Semana 5: Fazendo os robôs reagirem

Duração da aula: 70 a 85 minutos

Objetivo de aprendizagem

Esta é a grande semana de programação. Os estudantes pegam os sensores da semana 4 e as sequências da semana 3 e combinam tudo com laços de repetição e condições, para o robô conseguir reagir sozinho. Eles aprendem que um laço repete passos, que um laço infinito se repete até alguém pará-lo, e que um laço repetir-até roda até uma condição virar verdadeira. Conhecem as condições e as decisões booleanas (verdadeiro ou falso), e depois usam se e se/senão para escolher ações. Programam o desvio de obstáculos (repetir em laço, ler o sensor de distância e, se houver algo perto, virar) e exploram o seguimento de linha, conferindo um sensor de luz ou de cor para se guiar e continuar em cima de uma linha.

Resultados esperados dos estudantes

Ao terminar esta semana, os estudantes vão conseguir:

Explicar como um laço, um laço infinito e um laço repetir-até repetem passos, cada um do seu jeito
Descrever uma condição como uma verificação que é verdadeira ou falsa (booleana)
Usar se para rodar passos só quando uma condição é verdadeira, e se/senão para escolher entre duas ações
Programar o desvio de obstáculos repetindo em laço, lendo um sensor de distância e virando quando algo está perto
Explicar como o seguimento de linha fica conferindo um sensor de luz ou de cor para se guiar e continuar em cima de uma linha

Ritmo sugerido

About 70 a 85 minutos. Adjust to your group - these are guides, not limits.

Etapa	Foco	Minutos
Laços e condições	Laços, laços infinitos, repetir-até, condições, booleanos, se e se/senão.	18 min
Programa de desvio de obstáculos	Repetir em laço, ler o sensor de distância e usar se/senão para virar quando está perto.	20 min
Preveja a reação diante da parede	Prever o que o robô faz quando encontra uma parede, e depois conferir.	6 min
Teste de confiabilidade da reação	Fazer três tentativas e registrar se o robô desviou do obstáculo.	8 min
Exploração do seguimento de linha	Usar um sensor de luz ou cor com repetir-até e se para continuar em cima de uma linha.	18 min
Verificação de aprendizagem	Cinco perguntas sobre laços, condições e como os robôs reagem.	8 min
Reflexão	Escrever sobre a diferença entre se e se/senão, e por que reagir precisa de um laço.	7 min

Antes de começar

Preparação do espaço

Imprima a folha de planejamento, os cartões de decisão se/senão e o registro de testes de reação para cada estudante ou dupla.
Para os kits: carregue-os, monte um sensor de distância e um de luz ou cor, e prepare uma pistinha de obstáculos e uma linha de fita.
Para o simulador, abra as missões de pista de obstáculos e de seguimento de linha em cada aparelho.

Prepare com antecedência

Programe você mesmo o padrão de desvio de obstáculos primeiro, para conhecer um valor de proximidade que funcione com o seu sensor.
Confira as leituras do sensor de luz ou cor em cima da linha e fora dela, com a fita e o chão que você vai usar de verdade.
Recorte com antecedência os cartões de para sempre, se e se/senão do caminho sem eletrônicos.

Materiais

Folha de planejamento do programa de blocos (para imprimir)(Kit, Simulador, Sem eletrônicos)
Conjunto de cartões de decisão se/senão (para imprimir)(Kit, Simulador, Sem eletrônicos)
Registro de testes de reação (para imprimir)(Kit, Simulador, Sem eletrônicos)
Um kit de robótica programável com sensor de distância e sensor de luz ou de cor(Kit)
Caixas ou livros para montar uma pistinha de obstáculos(Kit)
Fita escura (ou uma linha impressa) sobre um chão claro para o seguimento de linha(Kit)
Computador ou tablet com o simulador no navegador(Simulador)
Cartões de programa (para sempre, se, se/senão, andar, virar, ler sensor, parar) e uma grade no chão ou uma linha de fita(Sem eletrônicos)
Um colega para fazer o papel de robô e seguir os cartões(Sem eletrônicos)

Segurança

cautionMantenha dedos, cabelo e roupas soltas longe das rodas em movimento enquanto um robô que reage anda, já que ele muda de direção sozinho.(Kit)
cautionCole as linhas de fita e as peças da pista de obstáculos bem lisas no chão e deixe o piso livre, para ninguém tropeçar durante as rodadas.(Kit, Sem eletrônicos)
infoSalve o seu programa de blocos com frequência para que atualizar o navegador não apague o seu trabalho.(Simulador)

Orientações de segurança completas

Review these once with your group. They apply across the whole course; the notes above are what matters most this week.

