De MSL-robot bevrijden

1. Voorbereiding

• Lees het materiaal voor de leerlingen in de EV3 Classroom-app goed door.
• Verzamel informatie over planeetrovers en hoe deze worden ingezet voor ruimteverkenning.
• 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 krater te kunnen navigeren en de MSL-robot te kunnen bevrijden.

Deel B

5. Uitbreiden (45 min.)

• Laat elk team oefenen met het opstellen van hun robot en met deze op een missie sturen om de MSL-robot te bevrijden.
• 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.

De MSL-robot (Mars Science Laboratory) is een radio-isotoop thermo-elektrisch aangedreven robot die sinds 2012 het oppervlak van Mars onderzoekt. De robot is uitgerust met verschillende boren, scheppen en ander gereedschap waarmee hij het klimaat en de geologie van Mars kan bestuderen.

Stel je leerlingen de volgende vragen om ze te betrekken bij een gesprek over de rol die planeetrovers spelen in het verkennen van de ruimte:

• Wat zijn planeetrovers?
• Hoe kunnen ze de mensen helpen bij het verkennen van de ruimte?

Doel van de missie
De robot navigeert naar de krater en bevrijdt de MSL-robot, zodat alle zes de wielen van deze laatste weer stevig op het oppervlak van Mars staan.

Voorbeeldoplossing voor deze missie:

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.

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 krater kan navigeren?
• Welk gemotoriseerd mechanisme kun je gebruiken om de MSL-robot te bevrijden?

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

• Rijbasis
• Overbrengingsmodule
• Verzamelaarsmodule

De missie uitvoeren
Plaats het model van de voorbeeldoplossing op startpositie 1 op de challengemat en voer de missie uit. Zorg ervoor dat de verzamelaarsmodule dezelfde positie heeft als in de video.

Probleemoplossing bij de missie
Adviseer leerlingen die vastlopen bij de stukjes steen die voor de krater liggen, om eerst de missie Steentjes terugbrengen te voltooien.

Programma voor de oplossing

Vereenvoudig deze les door:

• De stukjes steen die voor de krater liggen, te verwijderen
• Je leerlingen te helpen uitzoeken hoe ze de MSL-robot kunnen bevrijden zodra hun robot op de top van de krater is aangekomen
• Je leerlingen de les Vastpakken en loslaten 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 leerlingen minder tijd te geven voor het oplossen van de missie
• Ontwerpbeperkingen op te leggen, bijvoorbeeld door het aantal LEGO^® elementen te beperken of elk LEGO element een bepaalde prijs te geven en een maximale uitgave per robot in te stellen

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 de robot niet uit de krater weten te bevrijden, maar ze hebben wel een goede poging gedaan.
• Zilver: Het team heeft de robot weten te verplaatsen, maar deze staat nog niet helemaal los van de krater of nog niet alle wielen raken het oppervlak van Mars.
• Goud: Het team heeft de robot uit de krater weten te bevrijden en alle zes de wielen staan stevig op het oppervlak van Mars.
• Platina: Het team heeft de robot uit de krater weten te bevrijden en alle zes de wielen staan stevig op het oppervlak van Mars. 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.

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.

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)