Уроки CyberPi (RUS). Методическое пособие для учителя Знакомство с контроллером 9 проектов начального уровня с CyberPi в среде mBlock 5
 Скачать 3.3 Mb.
|
|
Практическая часть [20 минут] Планирование и создание Sound Recorder 3.0 1. Попросите учащихся просмотреть полученные отзывы и придумать список идей для Sound Recorder 3.0. Некоторые идеи по улучшению: © education.makeblock.com 28 o Включите заголовок, который появляется при запуске CyberPi. o Измените цвета текста на экране. o Установите определенную продолжительность записи вместо использования кнопки остановки. o Используйте джойстик для управления громкостью и / или скоростью воспроизведения. o Отобразите текущий уровень громкости на экране или используйте светодиодную ленту, чтобы указать громкость. o Включите светодиодную ленту во время записи. o Используйте джойстик для управления продолжительностью записи, сохраняя продолжительность записи в переменной. 2. Следуя шагам из предыдущего урока, попросите учащихся определить улучшения, написать алгоритм и создать свой проект Sound Recorder 3.0. Выводы [10 minutes] Проектная документация Теперь, когда учащиеся создали многофункциональный диктофон, попросите их написать описание для своего диктофона, объясняющее функции, которые они включили в свою конструкцию. Дополнительные задания o Предложите учащимся собрать отзывы от различных заинтересованных сторон (например, родителей, учителей, друзей и т. Д.). o Попросите учащихся внести улучшения в проект другого учащегося. © education.makeblock.com 29 Предмет: Информатика Продолжительность: 45 минут Уровень сложности: Начальный Цели К концу этого урока студенты смогут: Различать сценическое программирование и программирование устройства. Изучить и описать, как функционирует существующий проект. Создать программу в mBlock, используя CyberPi для управления спрайтами. Изменить существующую программу. Обзор На этом уроке студенты превратят CyberPi в игровой контроллер, объединив программирование устройства и сценическое программирование в mBlock. Студенты изучат примеры программ, чтобы узнать, как CyberPi может контролировать движение спрайта. Затем с помощью парного программирования учащиеся изменят существующую игру, чтобы запрограммировать игровой контроллер CyberPi. Ключевые моменты • Объединение сценического программирования и программирования устройства • Парное программирование • Декомпозиция и абстракция Необходимо для урока • Компьютеры с установленным mBlock 5 или веб-версией mBlock • CyberPi с кабелем USB-C • Pocket Shild (опция) • Примеры программ, включенные в программное обеспечение mBlock: Урок 5 Игровой контроллер © education.makeblock.com 30 CyberPi – Lesson 5 – Chase Game CyberPi – Lesson 5 – Space Adventures План урока (45 минут) Тайминг Контент 5 минут Дискуссия о видеоиграх 15 минут Изучите примеры игр Абстракция и декомпозиция 20 минут Парное программирование Изменение примера проекта 5 минут Уважение интеллектуальной собственности Дополнительные задания Активности Введение [5 минут] Дискуссия о видеоиграх Попросите учащихся обсудить с партнером следующее: o Вы играете в видеоигры? Если да, то как часто? o На каком устройстве или игровой системе вы предпочитаете играть в игры? o Какой ваш любимый игровой контроллер? o Какие особенности делают его вашим любимым? Теоретическая часть [15 минут] Изучите примеры игр 1. Назначьте студентов-партнеров и определите, кто является партнером A, а кто - партнером B. 2. Попросите каждого ученика открыть соответствующий пример проекта: o Партнер A, Lesson 5 – Chase Game o Партнер Б, Lesson 5 – Space Adventure © education.makeblock.com 31 3. Попросите учащихся подключить CyberPi в режиме реального времени и сыграть в игру. 4. Каждый проект сочетает этапное программирование и программирование устройства для создания игры mBlock, управляемой CyberPi. Объясните учащимся следующее: Термин Определение Сценическое программирование Последовательности программных блоков, которые взаимодействуют со спрайтами и фоном сцены в mBlock. Программирование устройства Последовательности программных блоков, которые взаимодействуют с физическими вычислительными устройствами, подключенными в mBlock. 