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PacMan Curriculum v2.0 Página 1 of 45 Scalable Game Design

¡Crea el juego de salón más conocido de los 80s! Encuentra tu camino a través de un laberinto

mientras comes bolitas. ¡Cuidado con los fantasmas!

Creado por: Susan Miller, University of Colorado, School of Education

Este trabajo ha sido diseñado como parte del proyecto Scalable Games Design. Fue creado usando secciones de trabajos previos realizados por Fred Gluck y Cathy Brand. Traducido y

adaptado por Yolanda Martínez Treviño y Silvia Iliana Ramírez R. del ITESM, Campus Mty.

Este material esta basado en trabajo patrocinado por el National Science Foundation con el Grant No. DRL-1312129 y CNS-1138526. Cualquier opinión, descubrimiento y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material

son del autor o autores y no necesariamente reflejan las opiniones del National Science Foundation.

Creando “PacMan”

PacMan Curriculum v2.0 Página 2 of 45 Scalable Game Design

Objetivo de la lección: x Los alumnos aplicarán diferentes patrones de pensamiento computacional: de

control de usuario, absorción, difusión colaborativa y ascenso de colinas (Hill-Climbing) mientras crean una versión del juego de los 80s, el PacMan.

Habilidades necesarias: x Se asume que los alumnos tienen las

siguientes habilidades. o Crear agentes o Crear el comportamiento básico

del agente, incluyendo: � Control de teclas � Movimiento aleatorio � Terminación del juego

x

Patrones de Pensamiento Computacional:

x Control de usuario x Colisión x Difusión

Colaborativa x Ascenso de Colinas

(Hill-Climbing) x Sondeo (poleo)

Descripción de la actividad: x Parte 1: Crear un mundo básico con un PacMan y fantasmas moviéndose

aleatoriamente. x Parte 2: Hacer que los fantasmas persigan al PacMan. x Parte 3: Mejorar el juego para que cuando las bolitas desaparezcan se acabe el

juego.

Duración de Actividad: x De 3 a 5 lecciones de 30-45 minutos,

aunque algunos alumnos podrán avanzar más rápido.

x

PacMan

PacMan Curriculum v2.0 of 45 Scalable Game Design

Índice Instrucciones de maestro: Información General

Instrucciones de maestro: Parte 1 – Juego Básico

Material para el Alumno 1: Parte I – Juego Básico (alumno con experiencia)

Material para el Alumno 1A: Parte I – Juego Básico (alumno nuevo)

Material para el Alumno 1B: Creación de atajos de Agente

Instrucciones de maestro: Parte 2 – Hacer que los fantasmas persigan al PacMan

Material para el Alumno 2: Parte 2 – Hacer que los fantasmas persigan al PacMan

Material para el Alumno 2A: Guía de resolución de problemas para PacMan Parte II. Difusión y Ascenso de Colinas (Hill-Climbing)

Instrucciones de maestro: Parte 3 – Hacer el juego más sofisticado – Sondeo y Transmisión (Broadcast)

Material para el Alumno 3:Parte 3 – Hacer el juego más sofisticado – Sondeo y Transmisión (Broadcast)

Material para el Alumno 3A: Guía de resolución de problemas para PacMan Parte II Sondeo y Transmisión (Broadcast)

Material para el Alumno 4A: Reto: PacMan cambia de dirección Material para el Alumno 4B: Reto: PacMan se mueve continuamente Material para el Alumno 4C: Reto: Crear Bolitas de poder Material para el Alumno 4D: Reto: Cambiar de nivel

PacMan (Continuación)


Vocabulario/Definiciones Algoritmo ............colección de instrucciones diseñadas para desempeñar

una tarea específica.

Atributo ...............una variable que pertenece a un agente (como el aroma) , llamada Variable Local en el área de programación.

Corchetes ............método para agrupar información adicional al utilizar “[“ y “]”

Transmisión (Broadcast)…… los controladores mandan (o transmiten) un mensaje

Fantasma ............el agente que persigue al PacMan

Colisión ................un evento en el cual dos agentes chocan

Difusión ...............proceso en el que los valores de un atributo (en este juego, el aroma) cambian con base en la ubicación de la fuente

Incremento ..........aumentar en uno el valor de una atributo

Ascenso de Colinas (Hill-Climbing) una forma especifica de la técnica o algoritmo de búsqueda en el cual el agente que está buscando utiliza información (atributos de agente) que está “incrustada” en el piso

Método .................una colección de reglas que tienen un nombre y son evaluadas por un agente como respuesta a un mensaje

PacMan ................el personaje principal que come las bolitas mientras que el usuario lo mueve alrededor del mundo

Paréntesis ............método para agrupar información adicional utilizando “(“y“)”

Poleo o Sondeo ....el proceso de pedir a los agentes que actualicen una propiedad de la simulación y después tomen una acción basada en el valor de la propiedad de la simulación



Propagar ..............la difusión del aroma

Aleatoriamente ....que ocurre al azar

Orden de regla ....el orden en el cual las reglas se definen para cada agente

Propiedad de simulación…. Un valor que tiene un nombre y que todos los agentes pueden ver y actualizar

Estrategias de Enseñanza Generales1

Filosofía Básica

x El objetivo educacional de estas lecciones es aprender y aplicar los Patrones de Pensamiento Computacional en el contexto de un juego conocido. Es esencial enfatizar estos Patrones de Pensamiento Computacional para que los alumnos puedan transferir los conceptos de programación entre juegos y simulaciones similares.

x Se ha realizado un esfuerzo para crear instrucciones enfocadas hacia el descubrimiento guiado. Se han utilizado instrucciones directas para los aspectos en donde los alumnos están aprendiendo el código por primera vez; sin embargo, se han proporcionado los materiales para asegurar que los alumnos estén entendiendo los conceptos de programación, en lugar de copiar el código simplemente. Note que para cada guía curricular, se han diseñado materiales especiales para aquellos alumnos que son nuevos en este programa.

x Los materiales de alumno están disponibles para cada parte del diseño de juego. Estos materiales tienen el objetivo de ser utilizados adicionalmente a los materiales del maestro, los cuales incluyen preguntas y puntos para discusión. Los alumnos se podrían frustrar si tienen muy poco apoyo de parte del maestro. Asimismo, puede suceder que los alumnos pierdan la comprensión conceptual si tienen demasiado apoyo de parte del maestro.

1 Esta información está basada en investigaciones encontradas en los siguientes documentos:

Basawapatna, A. R., Koh, K. H., & Repenning, A. (2010, June). Using scalable game design to teach computer science from middle school to graduate school. In Proceedings of the fifteenth annual conference on Innovation and technology in computer science education (pp. 224-228). ACM.

National Research Council. (2011). Learning science through computer games and simulations. (M. Hilton & M. Honey, Eds.). Washington, DC: The National Academies Press.

National Research Council. (2014). STEM Integration in K-12 Education:: Status, Prospects, and an Agenda for Research. (M. Honey, G. Pearson, & H. Schweingruber, Eds.). Washington, DC: The National Academies Press.

Repenning, A., & Ioannidou, A. (2008, March). Broadening participation through scalable game design. In ACM SIGCSE Bulletin (Vol. 40, No. 1, pp. 305-309). ACM.



Proceso de Descubrimiento Guiado

x Modele el proceso en lugar de solo darle la respuesta a los alumnos. Construya usted el juego antes de intentarlo con sus alumnos para que pueda observar dónde pueden surgir problemas.

x Deje que los alumnos trabajen en sus problemas solos. Haga preguntas que sirvan de guía o dé sugerencias útiles, pero sólo proporcione apoyo mínimo y sólo cuando sea necesario para superar los problemas.

x ¡No tema al trabajo en equipo! Es común que los programadores hablen acerca de los problemas con sus compañeros y que utilicen fragmentos de código de otros programas y de otros programadores. Hablar acerca de los problemas de programación los ayuda a pensar más críticamente acerca de los Patrones de Pensamiento Computacional, así como de los pasos necesarios para resolver un problema. Además, observar como los demás resolvieron un problema de codificación los ayuda a comprender que generalmente hay varias estrategias de solución para resolver un problema y que unas soluciones son más efectivas que otras.

x Reconozca que la programación es en gran medida un proceso de prueba y error, especialmente cuando se aprende por primera vez. Es de gran utilidad fomentar esta mentalidad en sus alumnos.

