پروژه رباتیک برنامه آموزشی نوآورانه Verizon

مشخصات

• نام محصول: Verizon Innovative Learning Lab Program Artificial Intelligence & Robotics
• راهنمای تسهیلگر درس: پروژه رباتیک: پروژه به پایان رسیده استview
• مدت زمان درس: 1 دوره کلاس (تقریبا 50 دقیقه)

محصول تمام شده استview

به دور دوم پروژه ها در AIR خوش آمدید! در این پروژه واحد 3، دانش آموزان این فرصت را خواهند داشت تا از بین سه گزینه پروژه مختلف در زمینه رباتیک انتخاب کنند. آنها تفکر طراحی، کارآفرینی و دانش از دوره هوش مصنوعی و رباتیک را برای ایجاد راه حل Sphero RVR برای یک مشکل دنیای واقعی بر اساس یکی از کاربران به کار خواهند گرفت. اطلاعات پس زمینه مرتبط در مورد مشکل، سوابق راه حل های رباتیک موجود، رفتار بین دانش آموزان ارائه می شودviewبرای نگاشت همدلی، از یک کاربرگ بودجه برای ساختن استفاده کنید، و در نهایت، درگیر یک چالش برنامه نویسی شوید که می تواند در فضای کلاس پیاده سازی و آزمایش شود. در درس 1، دانش آموزان هر سه پروژه را دوباره خواهند خواندviews و سپس پروژه ای را که می خواهند برای درس های باقی مانده روی آن کار کنند انتخاب کنند.

انتخاب های پروژه

سه پروژه مختلف واحد 3 وجود دارد که دانش آموزان می توانند از بین آنها انتخاب کنند. هر پروژه موضوع مشکل و کاربر متفاوتی دارد، اما موضوعات فرآیند، محصول و پایداری برای هر انتخاب بسیار مشابه هستند. در اینجا سه ​​گزینه مختلف پروژه وجود دارد:

1. پروژه A: در این پروژه، دانش‌آموزان یک RVR را با نمونه اولیه ضمیمه طراحی، ترسیم و می‌سازند که قادر به استفاده از حسگرهای رنگی برای تمایز بین پلاستیک (قابل بازیافت A) و کاغذ (قابل بازیافت B) و برداشتن آنها هستند.
2. پروژه B: در این پروژه، دانش‌آموزان به طراحی، ترسیم و ساخت یک RVR با یک نمونه اولیه متصل می‌شوند که قادر به استفاده از حسگرهای رنگی برای تمایز بین دو نوع ماهی - ماهی تن (پایدار) و هالیبوت (منابع محدود) و صید آنها هستند.
3. پروژه C: در این پروژه، دانش‌آموزان در حال طراحی، ترسیم و ساخت یک RVR با نمونه اولیه اتصال هستند که قادر به استفاده از حسگرهای رنگی برای تمایز بین صدف‌های احیاکننده و جمعیت‌های وحشی هستند و سپس آنها را برداشت می‌کنند.

اهداف درس

• «چه کسی، چه چیزی و چگونه» را برای هر سه گزینه پروژه تعریف کنید:
  • A: ربات پاکسازی ساحل
  • ب: ربات ماهیگیری
  • ج: ربات کشاورزی
• تصمیم بگیرید که آیا آنها می خواهند روی Project 3A، Project 3B یا Project 3C کار کنند.

مواد

برای تکمیل این درس، دانش آموزان نیاز دارند:

• لپ تاپ / تبلت
• کاربرگ دانش آموز

استانداردها 

• استانداردهای مشترک هسته مرکزی (CCSS) – لنگرهای ELA: R.9
• استانداردهای مشترک هسته مرکزی (CCSS) - تمرین ریاضی: 1
• استانداردهای علوم نسل بعدی (NGSS) – روش های علم و مهندسی: 1
• انجمن بین المللی فناوری در آموزش (ISTE): 6
• استانداردهای محتوای ملی برای آموزش کارآفرینی (NCEE): 1

واژگان کلیدی 

• همدلی: خواسته ها و نیازهای کاربر را از نقطه نظر او درک کنید view.

