει επιτυχώς τον εντοπισμό σφαλμάτων του προγράμματος και αναθεωρήστε το πρόγραμμα πριν δοκιμάσετε ξανά το Bot.
- Παρουσιάστε τον χάρτη ενσυναίσθησης, τα σκίτσα, το φύλλο εργασίας προϋπολογισμού και το βίντεο/εικόνες του Bot σας που τρέχει με ολοκληρωμένες ερωτήσεις προβληματισμού.
- Project B: Sustainable Fishing Bot
- Ποιος: Dock to Dish, το εστιατόριο θαλασσινών Samsonville
- Τι: Ένα βιώσιμο bot αλιείας για τη βελτίωση των επιχειρηματικών λειτουργιών
- Πως:
- Δημιουργήστε έναν χάρτη ενσυναίσθησης και μια δήλωση προβλήματος.
- Μάθετε για τη βιώσιμη αλιεία και τη σημασία της.
- Καταιγισμός ιδεών και σκιαγράφηση ιδεών για το RVR και ένα πρωτότυπο εξάρτημα που μπορεί να προσδιορίσει πλαστικά έναντι ανακυκλώσιμων χαρτονιού χρησιμοποιώντας το φύλλο εργασίας Απαιτήσεις και Προϋπολογισμός.
- Δημιουργήστε ψευδοκώδικα ή/και ένα διάγραμμα/εικόνα του προγράμματος που θέλετε να ακολουθεί το RVR σας.
- Δημιουργήστε ένα πρωτότυπο χρησιμοποιώντας το κιτ RVR και άλλα υλικά πρωτοτύπων.
- Χρησιμοποιήστε το Sphero Edu για να προγραμματίσετε και να δοκιμάσετε το Bot Clean Up Beach στον παρεχόμενο χάρτη. Καταγράψτε το ρομπότ σας να τρέχει την πορεία του. Εάν δεν ολοκληρώσει επιτυχώς τον εντοπισμό σφαλμάτων του προγράμματος και αναθεωρήστε το πρόγραμμα πριν δοκιμάσετε ξανά το Bot.
- Έργο Γ: Ρομποτική στην Κηπουρική και τη Γεωργία
- Ποιος: Φράνσις Φάρμερ, ένας αναγεννητικός αγρότης ωκεανών και ιδιοκτήτης του Kelp Kultivators στο Samsonville.
- Τι: Ένα αγροτικό ρομπότ
- Πως:
- Δημιουργήστε έναν χάρτη ενσυναίσθησης και μια δήλωση προβλήματος.
- Μάθετε για τη ρύπανση των ακτών και τη σημασία της διατήρησης των ακτών καθαρών.
- Καταιγισμός ιδεών και σκιαγράφηση ιδεών για το RVR και ένα πρωτότυπο εξάρτημα που μπορεί να προσδιορίσει πλαστικά έναντι ανακυκλώσιμων χαρτονιού χρησιμοποιώντας το φύλλο εργασίας Απαιτήσεις και Προϋπολογισμός.
- Δημιουργήστε ψευδοκώδικα ή/και ένα διάγραμμα/εικόνα του προγράμματος που θέλετε να ακολουθεί το RVR σας.
- Δημιουργήστε ένα πρωτότυπο χρησιμοποιώντας το κιτ RVR και άλλα υλικά πρωτοτύπων.
- Χρησιμοποιήστε το Sphero Edu για να προγραμματίσετε και να δοκιμάσετε το Bot Clean Up Beach στον παρεχόμενο χάρτη. Καταγράψτε το ρομπότ σας να τρέχει την πορεία του. Εάν δεν ολοκληρώσει επιτυχώς τον εντοπισμό σφαλμάτων του προγράμματος και αναθεωρήστε το πρόγραμμα πριν δοκιμάσετε ξανά το Bot.
- Παρουσιάστε τον χάρτη ενσυναίσθησης, τα σκίτσα, το φύλλο εργασίας προϋπολογισμού και το βίντεο/εικόνες του Bot σας που τρέχει με ολοκληρωμένες ερωτήσεις προβληματισμού.
Έργο Examples (3 λεπτά το καθένα)
Οι μαθητές θα εκ νέουview exampαπό το είδος του έργου που επιλέγουν. Για το 3A, το Bot Clean Up Beach, παρουσιάζονται τρεις εικόνες πραγματικού κόσμου με υπερσυνδέσμους. Κάθε ένα από τα ρομπότ έχει σχεδιαστεί για να καθαρίζει τα σκουπίδια και έχει ένα εξάρτημα. Για το 3B, το Fishing Bot, υπάρχουν και πραγματικοί πρώηνampυδρόβια ρομπότ που παρακολουθούν και βοηθούν στη βιώσιμη αλιεία. Αυτό θα τους δώσει μια απτή ιδέα για τους τύπους παραδοτέων που θα δημιουργήσουν. Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές είναι σίγουροι σε ποιο έργο και σε ποιο χρήστη επικεντρώνονται.
Σύνοψη, παράδοση και αξιολόγηση (5 λεπτά)
- Κλείσιμο: Εάν το επιτρέπει ο χρόνος, συζητήστε τις τρεις επιλογές έργου. Ζητήστε από τους μαθητές να σηκώσουν το χέρι τους ή να μετακινηθούν σε ορισμένες γωνίες της αίθουσας με βάση την προτίμηση του έργου.
