Empfohlen
Empfohlen
Weitere ähnliche Inhalte
Mehr von i&i conferentie
Mehr von i&i conferentie (20)
Een Doorlopende Leerlijn Voor Robotica
- 1. Een doorlopende leerlijn voor Robotica Robotica op school Peter van Lith 5 November 2009 1
- 2. Doelstelling • Inzicht in de opbouw en didactische achtergronden van robotica onderwijs in Nederland – Basisschool – Middelbaar onderwijs – Hoger onderwijs – Opleidingen van docenten – Workshops voor leerlingen – Begeleiding leerlingen projecten • RoboCup Junior Nederland is op zoek naar docenten die meer willen doen met robotica 2
- 3. Inhoud • Techniek in het Onderwijs • Robotica op school • Primair Onderwijs • Voortgezet Onderwijs • Hoger Onderwijs • Universitair Onderwijs 3
- 4. Keuze voor techniek • In vrijwel alle Europese landen daalt de instroom van technische studies. • Dank zij veel maatregelen is de daling minder geworden • We willen kinderen meer vertrouwd maken met wetenschap en techniek • RoboCup Junior doet dat door kinderen vertrouwd te maken met het ontwerpen, bouwen en programmeren van robotjes • Dat vinden ze leuk en interessant • Maar leidt nog niet tot keuze voor een technisch vak 4
- 5. Waarom Robotica • Robotica is leuk en interessant • Ontwerpen, Construeren en Programmeren • Robotica breed vakgebied: – Werken in Teamverband – Toepassing van: • Natuurkunde, Biologie, Psychologie • Wiskunde, Informatica • Een breed scala aan onderwerpen – Mechanica & Engineering – Elektronica & Control – Sensoren & Communicatie 5
- 6. Waarom Voetbal • Schaken is lang het onderzoeksonderwerp voor AI geweest • We hebben meer nodig dan alleen redeneren • Zoek een uitdagend probleem dat interactie met de wereld, voortbewegen en redeneren combineert: – Win in 2050 met een team van humanoïde robots van de wereldkampioen voetbal 6
- 7. Een doorlopende leerlijn • Zorg dat leerlingen snel een eerste resultaat behalen • Drie verschillende niveau’s • Geleidelijke overgang van niveau’s • Leren door te ontdekken Simulator Conceptueel Fysiek Programma Code Generatie 7
- 8. Geleidelijke toename complexiteit • Conceptueel niveau Conceptueel – WAT moet de robot doen – Behaal snel eerste resultaat – Volg een lijn, zoek de bal etc • Fysieke niveau – HOE werkt de robot Fysiek – Technische uitleg, theorie komt later – Besturen motoren, uitlezen sensoren, sensor eigenschappen • Programma niveau – UITLEG hoe een programma werkt Programma – Voorbereiding op echt programmeren – Tonen van onderliggende code op basis van geleerde technieken 8
- 9. Gebruik van een simulator • Testen zonder robot Simulator • Laten zien wat de robot Conceptueel Fysiek Programma zal doen Code Generatie • Snellere resultaten • Ook thuis te gebruiken 9
- 10. Verband met andere vakken • Constructie – Bouw je eigen robot • Natuurkunde – Ruis en onbetrouwbare sensoren en motoren – Kalibratie • Wiskunde – Beschrijf een spiraal – Kinematica • Biologie – Reactief gedrag 10
- 11. RoboCup Junior • Drie niveaus – Primary 9 – 14 jaar – Secondary 15 – 18 jaar – Profielwerkstuk 18 – 19 jaar • Het motto van de wereldwijde RoboCup Junior Organisatie: – Creating a learning environment for today – Foresting understanding among human beings and – Technology for tomorrow Dansen Rescue Profielwerkstuk Voetbal Voetbal Basis Middelbaar Hoger 11
- 12. Dansen - Start met patronen • Ontwerp en bouw een robot • Kies de muziek uit • Maak een choreografie • Ontwerp en maak kostuums • Voer een show op van 2 minuten • Maak een video clip (optioneel) 12
