Uživatelská příručka k programovatelnému robotu PITSCO EDUCATION LUMA

Moduly obsahu
Všechny moduly obsahu jsou dodávány prostřednictvím programovací aplikace v Units. Pro optimální postup učení se doporučuje dodržovat pořadí uvedené v Pacing Guide.

Kódovací deník
Povzbuďte studenty, aby používali Coding Journal k psaní poznámek, odpovídání na otázky, plánování výzev a reflexi svého učení. Časopis je pro flexibilitu dostupný v editovatelných formátech PDF a PowerPoint.

Implementace ve třídě
LUMA lze implementovat různými způsoby

1-to-1: Individuální využití studentů
Páry: Společná práce ve dvojicích
Týmy: Spolupráce v malých skupinách
Kombinace: Samostatná práce na lekcích a aktivitách, společná práce na průzkumech a výzvách

Celá třída: Interaktivní prezentace pro skupinové učení

Nejlepší postupy
Zajistěte, aby studenti rozuměli tomu, jak samostatně nahrávat, spouštět a ukládat kód pomocí LUMA. Podporujte účast a zapojení do interaktivních úkolů a hodnocení.

FAQ

Otázka: Co je hlavním zaměřením aktivity?
- Odpověď: Hlavním cílem je, aby studenti pochopili, jak samostatně nahrávat, spouštět a ukládat kód pomocí LUMA.
Otázka: Co by měli studenti dělat v úloze 1?
- Odpověď: Studenti by měli předvídat výsledek demo kódu, jako jsou pohyby LUMA, detekce objektů nebo světelné vzory.
Otázka: Co je součástí aktivity 2?
- Odpověď: V aktivitě 2 se studenti naučí navigovat robota v pizzerii tak, že jej naprogramují na různé pohyby. Aktivita končí výzvou zahrnující vyhýbání se překážkám.

PŘÍRUČKA PRO UČITELE

Vítejte v LUMA!
LUMA je programovatelný robot, který je připraven k vybalení z krabice! Když studenti pracují společně s LUMA, budou mít příležitost prozkoumat skutečné aplikace robotiky a kódování. Studenti se nejen seznámí se základy kódování a informatiky, ale také se seznámí s rozmanitostí
kariéry, když programují robota tak, aby plnil úkoly, jako je pohyb, kreslení, blikající světla a další. Tyto kariéry nejsou vaše tradiční profese spojené s robotikou; studenti se dozvědí, jak mohou roboti pomoci restauracím, architektonickým firmám, eventovým společnostem a mnoha dalším. Jako vrcholný projekt se studenti rozhodnou, které odvětví nejlépe vyhovuje dovednostem LUMA, a to kombinací toho, co se naučili, se svými přesvědčovacími schopnostmi.

Zdroje LUMA usnadňují studentům práci s obsahem. Video instrukce jsou poskytovány studentům v web aplikace na luma.pitsco.com . Studenti budou vedeni každou z aktivit a jsou poskytovány i další zdroje.

Jsme nadšení, že vy a vaši studenti zažijete LUMA. Začněme!

Obsah
Všechny moduly obsahu LUMA jsou studentům dodávány prostřednictvím programovací aplikace LUMA a jsou uspořádány do jednotek. Typy modulů obsahu zahrnují lekce, aktivity, průzkumy a výzvy. Doporučuje se, aby studenti dokončili moduly obsahu v pořadí, v jakém jsou uvedeny v Průvodci tempem na straně 11, protože koncepty a dovednosti se budou budovat od modulu k modulu.

Lekce – Lekce jsou prezentace, které seznamují studenty s koncepty a dovednostmi informatiky. Ty může předložit vychovatel popř viewed studentem. Učitelé si mohou stáhnout PowerPoint files v Pitsco.com/LUMA . Studenti mají přístup a mohou si je stáhnout fileprostřednictvím sekce Zdroje aplikace. Na ty lze odkazovat kdykoli během studentovy cesty obsahem. Viz Průvodce stimulací na straně 11, kde se dozvíte, jak lze lekce použít k představení konceptů, které se používají v činnostech a výzvách.

Činnosti – Aktivity vedou studenty při vytváření specifických programů LUMA, které aplikují koncepty a dovednosti z informatiky. Jsou prezentovány prostřednictvím videí ve výsuvném panelu aktivity v aplikaci. Studenti jsou vyzváni k uložení programu files staví na své zařízení. Aktivity by měly být dokončeny v daném pořadí, protože některé programy z předchozích aktivit budou znovu načteny a použity v pozdějších programech.
Průzkumy – Průzkumy jsou časově neomezeným časem pro studenty, aby vyzkoušeli své vlastní nápady a vytvořili vlastní programy. Některé průzkumy jsou široce otevřené, zatímco jiné jsou tematicky zaměřeny na to, aby studentům pomohly prozkoumat způsoby, jak mohou robotika, technologie a informatika prospět společnosti.

Výzvy – Výzvy staví studenty před problém, který je třeba vyřešit pomocí LUMA. Jsou navrženy tak, aby byly dokončeny v týmech, ale lze je provádět i jednotlivě. Při plnění výzvy jsou studentům dána specifická kritéria a omezení, která je třeba dodržovat. Všechny výzvy obsahují stejné čtyři cíle:
- Plán – Studenti naplánují své řešení výzvy podle kritérií a omezení.
- Naprogramovat – Studenti vytvářejí svůj program pomocí aplikace LUMA.
- Vyzkoušejte – Studenti otestují své řešení výzvy a podle potřeby upraví svůj program.
- Dokázat – Studenti prezentují své řešení ostatním.

Obsah LUMA také přichází s Coding Journal, který mohou studenti vyplnit při práci na aktivitách, průzkumech a výzvách. Coding Journal je místo, kde si studenti mohou dělat poznámky, odpovídat na otázky, plánovat výzvy a přemýšlet o svém učení. Coding Journal je poskytován ve dvou formátech: upravitelné PDF a PowerPoint file. Časopis lze vytisknout a distribuovat studentům nebo dokončit pomocí digitálních nástrojů.

Programování relací a kódů aplikací
Studenti k tomu používají programovací aplikaci LUMA view obsah a budovat své programy. Když student zahájí relaci v aplikaci, dostane v horní části obrazovky jedinečný kód. Tento kód se používá ke sledování pokroku studenta obsahem i aktuálním programem, na kterém pracují, aniž by se museli přihlašovat a sledovat jakékoli identifikační údaje. Na začátku své první hodiny by si studenti měli tento kód zapsat. Doprovodný Coding Journal poskytuje na první stránce umístění, kde to provést. Když jsou studenti připraveni pokračovat v relaci, měli by kliknout na Mám kód v aplikaci a zadat svůj kód. Jejich postup obsahem a jejich poslední program bude připomenut.

Postavy a kariéry
Když studenti dokončí obsah LUMA, setkají se s různými animovanými postavami. Vynálezci LUMA jsou MJ Livingston a Sharon Harvey; provedou studenty základy používání robota a programovací aplikace. Každou aktivitu představuje jiná postava, která studentům představí jejich kariéru a společnost. Každá postava chce použít LUMA, aby jim pomohla v jejich práci. Když studenti dokončí aktivity, budou přemýšlet o různých úkolech a zaměstnáních, které by robot mohl splnit, aby pomohl dané postavě v oblasti její kariéry. Po dokončení všech aktivit jsou studenti požádáni, aby si vybrali, která kariérní oblast se podle nich LUMA nejlépe hodí, a vysvětlili své úvahy. Další informace naleznete v části Vyvrcholení projektu v této příručce.

