Bildungsaktivität rund um den Kurzfilm Dona Coroquinha
Finden Sie Ihren Weg und bewegen Sie sich mithilfe von Orientierungspunkten und Darstellungen.
Kodieren und dekodieren, um Bewegungen in vertrauten Räumen vorherzusagen, darzustellen und auszuführen.
Verständnis und Erstellung einfacher Algorithmen.
Dona Coroquinha © Diogo Nii Cavalcanti
TitelDona Coroquinha
ThemaEntschlossenheit
Genre und SchlüsselwörterComic, Mut, Fußgängerüberweg, Auto, Bus, Verkehr, Tiere, Hund
Alter (für Film)3-11 Jahre
Dauer03 min 28 s
RegieDiogo Nii Cavalcanti
MusikDavid Convery
ProduktionVancouver Film School (Canada, 2010)
Programmieren Sie die Bewegung eines Roboters so, dass er einen mit Hindernissen übersäten Raum durchquert.
Die alte Dame im Film ist, wie viele Menschen um uns herum, besonders hilflos, wenn es um bestimmte Aufgaben geht, die uns einfach erscheinen. Sich auf der Straße zu bewegen bedeutet für sie, sich in einer Umgebung voller Hindernisse zurechtzufinden. Was wäre, wenn sie ein wenig Hilfe gehabt hätte? Was wäre, wenn sie einen Führer hätte, der ihr den Weg zeigt? Die neuesten Entwicklungen bei autonomen Autos deuten darauf hin, dass ein Roboter dies tun könnte. Doch wie kann so ein Roboter funktionieren? Mit Modellierung und Programmierung.
Diese Aktivität zielt darauf ab, Kindern diese beiden Grundbegriffe der Robotik durch eine unterhaltsame Herausforderung näher zu bringen, die von der Situation im Film inspiriert ist: Einen Roboter so zu programmieren, dass er einen Weg durch eine Umgebung mit Hindernissen verfolgt. Es kann im Alter von 6 bis 9 Jahren durchgeführt werden, nachdem Fähigkeiten zur Bewegungskodierung erworben wurden. Die Durchführung erfolgt in Form eines gemeinsamen Experiments im Klassenraum mit einem handelsüblichen programmierbaren Roboterbausatz (zum Beispiel Sphero Bolt, Ino-Bot oder Codey Rockey). Beachten Sie, dass der Ino-Bot-Roboter für die Programmiersprache Scratch entwickelt wurde.
Um die narrative Argumentation präsenter zu halten und abhängig von den Möglichkeiten des Roboters, können wir etwas tiefer in die Art und Weise eintauchen, wie der Roboter der alten Dame helfen kann: Er transportiert sie auf dem Rücken, er zeichnet den Weg in Form einer durchgehenden Linie auf dem Boden nach, er sendet ihr Licht- oder Tonsignale, um eine Richtungsänderung anzuzeigen usw.
1. Modellieren
Um in einem einfachen Kontext zu bleiben, haben wir uns für die Verwendung statischer Hindernisse entschieden und das Roboterprogramm auf die Ausführung eines festen Bewegungsablaufs reduziert (keine Verwendung von Hindernissensoren, Echtzeitverhalten). Darüber hinaus gehorcht es „zellularen“ Bewegungsanweisungen wie „x Zentimeter vorrücken“ (oder „x Sekunden vorrücken“), rechts abbiegen (um 90° drehen), links abbiegen (um 270° drehen). Auf diese Weise bleiben wir in der Darstellung, die die Kinder bereits manipuliert haben.
Wir können damit beginnen, einen großen Raum im Klassenzimmer freizuräumen und Hindernisse zu platzieren, die den Roboter blockieren könnten. Ihre Mission wird es sein, unter Vermeidung von Hindernissen von einem Startpunkt zu einem Ankunftspunkt zu gelangen, um den Weg der alten Dame zu verfolgen. Die erste Modellierungsaufgabe besteht darin, ein regelmäßiges Raster auf den Arbeitsbereich anzuwenden. Es kann durch Klebebandstreifen auf dem Boden materialisiert werden. Von dort aus können die Kinder damit beginnen, „auf dem Papier“ zu üben, die Reihenfolge der Befehle zu finden, um den Kurs abzuschließen.
2. Entdeckung des Roboters
Dazu gehört es, sich damit vertraut zu machen, wie der Roboter gemäß der gewählten Modellierung voranschreiten kann. Wir beginnen mit einem geraden Zug von „1 Feld“. Je nach Robotermodell und Programmierschnittstelle müssen dabei die Fahrzeit und/oder die Geschwindigkeit angepasst werden. Dann werden wir sehen, wie man ihn nach links und rechts abbiegen lässt, wozu möglicherweise auch die Aufteilung des Kreises in 90°-Winkel erklärt werden muss.
Diese Anpassungen werden gemeinsam vorgenommen, indem man die Kinder um Vorschläge bittet, diese direkt ausprobiert und über mögliche Fehler nachdenkt. Die Aufgabe des Lehrers besteht darin, die Darstellung der Programmierschnittstelle so weit wie möglich zu vereinfachen, sodass die Kinder nur die Konzepte manipulieren müssen
für die Übung erforderlich sind (und nicht alle Funktionen dieser Schnittstelle).
3. Bewerbung für den Studiengang, Optimierung
Es ist Zeit, das, was Sie aus den vorherigen Schritten gelernt haben, auf unseren Roboterführer anzuwenden! Die von den Kindern gefundenen Bewegungsanweisungen werden in die Schnittstelle eingegeben und der Roboter gestartet. Wir beobachten und korrigieren im Fehlerfall.
Wir können Routen mit zunehmender Komplexität vorbereiten, die sich an der statischen Konfiguration des Geländes (Sackgassen, Einbahnstraßenkorridore) orientieren oder neue Bewegungen des Roboters erfordern (höhere Geschwindigkeit beim Besteigen einer Brücke). Dies ist auch die Zeit, Optimierungsfragen einzuführen. Der Fall des kürzesten Weges wird wie folgt formuliert: Was ist die kürzeste Folge von Anweisungen, um eine gegebene komplexe Route auszuführen? Wenn wir den Begriff einer Programmierschleife einführen und den Bestand an verfügbaren Anweisungen willkürlich einschränken, führen wir den Begriff der Code-Faktorisierung ein (siehe die Lightbot-Übungen).
Lightbot, eine Einführung in die Programmierung in Form eines Spiels (auf Englisch, aber für jeden leicht verständlich).
Kratzen, ist die Website, die sich der grafischen Programmiersprache für Bildungszwecke widmet. (Die meisten programmierbaren Roboter verwenden Scratch oder ein Äquivalent.)
Aktivitätsblatt verfasst von: Bruno Pellier