5. Попросите учащихся изучить назначенный им пример программы и различить этапное программирование и программирование устройства. Обратите внимание, что программирование устройств будет происходить на устройствах, перечисленных на вкладке «Устройства», а программирование этапа - на спрайтах и фонах, перечисленных на вкладках «Спрайты» и «Фон». Абстракция и декомпозиция 1. Студенты будут использовать стратегии вычислительного мышления, абстракцию и декомпозицию, чтобы изучить примеры проектов и определить, как изменить существующую игру, чтобы добавить игровой контроллер CyberPi. Они будут использовать абстракцию, чтобы игнорировать или отфильтровывать части программы, которые не нужны для задачи, и использовать декомпозицию, чтобы разбить этапы программирования сцены и программирования устройств, которые необходимы для создания контроллера. Термин Определение абстракция Упрощение проблемы, скрывая, отфильтровывая или игнорируя ненужные детали. декомпозиция Разбиение проблемы на более мелкие части. 2. Попросите учащихся внимательно изучить назначенную им игру и выполнить следующее задание: Игровой контроллер Проблема Вам нужно взять существующую программу и добавить игровой контроллер CyberPi. Воспользуйтесь примером программы, чтобы узнать, как выполнить эту задачу. Испытание Напишите исчерпывающее объяснение взаимодействия CyberPi и сцены в примере игры. © education.makeblock.com 32 Вычислительное мышление Абстракция Поощряйте студентов использовать абстракцию для фильтрации ненужных частей программ, которые не взаимодействуют с CyberPi. Вот некоторые примеры: Space Game o Название, шар, астероиды и спрайты здоровья o Фон o Скрипты «когда я получаю gameStart» Chase Game o Спрайты Title и Bat o Фон o Скрипты «когда я получаю gameStart» Декомпозиция Предложите студентам разложить программу на части. Убедитесь, что учащиеся указали такие особенности, как: o Какие кнопки на CyberPi используются? o Какие спрайты находятся под контролем? o Как кнопки CyberPi управляют спрайтами? 3. С помощью приведенного выше упражнения учащиеся должны были обнаружить следующие блоки: Category Block Function События Отправьте сообщение с одного устройства, спрайта или фона на другое. Используется для синхронизации действий. Управление Условный цикл Выполняет вложенные внутрь действия, если выполняется условие. Сенсоры Используется с условным оператором, чтобы определить, нажимается ли джойстик или перемещается пользователем.. © education.makeblock.com 33 Практическая часть [20 минут] Парное программирование 5. Учащиеся будут работать с партнером, чтобы добавить игровой контроллер CyberPi в существующий проект. Познакомьте учащихся с ролями в парном программировании: Парное программирование Навигатор Отслеживает общую картину и решает, что делать дальше. Ведомый Человек, использующий компьютер, на самом деле пишет код. 6. Попросите учащихся менять роли каждые 3-5 минут во время части урока. Изменение существующего проекта 7. Щелкните Учебники в правом верхнем углу. Выберите "Примеры программ". 8. Выберите метку Stage, чтобы увидеть примеры программ для этой сцены. 9. При парном программировании попросите учащихся выбрать пример программы и изменить сценарии программы, чтобы добавить игровой контроллер. Выводы [5 минут] Уважение интеллектуальной собственности 1. Обсудите важность уважения интеллектуальной собственности и поощрения авторов. 2. Попросите учащихся добавить к своему проекту комментарий, в котором указывается разработчик. Чтобы добавить комментарий, щелкните правой кнопкой мыши на область сценария и выберите «Добавить комментарий». © education.makeblock.com 34 Дополнительные задания • Предложите студентам изучить интеллектуальную собственность, авторское право, творческие ресурсы и ссылки. • Предложите учащимся создать новую игру, включающую сценическое программирование и программирование устройств. • Попросите учащихся добавить в проект название и инструкции к игре. © education.makeblock.com 35 Предмет: Информатика Продолжительность: 45 минут Уровень сложности: Начальный Цели К концу этого урока