Průvodce stimulací

MODUL	ČAS (MIN)
Dopady technologie	25
Hardware a software	15
Počítačová zařízení	15
Aktivita 1 – Ahoj LUMA	90
Vedení deníku kódování	20
Aktivita 2 – Cestování	120
Challenge – Maze Zing Drive Challenge	120
Loops – Pro Loop, True Loops	15
Algoritmy a pseudokód	15
Odstraňování problémů a ladění	15
Aktivita 3 – Rozsviťte se	120
Průzkum: Práce se světlem	90
Aktivita 4 – Vypnutí zvuku	120
Průzkum: šetrný k životnímu prostředí	90
Rozkládající se problémy	20
Zjednodušující kód	15
Aktivita 5 – Kreslení čar	120
Týmové kódování	20
Výzva – robotický umělec	120
Smysly a senzory	15
Podmíněné prohlášení	15
Proměnné	20
Aktivita 6 – Špičky	120
Průzkum: Sensing Fun	90
Zpřístupnění technologie	10
Zatímco smyčky	10
Aktivita 7 – Mačkání mých tlačítek (HCI)	120
Průzkum: Stisknutím tlačítka Zapnout	90
Shromažďování dat	15
Aktivita 8 – Vidět znamená věřit	120
Proces návrhu	25
Výzva: Následuj vůdce	120
Opětovné použití kódu a atribuce	10
Aktivita 9 – Detekce překážek	120
Průzkum: Jít na dálku	90
Aktivita 10 – Ultrazvukový Theremin	120
Vizuální data	30
Prezentace	25
Výzva: LUMA pracuje	120

Implementace ve třídě
LUMA a její obsah jsou navrženy tak, aby byly flexibilní a lze je implementovat mnoha různými způsoby. Budete muset určit, co bude pro vás a vaše studenty nejlepší. Zde je několik examples

LUMA ve třídě
- 1 ku 1: Jedna LUMA na studenta pracujícího samostatně
- Páry: Jedna LUMA na pár se studenty spolupracujícími
- Týmy: Malé skupinky studentů, které spolupracují
- Kombinace: Studenti mohli pracovat individuálně prostřednictvím lekcí a aktivit, ale mohli spolupracovat na průzkumech a výzvách.
- Celá třída: Prezentujte obsah z projektoru nebo televize a projděte si každou lekci a aktivitu společně.
LUMA v makerspaces a mediálních centrech
LUMA v mimoškolních programech
LUMA v létě camps
LUMA doma

Nejlepší postupy

Přístup k LUMA App – Přidat do záložek nebo přidat do oblíbených web aplikace, aby se k ní studenti mohli snadno dostat.

Sluchátka – Pokud je to možné, měli by studenti používat sluchátka viewing video a audio obsahu v aplikaci, aby byla hladina hluku ve třídě na minimu.
Celotřídní lekce – Lekce se liší od zbytku obsahu LUMA, protože jsou přístupné prostřednictvím sekce Zdroje aplikace a nenásledují v pořadí činností, průzkumů a výzev. Z tohoto důvodu zvažte prezentaci lekcí jako prezentaci celé třídy všem současně. To vám umožní přidávat vlastní výukové pokyny, přidávat vysvětlení k matoucím pojmům, pořádat diskuse ve třídě a dokončit společně odpojené aktivity.

Aktivita Mini výzvy – Někteří studenti dokončí aktivity rychleji než jiní. Každá aktivita končí mini výzvou. Nechte studenty, kteří dokončí ranou práci na těchto minivýzvách, aby si rozšířili své učení a zaměstnali je.
Nebuďte expert – Snažte se neodpovídat na otázky studentů a neřešit jejich problémy. Na otázku raději odpovězte otázkou, která je pomůže navést k odpovědi. Při odstraňování problémů a ladění kódu buďte pomalí, abyste na chyby upozornili. Nechte je selhat a poučit se ze svých neúspěchů. Pomozte studentům vybudovat odvahu a odhodlání a zažít uspokojení z řešení jejich vlastních problémů. Ukažte jim, kam se mají dívat, a poskytněte vodítka, jak frustrace narůstá. Nechte ostatní studenty, kteří měli úspěch, aby vedli studenty, kteří mají problémy. Skočte s odpověďmi a řešeními jako poslední možnost.
Identifikace LUMA – Pokud ve třídě používáte více jednotek LUMA, může být užitečné očíslovat je pomocí trvalé značky na spodní straně šasi, aby studenti mohli každý den používat stejného robota.
Použijte LUMA na zemi – Kdykoli je LUMA naprogramována k pohybu, vždy umístěte LUMA na zem.
Vytvořte testovací oblast – Zvažte vytvoření vyhrazeného prostoru pro studenty, aby mohli testovat své roboty LUMA. Oblast musí být široce otevřená a přístupná všem. Označte oblast a vytvořte hranice pomocí malířské pásky. Testovací oblast může být potřeba upravit pro různé výzvy. Ve větších učebnách zvažte vytvoření několika menších testovacích oblastí. Napřample, můžete označit každý roh místnosti jako testovací oblast.
Výzvové skupiny – Požádejte studenty, aby dokončili výzvy ve dvojicích nebo malých skupinách, abyste měli šanci vybudovat si spolupráci a komunikační dovednosti. Doporučuje se, aby velikost skupiny byla maximálně tři studenti, aby byli všichni studenti zapojeni. Při zařazování studentů do skupin zvažte rozdělení studentů, kteří jsou silnými kodéry.
Týmové role – Při práci ve dvojicích nebo malých skupinách dejte studentům různé role. Nechte studenty střídat různé role od projektu k projektu. Zde jsou některé exampméně týmových rolí:
- Vedoucí týmu – Zodpovídá za to, že jsou pochopeny všechny aspekty výzvy, vede tým plánováním a udržuje tým v plnění úkolů při plnění výzvy.
- Vedoucí programátor – Zodpovídá za sestavení programu v aplikaci a začlenění zpětné vazby od ostatních.
- Správce hardwaru – Zodpovídá za manipulaci s LUMA, spouštění a zastavování programů a připojení LUMA k zařízení.
- Inženýr – Zodpovědnost za začlenění zpětné vazby od ostatních k vytváření doplňků, nástrojů a dekorací na LUMA pomocí nosníků LEGO® Technic.
Skořápka LUMA – Nedoporučuje se odstraňovat kryt LUMA, pokud to není nutné pro údržbu. Pokud je nutné kryt odstranit, měl by jej odstranit dospělý podle kroků v uživatelské příručce LUMA.
Životnost baterie – Ujistěte se, že je LUMA vypnutá, když se nepoužívá. Zapnutím pixelových LED diod LUMA na 100 procent jasu se baterie vybijí rychleji. Pokud je to možné, používejte jas 50 procent nebo méně, abyste šetřili životnost baterie. Pokud je LUMA používán více hodin denně, zvažte použití dobíjecích baterií AA.
Kódovací deník – Distribuujte žurnál kódování každému studentovi, aby si mohl dělat poznámky, odpovídat na otázky uvedené v obsahu a přemýšlet o tom, co se naučil, když postupuje v různých aktivitách.
Nástroje LUMA – LUMA se dodává se dvěma imbusovými klíči pro utažení šroubů, které drží LUMA pohromadě. Doporučuje se shromažďovat tyto nástroje, aby studenti nebyli v pokušení je použít k rozebrání LUMA.
Kreslení s LUMA – Při kreslení s LUMA se doporučuje:
- Použijte fix, který těsně zapadne do středového otvoru LUMA, jako je fix s jemným hrotem za sucha. Značka by se měla dotýkat kreslicího povrchu bez velkého prostoru pro pohyb ve středovém otvoru.
- Možná byste se měli vyhnout tomu, aby studenti používali trvalé značky. Označení skořepiny nebo šasi LUMA je snadné, protože značka je vložena do středového otvoru. Nepermanentní a za sucha stíratelné fixy fungují dobře a měly by být z pouzdra LUMA ihned setřeny.
- Pokud se rozhodnete použít permanentní fix, buďte opatrní při vkládání a vyjímání fixu.
- Položte několik dalších vrstev papíru, abyste zachytili veškerý inkoust, který prosakuje papírem.
- Papír přilepte páskou, aby se při kreslení LUMA nepohyboval.
- Pokud je to možné, použijte velkou za sucha smazatelnou tabuli se za sucha smazatelnými fixy.

Konec aktivitview

Aktivita 1 – Ahoj LUMA

Nadview
V této aktivitě budou studenti spolupracovat s Losaline Tuiaki, herní designérkou. Studenti se naučí a procvičí nahrávání, spouštění a ukládání kódu na LUMA. U prvních tří úkolů neexistuje žádné skutečné programování ze strany studenta. Všechny programy jsou jim poskytovány prostřednictvím panelu činností v aplikaci LUMA. Studenti budou moci vidět robota v akci s jeho senzory, pohybem a světly. V závěrečném úkolu této aktivity budou mít studenti možnost vytvořit základní kód a také jej upravit.

