Hvilken BitBot går raskest gjennom labyrinten?

Transkript

1 Hvilken BitBot går raskest gjennom labyrinten? I fokusuka i IT skal vi jobbe praktisk, nærmere bestemt ved å bruke naturvitenskaplig metode for å løse en oppgave. Denne metoden er sentral i naturfag og nevnes flere steder i læreplanen for faget: Naturvitenskaplig metode I følge læreplanen i naturfag skal dere kunne: planlegge og gjennomføre ulike typer undersøkelser med identifisering av variabler, innhente og bearbeide data og skrive rapport med diskusjon av måleusikkerhet og vurdering av mulige feilkilder bruke enkle datasimuleringer eller animasjoner for å illustrere og forklare naturfaglige fenomener og teste hypoteser Vitenskapelig revolusjon I perioden foregikk det på mange måter en vitenskapelig revolusjon. Det oppstod en ny måte å drive vitenskap på. Den engelske filosofen Francis Bacon ( ), biologen William Harvey ( ), den franske matematikeren og filosofen René Descartes ( ) og ikke minst den italienske fysikeren Galileo Galilei ( ) grunnla det vi i dag kjenner som den vitenskapelige arbeidsmetode. 1

2 Metoden kan noe forenklet deles opp i åtte punkter: 1. Teori Begrepet "teori" brukes forskjellig i dagliglivet og i vitenskapen. I naturvitenskapen er teorier den sikreste viten vi til nå har, mens vi til daglig ser på en teori som noe usikkert. les mer 2. Problem Før eksperimenteringen og undersøkelsene starter, må problemet beskrives. les mer 3. Hypotese En hypotese er en kvalifisert gjetning. Her sier forskerne hva de tror er løsningen på problemet. les mer 4. Eksperiment Gjennom eksperimenter (forsøk) skal hypotesen testes. I utgangspunktet skal forskerne faktisk forsøke å fastslå at hypotesen er feil, men dersom dette ikke lar seg gjøre, kan det hende at hypotesen er riktig og kan bekreftes. les mer 5. Resultater Dersom eksperimentet ble vellykket, har man samlet ett eller flere sett med resultater. les mer 6. Tolkning og feilkilder Når eksperimentene er ferdige, må resultatene tolkes og vurderes. Her kommer feilkilder inn i bildet. Kanskje resultatene er annerledes enn forventet? les mer 7. Konklusjon I konklusjonen skal hypotesen om mulig falsifiseres (forkastes) eller verifiseres (bekreftes). les mer 8. Publisering Når vi publiserer resultatene, forteller vi omverdenen, og ikke minst andre forskere, om resultatene av forskningen. I forskningsmiljøene publiseres arbeid i vitenskapelige tidsskrifter ofte på engelsk. les mer I dag starter dere med et veldefinert problem; hvordan skal vi få BitBoten til å gå raskest gjennom labyrinten? Da kan dere begynne å tenke på hypoteser og eksperimenter for å løse dette problemet. Dette arbeidet kan deles inn i flere underkategorier alt etter oppgaven/målet, og i dag har vi valgt å dele opp på følgende måte: Vi deler inn i 8 faser 1) Idemyldring 2) Programmering 3) Måling 4) Evaluering 5) Forbedring 6) Ny måling 7) Presentere resultat Klarer dere å se hvilke av punktene i den naturvitenskaplige metoden, disse fasene hører til under? 2

3 1) Idemyldring Her er det viktig å være åpen for alle slags ideer, ikke vær kritiske enda, da kan nyttige forslag bli avfeid for tidlig. Veiledende tidsbruk: 5 minutter med tenking på egne ideer (viktig å notere) 15 minutter med framlegging i gruppa minutter diskusjon i gruppa 2) Programmering Nå skal dere programmere micro:biten deres. Den skal styre BitBoten, og da må vi finne editoren til micro:bit (det programmet som dere koder i). 2.1) Finn programmet for å kode micro:biten Åpne web-editoren til micro:bit ved å gå inn på nettadressen: Koble micro:biten til pc med tilhørende USB-ledning. For å kunne kode BitBoten, må man importere et tillegg, og det finner dere i menyen under fanen avansert Under avansert, så trykker dere på «hent tilleggsfunksjon» Da får dere opp en dialogboks der dere skriver inn bitbot, og trykker på pakken med blå ring rundt, slik som vist under. 3