- Παραδοτέο: Δεν υπάρχει παραδοτέο για αυτό το μάθημα. Στόχος είναι οι μαθητές να επιλέξουν μία από τις επιλογές του έργου.
- Αξιολόγηση: Δεν υπάρχει αξιολόγηση για αυτό το μάθημα. Στόχος είναι οι μαθητές να επιλέξουν μία από τις επιλογές του έργου.
Διάκριση
- Πρόσθετη υποστήριξη #1: Για ευκολία διευκόλυνσης, μπορείτε να επιλέξετε να βάλετε όλους τους μαθητές να εργαστούν στην ίδια επιλογή έργου. Για παράδειγμα, ίσως κάθε μαθητής να συνεργαστεί με έναν εταίρο στο έργο 3Α.
- Πρόσθετη υποστήριξη #2: Μπορείτε να επιλέξετε να παρουσιάσετε και να περιγράψετε κάθε επιλογή έργου σε ολόκληρη την τάξη, αντί να τους ζητήσετε να διαβάσουν ανεξάρτητα το πάνω μέροςviewμικρό. Εναλλακτικά, θα μπορούσατε να τελειώσετε το έργοviews και ζητήστε από μια ομάδα μαθητών να συνοψίσει μια συγκεκριμένη επιλογή έργου σε ολόκληρη την τάξη.
- Επέκταση: Κάντε αυτό μια διαθεματική εργασία με τους άλλους δασκάλους των μαθητών! Τα ακόλουθα έργα συνδυάζονται καλά με αυτά τα θέματα:
- Project 3A (Coastal Clean Up Bot): επιστήμη, περιβάλλον, οικονομία, ELA
- Project 3B (Fishing Bot): οικονομικά, μηχανική, επιστήμη, ιστορία, μαθηματικά
- Project 3C (Farming Bot): ιστορία, μηχανική, επιστήμη, μαθηματικά.
Συμπλήρωμα
Αυτό το συμπλήρωμα έχει σχεδιαστεί για να σας βοηθήσει να ρυθμίσετε τον Χάρτη της πρόκλησης στην τάξη σας για το Έργο AIR Unit 3. Κοιτάξτε τον χάρτη, τη φωτογραφία και τις οδηγίες. Χρησιμοποιήστε τη ρύθμιση που λειτουργεί καλύτερα για τον χώρο της τάξης σας και τις ανάγκες των μαθητών σας. Ο χάρτης πρόκλησης έχει σχεδιαστεί για να υλοποιείται με περιορισμένους πόρους που μπορεί να έχετε στη διάθεσή σας ή μπορεί να επεκταθεί εμπλέκοντας τους μαθητές σας για να βοηθήσουν στη δημιουργία και το σχεδιασμό του χάρτη με ανακυκλωμένα υλικά, αποκόμματα περιοδικών, υλικά που φέρνουν οι μαθητές κ.λπ. Ο πλήρης χάρτης θα καταλαμβάνουν περίπου 5' x 7' του χώρου της τάξης και χωρίζεται σε τρεις συγκεκριμένες ζώνες για τις τρεις διαφορετικές προκλήσεις. Για την ελάχιστη πρόκληση, το RVR θα πρέπει να είναι σε θέση:
- πλοηγηθείτε από Dock to Dish σε μια «υδάτινη περιοχή» για να «πιάσετε» ψάρια που ορίζονται από δύο διαφορετικές έγχρωμες κάρτες και, στη συνέχεια, επιστρέψτε στο Dock to Dish
- πλοηγηθείτε από το κοινοτικό κέντρο Samsonville στην «περιοχή της παραλίας» για να «σηκώσετε» ένα πλαστικό μπουκάλι και ένα κουτί από χαρτόνι που ορίζονται από δύο διαφορετικές έγχρωμες κάρτες και, στη συνέχεια, επιστρέψτε στο Κέντρο
- πλοηγηθείτε από το Kelp Kultivators στην παραλία και την υδάτινη περιοχή για να μαζέψετε οστρακοειδή φάρμας και να ορίσετε οστρακοειδή μη εκτροφής και μετά επιστρέψτε στο Kelp Kultivators
Οι μαθητές θα δημιουργήσουν ένα πρωτότυπο εξάρτημα που θα μπορούσε να μαζέψει, να πιάσει ή να συγκομίσει. Θα προσομοιώσουν τη λειτουργία του πρωτοτύπου χρησιμοποιώντας φώτα LED στο RVR που ανάβουν για να υποδείξουν τη δράση της συλλογής, της σύλληψης ή της συγκομιδής. Μπορείτε να τροποποιήσετε αυτήν τη δραστηριότητα με διάφορους τρόπους:
- Προσθέστε επιπλέον κάρτες χρώματος ή απαιτήσεις για διαφορετικούς αισθητήρες για να προσθέσετε επιπλέον πρόκληση.
- Ζητήστε από τους μαθητές να προκαλέσουν ο ένας τον άλλον με αγώνες ή να προσομοιώσουν την παραλαβή και την αποβίβαση και στις 3 τοποθεσίες.
Έγγραφα / Πόροι
 |
Verizon Innovative Learning Lab Program Robotics Project [pdf] Οδηγός χρήστη Innovative Learning Lab Program Robotics Project, Learning Lab Program Robotics Project, Lab Program Robotics Project, Program Robotics Project, Robotics Project, Project |