Učební cíle

Pochopení kódovacího prostředí
Přenos kódu do robota
Spuštění kódu na robotu
Ukládání kódu na robota
Vytváření a úpravy základního kódu

Posouzení
Hlavním cílem této aktivity je, aby studenti pochopili, jak nahrávat, spouštět a ukládat kód pomocí LUMA. Na konci aktivity by studenti měli být schopni tyto činnosti provádět samostatně.

Klíč odpovědi

Úkol 1

Co myslíte, že udělá první demo kód?
Možné odpovědi zahrnují komentáře o pohybu LUMA, detekci objektů a blikajících světlech.
(následující otázky jsou zodpovězeny na počítači)
Vybírá LUMA vždy tu nejjasnější cestu?
Následující odpověď je velmi podrobnou odpovědí. Reakce studentů se budou lišit v závislosti na jejich porozumění a úrovni dovedností.
LUMA používá svůj ultrazvukový senzor k detekci nejbližšího objektu v levém i pravém směru. Poté blikáním světla signalizuje, který směr má největší vzdálenost od překážky. LUMA však může mít potíže s detekcí některých objektů, pokud nemá plochý okraj, který by odrážel ultrazvukový puls zpět do senzoru. Kulaté předměty nebo předměty umístěné pod úhlem k LUMA mohou způsobit, že senzor objekt nedetekuje. Takže v závislosti na překážce nemusí LUMA vždy vybrat tu nejčistší cestu.

Co se stane, když se LUMA přiblíží k překážce pod úhlem?
Následující odpověď je velmi podrobnou odpovědí. Reakce studentů se budou lišit v závislosti na jejich porozumění a úrovni dovedností.
LUMA může mít potíže s detekcí objektu, pokud je překážka pod úhlem. Ultrazvukový senzor LUMA vysílá puls zvuku, který lidské uši neslyší. Zvukový impuls se odráží od překážky a zpět k senzoru. Takto LUMA ví, že před ní něco je. Pokud je však objekt pod úhlem, puls se nemusí odrazit zpět k senzoru, což způsobí, že LUMA překážku mine. Je to podobné tomu, jak funguje technologie stealth.

Úkol 2
Co nakreslila LUMA? co si o tom myslíš?
Mezi možné odpovědi patří smajlík a názor studentů na kresbu.

Úkol 4

Pomocí světel uveďte čtyři až pět zpráv, které chcete sdílet.
Studenti by měli mít seznam čtyř až pěti zpráv a také související světelný vzor. Napřample: Sejdeme se u dveří = třikrát mrkni červeně vpravo.

Diferenciace
Pokud studenti potřebují během závěrečného úkolu další podporu, vytvořte se studenty jednu až dvě zprávy a předveďte, jak změnit kód, aby se zpráva zobrazovala světly.

Aktivita 2 – Cestování

Nadview
V Aktivitě 2 se studenti připojí k majiteli restaurace a šéfkuchaři Raul Bustamonte v jeho nové pizzerii Take a Slice. Studenti se naučí, jak navigovat robota po restauraci tak, že jej naprogramují tak, aby šel dopředu a dozadu a také dělal různé typy zatáček. Aktivita 2 vyvrcholí výzvou se studenty, kteří používají LUMA k navigaci po kurzu a zároveň se vyhýbají překážkám.

Učební cíle

Změna rychlosti robota
Pohyb robota vpřed a vzad pomocí základních navigačních příkazů

Zastavení robota
Provádění otáčení
Hledání více řešení problému s kódováním

Posouzení
Studenti mohou být hodnoceni podle toho, jak dobře jsou schopni dokončit závěrečný úkol. Jsou schopni nakódovat svého robota, aby procházel všemi překážkami? Používají přesně všechny čtyři bloky, jak je uvedeno v Výzvě: blok spuštění programu, bloky rychlosti motoru, bloky čekání a blok konce programu?

Klíč odpovědi

Úkol 1
Jaké další typy pohybů by měl mít restaurační robot?
Možné odpovědi by mohly zahrnovat čištění podlah, servírování pizzy, mytí nádobí, usazování zákazníků a tak dále.
Úkol 2
Pokud LUMA jede vzad poloviční rychlostí, než jede vpřed, kolik sekund si myslíte, že bude trvat, než se vrátí tam, kde začala?
Pokud LUMA jede vpřed po dobu pěti sekund a jede vzad poloviční rychlostí, bude LUMA trvat 10 sekund, než se vrátí do výchozího bodu.

Úkol 3
Dokážete odhadnout, jaký tvar bude mít LUMA při spuštění tohoto programu?
LUMA pojede v trojúhelníku. Pokud však student uhodne jiný tvar s vhodným zdůvodněním, mohl by být také považován za správný.
Co by LUMA udělala, kdybyste změnili tři tahy pro distanční bloky na 50 centimetrů místo 100 centimetrů?
LUMA by se pohybovala v malém trojúhelníkovém vzoru.
Co by se stalo, kdybyste změnili směr otáčení ze směru hodinových ručiček na proti směru hodinových ručiček na každém bloku otáčení?
LUMA by se pohybovala opačným směrem.
Jak byste potřebovali změnit kód pro jízdu ve čtverci?
Úhly zatáček by se musely změnit na 90 stupňů a bylo by potřeba přidat další stranu.
Úkol 4
Jak byste mohli změnit kód, který jste právě vytvořili, aby přesunul LUMA v obdélníku?
Změnou kódu pro dvě rovnoběžné strany na kratší nebo delší délku.
Úkol 5
Jaké jsou tři exampméně, kdy jste mohli použít LUMA k pohybu v kruhu nebo oblouku při Take a Slice?
Možné odpovědi: natírání omáčky, vytváření kulaté pizzové kůrky, přemisťování předmětů z jednoho bodu do druhého na čepu, předávání materiálů zákazníkům, jako jsou ubrousky, menu atd.
Diferenciace
Na základě úrovně schopností studentů lze výzvu zkomplikovat nebo zjednodušit vytvořením kurzu s více či méně překážkami.

Maze Zing Drive Challenge

Nadview
Studenti naprogramují LUMA k dokončení bludiště. Robot musí začít na startovní čáře bludiště a najít cestu k cílové čáře, aniž by narazil do některé ze stěn bludiště nebo překročil hranice bludiště.

Posouzení
Studenti by měli úspěšně naprogramovat LUMA tak, aby procházela bludištěm, aniž by narazila do stěn nebo překročila hranice bludiště. Studenti by také měli zdokumentovat svůj plán, jak robot dokončit bludiště, ve svém Coding Journal.

Diferenciace
Pro studenty, kteří potřebují extra výzvu, odkažte studenty do sekce Bonusové body jejich výzvy.
Pro studenty, kteří potřebují další podporu, zvažte snadnější dokončení bludiště.

Aktivita 3 – Rozsviťte se

Nadview
Studenti budou spolupracovat s Peggy Samuelson, specialistkou na události, v Aktivitě 3, když se naučí nastavovat barvu a jas RGB LED kontrolek ovladače. Prostřednictvím různých úkolů spojených s plánováním velké akce se naučí blikat LED diodami v různých vzorech, stejně jako používat světla a pohyb společně. Výzvou pro tuto aktivitu bude vytvořit vlastní blikající světelnou show.

Učební cíle

Ovládání pixelových LED diod na LUMA
Sdělování informací pomocí indikátorů
Pochopení algoritmů
Použití pseudokódu k plánování programu
Odstraňování problémů a ladění programu

Posouzení
Nejpřirozenějším hodnocením této aktivity bude konečný úkol. Jak dobře jsou studenti schopni úspěšně dokončit úkol na základě stanovených kritérií vytvoření světelné show a začlenění prvku kreativity? I když kreativita může být náročným prvkem ke známkování, může být konkrétnější tím, že vyžaduje, aby studenti sdíleli svůj plánovací proces a také vysvětlení, proč se domnívají, že splnili požadavky pro tuto výzvu.