Bloques de aprendizaje

x Cada proyecto está diseñado para desarrollarse partiendo del anterior. Se proporciona muy poco apoyo a los alumnos en los temas para los que ya han desarrollado código similar. En cambio, se incluye más apoyo cuando el material o las técnicas de programación que son relativamente nuevas.

x Asegúrese de hablar acerca de los bloques de aprendizaje (especialmente para PacMan en las áreas de difusión y ascenso de colinas (Hill-Climbing) porque estos Patrones de Pensamiento Computacional aparecerán frecuentemente en futuros juegos y simulaciones.

x Recuerde que la comprensión de los conceptos toma tiempo y probablemente será necesario explicar algunos conceptos varias veces utilizando diferentes ejemplos en diferentes situaciones, de manera que todos los alumnos comprendan.

Apoyo para el aprendizaje

x Hay investigaciones que muestran que el diseño de juegos está asociado con alumnos comprometidos y los alumnos comprometidos muestran niveles más altos de comprensión de los conceptos. Permitir que los alumnos personalicen sus juegos los ayuda a mejorar su compromiso y motivación.



x Codificar puede resultar difícil para algunos alumnos y en general, todos se podrían llegar a frustrar en momentos en los que el código no genere los resultados esperados. Pida a los alumnos que trabajen con el proceso de solución de problemas y motívelos a compartir lo que aprendieron con sus compañeros.

x Asegúrese de comunicar que el proceso es más importante que el resultado y que la codificación de un proyecto normalmente toma tiempo. No presione a sus alumnos a ‘apresurarse’ y absténgase de enseñarles el código. El proceso de averiguarlo por ellos mismos tendrá como resultado una comprensión conceptual más sólida.

Instrucción diferenciada

Note que hay muchas palabras en esta lección que pueden ser nuevas para sus alumnos. Tome tiempo para definirlas. Utilizar las palabras en el contexto generalmente ayuda a los alumnos a comprender mejor su significado.

x Alumnos que necesitan un reto: Algunos alumnos con más fluidez en programación podrían acabar esto muy rápido – esté preparado con materiales de alumno impresos con anticipación para que estos alumnos puedan seguir adelante antes que sus compañeros.

x Alumnos que necesitan más apoyo: Otros alumnos (especialmente aquellos sin experiencia previa en programación con AgentCubes) pueden batallar un poco más. Existen dos opciones para la enseñanza diferenciada. Considere las necesidades del alumno y del grupo y decida qué opción funcionará mejor.

o Lección 1: � Opción 1: Junte a un alumno que esté batallando con un alumno con

experiencia. � Opción 2: Entregue el Material para el Alumno 1A a los alumnos que

estén batallando, este material contiene instrucciones más guiadas y más apoyo al alumno.

� Vocabulario para los alumnos: PacMan, Fantasma, Aleatoriamente, Orden de Reglas, Colisión.

� Problemas de manejo de tiempo: Mientras que algunos alumnos pueden estar más comprometidos cuando diseñan sus propios agentes, otros pueden pasar mucho tiempo en este diseño, o bien, encontrarlo frustrante. Es válido que los alumnos utilicen las imágenes que se les proporcionan.



o Lección 2:

� Juntar al alumno con un alumno con experiencia debe resolver muchos problemas.

� Vocabulario para alumnos: Algoritmo, propagación, atributo, variable local, difusión, método, paréntesis, corchetes.

o Lección 3: � Note que esta lección es un reto para los alumnos – tenga planeado tiempo

extra y ayuda adicional de parte de los alumnos con más experiencia. � Juntar al alumno con un alumno con experiencia debe resolver muchos

problemas. � Vocabulario para alumnos: sondeo , transmisión (broadcast), incremento.

x Nota: Están disponibles dos paquetes de alumno. El paquete ESTÁNDAR es para los alumnos con un conocimiento básico de AgentCubes. El paquete ALTERNATIVO es para alumnos sin experiencia previa en AgentCubes quienes podrían necesitar más apoyo. La mayoría de los alumnos NO debe usar el paquete ALTERNATIVO ya que reduce los procesos de pensamiento activo.



Instrucciones para el Maestro: Parte 1 – Juego Básico Sugerencias de enseñanza

Pida a sus alumnos crear un juego nuevo. Las características básicas 2 del juego son las siguientes:

El jugador mueve al PacMan a través de un laberinto, comiendo bolitas. Cuando se haya comido todas las bolitas, el PacMan pasa al siguiente nivel. Los Fantasmas enemigos andan por el laberinto tratando de atrapar al PacMan. El PacMan muere si un enemigo lo toca.

De tiempo a los alumnos para discutir las características del juego.

Considere las siguientes cuestiones:

x ¿En qué se parece este juego al Frogger? ¿En qué es diferente? x ¿Qué habilidades aprendiste de Frogger que puedes necesitar aquí? x ¿Qué agentes se necesitarán? x ¿Cómo crees que podrías programar los Fantasmas para que se muevan de manera

aleatoria (y qué significa la palabra “aleatoria”)? x ¿Qué haría que el juego sea más retador? ¿Y menos retador?

Una vez que los alumnos hayan tenido algunos minutos para pensar en estas cuestiones, entregue el Material para el Alumno 1 (o proyéctelo si es el caso) para que empiecen a trabajar.

Podría tener alumnos que nunca hayan trabajado con AgentCubes. Use el Manual para el Alumno 1A (alternativo) para ellos. Las páginas para alumnos se pueden encontrar en la página 3 del paquete ESTÁNDAR y en la página 3 del paquete ALTERNATIVO.

2 Tomado de http://en.wikipedia/org/wiki/Pac-Man

PacMan


Material para el Alumno 1: Parte I – Juego Básico Historia Inicial: ¡Crea el juego de salón más conocido de los 80s! Encuentra tu camino a través de un laberinto, mientras comes bolitas. ¡Cuidado con los fantasmas! Crea estos agentes y el mundo:

PacMan Un fantasma con dos representaciones (Shapes) bolita

Piso Pared Mundo con PacMan y fantasmas rojos y verdes. Crea los siguientes COMPORTAMIENTOS para tus agentes:

Paso 1: Fantasma: Programa el Fantasma para que se mueva de manera aleatoria por el piso.



Paso 2: PacMan: Haz cuatro reglas para que el agente se mueva en la dirección correcta cuando se oprime cada una de las teclas flecha de dirección del teclado.

Paso 3: No permitas que el PacMan pase a través de las paredes

Trabaja con tu compañero de al lado para pensar cómo prevenir que el PacMan camine sobre las paredes. Aquí está el código en palabras: IF (SI) la FLECHA HACIA ARRIBA se presiona Y NOT SEE ( Y NO VEO) una Pared, THEN, me MUEVO HACIA ARRIBA Sugerencia: Usa el botón NOT que está abajo del método para agregar un NO a la condición:

Paso 4: Haz que tu PacMan coma bolitas Trabaja con tu compañero de al lado para definir cómo hacer que el PacMan coma bolitas.

Paso 5: Haz que el juego termine cuando el PacMan esté al lado de un Fantasma. Muestra un mensaje para que el jugador sepa porqué terminó el juego.

Sugerencia: Utiliza o en tu juego para esta regla. Paso 6: Prueba si tu juego funciona correctamente

Ejecuta tu juego oprimiendo la flecha verde (que ejecuta el juego). o ¿Tu PacMan se mueve en las 4 direcciones? o ¿Tu PacMan permanece en el piso (y no puede pasar sobre las paredes)? o ¿Los Fantasmas se mueven de manera aleatoria? o ¿Tu PacMan come bolitas? o ¿El juego termina cuando el PacMan está en la casilla al lado de un Fantasma? o ¿Mostraste un mensaje para decir al jugador porqué terminó el juego?

