פרויקט רובוטיקה של Verizon Innovative Learning Lab

מפרטים

• שם המוצר: Verizon Innovative Learning Lab Program בינה מלאכותית ורובוטיקה
• מדריך מנחה שיעור: פרויקט רובוטיקה: פרויקט נגמרview
• משך השיעור: שיעור אחד (כ-1 דקות)

המוצר נגמרview

ברוכים הבאים לסבב הפרויקטים השני ב-AIR! בפרויקט יחידה 3 זה, לסטודנטים תהיה הזדמנות לבחור מבין שלוש אפשרויות פרויקט שונות בתחום הרובוטיקה. הם יישמו חשיבה עיצובית, יזמות וידע מקורס AI ורובוטיקה כדי ליצור פתרון Sphero RVR לבעיה בעולם האמיתי המבוסס על אחד מהמשתמשים. לסטודנטים יינתן מידע רקע רלוונטי על הבעיה, תקדימים של פתרונות רובוטיים קיימים, התנהלות ביןviews למיפוי אמפתיה, השתמש בגיליון עבודה תקציבי לבנייה, ולבסוף, עסוק באתגר תכנות שניתן ליישם ולבדוק במרחב הכיתה. בשיעור 1, התלמידים יקראו את שלושת הפרויקטיםviews ולאחר מכן בחר את הפרויקט שהם רוצים לעבוד עליו עבור השיעורים הנותרים.

בחירות פרויקט

ישנם שלושה פרויקטים שונים של יחידה 3 שתלמידים יכולים לבחור מהם. לכל פרויקט נושא בעיה ומשתמש שונה, אך נושאי התהליך, המוצר והקיימות עבור כל בחירה דומים מאוד. להלן שלוש אפשרויות הפרויקט השונות:

1. פרויקט א': בפרויקט זה, התלמידים יתכננו, ישרטטו ויבנו RVR עם אב-טיפוס המצורף המסוגל להשתמש בחיישני צבע כדי להבדיל בין פלסטיק (ניתן למחזור A) לנייר (ניתן למחזור B) ולהרים אותם.
2. פרויקט ב': בפרויקט זה, התלמידים יתכננו, ישרטטו ויבנו RVR עם אב-טיפוס המצורף המסוגל להשתמש בחיישני צבע כדי להבדיל בין שני סוגי דגים - טונה (בר-קיימא) והליבוט (משאב מוגבל) ולתפוס אותם.
3. פרויקט ג': בפרויקט זה, התלמידים יתכננו, ישרטטו ויבנו RVR עם אב-טיפוס המצורף המסוגל להשתמש בחיישני צבע כדי להבדיל בין רכיכות מתחדשות ואוכלוסיות בר ולאחר מכן לקצור אותן.

מטרות השיעור

• הגדר את ה"מי, מה ואיך" של כל שלוש אפשרויות הפרויקט:
  • ת: בוט לניקוי חופים
  • ב: בוט דייג
  • C: בוט חקלאי
• החליטו אם הם רוצים לעבוד על פרויקט 3A, פרויקט 3B או פרויקט 3C.

חומרים

כדי להשלים שיעור זה, התלמידים יצטרכו:

• מחשב נייד/טאבלט
• דף עבודה לתלמיד

תקנים 

• Common Core State Standards (CCSS) – ELA Anchors: R.9
• Standard Core State Standards (CCSS) - תרגול מתמטי: 1
• תקני המדע של הדור הבא (NGSS) - שיטות מדע והנדסה: 1
• החברה הבינלאומית לטכנולוגיה בחינוך (ISTE): 6
• תקני תוכן לאומיים לחינוך ליזמות (NCEE): 1

אוצר מילים מפתח 

• הזדהות: להבין את הרצונות והצרכים של המשתמש מנקודת המבט שלו view.