Batteries and circuitsKit

Use only appropriate low-voltage educational equipment - no wall outlets and no household batteries wired by hand.
Never connect a battery's two terminals directly to each other.
Stop right away if a motor, wire, or battery becomes hot, and tell an adult.
Disconnect the power before changing wheels, motors, or other mechanical parts.

Motors and gearsKit

Keep fingers, hair, jewelry, sleeves, and loose clothing away from moving gears and wheels.
Do not force a stalled motor that has stopped turning - switch it off and find out why.
Make sure moving parts are secured before you run a test.

Moving robots

Test on the floor, not on a table where the robot could drive off an edge.
Keep robots away from stairs, roads, water, pets, and people's feet.
Use a clear, open test area.
Always include a safe-stop behavior so the robot halts when the job is done or something is in the way.

Tools and materialsKit, Sem eletrônicos

Ask an adult for help with cutting or any sharp tools.
Use safe classroom materials - no sharp, toxic, or breakable items.
Never launch or swing an attachment toward a person.

Como conduzir a aula

1.Ensine laços, a diferença entre infinito e repetir-até, e condições (verdadeiro ou falso) antes de qualquer programação, apoiando-se no ciclo de perceber, decidir e agir da semana 1.
2.Montem juntos o padrão de desvio de obstáculos (para sempre, ler sensor, se/senão) e depois deixe as duplas adaptarem.
3.Faça a previsão e o teste de reação de três tentativas, para os estudantes verem que reagir tem a ver com confiabilidade, e não com uma rodada de sorte.
4.Explore o seguimento de linha como um comportamento de conferir e corrigir sem parar; espere serpenteio, e não linhas perfeitamente retas.
5.Encerre com a verificação de aprendizagem e a reflexão.

Ideias equivocadas frequentes

"O robô só precisa conferir uma vez": sem um laço, ele reage uma única vez e depois para de responder.
"O se/senão roda os dois ramos": ele roda só o ramo verdadeiro ou só o falso.
"Uma curva maior segue melhor a linha": correções grandes passam do ponto; as pequenas e frequentes é que funcionam.
Confundir o número do sensor com a condição: o sensor dá um número, a condição transforma isso em verdadeiro ou falso.

Perguntas para fazer

Onde está o laço, e o que faz ele parar?
Qual é a condição aqui, e quando ela é verdadeira?
O que o robô faz no "senão", e por que ele precisa de um?
Como o robô percebe que saiu da linha?

Adaptações para a sala e para os grupos

Deixe mais fácil

Dê aos estudantes um programa quase pronto com o se/senão vazio, para eles só preencherem "virar" e "andar para a frente".

Deixe mais difícil

Peça que os estudantes combinem os dois comportamentos (seguir uma linha, mas desviar de um obstáculo colocado em cima dela) usando se/senão aninhados.

Grupos e turma toda

In pairs or small groups, give each student a role that rotates - driver (builds or types), navigator (reads the plan), and recorder (fills the worksheet) - so everyone participates. For a whole-class demo, run one shared robot or simulator on the board, have students predict together, then let groups repeat it on their own path. Groups can also mix paths: one builds on the kit while another checks the same idea in the simulator or unplugged, then they compare results.

Observações com e sem equipamento

Every activity this week runs three ways - all three teach the same core idea, so pick whichever fits your room. No specific product is required.

Kit

Folha de planejamento do programa de blocos (para imprimir)
Conjunto de cartões de decisão se/senão (para imprimir)
Registro de testes de reação (para imprimir)
Um kit de robótica programável com sensor de distância e sensor de luz ou de cor
Caixas ou livros para montar uma pistinha de obstáculos
Fita escura (ou uma linha impressa) sobre um chão claro para o seguimento de linha

Simulador

Folha de planejamento do programa de blocos (para imprimir)
Conjunto de cartões de decisão se/senão (para imprimir)
Registro de testes de reação (para imprimir)
Computador ou tablet com o simulador no navegador

Sem eletrônicos

Folha de planejamento do programa de blocos (para imprimir)
Conjunto de cartões de decisão se/senão (para imprimir)
Registro de testes de reação (para imprimir)
Cartões de programa (para sempre, se, se/senão, andar, virar, ler sensor, parar) e uma grade no chão ou uma linha de fita
Um colega para fazer o papel de robô e seguir os cartões

Resolução de problemas

Problemas comuns das atividades desta semana e o que tentar.