студенты смогут: Описать, как датчики CyberPi обнаруживают окружающую среду. Отлаживать ошибки в программах в mBlock. Документировать программу, используя комментарии в mBlock. Обзор Узнайте, как встроенные датчики CyberPi отображают громкость и интенсивность света окружающей среды. Студенты узнают о представлении данных и построении графиков значений датчиков. Ключевые моменты Представление данных Отладка программ Что такое датчики Необходимо для урока For the teacher: • Компьютеры с установленным mBlock 5 или веб-версией mBlock • CyberPi с кабелем USB-C • Pocket Shild (опция) • Пример программ, включенные в программное обеспечение mBlock: CyberPi – Lesson 6 – Sensor Meter CyberPi – Lesson 6 – Sensor Meter V2 Урок 6 Данные с датчиков © education.makeblock.com 36 План урока (45 минут) Тайминг Контент 5 минут Данные и общество 15 минут Изучение данных, получаемых от датчиков Данные от датчика звука 20 минут Данные от датчика освещённости 5 минут Документация Дополнительные задания Активности Введение [5 минут] Данные и общество Найдите информацию об устройствах для умного дома, чтобы её его классу. Обсудите, как в этих решениях используются датчики для обеспечения безопасности, удобства и автоматизации для потребителей. Теоретическая часть [15 минут] Exploring Sensor Data 1. Откройте программное обеспечение mBlock 5 или веб-версию mBlock 5. Добавьте CyberPi на вкладке «Устройства» и подключитесь в режиме реального времени. 2. Откройте пример проекта «Lesson 6 - Sensor Meter». Щелкните зеленый флаг, чтобы запустить программу. Обратите внимание на значения CyberPiVolume и CyberPiLightIntensity. 3. Попросите учащихся запустить программу и понаблюдать за показаниями датчиков и графиками в различных сценариях, например: CyberPi на столе Закрытие CyberPi (интенсивность света должна уменьшиться) Включите фонарик на CyberPi (интенсивность света должна увеличиться) Старайтесь вести себя как можно тише (громкость должна уменьшиться). © education.makeblock.com 37 Хлопайте в ладоши или разговаривайте рядом с CyberPi (громкость должна увеличиться) 4. Попросите учащихся определить минимальные и максимальные значения, которые датчики сообщают компьютеру. Обратите внимание, что датчик освещенности и датчик звука имеют диапазон от 0 до 100.. 5. Познакомьте учащихся с блоками, которые используются для датчиков CyberPi.: Категория Блок Функции Сенсоры Сохраняет числовое значение, представляющее интенсивность света, обнаруженную датчиком освещенности на CyberPi. Сохраняет числовое значение, громкости, обнаруженное звуковым датчиком CyberPi. Данные от датчика звука 6. Познакомьте учащихся с блоками, предназначенными для создания линейной диаграммы на CyberPi: Категория Блок Функция Показать Наносит точку на линейной диаграмме на дисплее CyberPi. Изменяет горизонтальный интервал линейной диаграммы. Устанавливает цвет линейного графика. 7. Откройте программное обеспечение mBlock 5 или веб-версию mBlock 5. Добавьте CyberPi на вкладке «Устройства» и подключитесь в режиме реального времени. 8. Попросите учащихся создать следующий сценарий и протестировать программу: © education.makeblock.com 38 Практическая часть [20 минут] Данные от датчика освещённости 1. Попросите учащихся изменить код, включив в него красную линейную диаграмму для интенсивности света. CyberPi должен отображать обе диаграммы одновременно. 2. Некоторые решения сначала могут показаться правильными. Но поощряйте студентов критически мыслить и полностью проверять свое решение. Например, следующий код неправильно отображает данные. При тестировании этого кода вы должны заметить, что громкий звук рядом с CyberPi приводит к увеличению красной и синей линий. 