Verizon Innovative Learning Lab Program Robotics Project

Tekniset tiedot

• Tuotteen nimi: Verizon Innovative Learning Lab Program Artificial Intelligence & Robotics
• Oppitunnin ohjaajan opas: Robotics Project: Project Overview
• Oppitunnin kesto: 1 tuntijakso (noin 50 minuuttia)

Tuote loppuview

Tervetuloa AIR-projektien toiselle kierrokselle! Tässä Unit 3 -projektissa opiskelijoilla on mahdollisuus valita kolmesta erilaisesta robotiikan alan projektivaihtoehdosta. He soveltavat suunnitteluajattelua, yrittäjyyttä ja tekoäly- ja robottikurssin tietoja luodakseen Sphero RVR -ratkaisun todelliseen ongelmaan, joka perustuu yhteen käyttäjistä. Opiskelijat saavat asiaankuuluvaa taustatietoa ongelmasta, olemassa olevista robottiratkaisuista, esimviews empatiakartoituksessa, käytä budjetin laskentataulukkoa rakentamiseen ja lopuksi osallistu ohjelmointihaasteeseen, joka voidaan toteuttaa ja testata luokkahuoneessa. Oppitunnilla 1 opiskelijat lukevat kaikki kolme projektiaviews ja valitse sitten projekti, jonka parissa he haluavat työskennellä jäljellä olevilla oppitunneilla.

Projektivalinnat

Opiskelijat voivat valita kolmesta eri Unit 3 -projektista. Jokaisella projektilla on eri ongelmateema ja käyttäjä, mutta kunkin valinnan prosessi-, tuote- ja kestävän kehityksen teemat ovat hyvin samankaltaisia. Tässä on kolme erilaista projektivaihtoehtoa:

1. Projekti A: Tässä projektissa opiskelijat suunnittelevat, luonnostelevat ja rakentavat RVR:n prototyyppiliittimellä, joka pystyy käyttämään väriantureita erottamaan muovin (kierrätettävä A) ja paperin (kierrätettävä B) ja poimimaan ne.
2. Projekti B: Tässä projektissa opiskelijat suunnittelevat, luonnostelevat ja rakentavat kiitotienäkyvyyttä, jossa on prototyyppiliitos, joka pystyy käyttämään väriantureita erottamaan kaksi kalatyyppiä – tonnikala (kestävä) ja pallas (rajoitettu resurssi) ja pyydystämään niitä.
3. Projekti C: Tässä projektissa opiskelijat suunnittelevat, luonnostelevat ja rakentavat RVR:n prototyyppiliittimellä, joka pystyy käyttämään väriantureita erottamaan uusiutuvat äyriäiset ja luonnonvaraiset populaatiot ja keräävät ne.

Oppitunnin tavoitteet

• Määritä "kuka, mitä ja miten" kaikille kolmelle projektivaihtoehdolle:
  • V: Coastal Cleanup Bot
  • B: Kalastusbot
  • C: Farming Bot
• Päätä, haluavatko he työskennellä Project 3A, Project 3B vai Project 3C parissa.

Materiaalit

Tämän oppitunnin suorittamiseksi opiskelijat tarvitsevat:

• Kannettava tietokone/tabletti
• Oppilaan tehtävälomake

Standardit 

• Common Core State Standards (CCSS) – ELA-ankkurit: R.9
• Yhteiset perusstandardit (CCSS) – matemaattinen käytäntö: 1
• Seuraavan sukupolven tiedestandardit (NGSS) – Tiede ja tekniikan käytännöt: 1
• International Society for Technology in Education (ISTE): 6
• Yrittäjyyskasvatuksen kansalliset sisältöstandardit (NCEE): 1

Avainsanasto 

• Empatia: ymmärrä käyttäjän toiveet ja tarpeet hänen näkökulmastaan view.

