Wprowadzenie do robotów Dash i Dot

Transkrypt

1 Wprowadzenie do robotów Dash i Dot Opis W trakcie tej lekcji uczniowie zapoznają się z możliwościami robotów Dash i Dot i jednocześnie wprowadzeni zostaną w świat robotyki i programowania. Cele Zapoznanie się z obsługą robotów Dash i Dot Przeprowadzenie eksperymentu umożliwiających pokazanie możliwości Dasha i Dota Zrozumienie zasady działania robotów oraz programów sterującym robotami Wielkość grupy 2-5 uczniów Klasy docelowe klasy II - VI szkoły podstawowej (scenariusz przeznaczony do realizacji w klasach, które zaczynają realizację zajęć z robotami Dash i Dot, na dowolnym poziomie edukacyjnym) Wymagany czas 2 jednostki lekcyjne (2x 45min) Co będzie potrzebne: Roboty i akcesoria: Dash, Dot Pomoce dydaktyczne: Pudełko od robota Dash Tablet Opcjonalnie klocki lego do udekorowania (zabudowania) Dasha i Dota Załączniki do lekcji (do pobrania): Załącznik 1 Rysunek 1 Załącznik 2 Rysunek 2 Załącznik 3 - Rysunek 3 Załącznik 4 - Rysunek 4 Załącznik 5 - Maska - Dot

2 Podstawa programowa: I ETAP EDUKACYJNY: KLASY I-III EDUKACJA WCZESNOSZKOLNA Cele kształcenia wymagania ogólne 3) rozwijanie predyspozycji i zdolności poznawczych dziecka; 4) kształtowanie u dziecka pozytywnego stosunku do nauki oraz rozwijanie ciekawości w poznawaniu otaczającego świata i w dążeniu do prawdy; Treści nauczania wymagania szczegółowe 8. Zajęcia komputerowe. Uczeń: 1) posługuje się komputerem w podstawowym zakresie; 2) posługuje się wybranymi programami i grami edukacyjnymi, rozwijając swoje zainteresowania; korzysta z opcji w programach; II ETAP EDUKACYJNY: KLASY IV-VI ZAJĘCIA KOMPUTEROWE Cele kształcenia wymagania ogólne V. Wykorzystywanie komputera do poszerzania wiedzy i umiejętności z różnych dziedzin, a także do rozwijania zainteresowań. Treści nauczania wymagania szczegółowe 5. Rozwiązywanie problemów i podejmowanie decyzji z wykorzystaniem komputera. Uczeń: 1) za pomocą ciągu poleceń tworzy proste motywy lub steruje obiektem na ekranie; 2) uczestniczy w pracy zespołowej, porozumiewa się z innymi osobami podczas realizacji wspólnego projektu, podejmuje decyzje w zakresie swoich zadań i uprawnień Edycja pilotażowa nowej podstawy komputerowej dla I i II poziomu edukacyjnego: Etap I (szkoła podstawowa, klasy I-III) I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń: 1) Układa w logicznym porządku obrazki i teksty, polecenia (instrukcje) składające się z codziennych czynności, planuje w ten sposób późniejsze ich zakodowanie za pomocą komputera. II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń: 2) Programuje wizualnie proste sytuacje/historyjki według pomysłów własnych i pomysłów opracowanych wspólnie z innymi uczniami. 3) Steruje robotem lub inną istotą na ekranie komputera lub poza komputerem. Etap II (szkoła podstawowa, klasy IV-VI) I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń: 1) Tworzy i porządkuje w postaci sekwencji (liniowo) lub drzewa (nieliniowo) informacje, takie jak: obrazki i teksty ilustrujące wybrane sytuacje, opisy rzeczy różnych rodzajów (np. zwierząt, kwiatów), planuje w ten sposób późniejsze ich zakodowanie za pomocą komputera. II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń: 8) Korzysta z innych urządzeń elektronicznych poza komputerami takimi jak: kalkulator, urządzenia mobilne, w rozwiązywaniu problemów i uczeniu się. 9) Tworzy program sterujący robotem lub innym urządzeniem.

