Benodigde materialen
- Algoritme dia’s
Optioneel materiaal
- Algoritme werkblad
Leerdoelen
- Identificeer de belangrijkste componenten van een robot en leg hun functies uit.
- Identificeer het probleem dat opgelost moet worden en ontwikkel een plan om het aan te pakken met behulp van de Otto-robotcomponenten.
- Gebruik een iteratief ontwerpproces om de prestaties van de robot te verbeteren.
- Ideeën en resultaten duidelijk en professioneel communiceren aan andere.
Hoe zou je dit doolhof oplossen?
Begin de les door leerlingen te vragen hoe ze het doolhof op de dia zouden oplossen.
Om leerlingen te betrekken, kan de leerkracht interactie hebben met de robotafbeelding op de dia, door de pijltjestoetsen te gebruiken om de robot te verplaatsen terwijl leerlingen de acties van de robot voorstellen om door het doolhof te navigeren. Om actieve deelname te garanderen, kan de leerkracht rondgaan in de klas en elke leerling vragen om de volgende zet te doen die de robot moet doen.
Op de volgende dia zal de leerkracht het hebben over algoritmen. Een algoritme is als een recept of een reeks stappen om iets te doen, net als de reeks bewegingen die een robot volgt om een doolhof te voltooien. Op dit punt kan de leerkracht een kort praatje houden over de algoritmen die leerlingen in hun dagelijks leven gebruiken zonder dat ze het doorhebben. Bijvoorbeeld hun ochtendroutine voor school of de stappen die ze nemen om een broodje te maken – dit kunnen allemaal algoritmen zijn.
ℹ️ Tegenwoordig horen mensen het woord ‘algoritme’ vaak in de context van een ‘onzichtbare kracht’ die bepaalt wat er op YouTube, Netflix en suggesties voor sociale media verschijnt. Leerlingen kunnen dit moderne concept van algoritmen noemen, wat kan leiden tot een ander interessant gesprek over hoe deze algoritmen gebruik maken van wat mensen leuk vinden om te beslissen wat ze laten zien. Op de volgende dia staan drie bruikbare cases van algoritmen, deze case wordt daar genoemd.
Activiteit: doolhoven verkennen
Vraag de leerlingen om hun eigen doolhof te tekenen en een robot bij de start te plaatsen. Geef ze dan de opdracht om doolhoven uit te wisselen tussen klasgenoten en iedereen moet een algoritme schrijven om het ontvangen doolhof op te lossen.
Aan het einde worden de algoritmen opnieuw uitgewisseld met een nieuwe klasgenoot die zal controleren of de algoritmeoplossing correct is en begrijpelijk genoeg voor iedereen om de oplossing te lezen en te repliceren.
Efficiënte algoritmen schrijven
Tijdens de herziening van het algoritme kan het gebeuren dat een leerling denkt dat de oplossing van een klasgenoot fout is door een verkeerde interpretatie van de instructie. Deze situatie kan leiden tot een interessant gesprek over het belang van het schrijven van algoritmen die duidelijk genoeg zijn en tips over hoe je dit op de juiste manier doet.
Les Evaluatie
- Leerlingen tekenden hun eigen doolhofontwerpen en wisselden deze uit met klasgenoten.
- Elke leerling schreef een algoritme om het doolhof op te lossen dat ze hadden ontvangen.
- Lesdoelen werden behaald toen leerlingen lieten zien dat ze algoritmen begrepen door ze in de praktijk toe te passen in doolhofoplossende taken.
- Leerlingen begrepen fundamentele concepten van algoritmen en hun toepassingen in de echte wereld, wat bleek uit hun vermogen om doolhofoplossende algoritmen effectief te ontwerpen, schrijven en evalueren.
Deze les duurt ongeveer een uur. Onderaan deze gids vind je de definitie van leerdoelen die je kunt afstemmen op je curriculumvereisten.
Benodigde materialen
- Dia’s
- Werkbladen
- TV, projector of groot scherm om de lesvideo’s weer te geven
- Groot papier of karton (wit)
- Tape (zwart)
- Schaar
Computers, tablets of smartphones zijn optioneel, ze kunnen worden gebruikt als digitaal hulpmiddel voor leerlingen om verder onderzoek te doen en extra aantekeningen te maken.
Maak verbinding met
The class begins by displaying the first slide and asking the students “What do you see here?’“
[Pause and wait for students to provide answers, which may include mentions of a robot arm and two wheeled robots moving boxes].
De leerkracht leidt de klas vervolgens in een gesprek over de aard van robots, waarbij vragen als: ‘Wat is een robot?’ ‘Wanneer verandert iets in een robot en wanneer is het gewoon een machine?’
Op de tweede dia introduceert de leerkracht het onderwerp van het nut van robots voor mensen. Leerlingen moeten hun ideeën delen over hoe robots nuttig kunnen zijn.