قبل از شروع

• مواد لازم را جمع آوری کنید (یا اطمینان حاصل کنید که دانش آموزان از راه دور می توانند به مواد مورد نیاز دسترسی داشته باشند)
• Review درس 1: پروژه تمام شدviewارائه ها، روبریک، و/یا ماژول های درسی. توجه داشته باشید که سه ارائه مختلف برای این درس وجود دارد، زیرا سه انتخاب پروژه مختلف وجود دارد.
• اگر می‌خواهید دانش‌آموزان را به پروژه خاصی اختصاص دهید، به دانش‌آموزان فرصت دهید تا هر سه پروژه را بخوانند و انتخاب کنند یا روی یک پروژه به عنوان یک کلاس کار کنند!
  o پیشنهاد تسهیل: دانش‌آموزان را تشویق کنید که درس 1 را به صورت انفرادی کامل کنند و پروژه‌ای را که دوست دارند انتخاب کنند، سپس معلم می‌تواند دانش‌آموزان را در گروه‌هایی بر اساس پروژه ترجیحی (A، B یا C) قرار دهد. سپس، دانش آموزان می توانند در تیم های 2-3 نفره برای تکمیل دروس باقی مانده پروژه کار کنند.
• این پروژه دارای یک جزء ساختمان RVR و یک جزء چالش برنامه نویسی است. برای چالش برنامه نویسی، یک فضای کف تمیز برای آزمایش حرکت RVR مورد نیاز است. 3 گزینه مختلف پروژه همه با یک نقشه واحد از Samsonville کار می کنند که می تواند در طبقه کلاس شما با 3 منطقه خاص برای هر چالش "ساخته شود". اگر فضای محدودی دارید، ممکن است فقط یک پروژه را انتخاب کنید. نقشه کامل طراحی شده است تا بتوانید آن را با لوازم و مواد بسیار محدودی که در دسترس دارید بسازید. علاوه بر این، می‌توانید دانش‌آموزان خود را در ساختن نقشه طبقه با مواد چاپی یا بازیافتی مشارکت دهید و تا جایی که دوست دارید تزئین کنید.
• پیوست‌هایی که دانش‌آموزان ایجاد می‌کنند، کاربردی یا توسط ربات تغذیه نمی‌شوند. برای مثالampاگر دانش‌آموزی بخواهد ربات پاک‌سازی ساحل را بسازد، می‌تواند یک چنگک، یک اسکوپ یا یک ضمیمه از نوع پنجه‌ای طراحی کند – اما مهم است که بدانند این یک نمونه اولیه «غیر کارکرده» است.

رویه های درسی

خوش آمدگویی و معرفی (2 دقیقه)

به دانش آموزان کلاس خوش آمدید. از ارائه های ارائه شده استفاده کنید، یا اگر در سیستم مدیریت یادگیری شما موجود است، دانش آموزان را به ماژول SCORM خود هدایت شونده هدایت کنید. به دانش آموزان توضیح دهید که امروز سه گزینه مختلف پروژه را بررسی خواهند کرد. در پایان کلاس، دانش آموزان انتخاب می کنند که در کدام پروژه (3A، 3B، یا 3C) می خواهند روی آن کار کنند. شما می توانید انتخاب کنید که دانش آموزان دوبارهview هر پروژه تمام شدview به صورت فردی و سپس تصمیم گیری کنید. متناوبا، ممکن است دوبارهview هر پروژه تمام شدview به عنوان کل کلاس و سپس از دانش آموزان بخواهید در پایان انتخاب های خود را انجام دهند.

گرم کردن، پروژه های A، B و C (هر کدام 2 دقیقه)

هر پروژه تمام شدview با یک سوال گرم کردن ساده شروع می شود. در اینجا گرم کردن هر پروژه به پایان رسیده استview:

1. Project A Warm up: آیا علاقه مند به بهبود ایمنی و رفاه همه شهروندان سامسونویل با طراحی یک ربات پاکسازی ساحل با RVR Sphero برای کمک به پاکسازی سواحل آلوده هستید؟
2. گرم کردن پروژه B: آیا علاقه مندید به Dock to Dish، رستوران غذاهای دریایی Samsonville، بهبود عملیات تجاری خود و ساخت یک ربات ماهیگیری پایدار کمک کنید؟
3. Project C Warm up: آیا علاقه مند به یادگیری در مورد چگونگی کمک رباتیک و هوش مصنوعی به محیط زیست از طریق باغبانی و کشاورزی هستید؟

چه کسی، چه چیزی و چگونه برای پروژه های A، B، و C (هر کدام 5 دقیقه)

پس از تکمیل گرم کردن، دانش آموزان در مورد چه کسی، چه چیزی و چگونه برای هر پروژه یاد خواهند گرفت. در اینجا خلاصه ای سریع از هر پروژه آمده است:

1. پروژه A: ربات پاکسازی ساحل
   • چه کسی: تامارا توریست، محقق رباتیک و گردشگر مکرر به سامسونویل
   • چه چیزی: یک ربات پاک کننده ساحل که بین پلاستیک و مقوا تمایز قائل می شود
   • چگونه:
     • یک نقشه همدلی و بیان مسئله ایجاد کنید.
     • درباره آلودگی سواحل و اهمیت تمیز نگه داشتن سواحل بیاموزید.
     • ایده‌های طوفان فکری و طرحی برای RVR و یک پیوست نمونه اولیه که می‌تواند پلاستیک در مقابل مقوای قابل بازیافت را با استفاده از کاربرگ نیازمندی‌ها و بودجه شناسایی کند.
     • شبه کد و/یا نمودار/تصویر برنامه ای را که می خواهید RVR شما دنبال کند ایجاد کنید.
     • با استفاده از کیت RVR و سایر مواد اولیه نمونه اولیه ایجاد کنید.
     • از Sphero Edu برای برنامه ریزی و آزمایش ربات پاکسازی ساحلی خود در نقشه ارائه شده استفاده کنید. ربات خود را در حال اجرا در مسیر خود ضبط کنید. اگر با موفقیت برنامه اشکال زدایی را تکمیل نکرد و قبل از آزمایش مجدد ربات، برنامه را اصلاح کنید.
     • نقشه همدلی، طرح‌ها، برگه بودجه، و ویدیو/تصاویر ربات خود را که در حال انجام دوره خود با سؤالات بازتابی کامل است، وارد کنید.
2. پروژه B: ربات ماهیگیری پایدار
   • چه کسی: Dock to Dish، رستوران غذاهای دریایی Samsonville
   • چه: یک ربات ماهیگیری پایدار برای بهبود عملیات تجاری
   • چگونه:
     • یک نقشه همدلی و بیان مسئله ایجاد کنید.
     • با ماهیگیری پایدار و اهمیت آن آشنا شوید.
     • ایده‌های طوفان فکری و طرحی برای RVR و یک پیوست نمونه اولیه که می‌تواند پلاستیک در مقابل مقوای قابل بازیافت را با استفاده از کاربرگ نیازمندی‌ها و بودجه شناسایی کند.
     • شبه کد و/یا نمودار/تصویر برنامه ای را که می خواهید RVR شما دنبال کند ایجاد کنید.
     • با استفاده از کیت RVR و سایر مواد اولیه نمونه اولیه ایجاد کنید.
     • از Sphero Edu برای برنامه ریزی و آزمایش ربات پاکسازی ساحلی خود در نقشه ارائه شده استفاده کنید. ربات خود را در حال اجرا در مسیر خود ضبط کنید. اگر با موفقیت برنامه اشکال زدایی را تکمیل نکرد و قبل از آزمایش مجدد ربات، برنامه را اصلاح کنید.
3. پروژه C: رباتیک در باغبانی و کشاورزی
   • چه کسی: فرانسیس فارمر، یک کشاورز اقیانوسی احیاکننده و مالک کلپ کولتیواتور در سامسونویل.
   • چه:  روبات کشاورزی
   • چگونه:
     • یک نقشه همدلی و بیان مسئله ایجاد کنید.
     • درباره آلودگی سواحل و اهمیت تمیز نگه داشتن سواحل بیاموزید.
     • ایده‌های طوفان فکری و طرحی برای RVR و یک پیوست نمونه اولیه که می‌تواند پلاستیک در مقابل مقوای قابل بازیافت را با استفاده از کاربرگ نیازمندی‌ها و بودجه شناسایی کند.
     • شبه کد و/یا نمودار/تصویر برنامه ای را که می خواهید RVR شما دنبال کند ایجاد کنید.
     • با استفاده از کیت RVR و سایر مواد اولیه نمونه اولیه ایجاد کنید.
     • از Sphero Edu برای برنامه ریزی و آزمایش ربات پاکسازی ساحلی خود در نقشه ارائه شده استفاده کنید. ربات خود را در حال اجرا در مسیر خود ضبط کنید. اگر با موفقیت برنامه اشکال زدایی را تکمیل نکرد و قبل از آزمایش مجدد ربات، برنامه را اصلاح کنید.
     • نقشه همدلی، طرح‌ها، برگه بودجه، و ویدیو/تصاویر ربات خود را که در حال انجام دوره خود با سؤالات بازتابی کامل است، وارد کنید.

پروژه پیشینampلس (هر کدام 3 دقیقه)

دانش آموزان دوباره خواهد شدview exampاز نوع پروژه ای که انتخاب می کنند. برای 3A، ربات پاکسازی ساحل، سه تصویر دنیای واقعی همراه با لینک ارائه شده است. هر یک از ربات ها برای تمیز کردن زباله ها طراحی شده اند و دارای یک پیوست هستند. برای 3B، ربات ماهیگیری، نمونه های قبلی در دنیای واقعی نیز وجود داردampربات‌های آبی که ماهیگیری پایدار را نظارت کرده و به آن کمک می‌کنند. این به آنها ایده ملموسی از انواع قابل تحویلی که ایجاد خواهند کرد، می دهد. اطمینان حاصل کنید که دانش آموزان مطمئن هستند که روی چه پروژه و کاربری تمرکز می کنند.

