飓风灾难恢复–乐高工程

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我在奥兰多附近佛罗里达州中部的一所中学教机器人课。 我的班级大多是6年级,只有少数7年级学生,每班有30至32名学生。

2017年9月,艾玛飓风对我们地区造成了影响。 由于电力中断以及需要修复学校建筑物的损坏,我们损失了一周的学校学习时间。 作为我的机器人课程的最终项目,并受到了 伊恩·乔·米勒(Ian Chow-Miller)关于学生搜索和救援机器人的视频,我创建了一个飓风后果委员会,其中有多个任务供学生选择。

有关挑战任务和评估规则的完整说明,请参见下文。

飓风后任务委员会

学生必须以三人一组的方式设计,构建和编程机器人,以完成董事会中的至少一项任务。 他们从完成工程设计过程的第一步开始(请参阅LEGOFinalProjectEDP)。 我使用 Doctopus 为每个团队分配一个文档,以便他们可以同时处理所有文档。 我还可以检查看看所有三个学生都做出了贡献。 一旦他们有了合理的机器人设计和程序算法,便可以开始构建。

每个学生在团队中都有特定的角色:他们可以是领班,秘书或材料经理。

  • 领班使小组始终专注于任务。
  • 秘书确保所有必要文件均已完成并上交。
  • 物料经理会发现完成构建所需的任何多余零碎的零件,并确保在该阶段结束时将所有零件拾起并收起。

此外,所有学生均应参与建筑和编程。

挑战

您可以在乐高表上看到灾区。

  • 您的机器人必须在启动区域中的某处启动。
  • 您的机器人车轮可能不会进入“水中”。
  • 除非您的任务不允许,否则您可能会越线。
  • 注意不要杀死牛。 如果这样做,您将损失5分。

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任务是:

碎屑

  • 有一条被杂物覆盖的道路。 您必须清除它,以便紧急车辆可以上路。 您可以:
    a)清除杂物,将其移动到黑线之外,或者
    b)收集碎片并将其带回家。 在清理时,请留在道路线内。
  • 哇! 如果您将其放入黑色垃圾箱,则要点。

人们

  • 这条河流进了被水淹没的湖泊。
  • 营救被困在房屋屋顶上的人们。
  • 让他们重新开始。

  • 这条河上的桥已经被扫走了。
  • 铺设新桥,过河。

树木

  • 树木被打倒了-至少捡起一棵树,然后重新放回原处。
  • 哇! 点,如果您删除多个。
  • 哇! 如果他们进入马路对面的黑色垃圾箱则要点。

  • 将汽车从河里驶出,然后将其带回起点。
  • 哇! 如果您将其放入垃圾箱则要加分。

指示

您只需要执行一(1)个任务。 您可以为获得更多信用而做更多的事情。

团队选择任务后,请在共享文件夹中填写最终项目计划文档。 您的团队将处理SAME文档。

在完成计划文件之前,您不得触摸机器人浴盆或机器人。

这是您在计划文档中需要的:

  1. 一段描述您选择的任务的段落,说明选择该任务的原因。
  2. 对本项目的机器人设计进行一些研究。 提供至少三个站点的重要信息的URL和项目符号。
  3. 开发三个好的解决方案–可能的机器人结构。
  4. 选择最佳解决方案。
  5. 解释为什么您认为这是最好的解决方案。
  6. 描述或绘制机器人设计。
  7. 编写用于开发程序的算法。 这是一组分步说明,例如:
    • 机器人向前移动30厘米
    • 机器人向左旋转90度
    • 手臂上升120度

在设计和构建机器人时,请一遍又一遍地阅读专栏(请参阅下文),以确保您包括所有要求。

您的程序必须添加注释并上交。

专栏

准备(Google文档)可用积分
一段描述您选择的任务和原因5
描述您的研究的段落5
三种解决方案5
最佳解决方案和原因5
机器人设计说明5
描述您的程序算法的段落5
准备小计30
介绍
适当的机器人设计10
计划周密的运动5
适合任务的附件10
机器人速度变化5
至少使用一个传感器10
机器人稳定可靠5
性能是自主的5
任务成功完成5
充电端口易于使用5
哇因素! (额外信用)(5)
演示小计60
带注释的程序已上交10
全部的100

结果

以下是有关结果的一些视频。 第一个视频显示了机器人执行的三个任务(碎片,树木和汽车),两个视频显示了执行People任务的尝试失败,两个视频显示了针对碎片任务的不同解决方案。

这是我们最成功的机器人,负责执行“碎片”,“树木”和“汽车”任务。

尝试执行People任务。

在People任务中的另一个不错的尝试。

碎片任务的简单解决方案。

碎片任务的另一种方法。

感言

尽管整个班级都看过Ian Chow-Miller的“搜索和救援”机器人视频,但很少有学生意识到他们像这些任务,因此直到我提出建议之前,他们都没有在研究段落中引用它们。 我必须找到一种方法使这一点更加明显。 下次,我可能会进行全班脑力激荡课程,分析每个任务,也许还会与他们一起进行一些研究,以便每个人都能对所有任务有想法。

起初我很失望,几乎每个人都在使用被动附件。 我认为部分原因是因为我们失去了太多的上学时间,所以我们不得不削减某些课程,而且他们没有太多时间考虑附件。 我在简短的复习课程中介绍了动力附件,许多团队重新设计了机器人以使用它们。

总的来说,这是一个非常成功的挑战。 尽管结果各不相同,但我看到了一个学期都没有见到的投入和工作水平。 任务的设计范围从非常简单到绝对具有挑战性,以便学生可以选择自己认为适合的水平进行任务,或者尝试在自己的舒适范围之外进行尝试。 即使是最不感兴趣的学生也尽了最大的努力,并渴望生产出一个可以工作的机器人。 一个团队尝试了所有五个任务,成功完成了三个任务,另一些团队则执行了两个任务。 每个团队至少完成了一项任务。

以下两个选项卡更改了下面的内容。
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我在佛罗里达州中部教授中学机器人技术。 我可能花在学习上的时间比在教学上花费的时间多,但这使我和我的学生都对生活充满了兴趣。 我喜欢能够与机器人合作。

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