STEAM创新课程1 - 我的机器人朋友

概括

我们将使用一些定义好的符号,例如‘取出杯子,放下杯子,向左移动一格,向右移动一格’,然后教会学生怎样用这个符号来相互传导信息,从而完成一些特定的任务,而不使用任何的语言交流。这部分的内容主要是为了让学生学习,符号(symbols)和行动(actions)的联系,以及算法(algorithm)和程序(program)之间的区别,还有调试(debugging)程序的技能。

目的

这个课程是让班上的同学作为一个团队来完成一项简单的任务:让一个“机器人”用特定的方式来堆叠纸杯。学生将通过本次学习来了解到怎样将现实世界的一些行为看作机器代码的指示。在学生用自己的双手翻译实现代码的指示时,也能学习怎样将指示设计的更加精确。如果指示代码出现了问题,学生也能通过共同的合作来建立解决的方案。

时间安排

  • 课堂热身以及介绍 (10分钟)
  • 主要活动(45分钟)
  • 总结

教学指南

课堂热身以及介绍 (10分钟)

通过问一些关于机器人的问题来引入课程内容,例如:“大家有没有听说过什么是机器人?”,“有没有同学接触过真正的机器人?”,“机器人真的能听见你在说什么吗?”,“它们明白你说的话吗?”,要让学生明白:机器人的交流方式是不同于人类的。

机器人是通过了一系列的指令运行的,通常机器人的每个动作都已经预先编写好了。为了完成一项任务机器人,人类需要首先给机器人编写一系列特定的指令(有时也称之为算法),这个指令是可以被机器人读取的。我们今天要学习的内容就是机器人的运行方式。

主要活动(45分钟)

在黑板上写下对进行机器人指令的6个符号,然后告诉班上的同学,他们今天这堂课只能用这6个符号作为指令。而学生的任务就是用这些符号来指示他们的“机器人朋友”用纸杯来堆建一个特定的形状。
这个6个符号分别是:取出杯子放下杯子向右移动一格向左移动一格杯子向右旋转90度杯子向左旋转90度

  1. 在班级中选择以为同学作为“机器人”(尽量选择一位感觉很自信比较积极的同学)。让这位“机器人”先离开教室,等待教室里的同学进行编写指令的工作。

  2. 然后向班里的同学展示不同的堆叠纸杯的想法,通过投票的方式选择出他们希望“机器人”做的设计。(第一次尽量选择一个比较简单的设计,然后在选择一个更复杂的)

一种简单的设计方法
  1. 接着大家一块儿讨论如何建立这个选出的堆叠设计,并将之转化为符号指令,再写下符号指令以供“机器人”稍后使用。
指示代码的例子
  1. 当同学们完成的算法设计后就请刚才那位“机器人”同学回来,然后请他完成同学们刚才设计的指令。

如果有学生发现了一个错误并举起手,尽量先让“机器人”同学完成他所能理解到的指示之后,在一块儿交流并寻找解决方法。

课程提示

  • 在“机器人”工作的时候,设计指令的“程序员”不能说话,即使“机器人”没有做出正确的行为。
  • “程序员”在看到“机器人”做出了错误的行为时只能举手示意。
  • 一旦大家熟悉这个过程,就可以将他们分为小组进行活动了。

总结

最后让学生写下他们学到的内容,他们的感觉如何等。

这篇课程是参照了thinkersmith的My Robotic Friends编写的,这里有更加详细的资料。

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