Colisión El evento que ocurre cuando dos agentes están en casillas

contiguas

SI el PacMan y la Bolita COLISIONAN, ENTONCES la Bolita se debe BORRAR

SI el PacMan y el Fantasma COLISIONAN,

ENTONCES el juego TERMINA

PacMan


Material para el Alumno 1A: Parte I – Juego Básico Historia Inicial: ¡Crea el juego de salón más conocido de los 80s! Encuentra tu camino a través de un laberinto, mientras comes bolitas. ¡Cuidado con los fantasmas! Crea estos agentes y el mundo:

PacMan Un fantasma con dos representaciones (Shape) Bolita

Piso Pared Mundo con PacMan y fantasmas rojos y verdes.



Estás a punto de crear tu primer juego. Dado que esto es nuevo para ti, te daremos algunas partes del código. Pero cuidado– tendrás que encontrar los patrones para crear el resto del código. Si tienes dificultades, ¡pide ayuda a algún compañero!

Entra a AgentCubes y Crea un juego nuevo Paso 1 Crear Juego

Da clic en el botón New Project (Proyecto Nuevo) en la esquina inferior derecha de la Ventana para Elegir Proyecto (Project Chooser).

Paso 2 Da un nombre a tu juego Teclea PacMan como nombre para el proyecto y haz clic en OK

Crea los agentes para PacMan

Paso 3

Haz clic en el botón +Agente, en la parte inferior izquierda de la pantalla. De la ventana Buscador de Formas selecciona Inflatable Icon (ícono inflable), luego Miscellaneous (Varios), luego packy para obtener una imagen de PacMan. Teclea PacMan en el espacio para el nombre del agente (Agent Name). Haz clic en OK



Paso 4

Para editar el dibujo del PacMan, haz doble clic en el ícono del agente (no en el nombre sino en la imagen). Puedes hacer clic en el botón ELIMINA (Clear) para borrar la imagen actual. Dibuja tu propio PacMan, usando la herramienta lápiz y la caja de colores (el cuadrado de color que está en el centro de la columna que aparece en el lado izquierdo). Haz clic en la herramienta caja de colores para elegir un nuevo color. Usa la herramienta cubeta para llenar el espacio con el color seleccionado. Haz clic en el botón + para inflar tu dibujo. Usa la barra deslizante Límite Superior (Ceiling) para empujar tu imagen hacia abajo. Haz clic en la caja Orientación Vertical (upright) para poner a PacMan “de pie”. Selecciona front and back connected (frente y espalda conectados) que está enfrente de la palabra Surfaces (Superficies) para que PacMan tenga 2 lados.

Paso 5 Crea el Fantasma. Si seleccionas la categoría Miscellaneous (Varios) dentro de Inflatable Icon (ícono inflable), encontrarás un fantasma (ghosty). Puedes editar el dibujo y cambiar el color o dibujar tu propio fantasma.

He aquí un Fantasma de PacMan.



Paso 6 Haz una segunda representación o form4 ) en la parte de abajo de la ventana.

Da nombre a tu nueva forma y luego haz clic en OK

Luego haz doble clic en la imagen que está al lado del nombre de la nueva forma y edítala.

Cambia el color del fantasma de manera que se vea diferente al fantasma original.

Paso 7 Crea la pared Haz clic en el botón +Agente

Ponle de nombre Pared

Selecciona Cube (Cubo) y luego selecciona el cubo que tu quieras.

Pared

Paso 8 Crea el piso Haz clic en el botón +Agente

Ponle de nombre Piso

Selecciona Tile (ladrillo) y elige el que tu quieras.

Piso

Paso 9 Crea la Bolita

Haz clic en el botón +Agente

Ponle de nombre

Bolita Selecciona un inflatable icon

Bolita



(ícono inflable), borra la imagen, dibuja la bolita, usa + para inflarla y usa la barra deslizante Límite Superior (Ceiling) para “aplanarla”.

Paso 10 Haz el mundo del Nivel 1 Haz clic en el botón ‘+’ al lado de la palabra World (Mundo)

Cuando aparezca la caja del nuevo mundo, teclea Nivel1 en el espacio Name.

Deja el resto con los valores que tienen. Y haz clic en OK

Paso 11 Diseña tu mundo Usa la herramienta (rectángulo de líneas punteadas) para dibujar un arreglo de pisos en el mundo. Usa la misma herramienta para crear la pared con los cubos y para poner bolitas arriba del piso.

Usa la herramienta lápiz para agregar agentes individualmente (el PacMan y los Fantasmas).

Los Fantasmas están en un área rectangular abierta. PacMan está en la esquina inferior izquierda.



Es hora de crear comportamientos para tus Agentes Paso 12 Crea el

comportamiento de un agente Haz clic en un agente y su Ventana de Comportamiento (Behavior) aparecerá en la parte de abajo del mundo. Para crear las reglas, vas a arrastrar los elementos que representan las condiciones de la izquierda y las acciones de la derecha.

Esta regla dice: IF (SI) el usuario presiona la tecla (key) flecha hacia arriba (UP ARROW), AND (Y) NOT see ( Y NO veo) una Pared en la dirección hacia arriba,

THEN (ENTONCES) mi PacMan se mueve hacia arriba Sugerencia: Haz clic en la condición See, y luego en el botón NO que está en la parte inferior de la ventana para hacer la condición NOT See (NO veo).

Crea 3 reglas más para hacer que el PacMan se mueva a la derecha, a la izquierda y hacia abajo.

NOTA: Haz clic en la regla que hiciste, luego haz clic en el botón +RULE (+REGLA) en la parte inferior de la ventana para crear cada nueva regla.

Paso 13 Programa el PacMan para comer bolitas.

Primero toma un momento para pensar en el PacMan y las bolitas. ¿El PacMan realmente se come las Bolitas? No, es sólo un dibujo que no puede comer nada. Se trata de una ilusión. Cuando el PacMan está al lado de las Bolitas, entonces la Bolita desaparece, haciendo parecer que el PacMan se la comió.

Observa el siguiente código, PacMan ve una Bolita arriba de él:

Dice…

IF (SI) se presiona la flecha arriba Y veo una Bolita arriba THEN (ENTONCES)… borro la Bolita de arriba de mí Y me muevo hacia arriba

Ahora agrega otras 3 reglas para las otras 3 direcciones.



Paso 14 Programa los Fantasmas para que se muevan de manera aleatoria

Haz clic en el agente para agregarle comportamiento.

¿Cómo puedes hacer que los Fantasmas se muevan más rápido o más lento? Experimenta con el número que pones en la condición once every

(una vez cada).

¿Se deben mover los Fantasmas sobre las bolitas? ¿O solamente en el piso? ¡Decídelo y prográmalo de acuerdo a tu decisión!

Paso 15 Crear la regla para terminar el juego cuando PacMan está al lado de un Fantasma. Haz clic en el PacMan y agrega esta regla Nota: Necesitas una regla similar para cada forma diferente del Fantasma.

Esta regla dice:

IF (SI) estoy NEXT TO (Al lado de) al menos 1 Fantasma Verde

THEN (ENTONCES), show a message (muestra el mensaje) “¡El Fantasma Verde atrapó a Pacman! ¡Trata otra vez!” Y Reload the World (Vuelve a cargar el mundo)

Sugerencia: ¡Usa o para terminar el juego!

PacMan


Instrucciones para el Maestro: Parte 2 – Hacer que el Fantasma persiga al PacMan Resumen: En esta parte del proyecto, los alumnos cambiarán el juego para que sea más difícil ganar y más interesante. En lugar de que los Fantasmas se muevan de manera aleatoria, ahora los Fantasmas se moverán hacia el PacMan.

Hay 2 Patrones de Pensamiento Computacional en esta lección: Difusión: El PacMan deja un aroma en el piso y en las bolitas. El aroma se distribuirá en el piso y en las bolitas…es equivalente a decir que el piso y las bolitas van a DIFUNDIR el aroma.

