Wprowadzenie do robotów Dash i Dot

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
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.
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.
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.
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”
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.
● 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,
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.
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.
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”.
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!