LEGO® MINDSTORMS EV3 coreset

Bemanning samenstellen

Ontwerp, bouw en programmeer een robot die naar de maanbasis kan navigeren, de gezagvoerder kan oppikken en haar in de basiszone kan afzetten.

90-120 min.
Gevorderd
Groep 8 tot het tweede jaar
Ondersteuning voor de leraar

Leerlingen:

  • Laten zien hoe goed ze een missie kunnen oplossen
Deze les maakt gebruik van de volgende besturingssystemen:
device_logo

21e Eeuwse vaardigheden: computational thinking

  • De leerlingen leren door testen en aanpassen een zo optimaal mogelijk ontwerp maken;
  • De leerlingen leren digitale tools kiezen en gebruiken om een ontwerpproces vorm te geven.

21e Eeuwse vaardigheden: communiceren en samenwerken

  • De leerlingen leren communiceren en samenwerken om een gezamenlijk doel te bereiken.

Kerndoelen PO en VO

  • De leerlingen leren oplossingen voor technische problemen ontwerpen, deze uitvoeren en evalueren. (PO KD 45, VO KD 32, 33).

Lesson Plan

Lesplan

1. Voorbereiding

  • Lees het materiaal voor de leerlingen in de EV3 Classroom-app goed door.
  • Verzamel informatie over hoe astronauten zich voorbereiden op ruimtemissies.
  • Als je denkt dat het nodig is, kun je een aantal lessen besteden aan het doorlopen van de robottrainer-module in de app. Hierdoor kunnen jouw leerlingen vertrouwd raken met LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.
  • Om deze les af te kunnen ronden, moeten jouw leerlingen de acht modellen van de Space Challenge bouwen en de challengemat opzetten.
  • Als je geen blokuur hebt, kun je deze les over meerdere sessies verspreiden.

Deel A

2. Activeren (10 min.)

  • Maak gebruik van de ideeën in het deel Start een gesprek hieronder om je leerlingen te betrekken bij een gesprek over deze missie.
  • Vertel meer over het doel, de regels en de prestatiebadges die bij deze missie horen.
  • Verdeel je klas in teams.

3. Onderzoeken (25 min.)

  • Laat je leerlingen ideeën bedenken om de missie te volbrengen.
  • Moedig ze aan om meerdere prototypes te maken om zowel het bouwen als het programmeren uit te proberen.
  • Laat de teams enige tijd zelfstandig werken zodat ze hun oplossingen kunnen bouwen en testen.

4. Uitleggen (10 min.)

  • Breng een gesprek op gang over de belangrijkste kenmerken die de robot moet hebben om naar de maanbasis te kunnen navigeren en de gezagvoerder op te kunnen pikken.

Deel B

5. Uitbreiden (45 min.)

  • Laat elk team oefenen met het opstellen van hun robot en deze op een missie sturen om de gezagvoerder op te pikken.
  • Laat ze verder werken aan hun robots tot ze klaar zijn voor de officiële test.
  • Zorg dat er ook nog tijd overblijft voor het opruimen.

6. Evalueren

  • Beloon de teams met prestatiebadges en baseer je hierbij op hoe goed ze de missie hebben opgelost.
  • Beoordeel de mate van creativiteit van de oplossing en hoe goed het team heeft samengewerkt.
  • Je kunt gebruikmaken van de meegeleverde suggestie voor evaluatierubrieken om dit eenvoudiger te maken.

Start een gesprek

Tijdens een bemande missie naar Mars krijgt de bemanning te maken met duisternis, weinig zwaartekracht en afzondering. Op een maanbasis kan de bemanning hier zowel fysiek als mentaal op worden voorbereid. Op Antarctica staat een onderzoeksstation waar de omstandigheden van missies naar Mars kunnen worden gesimuleerd.

Stel je leerlingen de volgende vragen om ze te betrekken bij een gesprek over hoe astronauten trainen voor en zich voorbereiden op ruimtemissies:

  • Wat is een astronaut?
  • Hoe kunnen astronauten zich voorbereiden op ruimtemissies?

Doel van de missie
De robot navigeert naar de maanbasis, pikt de gezagvoerder op en zet haar af in de basiszone.

Voorbeeldoplossing voor deze missie:

Video preview

Missieregels
Er zijn vijf regels die voor alle missies van de Space Challenge gelden: Zorg ervoor dat je leerlingen van alle regels op de hoogte zijn voordat ze aan de slag gaan:

  • Je robot moet elke missie starten in de basiszone.
  • Je robot moet de basiszone verlaten voordat hij een missie uitvoert.
  • De robot is met succes teruggekeerd wanneer een onderdeel van de robot een willekeurig deel van de lijn die de basiszone afbakent, overschrijdt.
  • Je mag je robot niet aanraken wanneer deze zich buiten de basiszone bevindt.
  • Als je de robot aanraakt wanneer deze zich volledig buiten de basiszone bevindt en een voorwerp vasthoudt, moet je het voorwerp terug op zijn oorspronkelijke plaats leggen en moet je de missie overdoen.

Prestatiebadges bij de missie
Er zijn vier soorten prestatiebadges. Vertel de teams dat ze een prestatiebadge krijgen op basis van hoe goed ze de missie hebben voltooid. Raadpleeg het deel evaluatiemogelijkheden hieronder voor een omschrijving van de prestatiebadges die bij deze missie horen.

Bouwtips

Oplossingen met een open einde
Dit project is zo ontwikkeld dat elke leerling of team een eigen oplossing kan vinden. Stel de teams de volgende vragen om hen te helpen bij het bedenken van oplossingen voor deze missie:

  • Kun je manieren bedenken waarop de robot naar de maanbasis kan navigeren?
  • Welk gemotoriseerd mechanisme kun je gebruiken om de gezagvoerder op te pikken?