جمع بندی، قابل تحویل و ارزیابی (5 دقیقه)

• جمع بندی: اگر زمان اجازه می دهد، در مورد سه گزینه پروژه بحث کنید. از دانش آموزان بخواهید بر اساس اولویت پروژه دست خود را بالا ببرند یا به گوشه های خاصی از اتاق حرکت کنند.
• قابل تحویل: هیچ قابل تحویلی برای این درس وجود ندارد. هدف این است که دانش آموزان یکی از گزینه های پروژه را انتخاب کنند.
• ارزشیابی: برای این درس ارزشیابی وجود ندارد. هدف این است که دانش آموزان یکی از گزینه های پروژه را انتخاب کنند.

تمایز 

• پشتیبانی اضافی شماره 1: برای سهولت در تسهیل، می‌توانید انتخاب کنید که همه دانش‌آموزان روی یک پروژه مشابه کار کنند. به عنوان مثال، شاید هر دانش آموز با یک شریک در پروژه 3A کار کند.
• پشتیبانی اضافی شماره 2: شما می توانید انتخاب کنید که هر پروژه را برای کل کلاس ارائه و توصیف کنید، به جای آن که آنها را به طور مستقل بخوانند.viewس از طرف دیگر، می توانید پروژه را به پایان برسانیدviewو از گروهی از دانش آموزان بخواهید که یک پروژه خاص را برای کل کلاس خلاصه کنند.
• برنامه افزودنی: این پروژه را با سایر معلمان دانش آموزان تبدیل به یک پروژه متقابل درسی کنید! پروژه های زیر به خوبی با این موضوعات جفت می شوند:
  • پروژه 3A (ربات پاکسازی ساحل): علم، محیط زیست، اقتصاد، ELA
  • Project 3B (Fishing Bot): اقتصاد، مهندسی، علم، تاریخ، ریاضی
  • پروژه 3C (ربات کشاورزی): تاریخ، مهندسی، علوم، ریاضی.

مکمل

این مکمل برای کمک به شما در تنظیم نقشه چالش در کلاس درس برای پروژه AIR Unit 3 طراحی شده است. از طریق نقشه، عکس و دستورالعمل ها نگاه کنید. از تنظیماتی استفاده کنید که برای فضای کلاس و نیازهای دانش آموزان شما بهترین کار را دارد. نقشه چالش به گونه‌ای طراحی شده است که با منابع محدودی که ممکن است در اختیار داشته باشید یا می‌توانید با مشارکت دادن دانش‌آموزان خود برای کمک به ساخت و طراحی نقشه با استفاده از مواد نوآوری‌شده، بریده‌های مجله، موادی که دانش‌آموزان وارد می‌کنند و غیره آن را توسعه دهید، اجرا شود. تقریباً 5 x 7 از فضای کلاس را اشغال می کند و به سه منطقه خاص برای سه چالش مختلف تقسیم می شود. برای حداقل چالش، RVR باید بتواند:

• از Dock به Dish به یک منطقه آبی بروید تا ماهی هایی را که با دو کارت رنگی مختلف مشخص شده است، بگیرید و سپس به Dock to Dish برگردید.
• از مرکز اجتماعی سامسونویل به «منطقه ساحلی» بروید تا یک بطری پلاستیکی و یک جعبه مقوایی که با دو کارت رنگی متفاوت مشخص شده است را «برداشتن» و سپس به مرکز بازگردید.
• برای برداشتن صدف های مزرعه ای و تعیین صدف های غیر مزرعه ای از پرورش دهنده های کلپ به سمت ساحل و منطقه آبی حرکت کنید و سپس به پرورش دهندگان کلپ بازگردید.

دانش‌آموزان یک نمونه اولیه پیوست می‌سازند که می‌تواند قابلیت برداشت، گرفتن یا برداشت را داشته باشد. آنها عملیات نمونه اولیه را با استفاده از چراغ های LED روی RVR شبیه سازی می کنند که برای نشان دادن عمل برداشت، گرفتن یا برداشت روشن می شوند. می توانید این فعالیت را به روش های مختلفی تغییر دهید:

• کارت های رنگی اضافی یا الزامات مورد نیاز برای سنسورهای مختلف را اضافه کنید تا چالش بیشتری را اضافه کنید.
• از دانش‌آموزان بخواهید که یکدیگر را با مسابقه به چالش بکشند یا از آنها بخواهید سوار شدن و پیاده شدن را در هر 3 مکان شبیه‌سازی کنند.

اسناد / منابع

پروژه رباتیک برنامه آموزشی نوآورانه Verizon [pdfراهنمای کاربر پروژه رباتیک برنامه آموزشی آزمایشگاهی نوآورانه، پروژه رباتیک برنامه آموزشی آزمایشگاهی، پروژه رباتیک برنامه آزمایشگاهی، پروژه رباتیک برنامه، پروژه رباتیک، پروژه

مراجع

• راهنمای کاربر