Ennen kuin aloitat

• Kerää tarvittavat materiaalit (tai varmista, että etäopiskelijat pääsevät käsiksi tarvittaviin materiaaleihin)
• Review "Oppitunti 1: Projekti ohiview” esitykset, rubriikit ja/tai oppituntimoduulit. Huomaa, että tällä oppitunnilla on kolme erilaista esitystä, koska projektivaihtoehtoja on kolme.
• Harkitse, haluatko määrätä oppilaita tiettyyn projektiin, antaa opiskelijoille aikaa lukea kaikki kolme projektia ja tehdä valinnan, vai työstääkö yksittäistä projektia luokassa!
  o Fasilitointiehdotus: Kannusta oppilaita suorittamaan oppitunti 1 yksitellen ja valitsemaan, mistä projektista he pitävät, sitten opettaja voi sijoittaa oppilaat ryhmiin haluamansa projektin mukaan (A, B tai C). Sitten opiskelijat voivat työskennellä 2-3 hengen ryhmissä suorittaakseen projektin jäljellä olevat oppitunnit.
• Tässä projektissa on RVR-rakennuskomponentti ja ohjelmointihaastekomponentti. Ohjelmointihaastetta varten tarvitaan tyhjä lattiatila RVR-liikkeen testaamiseen. Kolme erilaista projektivaihtoehtoa toimivat kaikki yhden Samsonvillen kartan kanssa, joka voidaan "rakentaa" luokkahuoneeseesi ja jossa on kolme erityistä "vyöhykettä" jokaista haastetta varten. Jos tilaa on rajoitetusti, voit valita vain yhden projektin. Täysi kartta on suunniteltu niin, että voit rakentaa sen hyvin rajallisilla tarvikkeilla ja materiaaleilla. Lisäksi voit ottaa oppilaitasi mukaan pohjakartan rakentamiseen painetuista tai kierrätetyistä materiaaleista ja koristella niin paljon kuin haluat.
• Kiinnikkeet, joita opiskelijat tekevät, eivät ole toimivia tai niitä ei saa käyttää robotilla. esimampJos opiskelija haluaa tehdä Coastal Clean Up Botin, hän voisi suunnitella haravan, kauhan tai kynsityyppisen lisälaitteen – mutta on tärkeää, että he ymmärtävät, että tämä on "toimimaton" prototyyppi.

Oppituntien menettelyt

Tervetuloa ja esittelyt (2 minuuttia)

Tervetuloa oppilaat tunnille. Käytä mukana olevia esityksiä tai ohjaa opiskelijat itseohjautuvaan SCORM-moduuliin, jos se on saatavilla oppimisen hallintajärjestelmässäsi. Selitä opiskelijoille, että he tutkivat tänään kolmea erilaista projektivaihtoehtoa. Tuntien loppuun mennessä opiskelijat valitsevat minkä projektin (3A, 3B tai 3C) parissa he haluavat työskennellä. Voit halutessasi saada opiskelijat uudelleenview jokainen projekti ohiview yksilöllisesti ja päätä sitten. Vaihtoehtoisesti voit uudelleenview jokainen projekti ohiview koko luokka ja pyydä oppilaita tekemään valintansa lopussa.

Lämmittely, projektit A, B ja C (kukin 2 minuuttia)

Jokainen projekti ohiview alkaa yksinkertaisella alkulämmittelykysymyksellä. Tässä on kunkin projektin alkulämmittelytview:

1. Project A Warm up: Oletko kiinnostunut parantamaan kaikkien Samsonvillen asukkaiden turvallisuutta ja hyvinvointia suunnittelemalla Coastal Clean Up Botin Sphero RVR:llä saastuneiden rantojen puhdistamiseksi?
2. Projekti B Lämmittely: Oletko kiinnostunut auttamaan Samsonvillen kalaravintolaa Dock to Dish, parantamaan sen liiketoimintaa ja rakentamaan kestävää kalastusbottia?
3. Project C Warm up: Oletko kiinnostunut oppimaan, kuinka robotiikka ja tekoäly voivat auttaa ympäristöä puutarhanhoidon ja maanviljelyn kautta?

Kuka, mitä ja miten projekteissa A, B ja C (kukin 5 minuuttia)

Kun opiskelijat ovat suorittaneet lämmittelyn, he oppivat kuka, mitä ja miten kunkin projektin kohdalla. Tässä on lyhyt yhteenveto jokaisesta projektista:

1. Projekti A: Coastal Clean-Up Bot
   • Kuka: Tamara Touriste, robotiikan tutkija ja usein Samsonvillen turisti
   • Mitä: Rannikkosiivousrobotti, joka erottaa muovin ja pahvin
   • Miten:
     • Luo empatiakartta ja ongelmalausunto.
     • Opi rannikoiden saastumisesta ja rannikoiden puhtaanapidon tärkeydestä.
     • Pohdi ja luonnostele ideoita RVR:lle ja prototyyppiliitteelle, joka tunnistaa muovin ja pahvin kierrätettävät materiaalit Vaatimukset ja budjetti -työarkin avulla.
     • Luo pseudokoodi ja/tai kaavio/kuva ohjelmasta, jota haluat RVR:n seuraavan.
     • Luo prototyyppi käyttämällä RVR-sarjaa ja muita prototyyppimateriaaleja.
     • Käytä Sphero Edua ohjelmoimaan ja testaamaan Coastal Clean Up Bottisi mukana tulevalla kartalla. Tallenna robottisi juoksemassa polkuaan. Jos se ei onnistu ohjelman suorittamisessa, suorita virheenkorjaus ja tarkista ohjelma ennen kuin testaat bottia uudelleen.
     • Lähetä empatiakarttasi, luonnokset, budjettityötaulukko ja video/kuvat robotistasi suorittamasta kurssiaan täytettyjen pohdintakysymysten kera.
2. Projekti B: Sustainable Fishing Bot
   • Kuka: Dock to Dish, Samsonvillen kalaravintola
   • Mitä: Kestävä kalastusbotti parantamaan liiketoimintaa
   • Miten:
     • Luo empatiakartta ja ongelmalausunto.
     • Opi kestävästä kalastuksesta ja sen merkityksestä.
     • Pohdi ja luonnostele ideoita RVR:lle ja prototyyppiliitteelle, joka tunnistaa muovin ja pahvin kierrätettävät materiaalit Vaatimukset ja budjetti -työarkin avulla.
     • Luo pseudokoodi ja/tai kaavio/kuva ohjelmasta, jota haluat RVR:n seuraavan.
     • Luo prototyyppi käyttämällä RVR-sarjaa ja muita prototyyppimateriaaleja.
     • Käytä Sphero Edua ohjelmoimaan ja testaamaan Coastal Clean Up Bottisi mukana tulevalla kartalla. Tallenna robottisi juoksemassa polkuaan. Jos se ei onnistu ohjelman suorittamisessa, suorita virheenkorjaus ja tarkista ohjelma ennen kuin testaat bottia uudelleen.
3. Projekti C: Robotiikka puutarhanhoidossa ja maanviljelyssä
   • Kuka: Francis Farmer, uusiutuva valtameren viljelijä ja Kelp Kultivators -yrityksen omistaja Samsonvillessä.
   • Mitä: Maatalousbotti
   • Miten:
     • Luo empatiakartta ja ongelmalausunto.
     • Opi rannikoiden saastumisesta ja rannikoiden puhtaanapidon tärkeydestä.
     • Pohdi ja luonnostele ideoita RVR:lle ja prototyyppiliitteelle, joka tunnistaa muovin ja pahvin kierrätettävät materiaalit Vaatimukset ja budjetti -työarkin avulla.
     • Luo pseudokoodi ja/tai kaavio/kuva ohjelmasta, jota haluat RVR:n seuraavan.
     • Luo prototyyppi käyttämällä RVR-sarjaa ja muita prototyyppimateriaaleja.
     • Käytä Sphero Edua ohjelmoimaan ja testaamaan Coastal Clean Up Bottisi mukana tulevalla kartalla. Tallenna robottisi juoksemassa polkuaan. Jos se ei onnistu ohjelman suorittamisessa, suorita virheenkorjaus ja tarkista ohjelma ennen kuin testaat bottia uudelleen.
     • Lähetä empatiakarttasi, luonnokset, budjettityötaulukko ja video/kuvat robotistasi suorittamasta kurssiaan täytettyjen pohdintakysymysten kera.

Projekti Examples (3 minuuttia kukin)

Opiskelijat palaavatview exampvalitsemansa projektityypin mukaan. 3A:ssa, Coastal Clean Up Botissa, esitetään kolme todellista kuvaa hyperlinkeillä. Jokainen robotti on suunniteltu roskien siivoamiseen ja siinä on lisälaite. 3B:lle, Fishing Botille, on myös tosielämän exampvesirobotteja, jotka valvovat kestävää kalastusta ja auttavat siinä. Tämä antaa heille konkreettisen käsityksen siitä, minkä tyyppisiä suorituksia he luovat. Varmista, että opiskelijat ovat varmoja, mihin projektiin ja käyttäjään he keskittyvät.