[This conversation is expected to last approximately 4-5 minutes]
Daarna, op de derde dia, bekijken de leerlingen een video waarin wordt uitgelegd wat een robot is. Na de video krijgen ze de gelegenheid om hun persoonlijke ervaringen met robots te delen. De leerkracht kan het gesprek sturen door specifieke vragen te stellen, zoals: ‘Heb je ooit met een robot gespeeld of er een gebouwd?’ ‘Heb je thuis robotapparaten, zoals een stofzuiger, die je als robot beschouwt?’
[De video duurt 4 minuten en de discussie over persoonlijke ervaringen zal naar verwachting 3-5 minuten langer duren].
Op de volgende dia organiseert de leerkracht kleine groepjes van 2-3 leerlingen. Elke groep krijgt een specifieke robot toegewezen om te onderzoeken. De leerlingen kunnen hun onderzoek uitvoeren met behulp van internet of aan de hand van digitaal of fysiek materiaal. Enkele populaire real-life robots die de leerlingen kunnen verkennen zijn:
Als leerkracht kun je gerust onderzoek doen naar andere robots om toe te voegen aan
de lijst. Tegen de tijd dat je deze les geeft, zijn er misschien al nieuwe en populaire robots.
Tijdens deze activiteit verzamelen leerlingen informatie over de robot die ze toegewezen hebben gekregen en doen ze kennis op over hoe robots in het dagelijks leven worden gebruikt. Aan het einde van het onderzoek geeft elke groep een korte presentatie over de robot die ze onderzocht hebben.
Hier gebruiken de leerlingen het eerste werkblad
[Deze activiteit zal naar verwachting in totaal ongeveer 10-15 minuten duren, zodat er voldoende tijd is voor onderzoek en presentaties].
Maak
Op de vijfde dia introduceert de leerkracht de HP Otto robot door een video te tonen over de kenmerken en mogelijkheden. Na het bekijken van de video demonstreert de leerkracht een gebouwde robot aan de leerlingen, waarbij hij de fysieke onderdelen laat zien en uitlegt hoe deze bijdragen aan de functionaliteit.
[Om de leerlingen nog meer te betrekken, kan de leerkracht de robot verbinden met de Otto web control app, en demonstreren hoe de robot bediend en bestuurd kan worden met behulp van de interface van de app].
Op de volgende dia wordt een diagram getoond met de interne verbindingen van de robot. Met behulp van de web control app demonstreert de leerkracht hoe elk onderdeel van de robot werkt.
Om de leerlingen te betrekken, kan de leerkracht hen actief bij de activiteit betrekken. Bijvoorbeeld:
- Zoemer: De leerkracht kan verschillende geluiden afspelen die beschikbaar zijn op de app en de leerlingen vragen om voor te stellen of te kiezen welk geluid ze willen horen.
- LED-ring: De leerkracht kan leerlingen (maximaal 12) vragen naar hun favoriete kleuren en deze weergeven op de LED-ring.
- Ultrasone sensor: De leerkracht kan de ontwijkfunctie activeren en de robot door het klaslokaal laten bewegen. Leerlingen kunnen meedoen door het pad van de robot met hun handen te onderscheppen en te observeren hoe de robot in reactie daarop van richting verandert.
- Lijnsensoren: Hoewel de lijnopsporingsactiviteit later wordt uitgevoerd, kan de leerkracht in dit stadium uitleggen hoe de infraroodsensoren werken.
In de volgende activiteit werkt de hele groep samen om een circuit uit te stippelen waarop de robot moet navigeren. De leerkracht zal de leerlingen begeleiden in dit proces, maar het is belangrijk om de leerlingen zelf beslissingen te laten nemen om hun creativiteit en betrokkenheid te stimuleren. Het doel is om een circuit te definiëren dat specifieke herkenningspunten of gebieden in het klaslokaal omvat waar de robot rond kan bewegen.
De leerlingen kunnen bijvoorbeeld besluiten om het circuit te beginnen voor het bureau van de leerkracht, dan een vierkant beschrijven rond de stoel van James, in een zigzagpatroon bewegen tussen de stoelen van Eva en Raidy en ten slotte terugkeren naar het bureau van de leerkracht. [Om efficiënt te blijven, moet de leerkracht de leerlingen aanmoedigen om snelle beslissingen te nemen, met als doel de circuitdefinitie binnen 1-2 minuten af te ronden].
[Optional]: Als extra uitdaging kan de leerkracht de leerlingen om de beurt de robot laten besturen en hun individuele voltooiingstijden meten. Dit kan een element van vriendschappelijke competitie onder de studenten toevoegen.
De volgende activiteit is vergelijkbaar met de vorige, maar deze keer maken de leerlingen een lijnenspoor met behulp van ’tape’ op een groot wit stuk papier of karton.
Lorem ipsum
