Verizon uuendusliku õppelabori programmi robootikaprojekt

Tehnilised andmed

• Toote nimi: Verizon Innovative Learning Lab Program Tehisintellekt ja robootika
• Tunnijuhendaja juhend: Robootikaprojekt: Projekt läbiview
• Tunni kestus: 1 tunniperiood (umbes 50 minutit)

Toode läbiview

Tere tulemast AIRi projekti teise vooru! Selle Unit 3 projekti raames on õpilastel võimalus valida kolme erineva robootika valdkonna projektivaliku vahel. Nad rakendavad disainimõtlemist, ettevõtlikkust ja AI ja robootika kursuse teadmisi, et luua Sphero RVR-i lahendus reaalsele probleemile ühe kasutaja põhjal. Õpilastele antakse asjakohast taustainfot probleemi, olemasolevate robootiliste lahenduste pretsedentide, läbiviidavate interviews empaatia kaardistamiseks kasutage ehitamiseks eelarve töölehte ja lõpuks osalege programmeerimise väljakutses, mida saab klassiruumis rakendada ja testida. 1. õppetunnis loevad õpilased kõik kolm projekti läbiviews ja seejärel valige projekt, millega nad soovivad ülejäänud õppetundide jaoks töötada.

Projekti valikud

Õpilased saavad valida kolme erineva Unit 3 projekti vahel. Igal projektil on erinev probleemiteema ja kasutaja, kuid iga valiku protsessi, toote ja jätkusuutlikkuse teemad on väga sarnased. Siin on kolm erinevat projektivalikut:

1. Projekt A: selles projektis kavandavad, visandavad ja ehitavad õpilased RVR-i prototüübi kinnitusega, mis suudab kasutada värviandureid, et eristada plastikut (taaskasutatav A) ja paberit (ringlussevõetav B) ning need üles korjata.
2. Projekt B: selles projektis kavandavad, visandavad ja ehitavad õpilased RVR-i prototüübi kinnitusega, mis suudab värviandurite abil eristada kahte tüüpi kalu – tuunikala (säästlik) ja hiidlest (piiratud ressurss) ning neid püüda.
3. Projekt C: selles projektis kavandavad, visandavad ja ehitavad õpilased RVR-i prototüübi kinnitusega, mis suudab kasutada värviandureid, et eristada taastuvaid karpide populatsioone ja metsikuid populatsioone ning seejärel neid koguda.

Tunni eesmärgid

• Määrake kõigi kolme projektivaliku jaoks „kes, mida ja kuidas”.
  • V: Rannikupuhastusbot
  • B: kalapüügibot
  • C: Farming Bot
• Otsustage, kas nad soovivad töötada projektiga 3A, projektiga 3B või projektiga 3C.

Materjalid

Selle õppetunni lõpetamiseks vajavad õpilased:

• Sülearvuti/tahvelarvuti
• Õpilase tööleht

Standardid 

• Ühised osariigi põhistandardid (CCSS) – ELA ankrud: R.9
• Ühised osariigi põhistandardid (CCSS) – matemaatiline praktika: 1
• Järgmise põlvkonna teadusstandardid (NGSS) – teadus- ja tehnikapraktikad: 1
• Rahvusvaheline Haridustehnoloogia Ühing (ISTE): 6
• Ettevõtlushariduse riiklikud sisustandardid (NCEE): 1

Võtmesõnavara 

• Kaastunne: saate aru kasutaja soovidest ja vajadustest lähtuvalt view.