Päätös, toimitus ja arviointi (5 min)

• Päätös: Keskustele kolmesta projektivaihtoehdosta, jos aika sallii. Pyydä oppilaita nostamaan kätensä tai siirtymään tiettyihin huoneen kulmiin projektin mieltymysten mukaan.
• Suoritettava: tälle oppitunnille ei ole suoritetta. Tavoitteena on, että opiskelijat valitsevat yhden projektivaihtoehdoista.
• Arviointi: Tällä oppitunnilla ei ole arviointia. Tavoitteena on, että opiskelijat valitsevat yhden projektivaihtoehdoista.

Eriyttäminen 

• Lisätuki #1: Helpottamiseksi voit valita, että kaikki opiskelijat työskentelevät saman projektin parissa. Esimerkiksi, ehkä jokainen opiskelija työskentelee kumppanin kanssa projektissa 3A.
• Lisätuki #2: Voit halutessasi esitellä ja kuvailla jokaista projektivaihtoehtoa koko luokalle, mieluummin he pyytävät heitä lukemaan tekstin itsenäisestiviews. Vaihtoehtoisesti voit "sahailla" projektin loppuunviews ja pyydä opiskelijaryhmää tekemään yhteenvedon tietystä projektivalinnasta koko luokalle.
• Laajennus: Tee tästä poikittainen projekti oppilaiden muiden opettajien kanssa! Seuraavat projektit sopivat hyvin näihin aiheisiin:
  • Projekti 3A (Coastal Clean Up Bot): tiede, ympäristö, taloustiede, ELA
  • Projekti 3B (Fishing Bot): taloustiede, tekniikka, tiede, historia, matematiikka
  • Projekti 3C (Farming Bot): historia, tekniikka, tiede, matematiikka.

Täydentää

Tämä lisäosa on suunniteltu auttamaan sinua määrittämään haastekartan luokkahuoneessasi AIR Unit 3 -projektia varten. Katso kartta, valokuva ja ohjeet. Käytä luokkahuoneesi ja oppilaidesi tarpeisiin parhaiten sopivaa asennusta. Haastekartta on suunniteltu toteutettavaksi rajoitetuilla resursseilla, joita sinulla saattaa olla käsillä, tai sitä voidaan laajentaa ottamalla opiskelijat mukaan auttamaan kartan rakentamisessa ja suunnittelussa kierrätetyistä materiaaleista, lehtileikkeistä, oppilaiden tuomista materiaaleista jne. Koko kartta vie noin 5' x 7' luokkahuonetilaa ja on jaettu kolmeen erityiseen vyöhykkeeseen kolmea erilaista haastetta varten. Pienimmän haasteen saavuttamiseksi kiitotienäkyvyyden pitäisi pystyä:

• navigoi Dock to Dish -alueelle "vesialueelle" saadaksesi kahdella eri värikortilla merkittyjä kaloja ja palaa sitten Dock to Dishiin
• navigoi Samsonville Community Centeristä "ranta-alueelle" "poimimaan" muovipullon ja pahvilaatikon, jotka on merkitty kahdella eri värikortilla, ja palaa sitten keskustaan
• navigoi Kelp Kultivatorsista rannalle ja vesialueelle poimimaan tilalla olevia äyriäisiä ja nimeämään maatilan ulkopuolisia äyriäisiä ja palaa sitten Kelp Kultivatorsille

Opiskelijat rakentavat prototyypin liitteen, joka voi kyetä poimimaan, sieppaamaan tai keräämään. Ne simuloivat prototyypin toimintaa käyttämällä kiitotienäkyvyyden LED-valoja, jotka syttyvät osoittamaan poimimista, pyydystämistä tai sadonkorjuuta. Voit muokata tätä toimintaa useilla tavoilla:

• Lisää ylimääräisiä värikortteja tai vaatimuksia eri antureille lisätäksesi haasteita.
• Pyydä oppilaita haastamaan toisiaan kilpailuissa tai simuloimaan noutoa ja jättämistä kaikissa kolmessa paikassa.

Asiakirjat / Resurssit

Verizon Innovative Learning Lab Program Robotics Project [pdfKäyttöopas Innovatiivinen Learning Lab Program Robotics Project, Learning Lab Program Robotics Project, Lab Program Robotics Project, Program Robotics Project, Robotics Project, Project

Viitteet

• Käyttöopas