Voorbeeldoplossing voor de missie
De voorbeeldoplossing voor de missie bestaat uit de volgende oplossingsuitbreidingen:

De missie uitvoeren
Plaats het model van de voorbeeldoplossing op startpositie 2 op de challengemat en voer de missie uit. Zorg ervoor dat de bemanningsmodule dezelfde positie heeft als in de video.

Video preview

Probleemoplossing bij de missie
Gebruik de kleursensor in de kleurmodus om te detecteren wanneer de robot de maanbasis op de challengemat heeft bereikt. Gebruik de kleursensor in de modus Intensiteit gereflecteerd licht om de gezagvoerder te identificeren. Als de kleursensor geen kleurveranderingen op de challengemat detecteert, moet je de sensor kalibreren.

Programmeertips

Programma voor de oplossing

Belangrijk
Dit programma hoort uitsluitend bij het hierboven beschreven model van de voorbeeldoplossing. Als gevolg van verschillen in wrijving, batterijcapaciteit, lichtomstandigheden en de staat van de LEGO® onderdelen, zal je het programma nog moeten aanpassen. Probeer echter eerst de startpositie van de robot in de basiszone iets aan te passen, voordat je wijzigingen aanbrengt.

Differentiatie

Vereenvoudig deze les door:

  • Je leerlingen te helpen uitzoeken hoe ze kunnen detecteren wanneer de robot de maanbasis heeft bereikt
  • Je leerlingen de les Kleuren en lijnen in de robottrainer-module te laten voltooien voordat ze met deze missie aan de slag gaan
  • Samen leren en elkaar ondersteunen aan te moedigen

Maak deze les wat moeilijker door:

  • De positie van de twee astronauten willekeurig te wijzigen en de leerlingen een programma te laten maken dat op deze variabele reageert
  • De leerlingen minder tijd te geven voor het oplossen van de missie
  • De leerlingen uit te dagen om de kleursensor te gebruiken om deze missie op te lossen
  • Ontwerpbeperkingen op te leggen, bijvoorbeeld door het aantal LEGO® elementen te beperken of elk soort LEGO element een bepaalde prijs te geven en een maximale uitgave per robot in te stellen

Evaluatiemogelijkheden

Observatiechecklist docent
Maak naar eigen inzicht een schaalverdeling, bijvoorbeeld:

  1. Gedeeltelijk uitgevoerd
  2. Volledig uitgevoerd
  3. Boven verwachting uitgevoerd

Gebruik de volgende criteria om de voortgang van je leerlingen te beoordelen:

  • Leerlingen hebben een robot ontworpen die aan de vereisten van de missie voldoet.
  • Leerlingen hebben creatieve oplossingen bedacht en verschillende soorten oplossingen in overweging genomen.
  • Leerlingen hebben als team samengewerkt om de missie te voltooien.

Prestatiebadges
Beloon de teams met prestatiebadges en baseer je hierbij op hoe goed ze de missie hebben opgelost.

  • Brons: Het team heeft niet de gezagvoerder maar een andere missiespecialist opgepikt.
  • Zilver: Het team is erin geslaagd de gezagvoerder op te pikken, maar is niet teruggekeerd naar de basiszone.
  • Goud: Het team heeft de gezagvoerder opgepikt en is teruggekeerd naar de basiszone.
  • Platina: Het team heeft de gezagvoerder opgepikt en is teruggekeerd naar de basiszone. Bovendien heeft het team naast de algemene vereisten van de missie nog extra functies aan het ontwerp toegevoegd.

Zelfevaluatie
Laat alle leerlingen een prestatiebadge kiezen die volgens hen het best hun prestatie weergeeft.

  • Brons: We hebben ons best gedaan onder erg moeilijke omstandigheden.
  • Zilver: We hebben wat tegenslagen gehad, maar toch zijn we doorgegaan tot het eind van de missie.
  • Goud: We hebben de missie voltooid en een uitstekend resultaat behaald.
  • Platina: We hebben de missie niet alleen voltooid, maar ook originele en effectieve functies aan ons ontwerp toegevoegd.

Taaluitbreiding

Laat de leerlingen voor de ontwikkeling van hun taalvaardigheid:

  • Een presentatie of video maken over de beste functies en prestaties van hun robot
  • Een presentatie maken waarin ze een aantal belangrijke kenmerken van hun programma bespreken

Opmerking: Hiermee wordt de les langer.

Carrièrelinks

Leerlingen die deze les leuk vonden, zijn misschien geïnteresseerd in een van de studierichtingen:

  • Informatietechnologie (computerprogrammering)
  • Productie en techniek (pre-engineering)
  • Wetenschap, technologie, techniek en wiskunde (techniek en technologie)
Ondersteuning voor de leraar

Leerlingen:

  • Laten zien hoe goed ze een missie kunnen oplossen
Deze les maakt gebruik van de volgende besturingssystemen:
device_logo

21e Eeuwse vaardigheden: computational thinking

  • De leerlingen leren door testen en aanpassen een zo optimaal mogelijk ontwerp maken;
  • De leerlingen leren digitale tools kiezen en gebruiken om een ontwerpproces vorm te geven.

21e Eeuwse vaardigheden: communiceren en samenwerken

  • De leerlingen leren communiceren en samenwerken om een gezamenlijk doel te bereiken.

Kerndoelen PO en VO

  • De leerlingen leren oplossingen voor technische problemen ontwerpen, deze uitvoeren en evalueren. (PO KD 45, VO KD 32, 33).