Upplýsinga Tækniskólinn Um Fréttir

Divide et impera

Vélmenni II

Inngangur

STEM stendur fyrir vísindi, tækni, verkfræði og stærðfræði það má færa rök fyrir því að þessi áfangi innihaldi öll þessi svið vísinda. Það er fátt skemmtilegra en að skapa eitthvað sem byggir á STEM og ég hef fundið fyrir því hjá mínum nemendum. Það að setja saman vélbúnað og gera hugbúnað sem fær vélbúnaðinn til að framkvæma vinnu er eitthvað galdri líkast og veitir nemandanum mikla ánægju. Þetta gerist þó ekki sársauka eða vandalaust enda er og verður ekkert gaman ef hlutinir eru áreynslu eða sársauka lausir. Tilvitnun í Júlíus Sesar þ.e titill "Divide et impera" er eiginlega þema áfangans, að brjóta upp stórt verkefni í minnstu einingar og leysa þær, er þetta hluti af algrímum sem vel menntað hugbúnaðar fólk notar.

Áfangalýsing

Vélmenni II seinni áfangi í vélmennum þar sem nemendur byggja og forrita vélmenni til að leysa hinar ýmsu þrautir. Í áfanganum gera nemendur stórt verkefni sem nemendur hanna sjálfir með annað hvort VEX eða Arduino smátölvum. Nemendur gera verkáætlun og verkefnið er brotið niður í minnstu einingar. Logskrár, verkefnalýsing, auðlindir þ.e vébúnaður og hugbúnaður sem þarf, flæðirit, sauðakóði og innleiðing. Öllu er steypt saman í lokaskýrslu og vef sem er með góðri framsetningu og aðgengilegur .

Verkefnið

Verkefni velja nemendur sjálfir og mega gera það sem þeir vilja innan marka auðlinda sem skólinn hefur og verkefnið tengist ekki ofbeldi þ.e vélmennið getur ekki valdið skaða. Nemendur vinna tveir og tveir saman og farið er sérstaklega yfir góð mannleg samskipti því samvinna skiptir öllu máli. Nemendur byrja á því að vera með hugflæði fund, allar hugmyndir um verkefni eru skráðar niður og þegar nemendur eru komnir með 10 eða fleiri hugmyndir eiga þeir velja þá sem þeim líst best á.

Hugbúnaður

Nemendur í þessum áfanga eiga hafa grunn þekkingu í notkun á C og C++ forritun en það eru þau forritunar mál sem notast er við. Vex edr V5 er hannaður fyrir C++ og C og búist er við að Python bætist við síðar. Arduino notast við C og C++ þó það sé kannski ekki alveg hreint C. Ef nemendur vilja mega þeir t.d nota Rasberry Pi og Python forritun enda er það ekki höfuð atriði þessa áfanga hvaða þróunartól og forritunarmál eru notuð heldur aðferðafræðin. Í þessum áfanga notast nemendur við eftirfarandi hugbúnað:

Vélbúnaður

Carnegie Mellon háskólinn í USA hefur í gegnum tíðina verið einn fremsti háskólinn í heiminum í kennslu og þróun vélmenna. Þeir þróuðu vélbúnað fyrir VEX sem er stofnun með það markmið að auka STEM á meðal ungmenna. STEM stendur fyrir Science, technology, engineering, and mathematics. Í þessum áfanga notast nemendur við eftirfarandi vélbúnað:

Super lyftari

Nemendur fyrri tíma

Lýsing á verkefni

Þegar nemendur hafa ákveðið verkefnið eftir hugflæðifund og valið það áhugaverðasta tekur við að finna út hvað þarf til að leysa það. Hvaða vélbúnað þarf , velja vex V5 , arduino eða rasberry pi, hvaða forritunarmál hentar best og svo framvegis allt eftir því hvernig verkefnið er. Nemendur teikna upp þrautina (verkefnið) sem vélmennið á að leysa, myndræn framsetning er alltaf betri en bara texti og betra að átta sig á því hvað vélmennið þarf að gera og í hvaða röð. Nemendur skrá niður aðgerðinar og í hvaða röð þær eru framkvæmdar og gera flæðirit og eða sauðakóða (sudocode)

Flæðirit

Flæðirit og sauðakóði eru tól til að hjálpa nemandanum að sjá fyrir sér lausn á myndrænan hátt, það reynist stundum erfitt að fá nemendur til að nota þessa aðferðarfræði því þeir vilja strax henda sér í það og kóða :-). En það reynist oftar en ekki hið versta mál sem endar í kóða sem er ljótur og virkar ekki. Fyrri áfangi Vélmenni I er þó þannig að nemendur verða að gera flæðirit og ættu því að vera orðnir nokkuð færir í því. Tólið sem nemendur nota er draw.io sem er frítt og á vefnum og hannað til að vinna í skýinu (github).

flæðirit af mögulegri aðgerð

Verkáætlun

Nemendur gera verkáætlun (gantrit) þetta er gert til að þeir fái betri mynd um verkferlið og hvað þarf að gera og hvenær. Tólið sem þeir kynnast aðeins er Visio sem er hluti af microsoft hugbúnaði sem fylgir Office pakkanum. Myndin hér til hliðar er því miður mjög smá því þetta er tímaplan sem nær yfir stóran flöt og verður því lítil ef koma á myndinni fyrir á vefsíðu :-(

Prófanir

Prófanir eru mjög áreiðandi, hvaða röð og hvað er prófað. Eins og áður hefur komið fram brjóta nemendur verkefnið uppí smærri einingar, þessar einingar (föll) eru prófaðar hver fyrir sig. Málið er síðan að setja þetta saman og láta t.d eitt fall virka með öðru og svo koll af kolli. Að lokum er síðan gerð pófun á öllu kerfinu. Þessi hluti er tímafrekastur því oftar en ekki koma upp vandamál sem þarf að tækla og taka nokkur skref til baka. Þetta er þannig að við tökum tvo skerf áfram og eitt til baka en að lokum komust við á enda :-)

Heimildir

Nemendur verða vera með heimildaskrá, skrá hjá sér allar þær vefsíður og bækur sem þeir skoðuðu og nýttu efni úr, það sama á við um kóða sem þeir fá annarstaðar frá og nýttu sér í verkefninu.

Dagbækur

Nemendur halda dagbók þar sem þeir skrá hvað þeir gerðu, þetta á að vera stutt lýsing á því sem gert var þann daginn. Með því að halda dagbók sem félagi nemandans hefur aðgang að þá verða allir meðvitaðir um hvað er verið að gera og hvenær.

Viðauki

Nemendur hafa viðauka í skýrslunni (vefsíðunni) þar sem allt aukaefni er geymt en er ekki beint í skýrslunni þetta geta verið myndir sem teknar voru í vinnsluferlinu svo dæmi sé tekið.

Lights

Lights

1 2 3 4 5 »