معسكر التدريب 3: التفاعل مع الخطوط
اكتب برامج باستخدام مستشعر الألوان لجعل قاعدة القيادة ذاتية الحركة.
خطة الدرس
1. الإعداد
- اقرأ المواد الطلابية في تطبيق SPIKE™ من LEGO® Education.
- ستحتاج في هذا الدرس إلى خطٍ أسود سميك على سطحٍ أبيض أو فاتح اللون.
▷ ارسم خطًا أسودًا على صفحة من الورق الأبيض
▷ استخدم شريطًا كهربائيًا على سطحٍ فاتح اللون
▷ اطبع مستند "أفكار الخطوط" المتوفر بصيغة PDF
▷ استخدم محورًا أسودًا احتياطيًا من مجموعة LEGO SPIKE Core
2. المشاركة (5 دقائق)
- استعن بالأفكار الموجودة في قسم "إثارة مناقشة" أدناه لإشراك طلابك في نقاش متعلق بهذا الدرس.
- استعن بمقطع الفيديو لشرح الدرس.
3. الاستكشاف (20 دقيقة)
- اجعل الطلاب يعملون في أزواجٍ لبناء قاعدة القيادة مع مستشعر الألوان.
- اطلب منهم تشغيل حزمة البرمجة الأولى لجعل روبوت قاعدة القيادة التدريبي خاصتهم يتحرّك للأمام ويتوقف في وضعٍ متعامد مع الخط الأسود.
- اجعلهم يجربون حزمة البرمجة الثانية ثم يصفون ما يحدث.
4. الشرح (5 دقائق)
- أجرِ مناقشة عن كيفية اكتشاف مستشعر الألوان للخط الأسود.
5. التوضيح (15 دقيقة)
- اجعل الطلاب يعملون على البرنامج التالي لجعل قاعدة القيادة خاصتهم تتبع خطٍ أسود.
- اطلب منهم تحسين هذه البرمجة لإنشاء برنامجٍ أفضل لتتبع الخط.
6. التقييم
- قدم ملاحظات على أداء كل طالب.
- يمكنك الاستعانة بنماذج التقييم المتوفرة لتبسيط العملية.
إثارة مناقشة
استخدم هذه الأفكار لإشراك الطلاب في مناقشة عن ميادين المسابقات والخطوط التي غالبًا ما تكون جزءًا منها.
- اسأل الطلاب كيف يمكنهم استخدام هذه الخطوط لمساعدتهم في جعل برنامج قاعدة القيادة الخاص بهم أكثر فعالية.
- اشرح مختلف أنواع الخطوط والتقاطعات:
▷ الخطوط الرفيعة
▷ الزوايا القائمة
▷ خطوط مفترق الطرق على شكل حرف T
▷ الخطوط المتقطعة
▷ الخطوط السوداء يقطعها خط ملوّن
اجعل الطلاب يشاهدون مقطع الفيديو هذا لمعرفة ما هم على وشك القيام به.
نصائح البناء
قاعدة القيادة البسيطة مع مستشعر الألوان
استخدم نموذج قاعدة القيادة البسيطة مع مستشعر الألوان. وتذكر أن تستخدم مشابك الكبلات.
استخدام مستشعر الألوان
يمكن استخدام مستشعر الألوان بوضعين مختلفين لحل هذا التحدي (أي وضع اللون أو وضع شدة الضوء المنعكس).
يتميز وضع شدة الضوء المنعكس لمستشعر الألوان بأنه يعطي دقة قصوى. اتباع خطٍ عبارة عن كشفٍ تبادلي للونين اثنين أو قيمتين من شدة الضوء المنعكس. اقضِ بعض الوقت مع الطلاب لاستكشاف الطرق التي يستخدمها المستشعر لتبليغ القيم. على سبيل المثال:
استخدام المحركات في وضع الطاقة
عند تشغيل محرك باستخدام وضع السرعة المنظمة، ترسل وحدة التحكم الرئيسية الطاقة (الجهد الكهربي) تدريجيًا إلى المحركات للوصول إلى السرعة المطلوبة وإبقاء هذه السرعة ثابتة، بغض النظر عما إذا كانت قاعدة القيادة تتحرك على سطحٍ مستوٍ أو على منحدرٍ.
عند تشغيل محرك في وضع الطاقة، ترسل وحدة التحكم الرئيسية الطاقة (الجهد الكهربي) المطلوبة فورًا إلى المحركات.
وفي حالة متتبع الخط، وحيث أن قاعدة القيادة تحتاج إلى إجراء حركات صغيرة وسريعة (تكون على الأرجح دون 10 درجات متـأرجحة بين المنطقتين البيضاء والسوداء)، فإن البرمجة باستخدام وضع الطاقة تكون أكثر تفاعلية، ما يترتب عليه تتبع أكثر دقة للخط.
ستجد هذا القالب في ملحق "قوالب محرك إضافية" (More Motors).