לפני שתתחיל

• אסוף את החומרים הדרושים (או להבטיח שתלמידים מרוחקים יכולים לגשת לחומרים הדרושים)
• Review את "שיעור 1: הפרויקט נגמרviewמצגות, רובריקה ו/או מודולי שיעור. שימו לב שיש שלוש מצגות שונות לשיעור זה, שכן ישנן שלוש אפשרויות פרויקט שונות.
• שקול אם אתה רוצה להקצות תלמידים לפרויקט ספציפי, אפשר לתלמידים זמן לקרוא את כל שלושת הפרויקטים ולבצע בחירה, או לעבוד על פרויקט בודד ככיתה!
  o הצעת הנחיה: עודדו את התלמידים להשלים את שיעור 1 בנפרד ולבחור איזה פרויקט הם אוהבים, ואז המורה יכול להציב את התלמידים בקבוצות לפי הפרויקט המועדף (א', ב' או ג'). לאחר מכן, התלמידים יכולים לעבוד בצוותים של 2-3 כדי להשלים את השיעורים הנותרים של הפרויקט.
• לפרויקט זה יש רכיב בניית RVR ורכיב אתגר תכנות. עבור אתגר התכנות, יש צורך בשטח רצפה פנוי כדי לבדוק את תנועת ה-RVR. 3 אפשרויות הפרויקט השונות יעבדו כולן עם מפה אחת של סמסונוויל שניתן 'לבנות' בקומת הכיתה שלך עם 3 'אזורים' ספציפיים לכל אתגר. אם אתה מוגבל במקום, אתה יכול לבחור רק פרויקט אחד. המפה המלאה תוכננה כך שתוכל לבנות אותה עם אספקה ​​וחומרים מוגבלים מאוד בהישג יד. בנוסף, תוכל לערב את התלמידים שלך בבניית מפת הרצפה עם חומרים מודפסים או ממוחזרים ולקשט ככל שתרצה.
• הקבצים המצורפים שהתלמידים יבצעו לא יהיו פונקציונליים או מופעלים על ידי הרובוט. למשלampאם תלמיד רוצה לעשות את ה-Coastal Clean Up Bot, הם יכולים לעצב מגרפה, סקופר או חיבור מסוג טפרים - אבל חשוב שהם יבינו שזה אב טיפוס 'לא מתפקד'.

נהלי שיעור

ברוכים הבאים והקדמות (2 דקות)

ברוכים הבאים תלמידים לכיתה. השתמש במצגות המצורפות, או הפנה את התלמידים למודול SCORM המונחה עצמית אם זמין במערכת ניהול הלמידה שלך. הסבירו לתלמידים שהם יבחנו היום שלוש אפשרויות פרויקט שונות. עד סוף השיעור, התלמידים יבחרו על איזה פרויקט (3A, 3B, או 3C) הם ירצו לעבוד. אתה יכול לבחור לקבל תלמידים מחדשview כל פרויקט נגמרview בנפרד ואז להחליט. לחלופין, אתה יכול מחדשview כל פרויקט נגמרview ככיתה שלמה ואז בקש מהתלמידים לעשות את הבחירות שלהם בסוף.

חימום, פרויקטים א', ב' ו-ג' (2 דקות כל אחד)

כל פרויקט נגמרview מתחיל בשאלת חימום פשוטה. להלן החימום לכל פרויקט שהסתייםview:

1. פרויקט חימום: האם אתה מעוניין לשפר את הבטיחות והרווחה של כל אזרחי סמסונוויל על ידי עיצוב בוט לניקוי חופים עם ה-Sphero RVR שיעזור לנקות את החופים המזוהמים?
2. פרויקט B Warm up: האם אתה מעוניין לעזור ל-Dock to Dish, מסעדת פירות הים Samsonville, לשפר את הפעילות העסקית שלה ולבנות בוט דייג בר קיימא?
3. פרויקט ג' חימום: האם אתה מעוניין ללמוד כיצד רובוטיקה ובינה מלאכותית יכולים לעזור לסביבה באמצעות גינון וחקלאות?

מי, מה ואיך עבור פרויקטים א', ב' ו-ג' (5 דקות כל אחד)

לאחר שהתלמידים ישלימו את החימום, הם ילמדו על מי, מה ואיך עבור כל פרויקט. להלן סיכום מהיר של כל פרויקט:

1. פרויקט א': בוט לניקוי חופים
   • מי: תמרה טוריסט, חוקרת רובוטיקה ותיירת תדיר בסמסוןוויל
   • מה: רובוט ניקוי חופים שיבחין בין פלסטיק לקרטון
   • אֵיך:
     • צור מפת אמפתיה והצהרת בעיה.
     • למדו על זיהום החופים והחשיבות בשמירה על ניקיון החופים.
     • סיעור מוחות ושרטט רעיונות עבור ה-RVR ואב-טיפוס מצורף שיכול לזהות פלסטיק לעומת חומרי מיחזור מקרטון באמצעות גליון הדרישות והתקציב.
     • צור פסאודוקוד ו/או דיאגרמה/תמונה של התוכנית שאתה רוצה שה-RVR שלך יעקוב אחריה.
     • צור אב טיפוס באמצעות ערכת RVR וחומרי אב טיפוס אחרים.
     • השתמש ב-Sphero Edu כדי לתכנת ולבדוק את ה-Coal Clean Up Bot שלך במפה המסופקת. הקלט את הרובוט שלך רץ בדרכו. אם היא לא תסיים בהצלחה את התוכנית, בצע ניפוי באגים ושנה את התוכנית לפני בדיקת הבוט שוב.
     • הכנס את מפת האמפתיה שלך, סקיצות, גיליון עבודה תקציבי ווידאו/תמונות של הבוט שלך מפעיל את הקורס שלו עם שאלות רפלקציה שהושלמו.
2. פרויקט ב': בוט דיג בר קיימא
   • מי: Dock to Dish, מסעדת פירות הים Samsonville
   • מה: בוט דיג בר קיימא לשיפור הפעילות העסקית
   • אֵיך:
     • צור מפת אמפתיה והצהרת בעיה.
     • למד על דיג בר קיימא וחשיבותו.
     • סיעור מוחות ושרטט רעיונות עבור ה-RVR ואב-טיפוס מצורף שיכול לזהות פלסטיק לעומת חומרי מיחזור מקרטון באמצעות גליון הדרישות והתקציב.
     • צור פסאודוקוד ו/או דיאגרמה/תמונה של התוכנית שאתה רוצה שה-RVR שלך יעקוב אחריה.
     • צור אב טיפוס באמצעות ערכת RVR וחומרי אב טיפוס אחרים.
     • השתמש ב-Sphero Edu כדי לתכנת ולבדוק את ה-Coal Clean Up Bot שלך במפה המסופקת. הקלט את הרובוט שלך רץ בדרכו. אם היא לא תסיים בהצלחה את התוכנית, בצע ניפוי באגים ושנה את התוכנית לפני בדיקת הבוט שוב.
3. פרויקט ג': רובוטיקה בגינון וחקלאות
   • מי: פרנסיס פארמר, חקלאי אוקיינוס ​​מתחדש ובעלים של קלפ קולטיבטורס בסמסונוויל.
   • מה: בוט חקלאי
   • אֵיך:
     • צור מפת אמפתיה והצהרת בעיה.
     • למדו על זיהום החופים והחשיבות בשמירה על ניקיון החופים.
     • סיעור מוחות ושרטט רעיונות עבור ה-RVR ואב-טיפוס מצורף שיכול לזהות פלסטיק לעומת חומרי מיחזור מקרטון באמצעות גליון הדרישות והתקציב.
     • צור פסאודוקוד ו/או דיאגרמה/תמונה של התוכנית שאתה רוצה שה-RVR שלך יעקוב אחריה.
     • צור אב טיפוס באמצעות ערכת RVR וחומרי אב טיפוס אחרים.
     • השתמש ב-Sphero Edu כדי לתכנת ולבדוק את ה-Coal Clean Up Bot שלך במפה המסופקת. הקלט את הרובוט שלך רץ בדרכו. אם היא לא תסיים בהצלחה את התוכנית, בצע ניפוי באגים ושנה את התוכנית לפני בדיקת הבוט שוב.
     • הכנס את מפת האמפתיה שלך, סקיצות, גיליון עבודה תקציבי ווידאו/תמונות של הבוט שלך מפעיל את הקורס שלו עם שאלות רפלקציה שהושלמו.

פרויקט אקסamples (3 דקות כל אחד)

התלמידים יחזרוview exampמידע על סוג הפרויקט שהם בוחרים. עבור 3A, The Coastal Clean Up Bot, שלוש תמונות מהעולם האמיתי מוצגות עם היפר-קישורים. כל אחד מהרובוטים נועד לנקות אשפה ויש לו קובץ מצורף. עבור 3B, בוט הדייג, יש גם אקס מהעולם האמיתיampספרים של רובוטים מימיים המנטרים ועוזרים בדיג בר קיימא. זה ייתן להם מושג מוחשי לגבי סוגי התוצרים שהם ייצרו. ודא שהתלמידים בטוחים באיזה פרויקט ומשתמש הם מתמקדים.

