Verizon Innovative Learning Lab プログラム ロボティクス プロジェクト
仕様
- 製品名: Verizon Innovative Learning Lab プログラム人工知能とロボティクス
- レッスン ファシリテーター ガイド: ロボット工学プロジェクト: プロジェクト終了view
- 授業時間：1授業時間（約50分）
製品終了view
AIR のプロジェクト第 3 ラウンドへようこそ! このユニット XNUMX プロジェクトでは、学生はロボット工学の分野における XNUMX つの異なるプロジェクト オプションから選択する機会があります。 彼らは、デザイン思考、起業家精神、AI とロボット工学コースの知識を応用して、ユーザーの XNUMX 人に基づいた現実世界の問題に対する Sphero RVR ソリューションを作成します。 学生には、この問題に関する関連する背景情報、既存のロボット ソリューションの先例、相互作用に関する情報が提供されます。view共感マッピングを作成し、予算ワークシートを使用して構築し、最後に、教室内で実装およびテストできるプログラミングの課題に取り組みます。 レッスン 1 では、生徒は XNUMX つのプロジェクトすべてを読みます。view次に、残りのレッスンで取り組みたいプロジェクトを選択します。
プロジェクトの選択
学生が選択できる 3 つの異なるユニット XNUMX プロジェクトがあります。 各プロジェクトには問題のテーマとユーザーが異なりますが、各選択のプロセス、製品、持続可能性のテーマは非常に似ています。 XNUMX つの異なるプロジェクトの選択肢を次に示します。
- プロジェクト A: このプロジェクトでは、学生は、カラー センサーを使用してプラスチック (リサイクル可能 A) と紙 (リサイクル可能 B) を区別して拾うことができるプロトタイプのアタッチメントを備えた RVR を設計、スケッチ、構築します。
- プロジェクト B: このプロジェクトでは、学生はカラー センサーを使用してマグロ (持続可能な魚) とオヒョウ (資源が限られている魚) の XNUMX 種類の魚を区別し、捕獲できるプロトタイプのアタッチメントを備えた RVR を設計、スケッチ、構築します。
- プロジェクト C: このプロジェクトでは、学生は、カラー センサーを使用して再生貝類と野生個体群を区別して収穫できるプロトタイプのアタッチメントを備えた RVR を設計、スケッチ、構築します。
レッスンの目的
- XNUMX つのプロジェクトの選択肢すべてについて、「誰が、何を、どのように」を定義します。
- A: 海岸清掃ボット
- B: フィッシングボット
- C: 農業ボット
- プロジェクト 3A、プロジェクト 3B、またはプロジェクト 3C のどれに取り組むかを決定します。
材料
このレッスンを完了するには、生徒は以下が必要になります。
- ラップトップ/タブレット
- 学生用ワークシート
標準
- Common Core State Standards (CCSS) – ELA アンカー: R.9
- Common Core State Standards (CCSS) – 数学的実践: 1
- 次世代科学標準 (NGSS) – 科学および工学の実践: 1
- 国際教育技術学会 (ISTE): 6
- 起業家教育に関する国家内容基準 (NCEE): 1
主な語彙
- 共感: ユーザーの視点からユーザーの要望やニーズを理解します。 view.
始める前に
- 必要な資料を収集する (または、遠隔地の学生が必要な資料にアクセスできるようにする)
- Review 「レッスン 1: プロジェクトの終了」view」プレゼンテーション、ルーブリック、および/またはレッスンモジュール。 XNUMX つの異なるプロジェクトの選択肢があるため、このレッスンには XNUMX つの異なるプレゼンテーションがあることに注意してください。
- 学生を特定のプロジェクトに割り当てるか、学生に XNUMX つのプロジェクトすべてを読んで選択する時間を与えるか、クラスとして XNUMX つのプロジェクトに取り組むかを検討してください。
o ファシリテーションの提案: 生徒にレッスン 1 を個別に完了させ、好きなプロジェクトを選択するよう促します。その後、教師は好みのプロジェクト (A、B、または C) に従って生徒をグループに分けることができます。 その後、生徒は 2 ～ 3 人のチームに分かれて、プロジェクトの残りのレッスンを完了することができます。 - このプロジェクトには、RVR 構築コンポーネントとプログラミング チャレンジ コンポーネントがあります。 プログラミングの課題では、RVR の動作をテストするための空き床スペースが必要です。 3 つの異なるプロジェクト オプションはすべて、課題ごとに 3 つの特定の「ゾーン」を備えた教室の床に「構築」できるサムソンビルの XNUMX つのマップで機能します。 スペースが限られている場合は、プロジェクトを XNUMX つだけ選択することもできます。 完全なマップは、非常に限られた手持ちの物資と材料で構築できるように設計されています。 さらに、生徒と一緒に印刷物やリサイクル素材を使ってフロアマップを作成し、好きなだけ装飾することもできます。
