Mentoring FIRST Lego League - 💡 Fix My Ideas

Mentoring FIRST Lego League

Mentoring FIRST Lego League


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Hei, jeg er Joe Meno, redaktør på BrickJournal Magazine, en utskrift og online-publikasjon viet Lego-fansamfunnet. Jeg har hatt muligheten til å gjøre mange ting som opprinnelig var en del av min hobby, men har nå blitt en del av jobben min. Jeg har laget sett for fanevents - så vel som å lede dem - og hjulpet Lego-gruppens designsett. Og gjennom alle disse store prosjektene har jeg dokumentert dem i magasinet med fotofunksjoner, intervjuer og artikler. En av de pågående tingene jeg ikke har presentert nok i magasinet, er noe jeg gjør nå på Ballentine Elementary School i Fuquay-Varina, North Carolina. Jeg hjelper skolens første Lego League-program.

Teamet jeg jobbet med i fjor. I år gikk de til en middelskole og byttet navn fra Burning Bricks.

FIRST Lego League (FLL) er en internasjonal konkurranse som ble opprettet av oppfinner Dean Kamen for mer enn ti år siden. FIRST står for Inspirasjon og anerkjennelse av Science and Technology, og er en organisasjon som arrangerer robotteknikkbaserte konkurranser for studenter fra grunnskole til videregående skoler. FIRST Lego League er et program for skoleelever som inkluderer Mindstorms robotbygging og programmering, og også en presentasjon av en studentopprettet løsning på et problem som er avledet fra det årlige FLL-temaet.

Dette høres veldig tørt og litt kjedelig ut. Dette kunne imidlertid ikke være lenger fra sannheten. Jeg oppdaget dette det første året jeg ble utsatt, på FIRST Lego League World Festival i Atlanta. (Verdensfestivalen flyttet til St. Louis for tre år siden.) Kamen mente for FIRST å være et sted hvor vitenskap og teknologi ble ansett så høy som sportsprogrammer på skolen, og World Festival er Super Bowl of School Robotics. Lag fra hele verden konkurrerer med NXT og EV3 roboter og prosjekter for å være Grand Champion, og Georgia Dome var konkurransefeltet. Vinnende lag starter små, og det er der jeg deltar.

Min jobb - hvis du vil kalle det det - er mentoren for Lego og Mindstorms bygning. Jeg er bosatt ekspert på Lego-bygningen, siden jeg er en ivrig byggherre og har hatt litt erfaring med Mindstorms programmering. Jeg hjelper også med programmering og feilsøking av de studentbygde robotene ved å hjelpe elevene til å analysere og modifisere modellene sine. Min hovedinnsats begynner i september og blir vanligvis fullført innen november, men i den korte perioden lærer jeg, demonstrerer og bygger for et økende antall lag.

Her er en titt på hvordan en typisk sesong går ut for programmet:

  • April (vanligvis den tredje helgen): World Festival, med hint falt om temaet for neste sesong utfordring.
  • Juli: Levering av spillbrett, spillefelt for roboten og tilhørende modeller.
  • August (slutten av måneden): Kunngjøring av utfordring og robotspill
  • September: Initial montasje og prosjektforslag utarbeidet av lag
  • Oktober - mars: Konkurranser starter på lokal, regional og statslig nivå.

Jeg begynner å hjelpe klassene etter at lag er satt opp ved å introdusere dem til Mindstorms-systemet. Jeg viser vanligvis en demonstrasjonsrobot (en fjernstyringsrobot) og forklarer hvordan det fungerer, så begynn å lære elevene hvordan man bygger en innledende robot. Det som er imponerende er hvordan barna plukker opp bygningen. For dem er det et leketøy de kanskje eller kanskje ikke har jobbet med før, men det er fortsatt et leketøy. Kontrapunktet er at siden det er et leketøy, kan det være distraherende. Men for det meste er robottopplæring utfordrende og morsomt. Jeg blir rådgiver på dette punktet, så mens de bygger, knuter jeg dem for å prøve forskjellige vedlegg for å se hva som skjer.

På dette tidspunktet vil spillfeltet ha blitt satt sammen og satt opp av lagene, så det er en lagbyggingsøvelse. Dette gjør at de kan ta en titt på feltet og begynne å tenke på hva robotene deres må gjøre. Trenerne deres begynner også å se på feltet og også temaet for å hjelpe lagene til sine prosjekter. Prosjektene er utført utenfor klassen, med forskning og skriving som skjer som en innsats.