4 Nå kan vi begynne å lage et program for å styre BitBoten ved å bruke klosser fra den nye kategorien Bitbot. 2.2) Teste motorene Motorfarten bestemmes av «kjør motor venstre/høyre hastighet» Hastigheten kan settes til ulike verdier: o Stopp: 0 o Fremover: 1 til 1023 o Bakover: -1 til For å la begge motorene kjøre i ett sekund, kan man legge inn det følgende programmet: Fargene på blokkene korresponderer med fargene til kategoriene der man finner dem, det gjør dem enklere å finne. Hva skjer dersom dere setter et negativt fortegn for hastigheten til den ene motoren? 2.3) Logiske blokker Vi ser på «ved start» blokka som utfører de innsatte klossene når programmet startes. Alternativt kan man sette inn en annen blokk for å starte programmet på annen måte. Let i de ulike kategoriene for å se om dere finner noe å prøve ut. Forskjellige typer løkker: o Gjenta for alltid (ligger i basis-kategorien) o Gjenta ganger (ligger i løkker-kategorien) Logikk-kategorien o Hvis-setninger o Hvis/ellers-setninger o Prøv dere fram og spør lærer ved behov 4

5 2.4) Overføre programmet til micro:biten Trykk på «last ned» knappen Da kommer en dialogboks opp, der dere trykker på «lagre som», som vist under: Da kommer menyen under opp, og der gir dere filen et navn og lagrer den på micro:bitdisken. Denne disken kan ha ulike navn, men heter noe med micro:bit, slik som vist under: Til slutt venter du mens lyset på micro:biten blinker (det betyr at programmet lastes ned). Når det slutter å blinke, kan du fjerne USB-ledningen og sette den i BitBoten. Nå ligger programmet på micro:biten og er klart til å testes. 5

6 3) Måling/test Nå må dere teste BitBot-koden deres. Får dere til å kjøre gjennom labyrinten, eller må koden justeres? Veiledende tidsbruk: minutter 4) Evaluering Hva kan dere gjøre for å forbedre farten til BitBoten? Se på resultatene og evaluer dem (gjerne sammenligne med andre grupper). Gå tilbake til tidligere steg og se om dere kan gjøre forbedringer. Ting dere kan tenke på: Har batteriene noe å si for resultatet? Hvilken løype valgte dere, er dette den mest effektive? Kan koden endres for at BitBoten skal komme raskere gjennom labyrinten? Osv. Veiledende tidsbruk: 30 minutter 5) Forbedring Så kommer tiden for å implementere forbedringene deres. Det dere tenkte ut under evalueringen, prøver dere ut her. Skal koden endres? Da gjør dere det. Veiledende tidsbruk: minutter 6) Ny måling Nå er tiden inne for å gjøre de siste målingene. Send BitBoten gjennom labyrinten, mål tiden og ta vare på resultatene. Film gjerne ett av forsøkene. Veiledende tidsbruk: minutter Gå gjerne gjennom punkt 4, 5 og 6 flere ganger. Feil underveis og gradvise forbedringer fører gjerne til det beste resultatet! 7) Presentere resultatet Nå må dere lage et dokument der dere har med bilde av BitBoten i bruk, navnene deres, tidsresultatene og en begrunnelse for deres valg når det gjelder programmet/veien til BitBoten, som leveres på ITL. Veiledende tidsbruk: 30 minutter 6

7 Ekstraoppgave 1 Dersom dere har lyst å lage en fjernkontrollert BitBot, kan dere gjøre det. Det kan gjøres på flere måter, f.eks. ved å trykke inn knapp A for at den venstre motoren skal kjøre, og tilsvarende for knapp B og den høyre motoren. Lærer har løsningsforslag dersom dere ønsker, men forsøk selv først. Ta tiden gjennom labyrinten med fjernstyring. Ble det raskere? 7

8 Ekstraoppgave 2 Her skal dere prøve å få roboten til å følge en svart linje ved hjelp av linjesensorene til BitBoten. Dere får instruksjon med løsningsforslag på engelsk, men prøv å se minst mulig på løsningsforslaget. 8

9 9

10 Ekstraoppgave 3 En annen metode er å bruke fjernkontrollen på en mer avansert måte: Micro:bit har et innebygget akselerometer som kan måle om micro:biten beveger seg, blir vippet o.l. Under viser hvordan aksene er på micro:biten. Maksimal verdi micro:biten kan registrere er 2048*0,001*g, altså ca det dobbelte av tyngdeakselerasjonen. Akselerometeret kan registrere ulike verdier i både x-, y-retning og z-retning: o Vannrett: 0 o Positiv akselerasjon: 1 til 2048 o Negativ akselerasjon: -1 til Lærerne har IKKE løsningsforslag til denne oppgaven! 10