3. Поощряйте студентов продолжать исправлять и отлаживать свой код, пока они не получат правильное решение. Следующее - правильное решение: © education.makeblock.com 39 Выводы [5 минут] Документация При программировании может быть полезно документировать программы, чтобы облегчить их отслеживание, тестирование и отладку. Часто над одним проектом работают несколько программистов. Попросите учащихся использовать комментарии, чтобы объяснить, как работает код. Дополнительные задания Попросите учащихся запрограммировать светодиоды или динамик на реакцию на громкость или интенсивность света. Попросите учащихся добавить в проект название и инструкции к игре. Попросите учащихся запрограммировать спрайт или фон для смены костюмов в зависимости от громкости или интенсивности света. (Обратите внимание, что для хранения каждого значения датчика требуется переменная.) © education.makeblock.com 40 Предмет: Информатика Продолжительность: 45 минут Уровень сложности: Начальный Цели К концу этого урока студенты смогут: • Использовать переменные для хранения значений. • Изменять переменную на основе ввода данных пользователем. • Написать программу в mBlock, которая выполняется, если выполняется условие. Обзор Студенты познакомятся с переменными для создания цветового микшера CyberPi. Эта программа будет использовать джойстик и кнопки для управления значениями цвета R, G, B всех встроенных светодиодов. Также, учащиеся будут использовать условные выражения, чтобы гарантировать, что значения R, G, B не выходят за пределы допустимого диапазона. Ключевые моменты • Хранение данных с переменными • Использование условных операторов Необходимо для урока Компьютеры с установленным mBlock 5 или веб-версией mBlock CyberPi с кабелем USB-C Pocket Shild (опция) Пример программы, включенный в программное обеспечение mBlock: CyberPi – Lesson 7 – Color Mixer Урок 7 Цветовой микшер © education.makeblock.com 41 План урока (45 минут) Тайминг Контент 5 минут Игра с условными операторами 15 минут Хранение данных с переменной Использование условного оператора 20 минут Завершение программы 5 минут Переменные Дополнительные задания © education.makeblock.com 42 Активности Введение [5 минут] Игра с условными операторами 8. Сыграйте со своим классом в игру, похожую на «Саймон говорит», чтобы продемонстрировать условные утверждения. Вместе со своими учениками прочтите каждое утверждение ниже и попросите учеников подчиниться команде. (Не стесняйтесь писать свои собственные команды для своих учеников.) o ЕСЛИ в вашем имени есть буква «S», ЗАТЕМ поднимите руку. o ЕСЛИ у вас есть домашняя кошка, ТОГДА хлопните в ладоши. o ЕСЛИ вы занимаетесь спортом, ТОГДА топайте ногами. o ЕСЛИ на вас носки, ТОГДА прикоснитесь к ногам. o ЕСЛИ ваше любимое мороженое шоколадное, ТОГДА скажите «Ням». 9. Расскажите учащимся, что эти команды являются примерами условных выражений. В программировании условные операторы используются для выполнения определенных действий, если условие истинно. Теоретическая часть [15 минут] Хранение данных с переменными 7. Обсудите со студентами следующее определение: Термин Определение Переменная Величина, которая может изменяться и иметь множество различных значений. 8. Повторите со студентами следующую задачу и алгоритм: Цветовой микшер Описание Проекта Создайте проект, в котором джойстик и кнопки CyberPi управляют значениями R, G, B всех светодиодов © education.makeblock.com 43 Алгоритм Когда джойстик поднят: Увеличьте значение красного (R) всех светодиодов на 5 Когда джойстик опущен: Уменьшите значение красного (R) всех светодиодов на 5 Когда джойстик вытянут вправо: Увеличьте значение зеленого (G) всех светодиодов на 5 Когда джойстик отведен влево: Уменьшите значение зеленого (G) всех светодиодов на 5 Когда нажата кнопка А: Увеличьте значение синего (B) всех светодиодов на 5 Когда нажата кнопка B: Уменьшите значение синего (B) всех светодиодов на 5 9. Чтобы запрограммировать этот проект, необходимо использовать переменную для хранения значения каждого из светодиодов. При запуске CyberPi переменные будут начинаться с нуля (0) и будут регулироваться с помощью джойстика или кнопок. 10. Откройте программное обеспечение mBlock 5 или веб-версию mBlock 5. Добавьте CyberPi на вкладке «Устройства» и подключитесь в режиме реального времени. 11. Перейдите в раздел «Переменные» в области блокировки. Нажмите кнопку "Создать переменную". 12. Назовите новую переменную redValue и оставьте выделенной для всех спрайтов. 13. Познакомьте учащихся со следующими новыми блоками, которые теперь доступны в разделе «Переменные».: |