- 13. RoboCup Jr Dansen • Zelf robotje bouwen • Muziek kiezen • Choreografie maken • Kleding maken • Show opvoeren van 2 minuten • Veld is 6 x 4 m • Robot mag niet over de lijn heen komen 13
- 14. Rescue- Volg een lijn Lijnvolgers – Simple line follower – Verander speed, angle en color 14
- 15. Rescue- Volg een lijn • Volg de zwarte weg • Neem eventueel de gele kortere weg • Zoek het slachtoffer en duw het naar de kant • Totaal 1.5 minuut 15
- 16. RoboCup Junior Rescue • Moet het pad volgen • Daarna het poppetje zoeken en naar de kant duwen • Record is 36 sec 16
- 17. Voetbal- een uitdaging • Bouw en programmeer twee robots • Aanvaller en verdediger • Actieve electronische bal • Wedstrijd duurt 2 maal 10 minuten en 5 min rust 17
- 18. RoboCup Junior Voetbal • Zelf bouwen en programmeren • Gebruik van kits • Eenvoudig veld • Actieve bal • WK 2009 Vossius vs Wolfsbos 18
- 19. Primair Onderwijs • Techniek in het Onderwijs • Robotica op school • Primair Onderwijs • Voortgezet Onderwijs • Hoger Onderwijs • Universitair Onderwijs 19
- 20. Educatieve fasen • Bouw de robot – Basis niveau, hulp van docenten – VO niveau, leerlingen doen het zelf • De basis cursus – Gebruik van de simulator – Testen met de robot • De Rescue cursus – Gebruik van de simulator – Verschillende velden 20
- 21. Conceptueel - Wat is het probleem • Concentratie op WAT gedaan moet worden • Beginnen met Rescue / Dance • Voetbal is volgende stap • Dance is ook interessant voor leerlingen met minder interesse in techniek 21
- 22. Het Conceptuele Niveau • Concentreren op WAT er gedaan moet worden • Ook aantrekkelijk voor niet-beta leerlingen • Beginnen met Rescue • Whizzkids gaan snel naar het Fysieke niveau • Andere leerlingen kunnen op het Conceptuele niveau blijven • Voetbal is de volgende logische stap • Dansen is ook aantrekkelijk voor leerlingen die weinig interesse in technologie hebben 22
- 23. Lijnvolgers • De lijnvolger doet bijna al het werk al • Wat leer je dan nog ? – De stop conditie – Het instellen van de parameters – De werking van de lijnvolger • Hoek afbuiging • Snelheid • Acceleratie 23
- 24. Kalibratie • Het is belangrijk te begrijpen hoe de sensoren omgaan met de overgang van groen naar zwart 24
- 25. Voortgezet Onderwijs • Techniek in het Onderwijs • Robotica op school • Primair Onderwijs • Voortgezet Onderwijs • Hoger Onderwijs • Universitair Onderwijs 25
- 26. Onderbouw VO • Zelf een lijnvolger maken – Sensoren uitlezen – Motoren starten / stoppen – Snelheid en hoek regelen • Kennis uit conceptuele niveau gebruiken 26
- 27. Fysiek – Hoe werkt het 1. Programmeren 2. Het gebruik van Variabelen 3. Het gebruik van Subroutines 4. Sensoren Bouw je eigen lijnvolger 27
- 28. Rescue - Fysiek • De eerste lijnvolger • Automatische kalibratie • Handmatige kalibratie 28
- 29. Hele School 29
- 30. WK 2006 • 2 Scholen: Vossius Amsterdam en Mendel Haarlem • Hadden geen werkende robot • Testen net als bij volwassenen • Veel hacken en op het laatste moment nog veranderen • Werden na iedere ronde beter • Eindigden als tweede 30
- 31. WK 2009 • 4 Scholen: Vossius Amsterdam en Mendel Haarlem, Cosmicus Rotterdam en Wolfsbos Hogeveen • Vossius eindigde als tweede • Andere teams hadden veel problemen 31
- 32. Voortgezet Onderwijs - Bovenbouw • Techniek in het Onderwijs • Robotica op school • Primair Onderwijs • Voortgezet Onderwijs Bovenbouw • Hoger Onderwijs • Universitair Onderwijs 32