Klíč odpovědi

Úkol 1 (odpovězeno v rámci výukové platformy)
Jaký problém vidíš v napsaném kódu?
Odpovědi se mohou lišit, ale měly by zahrnovat, že se světlo rozsvítí a zhasne příliš rychle, aby bylo vidět.

Úkol 2
Po otestování kódu zhodnoťte, jak to fungovalo. Co můžete udělat, aby byl tento kód ještě lepší?
Odpovědi se mohou lišit. Možné odpovědi zahrnují změnu délky času pro každé světlo nebo opakování vzoru vícekrát.
Úkol 3
Napište pseudokód pro naprogramování předních dvou pixelů LUMA tak, aby nepřetržitě blikaly světla dvou různých barev tam a zpět. Pamatujte, že pseudokód nemá žádná jiná pravidla, než ho napsat způsobem, který vám dává smysl.
Povahou pseudokódu je, že autorovi dává smysl pomáhat s programováním. Studenti tedy mohou mít širokou škálu odpovědí. Možný pseudokód by mohl být:
Zapnout světlo 1
Počkejte 5 sekundy
Vypnout světlo 1
Zapnout světlo 2
Počkejte 5 sekundy
Vypnout světlo 2
Opakovat
Napište dvě až tři věty o tom, jak dobře váš kód odpovídá pseudokódu, který jste vytvořili. Byli stejní? Byly nějaké části, které jste nezahrnuli, ale měli byste je mít?
Studenti by měli být schopni přesně reflektovat svůj pseudokód a to, jak dobře odpovídá jejich kódu na obrazovce.
Diferenciace
Pro studenty, kteří si ještě neosvojili dovednosti v této aktivitě, může být užitečné poskytnout rámec kódování, do kterého mohou zapojit různé prvky. Napřample, dávat studentům bloky kódu, které budou potřebovat, nebo poskytnout několik prvních bloků kódu, aby mohli začít.

Průzkum: Práce se světlem

Nadview
Tento průzkum je otevřenou příležitostí pro studenty prozkoumat LUMA a její programovací schopnosti. Studenti by měli být vyzváni, aby si vybrali konkrétní úkol, který mají splnit, a některé úkolyampnápady jsou dány studentům.

Spouštěče nápadů

Naprogramujte LUMA, aby zahrála příběh
Naprogramujte LUMA tak, aby provedla konkrétní úkol nebo práci
Naprogramujte LUMA, abyste vyjádřili své pocity
Naprogramujte LUMA, abyste pomohli někomu jinému

Aktivita 4 – Vypnutí zvuku

Nadview
V této aktivitě studenti spolupracují se zvukovým inženýrem Arifem Noorim, aby se naučili několik základů zvukových schopností LUMA. Studenti se naučí, jak naprogramovat robota, aby produkoval zvuky pro různé situace, jako je couvání náklaďáku, vytvoření chytlavé melodie a upozornění uživatele, že jeho jídlo je hotové. Některé zvuky budou zabudovány a vybrány z rozbalovací nabídky nebo importované funkce z knihovny. Studenti se také naučí hrát jednotlivé noty nebo tóny. Ve své závěrečné výzvě studenti využijí znalosti, které se naučili v Aktivitě, a vytvoří novou znělku pro zmrzlinářský vůz, aby přilákali zákazníky. Zatímco se hraje znělka, budou začleněna také LED světla, aby se zvýšil zájem zákazníků.

Učební cíle

Vytváření zvuků pomocí ovladače robota
Manipulace s tóny pomocí bzučáku reproduktoru k produkci hudby
Uložení hodnoty do proměnné
Provádění aritmetických operací v kódu
Použití smyček for

Posouzení
Studenti by měli být hodnoceni podle toho, do jaké míry splnili kritéria výzvy. Znělka by měla být dlouhá čtyři až sedm sekund a do znělky by měly být začleněny LED diody. Studenti mohou být hodnoceni také za proces plánování a za to, jak dobře dokážou reflektovat rozdíly mezi jejich plánem a skutečnými výsledky. Studenti by měli být schopni přesně identifikovat, co fungovalo a co ne, a jaké změny v důsledku toho provedli.

Klíč odpovědi

Úkol 1 (odpovězeno v rámci výukové platformy)
Přemýšlejte o kódování, které jste právě dokončili.
Jaká by byla nejlepší odpověď na tyto otázky? Kolik sekund asi LUMA zálohuje?
10 sekund

Jak byste mohli změnit vzdálenost, kterou LUMA zálohuje?
Existují nejméně tři způsoby bez přidávání nových bloků do programu.

Změňte rychlost pohybu
Změňte dobu čekání
Změňte počet opakování smyčky

Úkol 2
Jaké jsou další tři způsoby, jak můžete podobný program využít u svých zákazníků?
Odpovědi se budou lišit, ale měly by zahrnovat rozumné způsoby, jak lze hudbu začlenit do různých
úkoly, které osloví zákazníky. Některé možné odpovědi zahrnují začlenění hudby nebo tónů do signálů pro chodce, upozornění uživatelů hudbou na dokončení cyklu spotřebiče nebo přehrávání hudebních not, když zákazník vstoupí do podniku nebo jej opustí.

Úkol 3
Zamyslete se nad třemi až čtyřmi nápady na melodie, o kterých si myslíte, že by se hodily. Přemýšlejte o tom, jaké zvuky se k sobě hodí. Rozhodněte se, jak chcete světla zahrnout. jaké barvy? Jak dlouho budou blikat?
Odpovědi se budou lišit. Studenti by měli mít záznam o rozumném plánu, který by odpovídal kritériím projektu. Plán by měl zahrnovat jak světla, tak hudbu.

Diferenciace
Pro studenty, kteří potřebují další výzvu, nechte je začlenit pohyb do svého závěrečného projektu. LUMA může jezdit a přehrávat hudbu a blikat světly.
Pro studenty, kteří potřebují jednodušší úkol, zredukujte kritéria závěrečné výzvy pouze na hudbu. Nebo požádejte studenty, aby nejprve dokončili hudbu a pak jim dali další vrstvu světel.

Průzkum: šetrný k životnímu prostředí

Nadview
Tento průzkum je otevřenou příležitostí pro studenty prozkoumat LUMA a její programovací schopnosti. Otázky kladené studentům zní: Co může LUMA udělat, aby pomohla našemu životnímu prostředí? Studenti by měli být vyzváni, aby si vybrali konkrétní úkol, který mají splnit, a některé úkolyample nápady jsou dány.

Spouštěče nápadů

Program LUMA pro sběr odpadků. Použijte zvuk a světla k upozornění lidí, aby se vzdali společnosti LUMA.
Program LUMA pro dodávku bezpečné pitné vody na místo. Použijte zvuk a světla k signalizaci úspěšného doručení.

Naprogramujte LUMA pro simulaci testování kvality vzduchu na různých místech. Použijte zvuk a světla, abyste varovali lidi, pokud je kvalita vzduchu špatná.

Aktivita 5 – Kreslení čar

Nadview
Aktivita 5 seznamuje studenty s Keishou Hillovou, architektkou s Build It Up! architektonická firma. V této aktivitě studenti zkombinují to, co dosud dělali, a naprogramují LUMA, aby řídila podle specifického vzoru. Studenti se naučí používat LUMA ke kreslení konkrétních tvarů, jako jsou trojúhelníky a čtverce. Tyto tvary budou použity jako základní pro nakreslení obrázku, který bude simulovat vytváření plánů pro architektonickou firmu. Studenti také začlení LED diody a zvuk, když robot kreslí. Studenti použijí funkce k vytvoření různých funkcí robota a poté tyto funkce zavolají z hlavního programu, aby dokončili kurz řízení. Studenti budou také používat smyčky k opakování navigačních algoritmů za účelem zkrácení kódu a jeho zefektivnění. V závěrečné výzvě studenti doplní plány o další podrobnosti.