3 Przebieg lekcji Proponujemy realizację zajęć w cyklu 2 jednostek lekcyjnych. Lekcja 1: Wprowadzenie do obsługi robotów Dash i Dot (45 min) Lekcja 2:Testowanie możliwości robotów, w szczególności reakcji pomiędzy robotami Dash i Dot(45 min) LEKCJA 1 Wprowadzenie do obsługi robotów Dash i Dot. Co potrafią roboty? Wstęp: wprowadzimy ucznia w podstawy robotyki poprzez obsługę Dasha i Dota. Nauczymy się jak roboty mogą reagować na nas i na przedmioty z otoczenia oraz przeanalizujemy, czego roboty nie potrafią. Chcąc wywołać zaskoczenie i zaciekawienie wśród uczniów, zaprezentujmy nasze roboty w sposób ciekawy, zabawny. Ubierzmy nasze roboty w śmieszny strój lub skonstruuj dodatkowe elementy z klocków Lego. Pomysły na prezentacje Dasha i Dota: proponujemy przygotowanie jednej z propozycji do zaprezentowania uczniom robotów. We wszystkich przypadkach skorzystamy z aplikacji Blockly. Pomysł 1 (robot Dash) Do wykonania tej prezentacji niezbędne będzie Pudełko robota Dash (górna część). Ukrywamy robota pod pudełkiem. Uczniowie wchodzą do klasy i uruchamiamy program stworzony w Blockly. Zasada działania programu: ukrywamy uruchomionego robota Dash pod pudełkiem po wejściu do sali uczniów uruchamiamy przycisk start w aplikacji robot wykrywa pudełko (jako przeszkodę) i odtwarza dźwięki wcześniej nagrane Halo! Czy jest tam ktoś? program czeka kilka sekund, prosimy uczniów o dźwignięcie pudełka Dash porusza głową w lewo i w prawo, w górę i powie cześć (pamiętajmy, że robot sam nie ustawi głowy skierowanej na wprost, musimy mu dać takie plecenie) odtworzy dowolną animację dźwiękową nastąpi zmiana koloru świateł (powtarzamy 3-krotnie w celu zaakcentowania efektu) na koniec Dash powie Jak się masz? Wygląd tak działającego programu znajduje się poniżej. Pamiętajmy przed przystąpieniem do budowy algorytmu o nagraniu odpowiednich sekwencji.

4 Pomysł 2 (robot Dot) W tym pomyśle wykorzystamy tylko robota Dot, który zareaguje na wstrząsy i klaśnięcia. Zasada działania programu: uruchomiony robot Dot stoi na ławce po uruchomieniu programu, kiedy potrząśniemy Dotem, zawoła Co mi robisz? odkładamy robota i prosimy ucznia aby klasnął, na ten dźwięk Dot zawoła O, co to? światła zmieniają się na żółty po kilku sekundach Dot zawoła Przez ciebie się rumienię światła zapalą się na czerwono Wygląd tak działającego programu znajduje się poniżej. Pamiętajmy przed przystąpieniem do budowy algorytmu o nagraniu odpowiednich sekwencji.

5 Pomysł 3 (roboty Dash i Dot) Ostatni pomysł będzie próbą połączenia robotów. Dot będzie sterował Dashem na nasz wyraźny sygnał. Tym razem wykorzystamy dowolne duże pudełko, w którym zainstalujemy coś w rodzaju kurtyny. Zaprojektujemy ruchy Dasha wywołane przez Dota. włączonego Dasha umieszczamy w pudełku za kurtyną Dot jest w naszym zasięgu, kiedy uczniowie znajdują się już w sali, zaczynamy zabawę po naciśnięciu białego przycisku Dota powita nas animacją Happy i powie Cześć po naciśnięciu przycisku 1 w Docie, Dash wyjedzie z pudełka i odtworzy animację Engine (silnik) po naciśnięciu przycisku 2 w Docie, Dash pokręci głową i powie Cześć po naciśnięciu przycisku 3 w Docie, Dash i Dot zmienią barwy swoich świateł, powiedzą cześć i Dot zareaguje dźwiękiem Maybe

