SP-082

SPIKE Prime

30-45 min

Item 1

Iniciante

Comunicando-se com a Luz

Os alunos aprendem como controlar a matriz de luz para mostrar imagens e escrever palavras.

Aula criada por:

LEGO® Education

Suporte ao Professor

Objetivos da Aula

Os alunos irão:

Descrever a função do hardware e do software.
Programe a matriz de luz e aprenda como depurar um programa simples.

Preparar

Verifique se os hubs SPIKE Prime estão carregados, especialmente se estiverem conectados por Bluetooth.

Material do Aluno

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Envolver

Que formas você pode criar em uma grade 5x5? Você poderia fazer um retângulo? Um triangulo? Que tipos de rostos você poderia fazer?

Por que você criaria no papel antes de codificar?

Os alunos investigarão as luzes de programação no hub.

Peça aos alunos que desenhem uma matriz 5x5 em seus diários.
Peça aos alunos que cortem 25 pequenos quadrados de papel colorido para caber dentro de sua matriz.
Desenhe uma imagem simples ou mostre aos alunos uma imagem que possa ser criada na matriz de luz do hub. Os exemplos podem incluir um quadrado ou um coração.
Peça aos alunos que pensem em como criar uma imagem em seus hubs. Peça-lhes para criar uma imagem ou figura colocando seus quadrados na matriz para representar quais quadrados serão iluminados. Eles não precisam usar todos os 25 quadrados de papel ao mesmo tempo.

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Explorar

Os alunos irão explorar como criar imagens na matriz de luz.

Peça aos alunos que pensem em como dividir essa tarefa em etapas que um computador pode fazer. Peça aos alunos que escrevam as etapas em pseudocódigo em seus diários. Incentive-os a pensar em experiências anteriores de codificação para pensar nas etapas necessárias. Pseudocódigo é o conjunto de instruções escritas em palavras que mostram instruções passo a passo sobre o que deve acontecer. Pseudocódigo é usado para ajudar a escrever código.

Dica: Quais bibliotecas eles precisarão importar?

Permita que os alunos compartilhem suas ideias.

Oriente os alunos a abrir um novo projeto na tela de programação Python. Peça aos alunos para apagar qualquer código que já esteja na área de programação. Os alunos devem conectar seu hub.

Os alunos podem acompanhar a lição por meio da Base de Conhecimento Introdução Parte 1: Programando Saídas Simples. Esta lição utiliza a parte Light Matrix da introdução. Abra o Console clicando nas duas linhas horizontais curtas na parte inferior central da tela.
Forneça aos alunos o código de exemplo abaixo. Peça aos alunos que digitem o código na tela de programação. Os alunos também podem copiar e colar o código de amostra da Base de conhecimento Getting Started Part 1: Programming. Peça aos alunos que executem este programa.

# Import the PrimeHub class from spike import PrimeHub from spike.control import wait_for_seconds # Initialize the Hub your_hub = PrimeHub() # Light up a smiley face your_hub.light_matrix.show_image('HAPPY') wait_for_seconds(5) your_hub.light_matrix.off()

Discuta com os alunos o que acontece.

Pergunte aos alunos se o programa ainda está em execução no hub. Se a carinha sorridente ainda estiver aparecendo no hub, o programa ainda está em execução. Oriente os alunos a interromper o programa clicando no círculo vermelho com o quadrado branco no canto inferior direito da tela ou pressionando o botão de círculo grande no hub.

Revise as linhas de código com os alunos. Discuta o que eles veem acontecendo quando executam o programa e o que cada linha de código está dizendo ao hub para fazer.

Criar uma nova imagem
Peça aos alunos que alterem a imagem exibida na matriz de luz.

Desafie os alunos a mudarem a exibição de FELIZ para CORAÇÃO, o que mudará a exibição no hub. Peça aos alunos que indiquem o que precisa ser alterado no código para que ele exiba um coração em vez de um rosto sorridente. Discuta com os alunos.

Peça aos alunos que alterem seu código e o comentário em verde. Execute o programa.

# Light up a heart your_hub.light_matrix.show_image('HEART') wait_for_seconds(5) your_hub.light_matrix.off()

Discuta o programa com os alunos. Pergunte aos alunos o que o # sinaliza no programa. O # sinaliza um comentário que não é um comando para o computador, mas algo que os programadores adicionam para ajudá-los a lembrar o que uma seção de código deve fazer.

Revise com os alunos por quanto tempo a imagem do coração permaneceu acesa. A imagem ficou acesa por 5 segundos porque o wait_for_seconds mostra um “5” entre parênteses imediatamente após o comando. O valor entre parênteses é o número de segundos.

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Explicar

Discuta o programa com os alunos. Faça perguntas aos alunos como:

Quais bibliotecas você precisa importar para executar esses programas?
Qual é o propósito da parte wait_for do código?
Você precisa reescrever todo o código toda vez para alterar a imagem que é mostrada?
Como você reconhece se um programa ainda está em execução? Quais são as maneiras de interromper um programa?

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Elaborar

Investigue a programação de uma palavra no hub.