Učební cíle

Psaní funkce nebo procedury pro zjednodušení kódu
Zjednodušení opakovaného chování pomocí smyček for
Zefektivnění kódu
Kombinace více funkcí robota
Použití dříve napsaného kódu v nových situacích

Posouzení
Studenti by měli být hodnoceni na základě svých odpovědí v rámci svých Coding Journals a také podle toho, do jaké míry jsou schopni splnit kritéria výzvy. Měli by být schopni úspěšně přidat alespoň jednu funkci do domu, který LUMA již dokončila v úloze 4.

Klíč odpovědi

Úkol 1 (odpovězeno v rámci výukové platformy)
Proč je použití smyčky efektivnější nebo lepší místo opakování řádků kódu? Uveďte dva až tři důvody.
Možné odpovědi mohou zahrnovat: Zabírá méně místa na obrazovce, vyžaduje méně paměti ke spuštění, snadnější provádění úprav, snižuje chyby
Úkol 2
Co si myslíte o opětovném použití kódu? Je to jednodušší než napsat kód od začátku nebo těžší? Kterému dáváte přednost a proč?
Odpovědi se budou lišit. Bez ohledu na názor studenta by měl být schopen svou odpověď zdůvodnit přiměřenou podporou.
Úkol 3 (odpovězeno v rámci výukové platformy)
Jaké kroky bude LUMA muset udělat, aby nakreslila trojúhelníkovou střechu v horní části vašeho domu?
Měl by být uveden seznam kroků k vytvoření trojúhelníku. SampOdpověď: LUMA by měla nakreslit čáru, otočit a pak nakreslit další čáru.
Jak byste změnili program, pokud byste chtěli střechu, která by byla šikmá na stranách a plochá nahoře? (odpovězeno v rámci výukové platformy)
Odpovědi se budou lišit, ale měl by být uveden seznam kroků k vytvoření střechy s plochou střechou. SampOdpověď: Nakreslete krátkou čáru, otočte ji tak, aby byla rovnoběžná s horní částí domu (čtverec), nakreslete čáru, otočte a nakreslete další krátkou čáru.

Diferenciace
Chcete-li zvýšit náročnost Výzvy, požádejte studenty, aby vytvořili více než jeden doplněk k domu nebo jim poskytněte konkrétní úkoly, jako je nakreslení stromu nebo boudy.
Pro studenty, kteří potřebují větší podporu, nechejte je před programováním fyzicky nakreslit, jaký doplněk by chtěli udělat. Tato vizuální podpora vytváří konkrétnější příkladample pro ně, co by chtěli kódovat.

Robotická výzva pro umělce

Nadview
V této výzvě studenti naprogramují LUMA tak, aby nakreslila své první a poslední iniciály na kus papíru. Budou používat LED diody LUMA k indikaci typu pohybu, který robot vykonává. Když robot dokončí poslední písmeno své iniciály, měl by zahrát vlastní skladbu nebo zvukový efekt vytvořený studentem.

Posouzení
Studenti by měli být hodnoceni podle toho, jak dobře jsou schopni naprogramovat LUMA, aby dokončili výzvu. Kromě toho mohou být studenti hodnoceni z hlediska plánování a reflexe před a po konečném úkolu.

Diferenciace
Pro studenty, kteří potřebují extra výzvu, odkažte studenty do sekce Bonusové body jejich výzvy.
Pro snazší úkol požádejte studenty, aby dokončili jednu iniciálu nebo jim poskytli obrys písmene, které potřebují vytvořit.

Aktivita 6 – Toeing the Line

Nadview
V aktivitě 6 studenti spolupracují s Mei Chanem, automobilovým designérem ze zábavního parku Curiosity Cove, aby dokončili různé úkoly související s průmyslem zábavních parků. Nejprve studenti naprogramují LUMA tak, aby interagovala s linkou na podlaze pomocí senzoru odraženého světla, aby simulovala jídlo doručované hostům. V úkolu 2

LUMA bude naprogramována tak, aby zůstala uvnitř hranice, aby se zlepšilo prostředí v parku. Dále studenti začnou pracovat se simulací různých atrakcí, které mohou hosté zažít. LUMA bude naprogramována tak, aby počítala, kolikrát narazí na hranici, aby simulovala hru podobnou nárazníkovým autům. V úloze 4 studenti nakódují LUMA tak, aby sledovala linii pomocí senzoru detekce světla. Ve výzvě si studenti vezmou kód z předchozího úkolu a vylepší tak zážitek z jízdy pro hosty.

Poznámka: Tato aktivita využívá fyzickou dráhu, kterou je třeba postavit před skokem do této aktivity. Pokyny k sestavení tohoto kurzu najdete ve videu Budování testovacího pole ve zdroji Aktivita 6. Doba sestavení trvá přibližně 30-45 minut.

Učební cíle

K ovlivnění chování robota použijte podmínky.
Prozkoumejte senzory a jak shromažďují data o prostředí kolem nich.
Vnořte podmínky do jiných podmínek nebo smyček while.
Pomocí proměnných můžete sledovat iterace smyčkou a nastavit prahové hodnoty.

Procvičte si vytváření pseudokódu pro vedení kódování.

Posouzení
Studenti mohou být hodnoceni na základě jejich odpovědí v rámci Coding Journal, zejména jejich práce v rámci úkolu 5 (výzva). Studenti by měli být schopni ukázat, jak shromážděná data vedla k jejich budoucím pokusům, aby si vytvořili hladší cestu.

Klíč odpovědi

Úkol 1
Vytvořte pseudokód pro LUMA, aby se mohl pohybovat vpřed, dokud nezjistí řádek.
Odpovědi se budou lišit. A sampodpověď je
Posuňte se vpřed.
Byla detekována linka?
Pokud ano, přestaňte. Pokud ne, opakujte první dva kroky.
Pohyboval se robot vpřed tak, jak jste chtěli? Proč nebo proč ne? Jaké změny musíte v budoucnu provést?
Studenti by měli být schopni vysvětlit, co LUMA udělala, stejně jako rozumná vysvětlení a změny, které by chtěli provést.
Zaznamenejte, co se děje, pomocí červeného světla LED na senzoru odraženého světla LUMA, když jste jej pohybovali mezi světlým a tmavým povrchem.
Červené LED světlo se rozsvítí, když je na světlém povrchu. Když je na tmavém povrchu, LED zhasne.
Co se stalo, když jste spustili kód? Jaké změny je třeba provést v kódu? Zaznamenejte svá pozorování.
Studenti by měli zaznamenat pozorování LUMA a také doporučit změny, které je třeba provést.
Úkol 2
Napadá tě další exampméně jiných podmínek, se kterými se ve svém životě setkáváte? Vyjmenujte dva až tři examples. Přampse budou lišit. Všichni by měli mít příkaz if-then následovaný jiným.
Napřample: Když prší, tak si vezmi deštník nebo pláštěnku. Jinak, nebo jinak, to nechte doma.
Zaznamenávejte svá pozorování LUMA při spouštění kódu. co se stane?
Studenti by měli zaznamenat svá pozorování toho, co LUMA dělá. LUMA by se měla pohybovat v rámci hranice stanovené tmavou páskou.

Úkol 3
Jakými způsoby může LUMA komunikovat, aby nám sdělila počet hranic, na které narazila?
To je ponecháno na kreativitě studenta. Některé odpovědi mohou zahrnovat blikající LED diody, vydávat hluk, točit se v kruzích a podobně.
Úkol 4
Zaznamenávejte svá pozorování, zatímco LUMA spouští kód. Jaké změny byste chtěli provést?
Studenti by měli zaznamenávat svá pozorování a doporučené změny. Některé možné odpovědi mohou zahrnovat:
LUMA sledovala linii, ale chci, aby se pohybovala plynuleji.
LUMA šla na kurz, ale chci, aby to šlo rychleji.
Úkol 5
Je jízda LUMA v porovnání s jízdou s kachní tématikou plynulejší? Proč nebo proč ne?
Zaznamenejte svá pozorování. Studenti by měli porovnat svá aktuální pozorování s výsledky předchozího úkolu a poskytnout rozumné vysvětlení. Tento kód by měl poskytovat plynulejší jízdu než v úloze 4.
Při provádění změn v kódu je zaznamenejte do následující tabulky. Použijte je, aby vám pomohly při rozhodování o tom, kolik procenttages změnit a o kolik.
Odpovědi se budou lišit podle procenta, které studenti upraví. Hledejte racionální uvažování – volí studenti čísla náhodně, nebo používají předchozí výsledky k rozhodování, jaká čísla vybrat příště?