Enne alustamist

• Koguge vajalikke materjale (või tagage, et kaugõpilastel oleks juurdepääs vajalikele materjalidele)
• Review „Õppetund 1: projekt läbiview” esitlusi, rubriiki ja/või õppetundide mooduleid. Pange tähele, et selles õppetunnis on kolm erinevat esitlust, kuna projektivalikuid on kolm.
• Mõelge, kas soovite määrata õpilastele konkreetse projekti, anda õpilastele aega kõigi kolme projekti lugemiseks ja valiku tegemiseks või töötada klassina ühe projektiga!
  o Abinõu: julgustage õpilasi 1. õppetundi individuaalselt läbima ja valima, milline projekt neile meeldib. Seejärel saab õpetaja paigutada õpilased rühmadesse vastavalt eelistatud projektile (A, B või C). Seejärel saavad õpilased töötada 2–3-liikmelistes meeskondades, et lõpetada projekti ülejäänud õppetunnid.
• Sellel projektil on RVR-i ehituskomponent ja programmeerimise väljakutse komponent. Programmeerimise väljakutse jaoks on RVR-i liikumise testimiseks vaja vaba põrandapinda. Kolm erinevat projektivalikut töötavad kõik ühe Samsonville'i kaardiga, mille saab oma klassipõrandale ehitada ja iga väljakutse jaoks määrata 3 konkreetset tsooni. Kui teil on ruumi vähe, võite valida ainult ühe projekti. Täielik kaart on koostatud nii, et saate seda koostada väga piiratud varudega ja materjalidega. Lisaks võite kaasata oma õpilased korrusekaardi koostamisse prinditud või taaskasutatud materjalidest ja kaunistada nii palju kui soovite.
• Manused, mida õpilased teevad, ei tööta ega tööta roboti jõul. NäiteksampKui õpilane soovib teha Coastal Clean Up Boti, võiks ta kujundada reha, kulbi või küünistüüpi kinnituse – kuid on oluline, et nad mõistaksid, et tegemist on mittetöötava prototüübiga.

Tunni protseduurid

Tere tulemast ja tutvustus (2 minutit)

Tere tulemast õpilastele klassi. Kasutage kaasasolevaid esitlusi või suunake õpilased isejuhitavasse SCORM-i moodulisse, kui see on teie õppehaldussüsteemis saadaval. Selgitage õpilastele, et nad uurivad täna kolme erinevat projektivalikut. Tunni lõpuks valivad õpilased, millise projektiga (3A, 3B või 3C) nad soovivad töötada. Võite lasta õpilastel uuestiview iga projekt läbiview individuaalselt ja siis otsustada. Teise võimalusena võite uuestiview iga projekt läbiview terve klassiga ja seejärel laske õpilastel teha oma valikud.

Soojendus, projektid A, B ja C (igaüks 2 minutit)

Iga projekt läbiview algab lihtsa soojendusküsimusega. Siin on iga lõppenud projekti soojendusedview:

1. Projekt A Warm up: Kas olete huvitatud kõigi Samsonville'i elanike ohutuse ja heaolu parandamisest, kavandades Sphero RVR-iga rannikupuhastusbotti, mis aitab puhastada saastunud randu?
2. Projekti B soojendus: kas olete huvitatud Samsonville'i mereandide restorani Dock to Dish abistamisest, selle äritegevuse parandamisest ja jätkusuutliku kalapüügiroti loomisest?
3. Projekti C soojendus: Kas olete huvitatud sellest, kuidas robootika ja tehisintellekt saavad keskkonda aianduse ja põlluharimise kaudu aidata?

Kes, mida ja kuidas projektide A, B ja C jaoks (igaüks 5 minutit)

Kui õpilased on soojenduse lõpetanud, õpivad nad iga projekti kohta, kes, mida ja kuidas. Siin on iga projekti kiire kokkuvõte:

1. Projekt A: Coastal Clean-Up Bot
   • Kes: Tamara Touriste, robootikauurija ja Samsonville'i sage turist
   • Mis: rannikupuhastusrobot, mis eristab plastikut ja pappi
   • Kuidas:
     • Loo empaatiakaart ja probleemiavaldus.
     • Õppige tundma rannikureostust ja rannikute puhtana hoidmise tähtsust.
     • Tehke ajurünnak ja visandage ideid RVR-i ja prototüübiga manuse jaoks, mis suudab nõuete ja eelarve töölehe abil tuvastada plastikust ja papist ringlussevõetavad materjalid.
     • Looge pseudokood ja/või skeem/pilt programmist, mida soovite oma RVR-il järgida.
     • Loo prototüüp, kasutades RVR komplekti ja muid prototüüpimismaterjale.
     • Kasutage Sphero Edut oma Coastal Clean Up Boti programmeerimiseks ja testimiseks kaasasoleval kaardil. Salvestage oma robot oma rada jooksmas. Kui see ei vii programmi edukalt lõpule, siluge ja kontrollige programm enne Boti uuesti testimist.
     • Esitage oma empaatiakaart, visandid, eelarve tööleht ja video/pildid oma robotist, mis jookseb koos täidetud mõtisklusküsimustega.
2. Projekt B: säästev kalapüügibot
   • Kes: Dock to Dish, Samsonville'i mereandide restoran
   • Mis: jätkusuutlik kalapüügibot äritegevuse parandamiseks
   • Kuidas:
     • Loo empaatiakaart ja probleemiavaldus.
     • Õppige säästva kalapüügi ja selle tähtsuse kohta.
     • Tehke ajurünnak ja visandage ideid RVR-i ja prototüübiga manuse jaoks, mis suudab nõuete ja eelarve töölehe abil tuvastada plastikust ja papist ringlussevõetavad materjalid.
     • Looge pseudokood ja/või skeem/pilt programmist, mida soovite oma RVR-il järgida.
     • Loo prototüüp, kasutades RVR komplekti ja muid prototüüpimismaterjale.
     • Kasutage Sphero Edut oma Coastal Clean Up Boti programmeerimiseks ja testimiseks kaasasoleval kaardil. Salvestage oma robot oma rada jooksmas. Kui see ei vii programmi edukalt lõpule, siluge ja kontrollige programm enne Boti uuesti testimist.
3. Projekt C: Robootika aianduses ja põllumajanduses
   • Kes: Francis Farmer, taastuv ookeanifarmer ja Kelp Kultivatorsi omanik Samsonville'is.
   • Mis: Põllumajandusbot
   • Kuidas:
     • Loo empaatiakaart ja probleemiavaldus.
     • Õppige tundma rannikureostust ja rannikute puhtana hoidmise tähtsust.
     • Tehke ajurünnak ja visandage ideid RVR-i ja prototüübiga manuse jaoks, mis suudab nõuete ja eelarve töölehe abil tuvastada plastikust ja papist ringlussevõetavad materjalid.
     • Looge pseudokood ja/või skeem/pilt programmist, mida soovite oma RVR-il järgida.
     • Loo prototüüp, kasutades RVR komplekti ja muid prototüüpimismaterjale.
     • Kasutage Sphero Edut oma Coastal Clean Up Boti programmeerimiseks ja testimiseks kaasasoleval kaardil. Salvestage oma robot oma rada jooksmas. Kui see ei vii programmi edukalt lõpule, siluge ja kontrollige programm enne Boti uuesti testimist.
     • Esitage oma empaatiakaart, visandid, eelarve tööleht ja video/pildid oma robotist, mis jookseb koos täidetud mõtisklusküsimustega.

Projekt Exampvähem (igaüks 3 minutit)

Õpilased saavad uuestiview exampnende valitud projekti tüübist. 3A jaoks, Coastal Clean Up Bot, esitatakse kolm reaalset pilti koos hüperlinkidega. Kõik robotid on mõeldud prügi koristamiseks ja neil on lisa. 3B jaoks, Fishing Bot, on olemas ka pärismaailma endisedampveerobotid, mis jälgivad säästvat kalapüüki ja aitavad seda teha. See annab neile käegakatsutava ettekujutuse, millist tüüpi tulemusi nad loovad. Veenduge, et õpilased oleksid kindlad, millisele projektile ja kasutajale nad keskenduvad.