Ascenso de Colinas (Hill-Climbing): Esta es una forma particular de ‘BUSCAR’ un aroma. Este código hace que el Fantasma revise el aroma en las cuatro direcciones, y siga el aroma más fuerte.

Este proceso incluye ATRIBUTOS DE AGENTE

Un Atributo de Agente es una VARIABLE que puede ser usada de manera LOCAL (por un solo agente). Nota que AgentCubes también tiene propiedades de Simulación, o variables que pueden ser usadas de manera GLOBAL (que pueden ser usadas por todos los agentes).

Instrucciones: Hable a sus alumnos acerca del Fantasma.

Considere estas cuestiones: x ¿El fantasma realmente ‘persigue’ al PacMan? ¿Por qué si, o por qué no? x ¿Por qué cambiaríamos el juego para que el Fantasma realmente persiga al

PacMan? x ¿Cómo podríamos cambiar el juego para que el Fantasma pueda perseguir al

PacMan? x [Dé a los estudiantes uno o dos minutos para discutir con su compañero de al

lado. Después pida que compartan sus ideas. Recuerde que permitir a los alumnos discutir sobre nuevos conceptos ayudará a mejorar su comprensión de dichos conceptos.]

[Diga a sus estudiantes] Imagina que el PacMan emite un aroma que el Fantasma puede oler …¿haría eso más fácil para el fantasma encontrar el PacMan? [Dé a los alumnos un ejemplo que puedan relacionar …tocino friéndose en la cocina, el aroma del café recién hecho, los tiburones buscando sangre en el océano, etc.]

Estos videos de YouTube explica como los perros usan el aroma para búsqueda y rescate. El segundo está en español https://www.youtube.com/watch?v=XXXU0uKLWo0 https://www.youtube.com/watch?v=p25biyqfv3g

Se puede usar cualquiera de estos videos con el grupo para mostrar algunas maneras de

cómo diferentes animales usan las acciones de Difusión

del aroma y Ascenso de Colinas (Hill-Climbing)

https://www.youtube.com/watch?v=XXXU0uKLWo0

https://www.youtube.com/watch?v=p25biyqfv3g



Este video de YouTube contiene un segmento del programa de televisión MythBusters® en el que se muestra lo rápido que los tiburones responden a la sangre de pez en una piscina…los alumnos se pueden sentir decepcionados de que los tiburones no respondan ante la sangre humana con el mismo entusiasmo. https://www.youtube.com/watch?v=gU9CQT-snIo En este se encuentra una explicación más científica de cómo determinar si los tiburones pueden oler la sangre en el agua. https://www.youtube.com/watch?v=uqv9EmfkkGE

Este documento en español trata de la comunicación de las hormigas utilizando feromonas: http://www.explora.cl/descubre/sabias/naturaleza-sabias/animales-sabias/894-descubre-sabias-naturaleza-animales Video para más pequeños sobre explicación básica de difusión: https://www.youtube.com/watch?v=T7rbEJrlyvk Explique: En la Parte I de este proyecto, el agente Fantasma simplemente se movía de manera aleatoria en el piso. En la siguiente fase del diseño, el Fantasma buscará de manera inteligente al agente PacMan usando un Patrón de Pensamiento Computacional llamado ascenso de colinas (Hill-Climbing). Imagine que el agente PacMan emite un aroma. El aroma será propagado por el agente Piso usando un Patrón de Pensamiento Computacional llamado “difusión”. Difusión es un proceso físico fundamental por medio del cual la materia se mueve de concentraciones altas a concentraciones bajas. Entre más cerca se encuentre de la fuente del aroma, más grande es su valor. Los Fantasmas usan ascenso de colinas (Hill-Climbing), que es un algoritmo para encontrar la dirección hacia la cual el aroma es más fuerte, para perseguir al PacMan. Considere usar la Presentación de Power Point de Difusión para apoyar la comprensión de estos conceptos3. Los alumnos tienen un manual que acompaña a esta lección. Las siguientes imágenes de pantalla de código son para los profesores, esta información no debe ser compartida con los alumnos, a menos que se considere necesario. PacMan es la fuente del aroma cuando se mueve. No hay condiciones para esta regla, y debe ser la última regla para el PacMan. ¿Qué pasaría si esta regla apareciera arriba de otra regla? La condición SI que se deja en blanco siempre es verdadera, por lo que esta regla siempre se activará, bloqueando cualquier regla que esté después de ella.

3 Disponible en el Wiki “the Scalable Game Design”. Use Quick Links>>Teacher>>Lesson Plans

https://www.youtube.com/watch?v=gU9CQT-snIo

https://www.youtube.com/watch?v=uqv9EmfkkGE

http://www.explora.cl/descubre/sabias/naturaleza-sabias/animales-sabias/894-descubre-sabias-naturaleza-animales

http://www.explora.cl/descubre/sabias/naturaleza-sabias/animales-sabias/894-descubre-sabias-naturaleza-animales

https://www.youtube.com/watch?v=T7rbEJrlyvk



Esta regla se debe leer como se muestra enseguida: IF (SI) ALWAYS (SIEMPRE) THEN (ENTONCES) coloca a la variable S el valor 1000

Sus alumnos cometerán este error, lo cual ofrece la oportunidad para una discusión en clase acerca de cómo leer las reglas y el efecto que tiene una regla con una condición en blanco. ¿Cuál es el efecto de una regla con una condición y una acción que se dejaron en blanco? Una regla que se dejó en blanco se debe leer así: IF (SI) ALWAYS (SIEMPRE) THEN (ENTONCES) DO NOTHING (HAZ NADA) Una regla que se deja en blanco siempre es verdadera y siempre hace nada ¡Y bloquea todas las reglas que aparezcan después de ella! Ambas, las Bolitas y el piso difunden el aroma, de manera que el Fantasma puede identificar la dirección del aroma más fuerte: Coloca a la variable S el valor 0.25 * (*(S[left]+S[right]+S[up]+S[down])

¿Qué significa S=0.25*( S[left]+S[right]+S[up]+S[down])?



Cada 0.5 segundos, el Fantasma seguirá el aroma determinando cual dirección es más fuerte, arriba, abajo, izquierda o derecha (Importante: Observa que en el método Chase Pacman se muestra solamente la primera de las cuatro reglas).

Atajo para Ascenso de Colinas (Hill-Climbing) AgentCubes tiene una mejor forma de manejar el proceso ascenso de colinas (Hill-Climbing), éste se deberá compartir con los alumnos DESPUÉS de que entiendan el proceso ascenso de colinas(Hill-Climbing). Vale la pena seguir el proceso de programación completo antes de usar el atajo para asegurar que los alumnos lo comprendan. El uso de este código hace que las extensiones que se harán después al programa sean más fácil de hacer (por ejemplo hacer que los Fantasmas huyan del PacMan). Alguien que recién aprende puede encontrar el mensaje de acción, útil para recordar lo que hace el método ascenso de colinas (Hill-Climbing).



Sin embargo, este comportamiento puede ser programado en una sola regla, como se muestra enseguida:

Este código es un atajo para revisar en las cuatro direcciones (definido como Vecindad de Von Neumann (Von Neumann’s Neighborhood) …los alumnos pueden elegir revisar en ocho direcciones usando el método Vecindad de Moore (Moore’s Neighborhood). Puede ampliar el aprendizaje pidiendo a los alumnos que comparen lo que ocurre cuando el Fantasma busca en 4 direcciones alrededor de sí mismo, comparado con buscar en 8 direcciones alrededor de sí mismo. Pida a los alumnos que hagan algunas pruebas para observar cual método ayuda a atrapar más rápido a PacMan.

http://www.co nwaylife.com/wiki/Von_Neumann_neighbourhood

Hay muchos recursos disponibles en el Wiki de Scalable Game Design para apoyar los Patrones de Pensamiento Computacional Difusión y Ascenso de Colinas (Hill-Climbing). Tome tiempo antes de la clase para revisar este material y determinar cómo podría apoyar de mejor manera el aprendizaje de los conceptos por parte de los alumnos.

http://sgd.cs.colorado.edu/wiki/Collaborative_Diffusion

http://sgd.cs.colorado.edu/wiki/Collaborative_Diffusion



Entregue el Manual del Alumno 2 Las páginas de los alumnos se pueden encontrar en la página 7 del paquete ESTANDAR y en la página 11 del paquete ALTERNATIVO.