Test #	Detekce tmy	Zjistit Světlo	Co se stalo?
1	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
2	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
3	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
4	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
5	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
6	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
7	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
8	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
9	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %
10	Vlevo: % Vpravo: %	Vlevo: % Vpravo: %

Diferenciace
Studenti, kteří se potýkají s výzvou, mohou potřebovat určitou podporu, aby pochopili, jak mohou data, která již shromáždili, vést k jejich budoucím zkouškám. Párování studentů, kteří tento koncept nepochopili, s těmi, kteří ano, může být přínosné. Další možností je udělat si malou lekci o používání dat k rozhodování v rámci této zkoušky.

Průzkum: Sensing Fun

Nadview
Tento průzkum je otevřenou příležitostí pro studenty prozkoumat LUMA a její programovací schopnosti. Studenti jsou požádáni, aby přemýšleli o nápadech, jak by LUMA mohla zlepšit zábavní park Curiosity Cove. Vyzýváme je, aby začlenili reflexní světelný senzor a nechali zazářit svou kreativitu využitím LEGO prvků nebo jiných prvků k výrobě doplňků, kostýmů a doplňků pro LUMA.

Spouštěče nápadů

Napište program, aby se LUMA stala novou jízdou.

Napište program pro LUMA, aby předvedla show.
Napište program pro LUMA, aby se stala dovednostní hrou pro hráče, aby mohli vyhrávat ceny.
Napište program pro LUMA, aby hostům podával jídlo a pití.

Aktivita 7 – Mačkání mých tlačítek (HCI)

Nadview
V této aktivitě se studentům představí Isaac (Zac) Harrison z Green Tech Interfaces (GTI), který jim pomůže integrovat uživatelské rozhraní (UI) do programování LUMA. V prvním úkolu studenti naprogramují LUMA tak, aby se pohybovala různými směry na základě stisknutí tlačítek, aby nakrmila kuřata na farmě. Úkol 2 umožní studentům přidat se k předchozímu úkolu přidáním funkce stisknutí obou tlačítek k sobě, aby LUMA šla rovně. To umožní společnosti LUMA pomoci zemědělci položit linii plotu. Dále studenti pomohou farmáři zasadit semena tím, že naprogramují LUMA, aby sledovala čáru a zastavila se při stisknutí tlačítek. Úloha 4 zvýší rychlost výsadby, což zvyšuje schopnost LUMA komunikovat s uživatelem. Nakonec studenti dostanou výzvu k integraci zpětné vazby od zákazníka a úpravě světel a zvuku.

Učební cíle

Cykly while použijte k opakování řady příkazů, když je splněna určitá podmínka.
Používejte vnořené smyčky a složené podmínky (a, nebo, ne).
Přečtěte si hodnotu tlačítka ovladače a naprogramujte různé úlohy podle toho, zda je tlačítko stisknuto nebo ne.
Prozkoumejte HCI – Interakce člověka s počítačem

Posouzení
Studenti mohou být hodnoceni na základě jejich odpovědí v jejich Coding Journal. Kromě toho by studenti měli být schopni vysvětlit, co je uživatelské rozhraní a jak je LUMA využívá v rámci úkolů.

Klíč odpovědi

Úkol 1
Jaký by byl pseudokód pro výuku LUMA krmit kuřata?
Odpovědi se budou lišit, ale možná odpověď je
Pokud stisknete zelené tlačítko, posuňte se doprava
Pokud stisknete černé tlačítko, posuňte se doleva
Pokračujte v akci, dokud nestisknete nové tlačítko
Uveďte dva až tři nápady, jak by tento typ programu mohl být užitečný na farmě.
Možné farmářské úkoly by měly být uvedeny s vysvětlením pohybu LUMA v různých směrech na základě stisknutí tlačítek.
Úkol 2
Jak upravíme kód z úkolu 1, aby splňoval kritéria pro tento nový úkol, kterým je položení trasy pro plot?
Možná odpověď: Budeme muset přidat funkci pro stisknutí obou tlačítek.
Po spuštění kódu nakreslete obrázek obrysu vašeho plotu. jak to vypadá? Jak by farmář použil tento plot na svém pozemku?
Obrázek se bude lišit podle toho, jaká tlačítka zadal student. Studenti by měli být schopni vysvětlit svou odpověď a možné využití na farmě.
Úkol 3
Který vzor výsadby by byl po několikanásobném spuštění programu nejúspěšnější? Vysvětlete proč. Jsou nějaké změny, které byste v programu provedli?
Odpovědi se budou lišit v závislosti na názoru studenta. Student by měl být schopen podložit svou odpověď logickým způsobem. Navrhované změny programu se budou u jednotlivých studentů lišit. Někteří exampmohou být: Při pauze přidejte světla/zvuky, abyste upozornili, že se sází semeno, změňte rychlost LUMA a tak dále.

Diferenciace
Na začátku výzvy jsou studenti upozorněni, že podobný kód vytvořili v A4T1 Backup Beeper. Chcete-li pro studenty přidat další výzvu, povzbuďte je, aby se na tento kód neodvolávali, dokud nevytvoří svůj vlastní kód. Mohou to zjistit z toho, co rozumí kódování?

Průzkum: Stisknutím tlačítka Zapnout
Tento průzkum je otevřenou příležitostí pro studenty prozkoumat LUMA a její programovací schopnosti. Studenti jsou požádáni, aby vymysleli nápady, jak by LUMA mohla dále podporovat farmáře. Vyzýváme je, aby začlenili tlačítka LUMA k vytvoření rozhraní pro farmáře, aby řekli LUMA, co má dělat.

Spouštěče nápadů

Pomocí tlačítek LUMA naprogramujte LUMA na stádo zvířat doleva nebo doprava.

Naprogramujte LUMA pro počítání slepičích a kachních vajec pomocí tlačítek.
Naprogramujte LUMA pro hnojení plodin pomocí tlačítek pro aplikaci hnojiva.
Naprogramujte LUMA tak, aby sklízela plodinu pohybem tam a zpět a pomocí tlačítek se otočte.

Aktivita 8 – Vidět znamená věřit

Nadview
V aktivitě 8 se studenti seznámí s Jasonem Ingletonem, šéfem bezpečnosti v GuardianTech Industries. Vzhledem k tomu, že v GuardianTech vznikají všechny nové technologie, úkoly v této aktivitě se zaměřují na zjišťování a upozorňování na neobvyklou aktivitu. Úkol 1 bude mít studenty naprogramovat LUMA tak, aby fungovala jako upozornění na blízkost pomocí ultrazvukového senzoru. Dále studenti naprogramují LUMA, aby upozornil uživatele na objekty, které nejsou na svém místě. Dojede k objektu, zastaví se, než na něj narazí, a upozorní, že existuje překážka. V úkolech 3 a 4 provádí LUMA malou průzkumnou práci. Úloha 3 naprogramuje LUMA tak, aby vyhledávala objekty a určila, který z nich je nejblíže. V úloze 4 zajede LUMA k nejbližšímu objektu a upozorní uživatele na objekt. Nakonec studenti zakončí výzvou, kterou přidají k úloze 4 naprogramováním LUMA, aby počkala, než naskenuje nový objekt. To bude zahrnovat komponentu uživatelského rozhraní a napodobit bezpečnostního strážce zkoumajícího objekt, než umožní LUMA najít nový objekt.

Učební cíle

Ukládat data senzoru do proměnných a porovnávat proměnné.
Použijte vnořené podmínky a smyčky k další definici úlohy robota.
Porovnejte vnořené podmínky se složenými podmínkami.

Posouzení
Studenti mohou být hodnoceni na základě jejich odpovědí v Coding Journal. Kromě toho lze hodnotit také práci, kterou s Výzvou odvedou. Studenti by měli být schopni přidávat do kódu z úkolu 4 smyčku, která způsobí, že se LUMA pozastaví a počká, až uživatel stiskne tlačítko.