- 学生が作成するアタッチメントは機能せず、ロボットによって駆動されることもありません。 元の場合ampたとえば、生徒が沿岸クリーンアップ ボットを作りたい場合は、熊手、スクーパー、または爪タイプのアタッチメントを設計できますが、これは「機能しない」プロトタイプであることを理解することが重要です。
レッスンの流れ
ようこそと紹介 (2 分)
生徒たちをクラスにようこそ。 付属のプレゼンテーションを使用するか、学習管理システムで利用可能な場合はセルフガイドの SCORM モジュールに学生を誘導します。 今日は 3 つの異なるプロジェクトのオプションを検討することを生徒に説明します。 クラスの終わりまでに、学生はどのプロジェクト (3A、3B、または XNUMXC) に取り組みたいかを選択します。 生徒に再受講してもらうこともできますview それぞれのプロジェクトが終わってからview 個別に判断してから決めてください。 あるいは、次のようにすることもできますview それぞれのプロジェクトが終わってからview クラス全体で話し合い、最後に生徒に選択をさせます。
ウォームアップ、プロジェクト A、B、C (各 2 分)
それぞれのプロジェクトが終わり、view 簡単なウォーミングアップの質問から始まります。 各プロジェクトのウォームアップは次のとおりですview:
- プロジェクト A ウォームアップ: 汚染された海岸の清掃を支援する Sphero RVR を使用して Coastal Clean Up Bot を設計し、サムソンビルの住民全員の安全と福祉を向上させることに興味がありますか?
- プロジェクト B ウォームアップ: サムソンビルのシーフード レストラン、Dock to Dish の業務改善と持続可能なフィッシング ボットの構築を支援することに興味がありますか?
- プロジェクト C ウォームアップ: ロボット工学と人工知能がガーデニングや農業を通じてどのように環境に貢献できるかについて学ぶことに興味がありますか?
プロジェクト A、B、C について、誰が、何を、どのように行うか (各 5 分)
学生はウォームアップを完了した後、各プロジェクトを誰が、何を、どのように行うかについて学びます。 各プロジェクトの簡単な概要は次のとおりです。
- プロジェクト A: 海岸清掃ボット
- 人物: タマラ・ツーリスト、ロボット工学研究者、サムソンビルへの頻繁な観光客
- 内容: プラスチックと段ボールを区別する海岸清掃ロボット
- どうやって：
- 共感マップと問題ステートメントを作成します。
- 海岸汚染と海岸を清潔に保つことの重要性について学びます。
- 要件と予算のワークシートを使用して、プラスチックと段ボールのリサイクル可能物を識別できる RVR とプロトタイプの付属品についてブレインストーミングとスケッチのアイデアを作成します。
- RVR に従わせたいプログラムの疑似コードや図/画像を作成します。
- RVR キットおよびその他のプロトタイピング材料を使用してプロトタイプを作成します。
- Sphero Edu を使用して、提供されたマップ上で Coastal Clean Up Bot をプログラムし、テストします。 ロボットがそのパスを実行していることを記録します。 プログラムのデバッグが正常に完了しない場合は、ボットを再度テストする前にプログラムを修正します。
- 共感マップ、スケッチ、予算ワークシート、および完了した振り返りの質問とともにコースを実行しているボットのビデオ/写真を提出してください。
- プロジェクト B: 持続可能なフィッシングボット
- 人物: サムソンビルのシーフード レストラン、Dock to Dish
- 内容: ビジネス運営を改善するための持続可能な釣りボット
- どうやって：
- 共感マップと問題ステートメントを作成します。
- 持続可能な漁業とその重要性について学びましょう。
- 要件と予算のワークシートを使用して、プラスチックと段ボールのリサイクル可能物を識別できる RVR とプロトタイプの付属品についてブレインストーミングとスケッチのアイデアを作成します。
- RVR に従わせたいプログラムの疑似コードや図/画像を作成します。
- RVR キットおよびその他のプロトタイピング材料を使用してプロトタイプを作成します。
- Sphero Edu を使用して、提供されたマップ上で Coastal Clean Up Bot をプログラムし、テストします。 ロボットがそのパスを実行していることを記録します。 プログラムのデバッグが正常に完了しない場合は、ボットを再度テストする前にプログラムを修正します。
- プロジェクト C: ガーデニングと農業におけるロボット工学
- 人物: フランシス・ファーマー、海洋再生農家であり、サムソンビルのケルプ・カルチベーターのオーナー。
- 内容: 農業ボット
- どうやって：
- 共感マップと問題ステートメントを作成します。
- 海岸汚染と海岸を清潔に保つことの重要性について学びます。
