Metodický list pro dlouhodobý badatelský projekt

Zadání tvorby zařízení i programu

Téma

Průjezd jednoduchým bludištěm

Tematický celek

Robot v bludišti

Motivační rámec

 Pouťové atrakce k nám přijíždí nebo jednotlivé atrakce nalezneme v zábavních centrech. Součástí jsou i různé videohry, které však dnes nahrazují herní konzole. My si můžeme vytvořit vlastní hru za použití jednotky EV3 a ultrazvukového senzoru. Více se vám tak přiblíží jak fungují dnešní senzory na herních konzolí. Naše hra má oproti ostatním jeden rozdíl - je vzdělávací. Zlepší váš odhad v určování vzdáleností a to v rozsahu 0-255 cm. Využiješ to při nákupu věcí, stavbě modelů apod. Samozřejmě platí "Dvakrát měř a jednou řež" ale dobrý odhad je vhodný. 

Počet žáků

8 - 10 studentů

Věk žáků

6. až 9. ročník ZŠ

Pomůcky

Robotická stavebnice EV3 (technické díly, řídící jednotka).

Stručný popis aktivity s využitím přístroje

Žáci si sestaví libovolný model ultrazvukové pistole připravené pro naší hru. Hlavní částí je vytvoření programu, který bude kontrolovat správnost vzdálenosti tedy porovnání náhodně vylosované vzdálenosti a uživatelem naměřené. 

Vhodné místo

Běžná učebna vybavená počítači s nainstalovaným programovacím prostředím EV3 a dostatečným prostorem pro pohym s "ultrazvukovou pistolí".

Cíle aktivity

Žáci se naučí vytvořit program k používání senzoru a širší programové struktury. Osvojí si způsoby měření vzdálenosti a  zohlední tyto znalosti při vytváření programu. Budou schopni řídit běh hry a vyhodnocovat výsledky.

Rozvíjené kompetence

Kompetence k učení, k řešení problémů.

Předchozí znalosti

Práce se stavebnicí LEGO EV3 a ultrazvukovým senzorem.

Časový plán

Fáze činnosti s přístrojem

Metody a formy, motivace

45 minut

Motivační část a vytvoření modelu pistole

Individuální seznámení studentů se stavebnicí, tvorba modelu, koordinace činnosti vyučujícím.

45 minut

Tvorba programu UG-1 a testování

Spolupráce studentů ve skupinách, koordinace činnosti vyučujícím.

45 minut

Tvorba programu UG-2 a testování

Spolupráce studentů ve skupinách, koordinace činnosti vyučujícím.

45 minut

Tvorba programu UG-3 a testování

Spolupráce studentů ve skupinách, koordinace činnosti vyučujícím.

Hodnocení

Hodnocena bude průběžná práce na vytvářeném modelu. Na závěr bude zhodnocena kvalita, originalita, funkčnost a úplnost modelu a programu.

Návaznosti

Tato aktivita je samostatná, která se dělí na 4 části.

Program

Program obsahuje všechny tři části: ev3-ka3-ultrasonicgame.ev3

Zadání

Vytvořte model nadčasové pistole, kde se nachází místo hlavně ultrazvukové senzory.

Model obsahuje jednotku EV3, jedno tlačítko a ultrazvukový senzor.

Jednoduchá variata: U jednodušší varianty není jednotka EV3 spojena s pistolí.

Složitější varianta: Jednotka EV3 je připevněna na pistoli a konstrukce je připravena tak, aby byla snadno uchopitelná a jednotka EV3 nespadla.

Program bude umět:

  1. Oznámit start hry.
  2. Vylosuje náhodnou vzdálenost z rozsahu 15-250. (250 (255 je maximum senzoru) a 15 zadáme z důvodu, aby nebyly losovány kratší vzdálenosti a hráč nemusel blízko ke stěně a nedošlo tak k poškození. 
  3. Po vylosování se zobrazí hodnota na displeji.
  4. Hráč má 3 sekundy, aby správně namířil na zobrazenou vzdálenost a "vystřelil".
  5. Po "výstřelu" - určení vzdálenosti program vyhodnotí, zda bylo správně s tolerancí +-20cm.
  6. Pokud ano, hráč dostane bod.
  7. Pokud ne, hráč nedostane bod.
  8. Pro obě možnosti také zobrazíme, i kolik CM se hráč spletl vůči vylosovanému číslo.
  9. Započítáme chybu, kterou provedl.
  10. Pokud hráč "nevystřelí" do dvou sekund, započítáváme chybu 255cm.
  11. Po vyhodnocení se chvíli vyčká a znovu se provádí losování a cyklus se opakuje.
  12. Losuje se celkově po sobě 5 čísel.
  13. Po odstřílení 5 čísel zobrazíme,
    1. kolik hráč celkově nasbíral bodů.
    2. jakou měl hráč průměrnou chybovost.
  14. Celou hru doplníme o vhodné zvuky a blikání. Například:
    1. Při spuštění oznámíme, že je hra připravena a čekáme na stisk spouště. Necháme blikat či svítit oranžovou.
    2. Po vylosování čísla upozorníme slovem "Start", aby hráč střílel. Nebliká a nesvítí nic, aby to hráče nerušilo.
    3. Při správném určení vzdálenosti - přehrajeme "kladný" zvuk a rozblikáme zelenou.
    4. Při špatném určení vzdálenosti - přehrajeme "záporný" zvuk a rozblikáme červenou.
    5. Při opoždění střelby přehrajeme "záporný zvuk" a rozblikáme červenou.
    6. Při zobrazení hodnocení nebliká nic, tak aby to hráč mohl snadno přečíst.

Celou hru lze ještě modifikovat například:

  • v počtu kol
  • ve velikosti tolerance
  • časových prodlevách

a tím určovat obtížnost hry.

Rozšíření

  • Také můžeme jinak blikat a přehrávat zvuky. 
  • Zajímavá by byla kombinace, kdyby hráč střílel několikrát rychle za sebou, aby hra byla akčnější. Vyhodnocení by bylo až na konci.
  • Při větším počtu kol, by šlo počítat použité náboje a přidat tlačítko na dobíjení zásobníku.

Provedení

Celé provedení je vhodné rozdělit do několika částí.

Stavbu a především program, kdy vytvoříme základ, do kterého přidáváme vyhodnocení či různé kontroly.

Zvuky a blikání je vhodné dotvořit na závěr. Při kopírování velký program (se zvuky) zdržuje a to i během testování.