Brennende murstein ved en konkurranse. I bakgrunnen er lagets foreldre.

På skolen jobber lagene på forskjellige deler av roboten - det er vanligvis en byggmester, en programmerer, og kanskje noen spesialister for ulike deler av robotutfordringen. Programmering er vanligvis den neste utfordringen å jobbe med, og det er sannsynligvis den vanskeligste delen av konstruksjonen. Bygningen er enkel, siden resultatet er ganske øyeblikkelig og gledelig. Programmering krever utholdenhet. Jeg må bidra til at teamet fokuserer på å teste og forbedre roboten. Noen ganger betyr det at jeg skyver dem for å analysere en programmeringsfeil, og noen ganger betyr det at de bygger et tilbehør. Noen ganger, selv om det betyr å fjerne en ide og starte over. Min jobb er da å holde tingene i en positiv retning.

Utenfor skolen jobber teamet på prosjektet, som er selvdefinert. Med temaet som allerede er bestemt, finner lagene en løsning på et problem som er temarelatert. For eksempel, for et tema relatert til den aldrende befolkningen og de utfordringene de står overfor, kan lagene komme opp med en ide for en informasjonskapsel som er næringsrik for eldre, eller opprette en nettbrettapp for å svare på døren. Lagene velger og - med foreldrenes hjelp - forskning og skaper en presentasjon gitt før FØRSTE dommere.

Jeg pleier å kalle denne delen "Science Fair-komponenten", men det er en veldig bred og unøyaktig beskrivelse. For det første er et FLL-prosjekt vanligvis mye mer detaljert i forskning, med lag som snakker med voksne eksperter for informasjon og ideer. Prosjektet er dessuten en produktdesign, og presentasjonen er deres markedsmøte. Presentasjoner er like kreative som lagene, som bruker sanger, spillutstillinger og nyhetsprogrammer som inspirasjon til å vise sine ideer til dommerne - som quiz studentene om aspekter av prosjektet. Det er som å lage en gruppeopptreden der alle vet nok til å improvisere det samme svaret.

Gjennom alle disse fasene i konkurransen er det et annet aspekt som blir undervist: Nådig profesjonalitet. Dette er en kombinasjon av god sportsmannskap og samarbeid. Du kan også kalle det medfølende sportsmannskap. Selv om man kanskje ikke legger merke til det på en lokal konkurranse hvor de fleste lag kjenner hverandre, er det veldig tydelig på World Festival, når et lag tilbyr ikke bare å hjelpe en annen som droppet sin robot, men tilbyr sine deler å gjenoppbygge. Det er alle som hjelper alle andre til å gjøre sitt beste. På skolen er jeg på, det er en annen frivillig som lærer disse kjerneverdiene gjennom lagbyggingsøvelser og aktiviteter.

Med alt dette skjer, tror man at dette er hektisk og hardt på studentene - og i de første ukene er det, som ungene lærer om bygging og programmering. Mindstorms robotteknikk-system tar litt arbeid fra studentens side, men noe fantastisk skjer når de begynner å bygge, og jeg kommer til å se.

Jeg fungerer som en tilrettelegger og trener, så jeg viser byggteknikker og eksempler på løsninger på ulike byggutfordringer elevene står overfor. Det tar en uke før de begynner å forstå bygningen, og det er litt som å se på en baby, ta sine første skritt: I begynnelsen nervøs begynner hun å forme en modell, og for lenge er en robot ferdig. Med den første milepælen er det fortsatt spørsmål som skal stilles, og jeg tar en titt på modellen. De første smilene fra barna begynner å komme ut om denne tiden, da de sjekker og tester strukturen. De ser resultatet av sitt arbeid på en umiddelbar måte, og de får se om de bygger riktig. Å se slike umiddelbare resultater gir barna grunn til å satse seg i arbeidet, og de jobber faktisk hardere.

Den virkelige magien skjer når de programmerer roboten. Da jeg begynte å programmere Mindstorms roboter, var jeg veldig uerfaren med språket de brukte, som er basert på LabView, et språk utviklet av National Instruments. Programmeringsblokker plasseres i en sekvens for å lage en robotkjøring. Å lage en robot er lett; programmering er ikke. Det er en annen type bygning som har et annet resultat. Jeg har blitt bedre, spesielt med EV3 programmeringsspråk, som er en enklere versjon av NXT-språket.