Klíč odpovědi

Úkol 1
Čeho jste si všimli na měřeních při porovnání měřidla s pravítkem? Shodovaly se míry na měřidle s mírami na pravítku? Byl jeden přesnější nebo přesnější než druhý? Proč myslíš, že je to tak?
Obecně budou mezi těmito dvěma měřeními určité drobné rozdíly. To je obvykle způsobeno tím, že předmět, který je měřen, není držen zcela v klidu. Odpovědi studentů by měly vykazovat známky logického myšlení a odpovědi by měly být rozumné.
Úkol 2
Jaké bloky kódu použijeme k naprogramování LUMA, aby najela na překážku, zastavila, než na ni narazila, a upozornila nás, že něco našla?
zahájit pohyb bloku, zastavit pohyb bloku, přehrát blok zvukového efektu
Někteří pokročilejší studenti mohou také rozpoznat potřebu porovnávacího bloku a/nebo bloku věčné smyčky.
Uveďte tři objekty, které dobře fungují s ultrazvukovým snímačem LUMA, a tři, které nefungují dobře.
Odpovědi se budou lišit v závislosti na dostupných objektech. Obecně nejlépe fungují objekty, které jsou pevné (bez mezer nebo prázdných míst) a větší. Napřample, kniha bude fungovat dobře. Židle nebude kvůli prázdnému prostoru mezi nohama.
Proč si myslíte, že některé předměty fungovaly lépe než jiné? Senzor pracuje na zvukových vlnách pohybujících se směrem k objektu. Pokud se vlny odrazí zpět, senzor rozpozná, že se tam nachází nějaký předmět. Pokud je prázdný prostor, kudy mohou vlny procházet, senzor také překážku nezaznamená.
Všimli jste si nějakých podobností nebo vzorů mezi objekty, které fungovaly dobře, a jinými, které ne?
Velké objekty, které jsou pevnější a bez mezer a mezer, budou fungovat lépe.
Úkol 3
Jaká podmínka (nebo situace) by způsobila, že by se LUMA nadále otáčela?
Dokud se LUMA neotočí o celých 360 stupňů (nebo o celý kruh), bude se otáčet i nadále.
Kolik otáček provede LUMA, aby dokončila celý kruh?
36 otáček (Pokaždé se otočí o 10 stupňů a kruh má 360 stupňů. 360 děleno 10 je 36.)
Jak změníme kód oproti současnému stavu, abychom přiměli LUMA identifikovat objekt a jet k němu?
Odpovědi se budou lišit podle toho, jak studenti rozumějí kódu, ale měly by být něčím v souladu s tím, že LUMA určí, který objekt je nejblíže, a poté se k němu přesune. Protože se po naskenování oblasti již otáčí směrem k nejbližšímu objektu, budeme muset přidat kód, aby se LUMA posunula směrem k tomuto objektu.

Úkol 4
Proč chceme, aby LUMA odečetla pět centimetrů od vzdálenosti, ve které detekoval objekt?
Odečtením pěti centimetrů od vzdálenosti to vezme LUMA blízko objektu, ale ne těsně vedle objektu. To může být velmi důležité, pokud je objekt nebezpečný; musíme udržet LUMU v bezpečí!

Diferenciace
Pokud je výzva pro některé z vašich studentů příliš přísná, zvažte vytištění kódu řešení a rozřezání bloků. Požádejte studenty, aby dali bloky ve správném pořadí a otestovali svůj kód. To jim poskytne informace, které potřebují, aby byli úspěšní, ale stále jim to umožní rozvíjet jejich schopnosti kritického uvažování analyzovat správné pořadí, do kterého je třeba umístit bloky kódu.

Postupujte podle Leader Challenge

Nadview
Studenti naprogramují LUMA tak, aby detekovala objekt před sebou a sledovala objekt, jak se pohybuje vpřed nebo vzad různou rychlostí. LUMA by se měla snažit udržovat vzdálenost 40 centimetrů od objektu. Jak následuje LUMA, musí zůstat uvnitř hraniční čáry, kterou studenti vytvoří. Studenti použijí pixely LUMA k určení, zda LUMA potřebuje zpomalit nebo zrychlit, aby zůstala v dosahu objektu. Pokud LUMA ztratí objekt, měl by se otáčet v kruhu, dokud objekt znovu nedetekuje, a poté objekt sledovat tímto novým směrem. Pokud LUMA dosáhne hranice, měla by se zastavit, přehrát vlastní zvuk, otočit se a počkat, až bude objekt před ní znovu detekován.

Posouzení
Studenti by měli úspěšně naprogramovat LUMA tak, aby dokončila úlohu sledování objektu bez nárazu do objektu nebo opuštění hranice. Studenti by také měli dokumentovat svůj proces ve svém Coding Journal.

Diferenciace
Pro studenty, kteří potřebují extra výzvu, odkažte studenty do sekce Bonusové body jejich výzvy.
Pro studenty, kteří potřebují zvláštní podporu, pracujte s malou skupinou studentů na vývoji pseudokódu s nimi. Vymyslete různé bloky kódu, které potřebují k dokončení závěrečného úkolu.

Aktivita 9 – Detekce překážek

Nadview
V této aktivitě studenti pracují s Russellem Amosem s EchoReach Emergency Response. Studenti naprogramují LUMA na podporu záchranných složek. Nejprve studenti naprogramují LUMA tak, aby převážela zásoby mezi reakcemi na mimořádné události camps. LUMA bude sledovat linii a poté se zastaví, když narazí na překážky. Dále studenti přidají k tomuto programování a LUMA vydá zvukové a vizuální upozornění, když se zastaví. V úloze 3 studenti naprogramují LUMA tak, aby objela překážku určité velikosti. V dalším úkolu pak studenti naprogramují LUMA, aby se vyhnuli překážkám jakékoli velikosti. Nakonec budou studenti vyzváni, aby naprogramovali LUMA tak, aby spočítal počet překážek, se kterými se setká.

Učební cíle

Sběr dat pomocí více senzorů
Rozhodování na základě dat

Posouzení
Studenti mohou být hodnoceni na základě jejich odpovědí na výzvy Coding Journal. Navíc, jak se kódování stává stále obtížnějším, může být užitečné najít další způsoby hodnocení studentů mimo kód, který vytvářejí. Možností může být hodnocení studentů na základě jejich pseudokódu nebo poskytnutí částečného kreditu kódu, který vytvořili.

Klíč odpovědi

Úkol 2
Uveďte alespoň jeden důvod, proč byste chtěli použít funkci pro novou sekci kódu.
Možné odpovědi
Funkce výrazně usnadňují uspořádání kódu podle úkolů.
Je to užitečné, když potřebujete provést změny v kódu. Nemusíte číst celý kód, abyste našli sekci, kterou potřebujete upravit.
Úkol 3
Jaký pseudokód by pomohl LUMA navigovat kolem překážky?
Studenti musí vysvětlit svůj plán pro pohyb LUMA kolem překážky. Možné řešení by mohlo být: Odbočte doprava
Jeďte vpřed
Odbočte doleva
Jeďte vpřed
Odbočte doleva
Jeďte vpřed
Zahněte doprava
Vraťte se ke sledování čáry

Úkol 4
Jak můžeme použít ultrazvukový senzor a funkci Scan Obstacles k navedení kolem překážky?
Odpovědi se budou lišit. LUMA se v zásadě trochu pohne a poté naskenuje, zda se posunula dostatečně daleko. Pokud ne, bude pokračovat v pohybu vpřed a poté znovu zkontrolovat.

Diferenciace
Pokud se studenti snaží vytvořit kód pro výzvu, nechte je pracovat v malých skupinách. Nebo v průběhu práce na kodexu nechte studenty, aby představili svůj akční plán pro splnění výzvy. Nezbytnou inspiraci potřebnou k dokončení úkolů může často poskytnout skupinová brainstormingová sezení v průběhu výzvy.

Průzkum: Jít na dálku
Tento průzkum je otevřenou příležitostí pro studenty prozkoumat LUMA a její programovací schopnosti. Studenti jsou požádáni, aby prozkoumali další způsoby, jak by LUMA mohla pomoci týmu reakce na mimořádné události. Studenti jsou vyzýváni, aby používali snímač odraženého světla, ultrazvukový snímač, tlačítka, pixely a zvuky společnosti LUMA jako pomoc v nouzových situacích.