6 Po zaprezentowaniu naszych robotów, przeprowadź w klasie dyskusję, kierując się propozycją zagadnień znajdujących się poniżej: Czym są zaprezentowane urządzenia? (oczekujemy odpowiedzi, że są to roboty) Co uczniowie wiedzą o robotach? Co przychodzi im na myśl, gdy słyszą słowo "robot"? Czy widzieli roboty w życiu codziennym? A może w filmach? Robot to maszyna, która zbiera informacje na temat swojego środowiska (reaguje dzięki czujnikom, które posiada) i wykorzystuje te informacje (przetwarza w programie), aby następnie postępować zgodnie z poleceniami i wykonać swoją pracę (działa). Na co mogą reagować nasze roboty? Powiedz uczniom, że roboty mają czujniki do wyczuwania tego, co dzieje się wokół nich lub oddziałuje na nie. Na przykład Dash wyczuwa obiekty znajdujące się w jego pobliżu (wskaż uczniom, gdzie znajdują się czujniki), reaguje na naciśnięcie przycisków znajdujących się na jego głowie oraz reaguje na usłyszane dźwięki. Dot również reaguje na naciśnięcie przycisków na jego głowie, a ponadto reaguje na dźwięki, wstrząsy, zmianę wysokości czy też turlanie. Dash ma wbudowany komputer, który pozwala mu zapisywać informacje i planować dalsze działania. Roboty mogą robić tylko te rzeczy, do których posiadają instrukcje jak coś zrobić (to jest właśnie sztuczna inteligencja!). Roboty Dash i Dot potrzebują wyraźnych instrukcji do wykonania czynności lub zareagowania na jakąkolwiek sytuację (program). Skąd robot wiedział, że ma powiedzieć Cześć? Co to jest program? Program jest instrukcją krok-po-kroku mówiącą komputerowi (takiemu jak robot), co zrobić i jak zareagować na określone bodźce.

7 Do czego mogą być zaprogramowane roboty (nie koniecznie takie jak nasze)? Przykłady: - Obecnie roboty w fabrykach wykorzystywane są do perfekcyjnej produkcji części i montażu produktów; - pojazd (łazik) Curiosity może być kontrolowany z ogromnych odległości podczas jazdy w trudnym terenie, wykonywania zdjęć i pobierania próbek skał i pyłów z powierzchni Marsa; - roboty wynalezione w Japonii mogą grać na instrumentach, - używane są również samochody, które mogą poruszać się bez kierowcy. Czego nie jesteśmy w stanie zaprogramować w robotach? Przykłady: - Robotów nie możemy zaprogramować tak, aby miały autentyczne emocje, - nie można ich nauczyć czegoś, do czego nie zostały zaprogramowane - nie mogą też rozmnażać się w sposób, w jaki robią to zwierzęta. Czas na doświadczenia! Uczniowie przeprowadzą doświadczenie. Polegać ono będzie na sterowaniu innymi według ściśle określonej instrukcji. Na początku pozwól, aby uczniowie sterowali właśnie Tobą (nauczycielem), udawaj że nie znasz instrukcji. Twoim zadaniem będzie wykonanie rysunku. Po zaprezentowaniu zasad działania, podziel klasę na zespoły 2-4 osobowe. Każdy zespól otrzymuję jedna kartę pracy, wybiera z pośród własnej grupy osobę, która będzie prezentowała Dota. Zadaniem reszty zespołu jest sterowanie robotem w taki sposób, aby powstała kompozycja jak na otrzymanej karcie pracy. Zadanie dla nauczyciela. Zademonstruj to ćwiczenie, prosząc uczniów o wydawanie poleceń. Podaj jedną z przygotowanych kart pracy. Niech uczniowie uwierzą, że nie znasz treści arkusza. Podpowiedz uczniom jakie informacje musi zawierać instrukcja: Instrukcja musi zawierać informacje dotyczące wielkości i położenia. Jeśli uczeń opowie "narysuj okrąg", to narysuj mały okrąg; gdy uczeń powie "narysuj okrąg wewnątrz kwadratu", narysuj kwadrat o wiele większy niż kółko, aby pokazać, że potrzebne jest określenie rozmiaru. Gdy uczeń powie "narysuj okrąg i kwadrat", to narysuj te kształty obok siebie, stykające się krawędziami; gdy uczeń powie "narysuj strzałkę", to narysuj ją daleko od innych obiektów, lub z niewłaściwym nachyleniem, aby pokazać, że konieczne jest podane jej położenia. Zadanie dla uczniów. Teraz podziel uczniów na grupy (sugerujemy pary) i daj jednej osobie z pary kartę pracy. Ten uczeń będzie animatorem w tej parze. Poinstruuj animatorów, aby upewnili się, że ich partner nie widzi szkicu na arkuszu. Poleć animatorom,