Kokkuvõte, üleandmine ja hindamine (5 minutit)

• Kokkuvõte: kui aega lubab, arutage kolme projektivalikut. Laske õpilastel tõsta käsi või liikuda ruumi teatud nurkadesse, lähtudes projekti eelistusest.
• Saavutatav: sellel õppetunnil pole väljundit. Eesmärk on, et õpilased valiksid ühe projektivalikutest.
• Hindamine: selle tunni kohta hinnangut ei ole. Eesmärk on, et õpilased valiksid ühe projektivalikutest.

Eristumine 

• Täiendav tugi nr 1: hõlbustamiseks võite lasta kõigil õpilastel töötada sama projektivaliku kallal. Näiteks võib-olla töötab iga õpilane koos partneriga projektis 3A.
• Täiendav tugi nr 2: võite esitleda ja kirjeldada iga projektivalikut kogu klassile, pigem laseb neil iseseisvalt läbi lugedaviews. Teise võimalusena võite projekti läbi vaadataviews ja laske õpilaste rühmal teha konkreetsest projektivalikust kokkuvõte kogu klassile.
• Laiendus: tehke sellest õppekavaülene projekt koos õpilaste teiste õpetajatega! Järgmised projektid sobivad nende teemadega hästi:
  • Projekt 3A (Coastal Clean Up Bot): teadus, keskkond, majandus, ELA
  • Projekt 3B (Fishing Bot): majandus, tehnika, loodusteadused, ajalugu, matemaatika
  • Projekt 3C (Farming Bot): ajalugu, tehnika, teadus, matemaatika.

Täiendus

See lisa on loodud selleks, et aidata teil oma klassiruumis üles seada AIR Unit 3 projekti jaoks väljakutsete kaart. Vaadake kaarti, fotot ja juhiseid. Kasutage seadistust, mis sobib kõige paremini teie klassiruumi ja õpilaste vajadustega. Väljakutse kaart on loodud rakendamiseks piiratud ressurssidega, mis teil võib olla, või seda saab laiendada, kaasates oma õpilasi, et aidata koostada ja kujundada kaarti taaskasutatud materjalide, ajakirjade väljalõigete, õpilaste kaasatud materjalide jms abil. Täielik kaart võtab umbes 5' x 7' klassiruumi ruumi ja on jagatud kolmeks konkreetseks tsooniks kolme erineva väljakutse jaoks. Minimaalse väljakutse jaoks peaks RVR suutma:

• navigeerige dokist tassile veealale, et püüda kala, mis on tähistatud kahe erineva värvikaardiga, seejärel naasta Dock to Dish'i
• navigeerige Samsonville'i kogukonnakeskusest "rannapiirkonda", et "korjata" plastpudel ja pappkast, mis on tähistatud kahe erineva värvi kaardiga, seejärel naaske keskusesse
• navigeerige Kelp Kultivatorsist randa ja akvatooriumi, et korjata farmi karbid ja määrata mittefarmi karbid, seejärel pöörduda tagasi Kelp Kultivatorsi

Õpilased ehitavad prototüübi kinnituse, mida saab üles võtta, püüda või koristada. Nad simuleerivad prototüübi tööd, kasutades RVR-il LED-tulesid, mis süttivad, et näidata ülesvõtmist, püüdmist või saagikoristust. Saate seda tegevust muuta mitmel viisil:

• Lisa väljakutse lisamiseks lisa värvikaarte või nõudeid erinevatele anduritele.
• Laske õpilastel üksteisele võistlusi esitada või simuleerida pealevõtmist ja mahaandmist kõigis kolmes kohas.

Dokumendid / Ressursid

Verizon uuendusliku õppelabori programmi robootikaprojekt [pdfKasutusjuhend Uuenduslik õppelaboriprogrammi robootikaprojekt, õppelaboriprogrammi robootikaprojekt, laboriprogrammi robootikaprojekt, programmirobootika projekt, robootikaprojekt, projekt

Viited

• Kasutusjuhend