Spouštěče nápadů

Naprogramujte LUMA, aby sledovala kurz do nemocnice, blikající světla a houkání sirén, abyste varovali lidi, aby ustoupili z cesty.
Naprogramujte LUMA, aby se stala pátracím a záchranným robotem.
Naprogramujte LUMA, abyste procházeli bludištěm cest, které dovedou turisty domů.

Aktivita 10 – Ultrazvukový Theremin

Nadview
V této aktivitě budou studenti spolupracovat s Fatimou Perez, majitelkou a DJkou Fusion Spin. LUMA bude naprogramována jako theremin, který lze použít při DJingu na koncertech Fatimy. (Neznáte theremin? Podívejte se https://youtu.be/WYxv8r4x0JQ?si=tzGeyiFnbamHLsrV .) V úloze 1 studenti použijí kód k převodu LUMA na Theremin pomocí ultrazvukového senzoru LUMA. Budou mít pro ně již vytvořený kód, který vloží do svého programování a přidají k němu. Poté, co studenti mají LUMA fungující jako theremin, přidají světla a možnost přehrávání zvuku pouze stisknutím tlačítka. Úkoly 3 a 4 přidají programování pro uživatele ke změně barvy LED diod. Nakonec budou studenti přidávat další možnosti barev.

Učební cíle

K reprezentaci barev použijte hexadecimální kódy
Omezení dat na rozsah hodnot

Posouzení
Studenti mohou být hodnoceni na základě svých odpovědí v jejich Coding Journal a také podle toho, jak úspěšní jsou s výzvou.

Klíč odpovědi

Úkol 1
Jak můžete vyřešit problém pomalé odezvy LUMA na změnu výšky tónu?
Odpovědi, které mají rozumnou logiku, by byly přijatelné. Ideální by bylo něco o změně času spojeného s blokem čekání.
Jak můžete snížit rozsah výšek, aby se to lépe poslouchalo?
Odpovědi, které mají rozumnou logiku, by byly přijatelné. Ideální by bylo něco o hodnotě proměnné HighTone.
Úkol 3
Jak můžete přimět LED, aby měnily barvy na základě uživatelských vstupů na LUMA?
Doporučenou odpovědí by bylo použití stisknutí tlačítka ke změně barev. Pokud však studenti mají nápad, který má rozumné vysvětlení, bylo by to přijatelné.

Úkol 4
Pro každou hodnotu proměnné barvy budete muset vybrat barvu z nabídky barev pixelů. Pro každou hodnotu si můžete vybrat libovolnou barvu.
Studenti doplní tuto tabulku výběrem barev a zaznamenáním hexadecimálního kódu podle pokynů ve videu.

Barva Hodnota proměnné	Pixel Barva	Hexadecimální Kód
1
2
3
4
5
6
7
8

Udělejte si chvilku a přemýšlejte o tom, co by se mělo stát na základě tohoto nového kódu. Zaznamenejte si své myšlenky do svého Coding Journal.
Odpovědi se budou lišit. Zvuk pokynů poskytne následující informace:
LUMA vytvoří různé výšky na základě vzdálenosti objektu před jeho ultrazvukovým senzorem. Světla budou záviset na vzdálenosti – slabší světla na krátké vzdálenosti, jasnější světla na větší vzdálenosti. Výška tónu bude probíhat pouze po stisknutí zeleného tlačítka.
Po stisknutí černého tlačítka přejde LUMA do režimu Nastavení. Po stisknutí zeleného tlačítka bude robot cyklicky procházet různými možnostmi barev pro své pixely. Když znovu stisknete černé tlačítko, LUMA uloží výběr barvy a opustí režim Nastavení. Když podržíte zelené tlačítko, vrátí se opět na theremin.

Diferenciace
Studenty, kteří se potýkají s výzvou, je vyzvěte, aby se při vytváření možností LED podívali na vzor v kódu. Po analýze mohou zkopírovat a vložit kód a přidat další světla.

LUMA je na pracovní výzvě

Nadview
Studenti si vybírají zaměstnání nebo kariéru, které by mohly být ovlivněny roboty. Studenti využívají svou kreativitu k tomu, aby zjistili, jak by jim LUMA mohla být užitečná v jakékoli kariéře, kterou si zvolí. Poté podle kritérií a omezení naprogramujte LUMA tak, aby provedla alespoň jeden úkol související s touto úlohou.

Posouzení
Studenti mohou být hodnoceni podle toho, jak dobře splnili kritéria a omezení výzvy, a také podle kreativity jejich řešení.

Diferenciace
Pro studenty, kteří potřebují extra výzvu, odkažte studenty do sekce Bonusové body jejich výzvy.
Pro studenty, kteří potřebují zvláštní podporu, pracujte s malou skupinou studentů a promyslete různé kariéry a úkoly, které by si mohli vybrat. Upravte kritéria a omezení podle potřeby tak, aby odpovídala úrovni dovedností studentů.

Vrcholný přesvědčovací projekt
Poté, co studenti dokončí všechny aktivity, jsou připraveni se rozhodnout, které odvětví bude pro LUMA nejvhodnější. Studenti mohou tyto informace prezentovat mnoha způsoby.

Přesvědčující esej: Nechte studenty, aby pomocí svých přesvědčivých písemných dovedností vysvětlili, proč by se LUMA měla připojit k tomuto specifickému odvětví. Nastavte kritéria, jako je délka, počet důvodů, očekávání psaní a tak dále. Studenti mohou odevzdat svůj text k hodnocení a/nebo své eseje přečíst nahlas skupině.
Vizuální prezentace: Studenti používají PowerPoint, Google Slides, Prezi, Pear Deck nebo jiné digitální prezentační nástroje, aby se podělili o svůj nápad a také zdůvodnění. Chcete to mít jednoduché? Nechte studenty vytvořit plakát vysvětlující jejich rozhodnutí a podporující nápady. Studenti mohou sdílet prezentace ve třídě nebo v malých skupinách.
Film: Dejte studentům příležitost vytvořit scénář vysvětlující jejich rozhodnutí a zdůvodnění vynálezcům LUMA, Sharon a MJ. Studenti mohou vytvořit video pomocí skriptu a vylepšit ho pomocí footage robota, interviews ostatními a hudbou.
Pamphlet: Nechte studenty vytvořit digitální nebo papírovou stramphlet pro členy společnosti, ke které se LUMA připojí. Studenti mohou vytvářet vizuály a psát texty vysvětlující, jak bude robot přínosem pro společnost. Studenti by měli uvést úkoly, které může robot splnit, a také důvody, proč se hodí.
Hudba a poezie: Studenti používají své důvody, proč se LUMA hodí pro společnost, jako obsah básně nebo text písně nebo rapu. Studenti si mohou hudbu vytvořit sami nebo použít melodii, kterou již znají.
Komiks: Poskytněte studentům prázdné rámečky komiksů a nechte je pomocí postav z Aktivity vysvětlit, ke které kariéře se LUMA připojí a proč.

Pitsco vzdělávání

PO Box 1708, Pittsburg, KS 66762
800-835-0686
Pitsco.com

Dokumenty / zdroje

Programovatelný robot PITSCO EDUCATION LUMA [pdfUživatelská příručka
LUMA Programmable Robot, LUMA, Programmable Robot, Robot

Reference

Uživatelská příručka

Programovatelný robot PITSCO EDUCATION LUMA

Návod k použití produktu

Průvodce stimulací

Konec aktivitview

Aktivita 1 – Ahoj LUMA

Klíč odpovědi

Aktivita 2 – Cestování

Maze Zing Drive Challenge

Aktivita 3 – Rozsviťte se

Aktivita 4 – Vypnutí zvuku

Aktivita 5 – Kreslení čar

Robotická výzva pro umělce

Aktivita 6 – Toeing the Line

Aktivita 7 – Mačkání mých tlačítek (HCI)

Aktivita 8 – Vidět znamená věřit

Aktivita 9 – Detekce překážek

Aktivita 10 – Ultrazvukový Theremin

Dokumenty / zdroje

Reference

Zanechte komentář

Zrušit odpověď