Aan de slag met LEGO Mindstorms in STEM. Dennis Van Landeghem Educatief medewerker.

Transcriptie

1 1

2 Aan de slag met LEGO Mindstorms in STEM Dennis Van Landeghem Educatief medewerker 2

3 Aan de slag met LEGO Mindstorms in STEM 3

4 Welkom LEGO EV3 training en gebruik in STEM 4

5 5

6 Agenda Verwelkoming Doelstellingen en verwachtingen Introductie van LEGO en LEGO Educatie Maak kennis met de EV3 hardware en software (verkenning) Hands-on (Warm up + mogelijke activiteit) Pauze (10 min) Hands-on (Mogelijke activiteit) 4C het framework Conclusie EV3 in Technopolis Evaluatie 6

7 7 Wie ben jij Wie ben ik?

8 Doelstellingen en verwachtingen Eerste kennismaking met LEGO EV3 Comfortabel zijn met de software en het activiteiten pakket Ideeën krijgen over hoe leiden van een les met behulp van LEGO educatie materialen (4C model) Krijgen van klas-managment tips Bekend zijn met de relevantie van het leerplan Hands - on werken Veel plezier maken 8

9 LEGO Education Gesticht 1980, Gevestigd in Denemarken Het leveren van educatieve oplossingen voor kinderen van één tot 16+ jaar Aanwezig in 60 landen, Grootste land USA, groot in Europa en Australia Betrokken bij grote schoolprojecten in Brazilië, China, Rusland, Zuid-Afrika, Peru en Abu Dhabi Wereldwijd toonaangevend met Robotics in het onderwijs Zeer professionele educatieve partnernetwerk Visie: Inspireer en ontwikkel de leerlingen van morgen 9

10 Weetje van de dag De naam LEGO is een combinatie van volgende Deense woorden "LEg GOdt, Dit wil zeggen Goed Spelen. Enkele jaren later heeft de zoon van de bedenker, Godtfred Kirk Christiansen ontdekt dat het woord LEGO in het Latijns Ik monteer of Ik steek in elkaar betekent 10

11 11

12 Vier C s Connect Construct Contemplate Continue 12

13 EV3 in het STEM curriculum Hoe kan het leren vergemakkelijken? Enkele ideeën... Gebruik een robot om een wetenschappelijk experiment uit te voeren; data te verzamelen,.. Wiskundige problemen oplossen en leren versterken Ontwerpen van makkelijk aanpasbare prototypes Oplossingen voor structuurmatige problemen vinden 13

14 Kennismaking 1 Introductie tot de EV3 hardware 14

15 Wat vinden we terug in de doos? Een kort overzicht van de inhoud van de EV3 basisset Programmeerbare intelligente EV3 steen Motoren Sensoren Kabels Herlaadbare batterij LEGO EV3 steen elementen 15

16 Programmeerbare EV3 steen Vier outputs (motoren) Vier inputs (sensoren) USB, Bluetooth, or Wi-Fi verbinding LCD scherm 16 MB flash memory 64 MB RAM SD Card Port: 32 GB Multiple onboard utilities 1,000 metingen per seconde EV3 steen lichten Geluid 16

17 17

18 EV3 Motoren Two types motorrn Nieuw design voor makkelijke constructie De grote motor is groot en krachtig De medium motor is minder krachtig maar heeft een groter toerental Beide motoren hebben tacho feedback en laten rototies tot 1 graad toe De medium motor is kleiner en lichter en laat zo meer constructies toe 18

19 EV3 Ultrasone Sensor Detectie van afstand Accuraat tot 1 cm Kan naar andere ultrasone sensoren luisteren Nieuw design voor makkelijke constructie De ogen lichten op om de modus te identificeren 19

20 EV3 Kleurensensor Detectie van acht verschillende kleuren Detectie van omgevingslicht, van donker tot zonlicht Detectie van gereflecteerd rood licht Ingebouwde cancelling van achtergrondlicht maakt de sensor betrouwbaarder Nieuw design voor makkelijke constructie 20 Auto ID

21 Gyro Sensor Hoekmodus Gyro Sensor modus Hoek en Gyro Sensor modus Nieuw design voor makkelijke constructie 21

22 Aanrakings Sensor Detectie ingedrukt Detectie losgelaten Detectie botsing Nieuw design voor makkelijke constructie 22

23 23 Herhaling

24 Kennismaking 2 Introductie tot de EV3 software 24

25 25 EV3 Software Overzicht

26 26

27 27

28 28 Programmeerscherm

29 Datalogging Datalogging op de EV3 steen Oscilloscoop modus Live Datalogging Datalogging op afstand Autonome Datalogging Dataset berekeningen Grafiek programming 29