- 33. Programma Niveau • Leerlingen willen zelf dingen gaan maken • Geen Iconen meer maar ‘echt’ programmeren – NQC/NXC of Java • Liever ook geen Lego meer 33
- 34. Programma niveau • Programma geschreven in Java • Simulator voert code uit • Programmeer Rescue en Voetbal programmma’s • Voorbereiding op écht programmeren • Meer technische robot 34
- 35. NLT Robotica • Rescue is basis voor de lessen – FleeBehavior en CuriousBehavior – Parcours volgen via programma – Lijnvolger – Reactive Behavior – Objecten zoeken – Met een bal spelen – Eindopdracht zelf een heel programma maken 35
- 36. ITSLab • In het ITSLab projecten uitvoeren aan de Universiteit – JoBot Junior – JavaCam – Lego NXTCam – RoboNova 36
- 37. Zelfbouw • Dat smaakt naar meer 37
- 38. Helpen van Leerlingen • Meer ervaren leerlingen helpen de beginners • Jan ten Bokkel en Bas van Ijzendoorn van MendelCollege in Haarlem bouwden zelf een simulator voor NQC/NXC • Deze simulator wordt nu op school gebruikt 38
- 39. Profiel Werkstukken • Met Lego zelf een plotter bouwen • Geprogrammeerd in Java met de Java Simulator 39
- 40. Hoger Onderwijs • Techniek in het Onderwijs • Robotica op school • Primair Onderwijs • Voortgezet Onderwijs • Hoger onderwijs • Universitair Onderwijs 40
- 41. Gebruik van camera als sensor • Is heel moeilijk • Waar ben ik • Waar is het doel en de bal • Waar zijn de spelers
- 42. JavaCam Project • JavaCam project met camera op robotje • Java sofware in simulator 42
- 43. JavaCam • Beeldanalyse in Simulator 43
- 44. Universitair Onderwijs • Techniek in het Onderwijs • Robotica op school • Primair Onderwijs • Voortgezet Onderwijs • Universitair Onderwijs 44
- 45. Docenten vs Leerlingen • De meeste NLT docenten hebben moeite met ICT • Veel scholen hebben problemen met het installeren van software en hardware • Leerlingen hebben hier vaak veel minder problemen mee • Gebruik ervaren leerlingen om andere leerlingen te helpen 45
- 46. Cursussen voor docenten • RoboCup cursussen op Conceptueel en Fysiek niveau • NLT Robotica module in Java / Eclipse • Science Labs met hele klas • MasterClass met heel team 46
- 47. MasterClasses voor leerlingen • Leerlingen die meer willen, kunnen een masterclass volgen aan de Universiteit van Amsterdam • Hulp bij speciale projecten • Beschikbaarheid van materialen • Verschillende soorten robots 47
- 48. Speciale projecten • Profielwerkstukken of eigen ontwerp 48
- 49. Voetballende robotjes • Kleinere robots zijn stabieler te maken
- 50. Speciale opdrachten • Ingooien van de bal 50
- 51. Voetballende robots • Doelpunten maken 51
- 52. Mensen vs Robots • De mensen krijgen het al moeilijker 52
- 53. De workshop • 8 lessen in 2 fasen • Deel 1 – De simulator – Rijd rechtuit – Stop op de zwarte lijn + kalibratie – Volg de zwarte weg • Deel 2 – Het robotje – Volg de zwarte weg – Zoek het blikje – Volg de gele weg
- 54. De workshop • Workshop met RoboPAL-4-NXT • Conceptueel niveau • In een uur tijd leer je de rescue wedstrijd te programmeren • Het rescueveld heeft een aantal moeilijke punten • Leerlingen hebben vaak niet door wat er verkeerd gaat
- 55. Doelstelling • RoboCup Junior Nederland is op zoek naar docenten die meer willen doen met robotica • Regionale steunpunten en wedstrijden • Organisatie nationale kampioenschappen • Begeleiding leerlingen die zelf een robot willen bouwen • Informatie: peter@robocupjunior.nl 55
- 56. Een doorlopende leerlijn voor Robotica Robotica op school Peter van Lith 5 November 2009