Resolución de problemas: Los alumnos pueden también agregar acción al Mapa al cambiar el color del piso de acuerdo con el valor S del agente Piso. Así, pueden ver el valor S difundirse por el mundo.

Nota que el piso debe tener un color relativamente claro. Una forma fácil de crear un agente piso coloreado con un tono claro es hacer que el piso sea algún ícono inflable (inflatable icon). Da clic en el botón ELIMINAR para borrar el dibujo. Luego escoge un color claro usando la caja de colores y ponlo en el dibujo en 2D usando la herramienta cubeta. Ahora tienes un rectángulo plano en un color claro que puede ser acomodado debajo de las bolitas y el PacMan.

Haz un mundo de prueba con tu agente Piso de color claro y el PacMan. Ejecuta tu juego y los colores cambiantes deben mostrar que la S es alta cerca del PacMan y baja lejos de él. Agrega un Fantasma y observa que sigue a PacMan en este mundo simple.



Hasta ahora, tu Fantasma sólo se mueve de manera aleatoria, por el piso, o bien, por el Piso y las bolitas…en realidad no persigue al PacMan, ¿Verdad? ¡Eso está a punto de cambiar! El Fantasma inteligentemente buscará al agente PacMan usando un Patrón de Pensamiento Computacional llamado “búsqueda”. En esta ocasión, usaremos un método de búsqueda específico llamado Ascenso de Colinas (Hill Climbing). Imagina que el agente PacMan emite un aroma. Ascenso de Colinas (Hill climbing) es un procedimiento o algoritmo para encontrar la dirección en la cual el aroma es más fuerte. El aroma se va a esparcir, o propagar, por el agente Piso usando un Patrón de Pensamiento Computacional llamado “difusión”. Difusión es un proceso fundamental (físico, biológico y social) por el cual los objetos se mueven de áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración. ¡Entre más cerca se encuentre la fuente del aroma, mayor sera su valor!1. Esta fase del proyecto introduce el concepto de “atributo de un agente” el cual es información única que se guarda en cada ocurrencia de un agente. En programación a este atributo del agente se le llama variable local.

Manual del Alumno 2 Parte 2 – Haciendo que el Fantasma persiga al

PacMan

Paso 1: Primero, asegurémonos que nuestro PacMan emite un aroma. Para hacer esto, necesitamos poner un valor al atributo “S” del PacMan. S representa el aroma (Por el nombre en inglés scent). Hay varias formas de hacer esto. Por ejemplo, podemos crear esta regla al final de la lista de reglas de PacMan:

Esta regla dice “Siempre pon a S el valor 1000”. AgentCubes interpreta una condición vacía como verdadera. Esta regla debe aparecer DESPUÉS del resto de las reglas de PacMan, al final del método while running (mientras se esté ejecutando).



Reto: ¿Qué pasará si pones estar regla arriba de las reglas de movimiento de PacMan? ¿El PacMan será capaz de moverse? Otra forma de inicializar el atributo S del agente PacMan es poner el valor cuando el PacMan se agrega al Mundo. Para hacerlo, crea un nuevo Método eligiendo el botón +Método de la parte de abajo de la ventana. Haz clic en la palabra “on” en la parte gris y amarilla del método y cámbialo por “when creating new agent” (cuando se cree un nuevo agente). Tu método “cuando se cree un nuevo agente” debe quedar como este:

Si usas este método para poner valor al atributo S de PacMan, asegúrate de borrar y volver a dibujar el PacMan y luego GUARDAR el Mundo. Nota: Si olvidas guardar el Mundo, PacMan podría no tener ningún valor para el atributo S cuando se vuelva a cargar el Mundo. Verificando el valor del atributo S del agente PacMan:

1. Selecciona el PacMan en el Mundo. 2. Selecciona Mostrar Atributos del Agente (Show Agent Attributes) del botón que tiene

un engrane en la parte superior de la ventana de AgentCubes.

3. Debes ver aparecer esta ventana: 4. Si la S no se ve en la ventana, quiere decir que todavía no se le ha asignado un valor. 5. Si pusiste la acción de ponerle valor a la S en el método mientras que esté corriendo del

agente PacMan, ejecuta el juego brevemente. Y la S debe aparecer en la ventana de Atributos.

6. Si usaste el método cuando se crea un nuevo agente, borra y vuelve a dibujar el PacMan y luego Guarda el Mundo. La S debe aparecer en la ventana de Atributos.



¿Por qué multiplicamos por 0.25? Cuando calculas el promedio de un conjunto de números, los sumas y luego divides la suma entre la cantidad de números. En este caso, dividir entre 4 es equivalente a multiplicar por 0.25

Paso 2: Ahora, como el aroma se está difundiendo, o esparciendo, necesitamos encontrar el promedio del aroma del área alrededor del agente Piso o del agente Bolita. Imagínate que los aromas vienen del norte, sur, este y oeste. El aroma en el centro, entonces, se calcula como el promedio de estos cuatro aromas. ¿Cómo podemos hacer esto en el programa? Difundir el aroma con las bolitas

El agente bolita tendrá el comportamiento que se muestra abajo; solamente se requiere calcular y guardar el promedio de los cuatro atributos S de los agentes que se encuentran alrededor del agente. Recuerda que usaste el nombre de atributo S para representar el aroma (por su nombre en inglés scent).

S = 0.25*( S[arriba] + S[abajo] + S[derecha] + S[izquierda]) La acción “set” (establecer) coloca al atributo S de cada agente bolita el promedio de los atributos de los agentes que están arriba, abajo y a ambos lados:

S = 0.25*(S[left] + S[right] + S[up] + S[down])

AHORA…¡Difunde el aroma por el piso agregando una regla al agente Piso!

Asegúrate de que los paréntesis “(” y los corchetes “[” se cierran, es decir, tienen sus paréntesis “)” y corchetes “]” equivalentes.

¿En qué se parecen las ALARMAS DE INCENDIO y la programación?

Un MÉTODO es un conjunto de reglas que tienen un nombre… reglas que se siguen en una situación específica. Éstas se ejecutan cuando se les manda llamar …similar a cuando suena una alarma de incendios, lo cual significa que hay reglas que tienes que seguir. Puedes crear un MÉTODO haciendo clic en el botón +Method (+Método) en la parte de abajo del comportamiento del Agente.



Paso 3: Para que los Fantasmas sepan hacia donde caminar, tienen que determinar hacia donde es más fuerte el aroma. Llamamos a esto Ascenso de Colinas (Hill-Climbing). Si fuera la vida real, olfatearía hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha. El Fantasma caminaría hacia donde el aroma fuera más fuerte. Necesitamos programar el Fantasma para que haga esto. Haremos un MÉTODO para que el Fantasma siga este conjunto de reglas. Observa el código que se muestra abajo.

La regla del método while running (mientras que se esté ejecutando) dice:

“ONCE EVERY 0.5 seconds, follow the Chase Pacman procedure” que significa:

“UNA VEZ CADA 0.5 segundos, sigue o lleva a cabo el procedimiento llamado Chase PacMan (Persigue a PacMan)”.

La regla del método Persigue al PacMan (Chase Pacman) dice: “IF (SI) el aroma (S) arriba (up) de ti es mayor o igual que cualquiera de los otros aromas en las diferentes direcciones (down –abajo, left- izquierda, right- derecho), THEN (entonces) muévete (move) hacia arriba (up).” Es decir:

“SI el aroma de arriba de ti es mayor o igual que cualquiera de los otros aromas en las diferentes direcciones (abajo, izquierda o derecha) ENTONCES muévete hacia arriba.

Ahora, agrega el resto de las reglas para que el Fantasma sepa que hacer SI el aroma de abajo (S[down]) es mayor…¿Qué pasa SI el aroma de la izquierda es mayor? ¿Qué pasa SI el aroma de la derecha es mayor?