סיום, הספקה והערכה (5 דקות)

• לסיכום: אם הזמן מאפשר, דנו בשלוש אפשרויות הפרויקט. בקש מהתלמידים להרים את ידם או לעבור לפינות מסוימות בחדר בהתאם להעדפת הפרויקט.
• הספק: אין הספק לשיעור זה. המטרה היא שהתלמידים יבחרו באחת מאפשרויות הפרויקט.
• הערכה: אין הערכה לשיעור זה. המטרה היא שהתלמידים יבחרו באחת מאפשרויות הפרויקט.

הַבחָנָה 

• תמיכה נוספת מס' 1: כדי להקל על ההנחיה, תוכל לבחור שכל התלמידים יעבדו על אותה פרויקט. לדוגמה, אולי כל תלמיד יעבוד עם שותף בפרויקט 3A.
• תמיכה נוספת מס' 2: אתה יכול לבחור להציג ולתאר כל בחירת פרויקט בפני כל הכיתה, אלא שהם יקראו באופן עצמאי את ההמשךviewס. לחלופין, אתה יכול "לראות" את הפרויקטviewותבקש מקבוצת תלמידים לסכם פרויקט ספציפי לכיתה כולה.
• הרחבה: הפוך את זה לפרויקט חוצה לימודים עם המורים האחרים של התלמידים! הפרויקטים הבאים משתלבים היטב עם נושאים אלה:
  • פרויקט 3A (בוט לניקוי חופים): מדע, סביבה, כלכלה, ELA
  • פרויקט 3B (בוט דיג): כלכלה, הנדסה, מדעים, היסטוריה, מתמטיקה
  • פרויקט 3C (בוט חקלאי): היסטוריה, הנדסה, מדעים, מתמטיקה.

לְהַשְׁלִים

תוסף זה נועד לעזור לך להגדיר את מפת האתגרים בכיתה שלך עבור פרויקט AIR Unit 3. עיין במפה, בתמונה ובהוראות. השתמש בהגדרה המתאימה ביותר למרחב הכיתה שלך ולצרכים של התלמידים שלך. מפת האתגרים נועדה להיות מיושמת עם משאבים מוגבלים שייתכן שיש לך בהישג יד או שניתן להרחיב אותה על ידי שיתוף התלמידים שלך לעזור לבנות ולעצב את המפה עם חומרים ממוחזרים, קטעי מגזינים, חומרים שהתלמידים מביאים וכו'. המפה המלאה תופסים כ-5' x 7' שטח בכיתה ומחולק לשלושה אזורים ספציפיים עבור שלושת האתגרים השונים. עבור האתגר המינימלי, ה-RVR אמור להיות מסוגל:

• נווט מרציף לצלחת ל"אזור מים" כדי "לתפוס" דגים שמיועדים על ידי שני כרטיסים בצבעים שונים ואז חזור למעגן לצלחת
• נווט מהמרכז הקהילתי Samsonville ל'אזור החוף' כדי 'לאסוף' בקבוק פלסטיק וקופסת קרטון שמיועדת על ידי שני כרטיסים בצבע שונה ואז לחזור למרכז
• נווט מ-Kelp Kultivators לחוף ולאזור המים כדי לאסוף רכיכות חווה וכדי לייעד רכיכות שאינן חקלאיות ואז לחזור ל-Kelp Kultivators

התלמידים יבנו אב טיפוס מצורף שיכול להיות מסוגל לאסוף, לתפוס או לקצור. הם ידמו את פעולת אב הטיפוס באמצעות נורות LED ב-RVR שנדלקות כדי לציין את פעולת האיסוף, התפיסה או הקצירה. אתה יכול לשנות את הפעילות הזו במגוון דרכים:

• הוסף כרטיסי צבע נוספים או דרישות עבור חיישנים שונים כדי להוסיף אתגר נוסף.
• בקש מהתלמידים לאתגר זה את זה במרוצים או שידמה להם איסוף והורדה בכל שלושת המקומות.

מסמכים / משאבים

פרויקט רובוטיקה של Verizon Innovative Learning Lab [pdfמדריך למשתמש תכנית רובוטיקה חדשנית ללימודי מעבדה, פרויקט רובוטיקה של תכנית למידה, פרויקט רובוטיקה של תכנית מעבדה, פרויקט רובוטיקה של תכנית, פרויקט רובוטיקה, פרויקט

הפניות

• מדריך למשתמש