8 aby kierowali działaniami drugiej osoby w parze tak, aby osoba ta stworzyła rysunek na kartce. Jeśli chcesz, aby uczniowie utożsamili się z robotami, zaproponuj im przygotowanie opaski na głowę Dot patrz załącznik 5. Alternatywnie, możesz dać uczniom inne zadania: zbierz przedmioty określonego rozmiaru, kształtu lub koloru z całej klasy i umieścić je w pewnej konfiguracji (np. od najmniejszego do największego); zbuduj domek z kart, w którym odsłonięte będą karty o określonych cechach; stwórz obiekt przy użyciu fragmentów łamigłówki Tangram; zmień położenie zestawu obiektów, wraz z obracaniem ich w określony sposób. Wnioski z zajęć: Po przeprowadzeniu doświadczeń przeanalizujmy wnioski z uczniami prowadząc dyskusję zgodnie z propozycją pytań poniżej: czy kolejność podawania instrukcji jest ważna? czy jest tylko jedna poprawna kolejność? co jest istotne przy podawaniu instrukcji? co było najtrudniej przekazać? co nie wyszło na rysunku? LEKCJA 2 Test robotów. Podziel klasę na grupy. Daj każdej grupie robota Dash i urządzenie kompatybilne z aplikacją 'Blockly' (najlepiej tablet). Przez pierwsze 15 minut pozwól uczniom zapoznać się z przewodnikiemsamouczkiem po aplikacji 'Blockly'. Ten przewodnik pokaże uczniom różne rodzaje bloków w aplikacji Blockly oraz wprowadzi ich w programowanie w tej aplikacji.

9 Aby uzyskać dostęp do tego przewodnika kliknij na przycisk menu w lewym górnym rogu aplikacji Blockly. Kliknij "Puzzles", a następnie pierwszą ikonę z pokazanego układu. To działanie otworzy szkołę nauki jazdy (Driving School), która jest poradnikiem dla początkujących użytkowników. Kolejna część zajęć to wykonanie krótkich zadań programistycznych. Zadaniem uczniów będzie zaprogramowanie robota na konkretne działanie zaproponowane poniżej. Po wykonaniu zadań (jedno zadanie - jedna grupa) prosimy o prezentację każdej z grup. Zadanie 1 Zamiana robota Dot w pilota zdalnego sterowania robotem Dash. Poleć uczniom, aby sterowali robotem Dash w pomieszczeniu, używając robota Dot w charakterze pilota. Gdy wykonujesz coś za pomocą robota Dot, co ma zrobić robot Dash? Podpowiedz uczniom, aby użyli do tego celu serii bloków "Gdy" (When). Uwaga: Dot jest dość czuły na wstrząsy, unoszenie, dlatego łatwiej będzie sterować przy pomocy przycisków.

10 Zadanie 2 Zamiana robota Dash w zombie podążającego za głosem ucznia. Poleć uczniom, aby zaprogramowali robota Dash tak, aby nasłuchiwał głosu, odwracał się do jego źródła i podążał za nim jak zombie. Kiedy napotka przeszkodę, ma się wycofać (pojechać tyłem). Podpowiedz uczniom, że potrzeba do tego dwóch bloków "Gdy": gdy Dash usłyszy głos i gdy wpadnie na przeszkodę (chcemy, aby Dash przestał gonić za głosem, gdy wpadnie na jego źródło). Zachęć uczniów do zabawy i nagrywania własnych dźwięków do pościgu.

11 Zadanie 3 Zamień robota Dash w latarnię ostrzegającą robota Dot. Poleć uczniom, aby zmienili robota Dash w latarnię szukającą robota Dot. Powiedz uczniom, aby Dash obracał się używając świecącego oka, a następnie zatrzymał się i zareagował po ujrzeniu robota Dot. Podpowiedz uczniom, że wymagać będzie to użycia dwóch bloków "Gdy": jeden wyzwoli obroty robota Dash, a następny uruchomi robota Dash, po tym jak zobaczy robota Dot. Zachęć uczniów do nagrywania własnych zabawnych dźwięków (np. syrena portowa) i zabawy lampkami robota Dash. Mogą zaprogramować dźwięk niestandardowy zarówno dla robota Dash i Dot, który wygenerują, gdy się nawzajem zobaczą. Rezultat tego zadania najlepiej będzie się prezentować w zaciemnionej klasie!