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

1

Aan de slag met LEGO Mindstorms in STEM Dennis Van Landeghem Educatief medewerker [email protected] www.technopolis.be

2

Aan de slag met LEGO Mindstorms in STEM

3

Welkom LEGO EV3 training en gebruik in STEM

4

5

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

Wie ben jij – Wie ben ik?

7

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

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

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

Vier C’s

Connect

12

Construct

Contemplate

Continue

EV3 in het STEM curriculum Hoe kan het leren vergemakkelijken? Enkele ideeën...

13



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

Kennismaking 1 Introductie tot de EV3 hardware

14

Wat vinden we terug in de doos? •

15

Een kort overzicht van de inhoud van de EV3 basisset • Programmeerbare intelligente EV3 steen • Motoren • Sensoren • Kabels • Herlaadbare batterij • LEGO EV3 steen elementen

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

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

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

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 Auto ID 20

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

21

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

22

Herhaling

23

Kennismaking 2 Introductie tot de EV3 software

24

EV3 Software Overzicht

25

26

27

Programmeerscherm

28

Datalogging 

Datalogging op de EV3 steen



Oscilloscoop modus



Live Datalogging



Datalogging op afstand



Autonome Datalogging



Dataset berekeningen



Grafiek programming

29

Herhaling

30

Een afstand afleggen

31

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

32

•

Een stopafstand wordt vermeld

•

Jullie krijgen twee minuten om je programma aan te passen

33

34

35

Alle robots starten achter de lijn

36

De robot die het dichtst bij het figuurtje stopt wint!

37

Opdracht 1: Bereken de prestaties van je robot Voer enkele testen uit op afstand in verhouding tot rotaties. Gebruik enkel rotaties. Time

38

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

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

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

Herhaling

41

Vier C’s

Connect

42

Construct

Contemplate

Continue

De zelf rijdende Buggy

43

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

Navigatie

45

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

Bouw de druksensor 

Bouw de druksensor en verbind met Poort 1



Zorg er voor dat de sensor naar voren gericht is

47

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

Start

Finish

48

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

49



1 motor draait



Draaien door vermogen in 1 motor

Herhaling 

Wat heb je geleerd over programmeren?



Hoe en waar kunnen deze vaardigheden gebruikt worden?



Hoe kan je deze activiteit aanpassen?

50

Vier C’s

Connect

51

Construct

Contemplate

Continue

Connect

•

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

52

Construct

•

53

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

Contemplate

•

Vragen stellen aan de leerlingen om te reflecteren.

•

Maak de leerlingen bewust van wat ze geleerd hebben.

54

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

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 Vaardigheden Mihalyi Csikszentmihalyi Professor at Claremont Graduate University since 1999

56

EV3 in Technopolis • Prijs per sessie €50 • Doelgroep: alle graden secundair • Capaciteit: Min 15 lln, Max 24 lln • Duur: 90 Minuten

Workshops voor leerkrachten?

57

• Reserveren –

015342000

–

[email protected]

Opmerkingen en Feedback?

Bedankt! 58