PacMan


¡Ejecuta tu juego para ver si el Fantasma persigue al PacMan! Si no funciona, es hora de hacer algo de resolución de problemas. Revisa lo siguiente:

o La regla “pon al atributo S de PacMan el valor 1000” debe ser al última en el método while running (mientras se esté ejecutando).

o O, si usaste el método “cuando crees un nuevo agente” (when creating

new agent) pon a la S el valor 1000, borra y vuelve a dibujar al PacMan, luego guarda el Mundo de manera que el valor inicial de S se guarde.

o En las reglas de “perseguir”, el nombre del método debe ser el mismo en

el mensaje de acción y en el nombre del método que está en el espacio amarillo y gris del método Ascenso de Colinas (Hill Climbing).

o El uso de parentesis “(“ y corchetes “[“ de las reglas del agente Piso

deben ser correctas. Observa la gráfica de la ecuación del agente piso 2 páginas antes de ésta y compáralo con la ecuación que se encuentra en tu agente Piso.

o Revisa tus reglas de Ascenso de Colinas (Hill Climbing) otra vez y

asegúrate de que las flechas de las acciones apuntan a la dirección correcta y que las condiciones de cada una de las reglas son correctas.



Manual del Alumno: Guía de Solución de Problemas para PacMan Parte II Difusión y Ascenso de Colinas (Hill-Climbing) Paso 1:

Para determinar qué pasa en tu juego, es útil observar los atributos del agente. 1. En tu mundo, haz clic en ejecutar hasta que el Fantasma se mueva fuera de la caja y luego

da clic en parar. 2. No vuelvas a cargar el mundo. 3. El aroma de PacMan (el valor de S) se ha difundido a través del mundo. 4. Par ver como el aroma de PacMan (el valor de S) se ha difundido, haz clic en cualquier

parte del piso. 5. Después haz clic en el menú de la ventana de AgentCubes y selecciona la opción Show

Agent Attributes (Muestra los Atributos del Agente) 6. Aparecerá una ventana que muestre el valor del atributo S para ese agente.

7. Haz clic en el mundo. ¿El valor de S es más grande cerca de PacMan y más pequeño lejos del

PacMan? Revisa los atributos de los cuatro cuadros alrededor del Fantasma (arriba, abajo, izquierda y derecha)

y luego avanza el juego paso a paso usando el botón de manera que puedas ver si tu Fantasma se está moviendo hacia el agente con el valor S mayor.

Si el Fantasma se mueve hacia el lugar equivocado o no se mueve, regresa y revisa tus reglas en el método Persigue a PacMan (Chase PacMan). Compara tus reglas con las de alguno de tus amigos.

x ¿Las condiciones son correctas? x ¿Las flechas en las acciones move (mover) son correctas? x Revisa que PacMan tenga un valor S dando clic en él y observando en la caja de diálogo de

atributos. Observa en las páginas anteriores las sugerencias acerca de cómo poner valor al atributo S del PacMan.

PacMan


Instrucciones para el Maestro Parte 3 – Hacer el juego más sofisticado – Poleo o Sondeo y Transmisión (Broadcast)

Antecedentes:

En el salón, cuando los alumnos trabajen en una actividad, los maestros normalmente sondean al grupo para ver si ya terminaron. El/ella hace esto pidiendo a los alumnos levantar sus manos para saber si todavía están trabajando. Si no hay alumnos que levanten las manos, el maestro sabrá que ya todos terminaron. Una vez que todos hayan terminado, la actividad termina. Los alumnos usarán este mismo concepto para cambiar sus juegos para hacerlos más retadores.

Introducción para los alumnos:

Usando el ejemplo del salón, guíe a sus alumnos en una discusión de cómo sondear para conseguir respuestas. Ahora, diga a los alumnos que usarán este mismo concepto para cambiar su juego. Esta vez el juego se debe ver de esta forma:

En nuestro juego, el juego termina cuando el PacMan está al lado de un Fantasma. Ahora necesitamos encontrar una forma de ganar el juego cuando ya no haya bolitas.

De a los alumnos un par de minutos para discutir esta actividad de programación.

Considere estas preguntas:

x ¿Quién revisará si todavía hay bolitas que consumir? x ¿Qué detendrá el juego? x ¿Qué pasos (código) cambiarán?

[Dé a los alumnos uno o dos minutos para discutir esto con su compañero de al lado. Después pida que expresen sus ideas.]

Puede ser que los alumnos se compliquen con la idea sobre quién revisa si todavía hay bolitas. Introduzca la idea de un controlador, un agente que es responsable de contar el numero de bolitas que quedan en el mundo. Recuerde a los alumnos que deben tomar tiempo para pensar cada paso de programación de manera que puedan usar estas habilidades después.

Entregue el Material para el Alumno 3 No se proporciona código en las instrucciones para el maestro porque todo el código se les

proporciona a los alumnos. Las páginas para los alumnos se pueden encontrar en la página 11 del paquete ESTANDAR y en la página 15 del paquete ALTERNATIVO.

PacMan


Manual del Alumno 3 Parte 3: Hacer el juego más sofisticado – Sondeo y Transmisión (Broadcast) En esta mejora al proyecto PacMan, el PacMan debe “comer” todas las bolitas para poder ganar el juego. El sondeo nos dirá cuando han desaparecido todas las bolitas y por lo tanto el PacMan ha ganado. El sondeo usa una propiedad de simulación, también llamada en programación: variable global, y que se refiere a un espacio de información que todos los agentes en la simulación o en el juego pueden consultar o modificar si tienen las reglas adecuadas. Un agente controlador hace el sondeo enviando un mensaje cada cierto tiempo a todos los agentes que deben ser contados. Estos agentes responden sumando 1 a la propiedad de simulación. El controlador determina cuando todos los agentes bolita hayan sido comidos y por lo tanto el PacMan ha ganado.

Así es como se verá esta parte de la programación. El Controlador dirá, “El contador de Bolitas inicia en cero” (como en el salón, no hay manos levantadas cuando el maestro pregunta quién sigue trabajando). Cuando las bolitas ‘escuchan’ al Controlador transmitir (broadcast en inglés) la pregunta, las bolitas responden (levantan sus manos). El Controlador cuenta las bolitas. Si la respuesta es más de cero, no pasa nada y el juego continúa. Si la respuesta es cero (lo cual significa que ya no hay bolitas en el tablero), el juego termina.

El maestro ha entregado una actividad al grupo y quiere saber si todos la han terminado. Dice al grupo “Levanten la mano si todavía están trabajando”. Los alumnos levantan la mano. El maestro los cuenta – hay 5 alumnos trabajando todavía. “Bien, bajen sus manos y continúen trabajando”. Algunos minutos después, lo vuelve a hacer. Dice al grupo “levanten la mano si todavía están trabajando”. Los alumnos levantan la mano. El maestro los cuenta – hay 2 alumnos trabajando todavía. “Bien, bajen la mano y continúen trabajando”. Algunos minutos después, lo vuelve a hacer. Dice al grupo “levanten la mano si todavía están trabajando”. Esta vez, nadie levanta la mano. “Bien, ya todos terminaron, guarden sus libros”.

Definición: al proceso de tomar decision mandando un mensaje a múltiples receptores y revisando las respuestas se le llama sondeo o poleo.



Paso 1: Crea la propiedad de simulación para las bolitas como se describe en el cuadro verde.

Paso 2: Crea un agente Controlador. x Usa +Agente para hacer un agente

Controlador y escoge cualquier bloque de tipo Tile (ladrillo).

x Coloca el agente Controlador arriba de una pared en el mundo del PacMan.

Paso 3: Agrega una regla al método while running (mientras se esté ejecutando) del agente Controlador.