نصائح البرمجة
البرنامج الرئيسي
حل ممكن
البرامج الأخرى
التمايز
بسِّط هذا الدرس عن طريق:
- شرح وضع شدة الضوء المنعكس لمستشعر الألوان
▷ تعرّف على المزيد عن مستشعر الألوان في قسم التعليمات في تطبيق SPIKE.
انتقل بهذا الدرس إلى المستوى التالي عن طريق:
- تحدي طلابك لتعديل برامجهم لتتبع خطوط بأحجام وألوان وأشكال مختلفة
فرص التقييم
القائمة المرجعية لملاحظات المعلم
أنشئ مقياسًا يناسب احتياجاتك، على سبيل المثال:
- منجز بصورة جزئية
- منجز بالكامل
- منجز بصورة تتجاوز الهدف المحدد
استعن بمعايير النجاح التالية لتقييم مدى تقدم الطلاب:
- يمكن للطلاب برمجة قاعدة القيادة خاصتهم للتفاعل مع الخطوط باستخدام مستشعر الألوان.
- يمكن للطلاب استخدام العبارة الشرطية "IF ELSE" في برنامجهم لإعداد برنامجٍ بسيط لتتبع الخط.
- يمكن للطلاب تحسين برنامج تتبع الخط الخاص بهم ليكون أكثر دقة.
التقييم الذاتي
اطلب من كل طالب اختيار وحدة البناء التي يشعر أنها أفضل تمثيل لأدائه.
- أزرق: لقد جعلنا قاعدة القيادة الخاصة بنا تتوقف عند خطٍ متعامد.
- أصفر: لقد برمجنا قاعدة القيادة الخاصة بنا على تتبع خط.
- بنفسجي: لقد عدّلنا برنامج تتبع الخط الخاص بنا لتحريك قاعدة القيادة على نحوٍ أسرع وأكثر فعالية.
تقييم الأقران
شجّع الطلاب علي إبداء الملاحظات للآخرين عن طريق:
- حث كل طالب على تقييم أداء الآخر باستخدام مقياس "وحدات البناء الملونة" المشار إليه أعلاه.
- اطلب منهم تقديم ملاحظات بناءة لبعضهم البعض حتى يتمكنوا من تحسين أداء مجموعتهم أثناء الدرس القادم.
ملحق فنون اللغة
لدمج تنمية مهارات فنون اللغة:
- قدّم برنامجًا يسمى متتبع الخطوط المتمايزة (انظر قسم نصائح البرمجة) واجعل الطلاب يحاولون كشف آلية عمل البرنامج.
- اطلب من الطلاب تقييم أداء هذا البرنامج مقارنة ببرامجهم السابقة لتتبع الخط.
ملاحظة: يصلح ذلك لدرس أطول.
ملحق الرياضيات
لإدماج تنمية المهارات الحسابية:
- اطلب من الطلاب استخدام هذه المصطلحات لشرح آلية عمل برنامج تتبع الخط عند استخدام شدة الضوء المنعكس لمستشعر الألوان:
▷ قيمة الحد
▷ القيمة المتوسطة
▷ أكبر من، أقل من
▷ النطاق
▷ النسبة المئوية
ملاحظة: يصلح ذلك لدرس أطول.
الروابط المهنية
قد يرغب الطلاب الذين استمتعوا بهذا الدرس في استكشاف هذه المسارات المهنية:
- تكنولوجيا المعلومات (تطبيقات تكنولوجيا المعلومات)
- التصنيع والهندسة (تكنولوجيا الآلات)
- التصنيع والهندسة (العلوم المؤهلة للهندسة)
دعم المعلم
سيقوم الطلاب بما يلي:
- برمجة قاعدة القيادة خاصتهم على التوقف عند خطٍ أسود.
- برمجة قاعدة القيادة خاصتهم على اتباع خطٍ أسود.
[مجموعة SPIKE™ Prime من LEGO® Education] (https://education.lego.com/en-us/products/lego-education-spike-prime-set/45678)
UAE MOE DTI Standards – AND - (G6 2.1.2), (G7 2.1.2), (G8 2.1.2):
Explain the importance of meeting the expectations of the users.
UAE MOE DTI Standards – AND - (G7 2.4.2):
Explain the interrelationships of parts in their designs and models.
UAE MOE DTI Standards – AND - (G8 2.4.1):
Develop/evaluate innovative design through discussion, annotated sketches, cross-sectional and exploded diagrams, prototypes, pattern pieces, and computer-aided design.
UAE MOE DTI Standards – Implementation – G6 – Planning:
Demonstrate confidence in developing, modifying, and evaluating implementation plans.
**رياضيات: 6.11.1.1
تلخيص البيانات العددية باستخدام المتوسط الحسابي
مادة الطالب
ورقة عمل الطالب
قم بالتنزيل أو العرض أو المشاركة كصفحة HTML عبر الويب أو كملف PDF قابل للطباعة.