Exibir duas imagens
Peça aos alunos que criem duas imagens para exibir na matriz de luz.
Desafie os alunos a copiar as linhas de código em #Ilumine um coração e cole no final do código. Os alunos agora terão duas imagens para codificar.

Peça-lhes que insiram HAPPY na segunda seção. Discuta com os alunos o que acontecerá quando eles executarem o código com as duas seções do código. Revise as linhas de código como um grupo. O código deve mostrar um coração por 5 segundos seguido de um rosto sorridente por 5 seções.

# Light up a heart your_hub.light_matrix.show_image(‘HEART’) wait_for_seconds(5) your_hub.light_matrix.off() # Light up a smiley face your_hub.light_matrix.show_image('HAPPY') wait_for_seconds(5) your_hub.light_matrix.off()

Discuta o programa com os alunos.

Depurando

Investigue como ler erros.
Peça aos alunos que cliquem nas duas linhas horizontais no centro, na parte inferior da tela de programação. Isso permite que o console seja aberto. O console é onde as informações ou mensagens de erro são impressas.

Peça aos alunos que mudem de CORAÇÃO para Coração e executem o programa novamente.

# Light up a heart your_hub.light_matrix.show_image(‘Heart’) wait_for_seconds(5) your_hub.light_matrix.off() # Light up a smiley face your_hub.light_matrix.show_image('HAPPY') wait_for_seconds(5) your_hub.light_matrix.off()

Peça aos alunos que expliquem o que aconteceu. Isso representa um erro que pode ocorrer se as informações não forem inseridas corretamente.

Observe que a mensagem de erro no console aponta para a linha 7. Se você observar a linha 7, poderá ver a palavra Coração nem todas em letras maiúsculas. Altere Heart para HEART e execute o programa novamente.

Observe que o programa funciona corretamente, mas a mensagem de erro no console permanece inalterada. Se você cometer um erro adicional, a próxima mensagem no console seguirá exatamente abaixo da anterior.

Explique aos alunos como dizer que você tem uma nova mensagem. Você verá um grupo de números, por exemplo, [14:14:27.303] em preto e o restante da mensagem de erro em vermelho. Este é o início da mensagem de erro e informa a hora em que o código foi executado.

Exploração Adicional

Permita que os alunos explorem todas as opções para exibir imagens no hub. Para acessar imagens adicionais que os alunos podem exibir em sua matriz de luz do hub, consulte a Base de conhecimento em Ações da matriz de luz show_image(). Dê aos alunos tempo para explorar, alterando as imagens mostradas conforme o tempo permitir.

Peça aos alunos que observem o código com o qual estão trabalhando e pensem em como alterar esse código para escrever uma palavra no hub, em vez de apenas mostrar uma imagem.

Os alunos devem reconhecer que ainda precisarão importar e inicializar o hub. No entanto, eles precisam codificar a matriz de luz do hub para gravar em vez de mostrar uma imagem. Os alunos podem inicialmente pensar que precisam mostrar a palavra como uma imagem. Peça aos alunos que pensem em escrever palavras em vez de mostrá-las como uma imagem.

Peça aos alunos que escrevam o olá do trabalho em sua matriz de luz do hub.

# Import the PrimeHub class from spike import PrimeHub hub = PrimeHub() hub.light_matrix.write('Hello!') # Show the number 1 on the Light Matrix hub.light_matrix.write('1')

Peça aos alunos que reflitam sobre a diferença entre este código e o código anterior usado para mostrar imagens. Esse código permite que os alunos escrevam texto na matriz de luz, uma letra por vez, rolando da direita para a esquerda. Esta é uma string ou uma matriz de caracteres. Por exemplo, a palavra “Olá” consiste em uma sequência de caracteres “h – e – l – l – o”. Cinco caracteres estão nesta string.

Desafie os alunos a escreverem seus nomes no hub usando este código. Qual é a única coisa que os alunos precisam mudar no código?

Opcional: Permita que os alunos explorem a escrita de várias palavras e desafie-os a escrever uma palavra e depois mostrar uma imagem.

Para referência adicional, aponte os alunos para a Base de conhecimento em Light Matrix Actions write().

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Avaliar

Observação do Professor:
Discuta o programa com os alunos.

Faça perguntas aos alunos como:

Qual é o propósito de wait_for_seconds?
O que aconteceria se você deixasse o wait_for_seconds de seu programa?
Que solução de problemas ou depuração você encontrou?
Qual é a função das palavras verdes que começam com o sinal # no seu código?
Qual é a diferença entre codificar com “image” e codificar com “write”?

Autoavaliação:
Peça aos alunos que respondam o seguinte em seus diários:

O que você aprendeu hoje sobre a programação da matriz de luz?
Que características de um bom companheiro de equipe eu demonstrei hoje?
Peça aos alunos que se classifiquem em uma escala de 1 a 3 em relação ao gerenciamento do tempo hoje.
Peça ao aluno para avaliar a si mesmo em uma escala de 1 a 3, em seu gerenciamento de materiais (peças) hoje.