30 30 Herhaling

31 31 Een afstand afleggen

32 Leerdoelen Controle van de motoren De motoren kunnen op verschillende manieren gecontroleerd worden: Aan voor x seconden Aan voor x graden Aan voor x rotaties Motoren kunnen ook aan blijven tot een van de sensoren ze af zet Een bepaalde afstand afleggen Wedstrijd Een stopafstand wordt vermeld Jullie krijgen twee minuten om je programma aan te passen 32

33 33

34 34

35 35

36 Alle robots starten achter de lijn 36

37 37 De robot die het dichtst bij het figuurtje stopt wint!

38 Opdracht 1: Bereken de prestaties van je robot Voer enkele testen uit op afstand in verhouding tot rotaties. Gebruik enkel rotaties. Time Distance Travelled 1 Rotatie cm 2 Rotaties cm 3 Rotaties cm 4 Rotaties cm 5 Rotaties cm 6 Rotaties cm 7 Rotaties cm 8 Rotaties cm 38

39 Motor Controle De motoren kunnen op verschillende manieren gecontroleerd worden: Aan voor x seconden Aan voor x graden Aan voor x rotaties Motoren kunnen ook aan blijven tot een van de sensoren ze af zet 39

40 Een afstand afleggen Wedstrijd Een bepaalde stopafstand wordt vermeld Jullie krijgen 2 minuten om je programma aan te passen zoadat je robot op dit punt stopt Je mag dit programma niet testen Alle robots starten achter de lijn De robot die het dichtst bij het figuurtje stopt wint! 40

41 41 Herhaling

42 Vier C s Connect Construct Contemplate Continue 42

43 43 De zelf rijdende Buggy

44 Leerdoelen Begrijpen van de LEGO leermethode Een eenvoudig programma maken Begrijpen hoe de druksensor werkt De mogelijkheden voor gebruik van EV3 in de lessen wiskunde en wetenschappen zien 44

45 45 Navigatie

46 JE robot laten draaien Robot rijdt vooruit Gebruik van de tankbesturing Eenzelfde positief getal laat de robot vooruit rijden Robot rijdt achteruit Als de getallen niet gelijk zijn, dan draait de robot Als een van de getallen negatief is, dan draait de robot ter plekke Eenzelfde negatief getal laat de robot achteruit rijden 46

47 Bouw de druksensor Bouw de druksensor en verbind met Poort 1 Zorg er voor dat de sensor naar voren gericht is 47

48 Start Rij door de doolhof en parkeer je buggy Programmeer je robot om het parcours af te leggen. Starten doe je met de druksensor Finish 48

49 Verschillende manieren om te draaien Tankbesturing 2 motoren draaien Draaien door vermogen in 2 motoren Draaien met richting veranderen 2 motoren draaien Draaien door draaischuiver Draaien met grote motor 1 motor draait Draaien door vermogen in 1 motor 49

50 Herhaling Wat heb je geleerd over programmeren? Hoe en waar kunnen deze vaardigheden gebruikt worden? Hoe kan je deze activiteit aanpassen? 50

51 Vier C s Connect Construct Contemplate Continue 51

52 Connect Nieuwsgierigheid opwekken Connectie zoeken met iets dat ze al kennen. Motiveren. 52

53 Construct Wanneer je gebouwen construeert met je handen bouw je tegelijkertijd kennis op je in geest. 53

54 Contemplate Vragen stellen aan de leerlingen om te reflecteren. Maak de leerlingen bewust van wat ze geleerd hebben. 54

55 Continue Versterk de nieuw aangeleerde vaardigheden, door ze in een nieuwe opdracht te verwerken. Hou de opdrachten uitdagend om de Flow er in te houden. 55

56 Flow Optimaal leren? Kinderen moeten op hun eigen niveau worden uitgedaagd! Uitdaging Overdreven uitdaging kan leiden tot angst Uitdaging op hun niveau leidt tot optimaal leren Onvoldoende uitdaging kan verveling veroorzaken Mihalyi Csikszentmihalyi Professor at Claremont Graduate University since 1999 Vaardigheden 56

57 EV3 in Technopolis Prijs per sessie 50 Doelgroep: alle graden secundair Reserveren Capaciteit: Min 15 lln, Max 24 lln Duur: 90 Minuten Workshops voor leerkrachten? 57

58 Opmerkingen en Feedback? Bedankt! 58