- 要件と予算のワークシートを使用して、プラスチックと段ボールのリサイクル可能物を識別できる RVR とプロトタイプの付属品についてブレインストーミングとスケッチのアイデアを作成します。
- RVR に従わせたいプログラムの疑似コードや図/画像を作成します。
- RVR キットおよびその他のプロトタイピング材料を使用してプロトタイプを作成します。
- Sphero Edu を使用して、提供されたマップ上で Coastal Clean Up Bot をプログラムし、テストします。 ロボットがそのパスを実行していることを記録します。 プログラムのデバッグが正常に完了しない場合は、ボットを再度テストする前にプログラムを修正します。
- 共感マップ、スケッチ、予算ワークシート、および完了した振り返りの質問とともにコースを実行しているボットのビデオ/写真を提出してください。
プロジェクト例ampレ（各3分）
学生たちは再びview examp彼らが選択したプロジェクトの種類のファイル。 Coastal Clean Up Bot の 3A では、3 つの現実世界の画像がハイパーリンク付きで表示されます。 各ロボットはゴミを掃除するように設計されており、アタッチメントが付いています。 釣りボットの XNUMXB には、現実世界の元も存在します。amp持続可能な漁業を監視し支援する水生ロボット。 これにより、作成する成果物の種類について具体的なアイデアが得られます。 生徒がどのプロジェクトとユーザーに焦点を当てているかを確認してください。
まとめ、成果物、評価 (5 分)
- まとめ: 時間が許せば、プロジェクトの XNUMX つの選択肢について話し合います。 プロジェクトの好みに基づいて、生徒に手を挙げてもらうか、部屋の特定の隅に移動してもらいます。
- 成果物: このレッスンには成果物はありません。 目標は、学生がプロジェクトのオプションの XNUMX つを選択できるようにすることです。
- 評価: このレッスンには評価はありません。 目標は、学生がプロジェクトのオプションの XNUMX つを選択できるようにすることです。
差別化
- 追加サポート #1: 促進を容易にするために、すべての学生が同じプロジェクトに取り組むように選択できます。 たとえば、おそらく各学生はパートナーと協力してプロジェクト 3A に取り組むことになります。
- 追加サポート #2: プロジェクトの各選択をクラス全体に提示して説明することを選択することもできます。むしろ、クラス全体に個別に内容を読んでもらいます。views. あるいは、プロジェクトを「ジグソー」で実行することもできます。viewそして、生徒のグループに特定のプロジェクトの選択をクラス全体に要約してもらいます。
- 拡張: これを生徒の他の教師とのカリキュラム横断的なプロジェクトにしましょう。 次のプロジェクトは、これらのテーマとよく合います。
- プロジェクト 3A (海岸清掃ボット): 科学、環境、経済、ELA
- プロジェクト 3B (フィッシング ボット): 経済学、工学、科学、歴史、数学
- プロジェクト 3C (ファーミング ボット): 歴史、工学、科学、数学。
補足
この補足は、AIR ユニット 3 プロジェクトの教室でチャレンジ マップをセットアップするのに役立つように設計されています。 地図、写真、説明書をよく見てください。 教室のスペースと生徒のニーズに最適なセットアップを使用してください。 チャレンジ マップは、手持ちの限られたリソースで実装できるように設計されています。または、アップサイクルされた素材、雑誌の切り抜き、生徒が持ち込んだ資料などを使用してマップの作成とデザインに生徒を参加させることで拡張することもできます。完全なマップは、およそ 5 フィート x 7 フィートの教室スペースを占め、XNUMX つの異なる課題に対応する XNUMX つの特定のゾーンに分割されています。 最小限の課題として、RVR は次のことができる必要があります。
- ドックからディッシュまで「水域」に移動して、XNUMX つの異なる色のカードで指定された魚を「捕まえ」、その後ドックからディッシュに戻ります。
- サムソンビル コミュニティ センターから「ビーチ エリア」に移動し、XNUMX つの異なる色のカードで指定されたペットボトルと段ボール箱を「拾い」、センターに戻ります。
- Kelp Kultivators からビーチと水域に移動して養殖貝を拾い、非養殖貝を指定してから Kelp Kultivators に戻ります。
学生は、拾ったり、捕まえたり、収穫したりできるプロトタイプのアタッチメントを作成します。 RVR の LED ライトを使用してプロトタイプの動作をシミュレーションします。LED ライトは、拾う、捕まえる、収穫するなどのアクションを示すために点灯します。 このアクティビティはさまざまな方法で変更できます。
- 追加のカラー カードやさまざまなセンサーの要件を追加して、さらなる課題を追加します。
- 学生同士でレースに挑戦したり、3 か所すべてでの送迎をシミュレートしたりできます。
ドキュメント / リソース
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