Lego Lightning (tidligere Burning Bricks) ved en lokal turnering.

For studentene er det en utfordring. Mens jeg forklarer det som å tildele kommandoer til en virkelig uintelligent hund, betyr mye av det jeg sier ikke synker inntil et enkelt program er laget og løp. Elevene lyser når roboten beveger seg og følger programmet sitt. For dem er det et første skritt i en ny verden som de nå er glade for å utforske. Jeg går tilbake og la lagene bygge seg selv nå, da motivasjonen nå kommer fra barna - de skulle bygge og programmere den beste roboten de kan.

I de neste ukene bygger lagene og test og juster roboter, og jobber med sine prosjekter. Jeg gjør ikke mye i løpet av denne tiden, med unntak av fielding spørsmål og forslag. Lagene har imidlertid nå blitt etablert i sitt arbeid, så oppmuntringen er intern. Lærerne, mentorene, og jeg trenger ikke å presse lagene på dette tidspunktet - barna og foreldrene deres jobber nå sammen.

Lagpraksis for roboten blir vanlige hendelser, og lagbygningen fortsetter etter skolen, og fører opp til den første konkurransen. Skolen jeg frivillig på verter sin egen konkurranse for å gi lagene en mulighet til å konkurrere før de går til regionale konkurranser. Dette viser også FLL til de kommende klassene. Dommerne er alle frivillige, og jeg pleier å ende opp med å gjenbruke meg selv, da jeg trente og hjalp mange av lagene på en eller annen måte.

Selv med den relativt små skalaen i skole konkurransen, er energien ganske høy da lagene konkurrerer mot klokken. Ved hvert spill løp lagene sine på roboten og hoppe for glede da det ruller frem og tilbake fra sin oppgave tilbake til hjemmebasen. Støyen faller når en robot lager og feiler eller faller over, men gjenoppretter raskt for neste oppgave. Det er en intens scene, ser på at lagene bytter ut robotdeler og tilbakestiller det til et annet program - det er som å se på et racerbilteam og bytte ut et dekk og komme tilbake på veien.

Presentasjoner utføres før dommere som evaluerer informasjonen og presentasjonen av prosjektet. Dommere vurderer også lagene på samarbeid og konstruksjonen av roboten. Konstruksjonen er sett på og teamet er quizzed på hvordan de bygget og programmerte roboten. Lagarbeid er vurdert ved å gi laget en gruppeutfordring der hvert lagmedlem må delta. Dette gjør den generelle konkurransen mer enn bare roboten, og gjør at studentdeltakelsen går utover robotikken.

Roboten er i virkeligheten laget maskot. Det er summen av bygningen og programmeringen av alle studentene i teamet, en utvidelse av personlighetene til barna. Det som er fascinerende om dette er at når lagene konkurrerer fra år til år, blir robusthetens kompleksitet og personlighet mer sofistikert. som lagene vokser, så gjør robotene. Et modent lag lærer hvordan man gjør flere oppdrag og programmer og bygger i henhold til dette. Dette betyr også at min veiledning faktisk blir mer utfordrende når lagene bygger og programmerer mer.

Fra skole konkurransen går lagene til regionalturneringen. Her konkurrerer lag fra andre skoler om å vinne flekker i statskonkurransen. Igjen dømmes lagene av prosjekt, robotbygging og samarbeid. Og de vurderes fortsatt på deres nådige profesjonalitet. Lag blir overvåket for hvordan de utfører seg selv og med andre lag for god sportsmannskap og høflighet. Lag kan vinne eller miste en køye til statsnivået på et notat fra en dommer, men du ville ikke vite det.

Konkurransegulvet har en rytme basert på lagene som samler, setter sin robot og kjører den i en varme. Utfordringen er en to og en halv minutters løp, med en lagrobot som gjør så mange oppgaver på spillbordet som mulig. Roboter må bevege seg og kunne skyve, ta tak i eller skyve på bordet, slik at vedlegg vanligvis brukes og legges på begynnelsen av spillbrettet. Oppsett er mye som å sette ting opp for ethvert spill; Teamet legger sine varer enten på bordet eller til side på et stativ. Tabeller er sjekket, og justert for nøyaktighet og plassering. Derfra er tabellene erklært klar av dommerne og laget, vanligvis av en hevet dommers utklippstavle.