1. Establece la cantidad de bolitas en cero (esto es como cuando el maestro dice, “bajen la mano”). Pon a la variable @Bolitas (@Pellets) el valor cero

2. Pregunta a las bolitas si todavía están en el mundo Transmite a los agentes Bolita hacer un “conteo”

3. Usa el conteo de las bolitas para saber si el juego se termina. Manda un mensaje “a mí mismo” (para ejecutar el método) VerificarSiGano (Checkwin)

Paso 4: Programa el método VerificarSiGano del agente Controlador.

x Si ya no hay bolitas dile al jugador que PacMan ganó y detén el juego.

Paso 5: Programa el método Count (Conteo) del agente Bolita.

1. Crea un método nuevo para el agente Bolita(Pellet).

2. Llámalo Count (Conteo). El nombre debe ser idéntico al nombre que transmite el Controlador.

3. Agrega una regla con una acción que modifique el valor de “@Bolitas” poniéndole el valor de “@Bolitas + 1”. Así es como los programadores incrementan en 1 a un valor numérico.

¿Cómo trabajan las propiedades de Simulación?

1. Las Propiedades de Simulación se deben agregar, guardar o borrar en la ventana de Propiedades de Simulación. 2. Abre esta ventana usando la opción Mostrar Propiedades de Simulación (Show Simulation Properties) del menú de la ventana de AgentCubes. 3. Haz la propiedad de simulación de Bolitas haciendo clic en el botón + que está en la parte de abajo de la ventana de propiedades de simulación y tecleando el nombre. 4. El valor de una propiedad de simulación puede ser consultado o modificado por cualquier agente del juego o del mundo. 5. Todas las condiciones o acciones que consulten o modifiquen el valor de una propiedad de simulación deben agregar un “@” antes del nombre de la propiedad de simulación.



¡Ahora trata de seguir estas reglas! Count (Conteo) no es parte del método que siempre está corriendo “While Running” (mientras esté corriendo). Debe ser un método diferente, ya que solamente se ejecuta cuando lo manda llamar el agente controlador.

Revisa tu programa: Enseguida se encuentra el comportamiento del agente Controlador con la regla dentro del método while running (mientras se esté ejecutando) que hace que los agentes bolitas se cuenten a sí mismos y el nuevo método VerificarSiGano (Checkwin) que termina el juego si el PacMan se ha comido todas las bolitas:

Enseguida se encuentra el comportamiento de la Bolita con el nuevo método Count (Conteo) que permite a cada agente Bolita sumar 1 a la propiedad de simulación de la Bolita:



Problemas comunes:

1. ¿Tu agente controlador está guardado en tu mundo? 2. ¿Tecleaste @bolitas cada vez que la propiedad de simulación se consultó o se

modificó? 3. ¿Te refieres al agente correcto en cada paso?

Material para el Alumno: Guía de Resolución de problemas para el PacMan Parte III. Sondeo y Transmisión (Broadcast)

Otra forma de Resolver los problemas: Revisa rápidamente cuántas Bolitas hay en el Mundo: En la ventana de AgentCubes selecciona la opción “Muestra Propiedades de Simulación” (Show simulation Properties). Aparecerá una ventana como la que se muestra enseguida:

El número correcto de Bolitas no aparecerá en la ventana hasta que hayas avanzado un sólo paso la ejecución del juego (dando clic en el triángulo negro que está en seguida de los botones alto (stop) y ejecutar (go)) o ejecuta brevemente una parte de tu juego. Si tu programación es correcta, el valor de las bolitas se decrementará en 1 cada vez que el PacMan se coma (o borre) una Bolita. Cuando el valor de la Bolita sea igual a cero, el PacMan debe ganar el juego. Resolución de problemas más detallada: Para determinar qué está pasando en tu juego, es útil observar cómo va cambiando el valor de la propiedad de simulación. Agrega la acción plot to window (dibuja en la ventana) a la regla del método while running (mientras está corriendo) del Controlador. Llénalo de acuerdo con lo que se muestra enseguida:



En la acción plot to window (dibuja en la ventana), debes colocar el nombre de la propiedad de simulación que se va a dibujar (@Bolitas), pon el nombre “Grafica Bolitas” (Pellets Plot) a la ventana en la que aparecerá (in window), agrega en el espacio (representing) el número de Bolitas (number of pellets) para indicar que la gráfica representa el número de bolitas y elige el color para la línea que aparecerá en la gráfica en la opción using color (usando el color). ¡Nota que debes agregar “@” antes de la palabra Bolitas en el espacio de plot to window (dibuja en la ventana) porque estas obteniendo el valor de la propiedad de simulación Bolitas! En el menú Windows de AgentCubes selecciona la ventana Bolitas Plot (Pellets Plot). Mueve la ventana a alguna parte en la que puedas verla mientras corres el juego. En esta ventana, verás una gráfica que te muestra lo que ocurre “detrás de escena” mientras ejecutas tu juego.

Esta información te ayudará a determinar en donde podría estar el error. Por ejemplo, si el número de bolitas nunca es mayor a cero, hay un problema con el método Count (Conteo) o con la transmisión (broadcast). Si el número de bolitas se hace 0 pero el juego no termina, hay un problema con la regla para terminar el juego en el Controlador.



Fin de la Unidad. Hoja de Revisión. PacMan

A) Los principales patrones de pensamiento computacional que revisamos son: 1) Control del Usuario (User Control): moviendo intencionalmente un agente.

a. Usando las teclas para mover un agente. b. Un ejemplo es mover el PacMan.

2) Absorción (Absorb): eliminar agentes de la escena.

a. Usa la acción “Borrar” (“Erase”) de AgentCubes. b. Por ejemplo, borrar las bolitas.

3) Colisión (Collision): cuando 2 agentes chocan

a. Uso de la condición “Ver” (“See”) b. Uso de la condición “Apilado” (Stacked), ó c. Uso de la condición “Al lado de” (Next to). d. Por ejemplo cuando PacMan come bolitas o cuando pierdes el juego

porque un Fantasma toca al PacMan.

B) Los principales Patrones de Pensamiento Computacional NUEVOS que aprendimos son: 1) Difusión (Diffusion): esparcir el aroma (olor) de un agente a través de un medio

(como el fondo (background)). Usamos un atributo de agente llamado S en el agente que será perseguido, y difundimos el aroma poniendo el atributo en el fondo (background) usando el promedio de los 4 aromas alrededor de él,

S = .25 * (S[izquierda]+S[derecha]+S[arriba]+S[abajo])

2) Ascenso de Colinas (Hill-Climbing): seguir el valor más alto del aroma S. Solamente funcionará si se ha hecho la difusión antes, por lo que estos 2 patrones van de la mano. Un ejemplo es el método que creamos en el Fantasma para moverse hacia el agente que esté alrededor que tenga el valor más alto de “S”.

3) Transmisión (Broadcasting): es cuando “le pedimos” a todos los agentes de cierto tipo que ejecuten un método específico.

a. Usar la acción de transmisión (“broadcast”) en AgentCubes.

b. Un ejemplo es la transmisión del método Count (Conteo) que hizo el Controlador hacia las bolitas, de manera que ellos se contarán.

C) Otros conceptos que hemos cubierto en AgentCubes son:

1) Resolución de problemas en la simulación y considerar el orden de las reglas. 2) Usar sonidos y mensajes en el juego. 3) Usar tiempo en las acciones usando la condición UNA VEZ CADA ( “Once

every”).

PacMan


Cambia Direcciones

Haz que el pacman “vea” a la dirección a

la que va.

Manual para el Alumno 4a:

PacMan Cambia de Dirección Reto Antes de iniciar este reto:

Debes tener el juego básico PacMan completo, que se gana si PacMan se come todas las bolitas y los Fantasmas se mueven de manera aleatoria, o bien, persiguen al PacMan. El PacMan pierde si un Fantasma lo atrapa. El mundo debe tener paredes que los Fantasmas y el PacMan no puedan atravesar.

Descripción del reto:

PacMan debe voltear a la dirección a la que se está moviendo.

¿Qué considerar?:

¿Necesitas un agente nuevo? ¿Necesitas una regla nueva?