O robô entra direto nos obstáculosKitTry: Confira se o se está mesmo lendo o sensor, e se o seu valor de proximidade é maior que a leitura quando há uma parede bem na frente.
O robô gira no lugar sem pararKitTry: O seu valor de proximidade pode estar grande demais, fazendo ele achar que sempre tem algo perto; diminua, ou acrescente um avanço curto no senão.
O robô sai da grade ou entra numa paredeSimuladorTry: Confira se o ler sensor e o se/senão estão dentro do laço, e não depois dele, para a verificação acontecer a cada passo.
O robô só vira e nunca anda para a frenteSimuladorTry: Coloque o andar para a frente no ramo do senão, para ele se mover sempre que o caminho à frente estiver livre.
O robô "cola" e simplesmente contorna os obstáculosSem eletrônicosTry: Lembre que um robô só pode seguir os cartões; ele precisa mesmo conferir a condição e agir de acordo com ela.
O robô esquece de continuar conferindoSem eletrônicosTry: O cartão de para sempre quer dizer voltar ao topo toda vez; aponte para ele depois de cada ação.
O robô perde a linha logo de caraKitTry: Confira de novo as leituras em cima da linha e fora dela e coloque o limiar entre as duas; elas precisam ser bem diferentes.
O robô fica rodando em círculosKitTry: Faça as curvas de correção pequenas; curvas grandes passam da linha toda vez.
O laço nunca acabaSimuladorTry: Confira se a condição do repetir-até (chegar à casa final) realmente consegue virar verdadeira ao longo do caminho.
O robô sai da linha aos poucosSimuladorTry: Confira se o ler sensor e o se/senão estão dentro do laço, para ele conferir e corrigir a cada passo.
O robô simplesmente percorre a linha inteira, lisinho, sem conferirSem eletrônicosTry: Isso é uma pessoa planejando à frente: faça ele parar e conferir a condição de novo a cada passo, como um laço.
O robô fica discutindo para que lado virarSem eletrônicosTry: Escreva a regra de um jeito em que "fora da linha" signifique sempre virar na direção da linha, tirando o achismo.

Gabarito da verificação de aprendizagem

As respostas aparecem aqui só para o adulto; a folha do estudante mantém tudo escondido.

1. Decida se esta afirmação é verdadeira ou falsa.
Resposta correta: Falso
Por quê: Falso. Um laço infinito fica se repetindo até alguma coisa pará-lo: ele não acaba por conta própria.
2. O que um laço faz num programa?
Resposta correta: Repete um ou mais passos, em vez de escrevê-los de novo e de novo
Por quê: Um laço repete passos para você, para o robô conseguir fazer ou conferir alguma coisa várias vezes sem um programa enorme.
3. Qual é a diferença entre um laço infinito e um laço repetir-até?
Resposta correta: Um laço infinito se repete até você parar o programa; um repetir-até se repete até uma condição virar verdadeira
Por quê: Um laço infinito só para quando você para o programa; um laço repetir-até para sozinho assim que a condição dele vira verdadeira.
4. Uma condição tipo "a parede está perto?" só pode ser:
Resposta correta: Verdadeira ou falsa (um booleano)
Por quê: Uma condição é uma verificação que é sempre verdadeira ou falsa, e um valor de verdadeiro ou falso se chama booleano.
5. O que um bloco se/senão faz?
Resposta correta: Roda um conjunto de passos quando a condição é verdadeira e outro quando ela é falsa
Por quê: Um bloco se/senão escolhe entre duas ações: os passos do "se" quando a condição é verdadeira, e os do "senão" quando ela é falsa.
6. Como funciona o desvio de obstáculos?
Resposta correta: Um laço lê o sensor de distância e, se algo estiver perto, o robô vira; senão, ele anda para a frente
Por quê: O desvio de obstáculos é um laço que lê o sensor de distância e usa se/senão para virar quando algo está perto e andar para a frente quando o caminho está livre.