Den relative stille blir da ødelagt av en nedtelling: "Tre ... to ... en ... Lego!" Tempoet blir en løp, ikke mot hvert lag, men mot klokken. To og et halvt minutt er ikke lenge, prøv å fullføre alle oppgavene i spillbrettet, men poenget er at et lag skal gjøre sitt beste. Feil er ikke noe å være redd for, og det er ikke noe å skamme seg for. Det er ingen boos gitt til mislykkede roboter av lagene eller publikum. Det er et rush å gjøre oppgaver, og lagene har tilnærminger så forskjellige som de er. En robot kan ha en arm til å plukke opp ting, mens en annen kan ha en scoop til samme oppgave. Det er ikke noe enkelt svar for spillet, svarer bare det arbeidet.

Teamet er en fokusert gruppe på dette punktet, med noen medlemmer som kjører roboten mens andre gleder seg over det. De yngre lagene begynner noen ganger sakte, men tar raskt opp tempoet. Eldre lag løper jevnt fra oppgave til oppgave. Men alle lagene eksploderer i glede når en robot løper uten et løft, og alle lagene er stille når en robot treffer en glitch. Noen ganger er tidsfristen på to og en halv minutt for kort, noen ganger kan det være altfor lenge.

Mellom varmer trener lag eller sosialiserer, vanligvis møter og sender ut pins eller andre tokens til andre lag eller observatører. Lagene har en plass kalt Pit å jobbe på roboten deres og sette opp sitt prosjekt. En FLL-konkurrans pit ser litt ut som en vitenskapsmesse, med presentasjonsbrett som viser informasjon om prosjekter på hver stasjon. Det er også vanligvis en bolle med godteri eller pins for passersby å ta. Hvis laget er på stasjonen, kan man vanligvis finne ut om prosjektet.

Teamprosjekter er ofte ganske sofistikerte. Mens presentasjonskortet kan være en mellomskole student eller gruppe av studenter, er de underliggende ideene ofte mye mer utviklede. Vinnende prosjekter kan få råd fra lokale eller regionale eksperter, blant annet høyskoleprofessorer og statstjenestemenn, og noen prosjekter er så unike at de blir markedsførbare produkter eller få patent. Dette er trolig den beste indikatoren på hva elevene kan gjøre hvis de igjen for å oppdage ideer alene.

For årets tema, "Nature's Fury," et av lagene jeg hjalp med, snakket med en lagforelder som opplevde orkanen Hugo i Charleston, South Carolina. Han fortalte barna hva det var etter at stormen hadde gått.

I slutten av konkurransen velges vinnere i robotteknikk / konstruksjon, programmering, beste prosjekt og andre områder av notatet, inkludert nådig profesjonalitet. For noen lag er det et skritt til neste nivå av konkurranse. For andre er det slutten på en vill og gal reise der barna gikk utover det de opprinnelig trodde de kunne gjøre til et helt nytt sted.

Men for alle lagene og deres tilhenger - lærere, mentorer og rådgivere - er dette en reise hvor barna tar ledelsen i læring og funn om seg selv og verden rundt dem. Mindstorms roboten er som lagene: Begge starter som en haug av deler, men etter hvert går roboten sammen og blir en ting som kan møte utfordringene det møter med nye vedlegg og programmering.

I år er FLL-temaet World Class, for å spørre elevene hvordan utdanningen kan endres og forbedres. Som mentor kan jeg ikke vente å se smilene og funnene i årets lag vil bringe.



Du Kan Være Interessert

Lag og Gjør måned

Lag og Gjør måned


Nytt i Maker Shed: Netduino, en. NET-drevet open source elektronikk plattform

Nytt i Maker Shed: Netduino, en. NET-drevet open source elektronikk plattform


Funky fjernkontroll reparasjon fører til elektronikk interesse

Funky fjernkontroll reparasjon fører til elektronikk interesse


How-To: Lag en Puffer-fisk fra en Barf Bag

How-To: Lag en Puffer-fisk fra en Barf Bag






Siste Innlegg