Debes estar pensando que requieres nuevos agentes …¡PERO ESPERA! Como cada PacMan seguirá las mismas reglas, no necesitas un agente nuevo, ¡sino 3 formas o representaciones nuevas (shapes en inglés)! Pasos:

x Selecciona PacMan haciendo clic en su imagen, luego haz clic en el botón +Shape y dale un nombre a esta nueva forma.

x Haz doble clic en la imagen que está al lado del nombre nuevo y aparecerá la ventana de dibujo.

x Borra la imagen y dibuja al PacMan “viendo” hacia una dirección diferente. x Una vez que tengas 4 formas diferentes, necesitarás cambiar tu código para que cuando

el PacMan cambie la dirección a la que va, también cambie para tener una nueva forma. x Usa la acción cambia (change) con un punto en el centro porque eso significa

“cámbiame a mí mismo a” (“change me to”) de modo que el agente puede modificar su

propia forma. x PRUEBA tu programa para confirmar que la imagen cambia cuando el PacMan cambia

su dirección.



Moverse Continuamente

Haz que el PacMan se mueva hasta el final de

la fila de bolitas

Material para el Alumno 4b: El PacMan se mueve Todo el Tiempo. Reto Antes de iniciar este reto:

Debes tener el juego básico PacMan completo, se gana si PacMan come todas las bolitas y los Fantasmas se mueven de manera aleatoria, o si persiguen al PacMan. PacMan pierde si un Fantasma lo atrapa. El mundo debe tener paredes que los Fantasmas y PacMan no puedan atravesar.

Debes tener 4 formas diferentes de PacMan de manera que vea hacia la dirección hacia la que va.

Descripción del Reto: PacMan se moverá continuamente en la dirección a la cual está “viendo”. Este reto te da el punto de partida, pero no te dará todo el código. Revisa el código que se encuentra abajo: Dice, cuando se presiona la flecha a la derecha y no veo una pared a la derecha, cambia la imagen del PacMan para usar la que “ve” hacia la derecha. Una vez cada 0.2 segundos, haz que yo (PacMan) me mueva en esa dirección (se ejecute el método MoverEnDireccion (Movedirection).

Cuando se manda llamar el método MoverEnDireccion, el PacMan hace lo siguiente: Si me veo viendo hacia la derecha Y no veo una pared a la derecha, me muevo a la derecha.

El efecto de esta regla del método MoverEnDireccion es hacer que el PacMan se mueva hacia donde esté “viendo” mientras que no haya pared en esa dirección.

Todavía hay mucho que hacer:



Paso 1:

Crea el código para las demás direcciones. Paso 2:

Prueba tu programa (Sugerencia: asegúrate de que tu PacMan todavía deja su aroma por todas partes). Haz clic en el PacMan con la herramienta flecha grande para seleccionarlo y ejecutar el programa. Usa colores para decidir qué reglas son verdaderas o falsas. En este caso, la primera regla es roja, lo que significa que la flecha a la derecha no ha sido presionada o que hay una pared “en su camino”. La siguiente regla es verde, lo que significa que cada 0.2 de segundos, el PacMan recibe la indicación de ejecutar su método MoverEnDireccion (Movedirection). El método MoverEnDireccion (Movedirection) es verde, lo que significa que alguna, o ambas condiciones son verdaderas. El PacMan “ve” que su forma actual es la de “ver a la derecha” Y no ve una pared, lo que hace que la regla sea VERDADERA, de modo que PacMan se moverá un paso a la derecha.



Bolitas de Poder

Haz una Bolita de Poder que permita que PacMan se coma a los

Fantasmas

Material para el Alumno 4c: Bolita de Poder. Reto Antes de iniciar este reto:

Debes tener el juego básico PacMan completo, se gana si PacMan come todas las bolitas y los Fantasmas se mueven de manera aleatoria, o bien, persiguen al PacMan. PacMan pierde si un Fantasma lo atrapa. El mundo debe tener paredes que los Fantasmas y el PacMan no puedan atravesar.

Debes tener 4 formas diferentes de PacMan de manera que vea hacia la dirección hacia la que va, y se mueva de manera continua.

Descripción del Reto:

x Agregar Bolitas de Poder al mundo. x Las bolitas de Poder le dan a PacMan la habilidad temporal de comerse a los enemigos.

Los enemigos se vuelven de color azul obscuro y empiezan a moverse en la dirección opuesta a la que originalmente iban.

Este reto te da el punto de partida, pero no te dará todo el código. Para ayudarte, piensa en lo siguiente …

x Necesitarás un agente nuevo: la Bolita de Poder (Power Pellet) x ¿Necesitas un nuevo agente para los fantasmas azules?

x Cuando el fantasma persigue al PacMan, tiene un aroma de 1000. ¿Qué pasa si tiene

un aroma de -1000? ¿Cómo puedes poner valor para ese nuevo aroma? ¿Cómo puedes limitar por tiempo ese valor?

x Sugerencia: Usa la acción ascenso de colinas (Hill-Climbing) en lugar de usar todo

el código para “olfatear”.



Siguiente Nivel

¡Haz un segundo nivel para el PacMan!

Material para el Alumno 4d:

Siguiente Nivel. Reto Antes de iniciar este reto:

Debes tener el juego básico PacMan completo, se gana si PacMan come todas las bolitas y los Fantasmas se mueven de manera aleatoria, o bien, persiguen al PacMan. PacMan pierde si un Fantasma lo atrapa. El mundo debe tener paredes que los Fantasmas y el PacMan no puedan atravesar.

Debes tener 4 formas diferentes de PacMan de manera que vea hacia la dirección hacia la que va.

Descripción del Reto: x Cuando el juego termina, aparece un nuevo nivel, ¡Más difícil que el anterior!

Este reto te marca el punto de partida, pero no te dará todo el código. Para ayudarte, piensa en lo siguiente …

x ¿Necesitas un Agente nuevo? ¿Un mundo nuevo? x ¿Cuándo aparecerá el nuevo nivel? x ¿Qué código se necesita cambiar para hacer que el nuevo nivel aparezca?

Debes tener una regla como esta:

¿Como puedes incorporar esta acción en lugar de parar el juego?

¡Siguiente Nivel!

PacMan


Los estándares ISTE4 específicos para la implementación de PACMAN (Representados con (�)) Creatividad e Innovación Los alumnos muestran pensamiento creativo, construcción del conocimiento y desarrollo de productos y procesos innovadores usando la tecnología. Los alumnos:

Aplican conocimiento existente para generar nuevas ideas, productos, o procesos:

�� Diseñan y desarrollan juegos

Diseñan y desarrollan modelos de ciencias computacionales

Crean trabajos originales como una forma de expresión personal y grupal.

�� Diseñan juegos originales

Modelan el ambiente local; por ejemplo ecología, economía.

Usan modelos y simulaciones para explorar sistemas completos y situaciones que se presenten.

Modelan fenómenos científicos, por ejemplo: el modelo depredador / presa

Crean visualizaciones

Identifican tendencias y pronostican posibilidades.

Construyen modelos de ciencias computacionales predictivos; por ejemplo. Cómo el escarabajo de pino destruye el bosque de pinos de Colorado, EUA.

Construyen flujos de información en tiempo real para páginas web (por ejemplo información del clima), procesa y visualiza información cambiante. Comunicación y Colaboración

Los alumnos usan medios y ambientes digitales para comunicarse y trabajar de manera colaborativa, inclusive a distancia, para apoyar el aprendizaje individual y contribuir al aprendizaje de otros. Los alumnos:

Interactúan, colaboran y publican con compañeros, expertos u otras personas empleando una variedad de medios y ambientes digitales:

�� Los alumnos trabajan en equipo para construir y publicar sus simulaciones como páginas web que contienen applets de java.

Comunican información e ideas de manera efectiva a múltiples audiencias usando diferentes medios y formatos.

Combina de manera efectiva simulaciones interactivas, texto e imágenes en páginas web.

Desarrollan comprensión cultural y consciencia global al involucrarse con aprendices de otras culturas.

�� Los alumnos y los maestros de las 4 regiones culturalmente diferentes interactúan entre ellos.

Contribuyen con equipos de proyectos para producir trabajo original y resolver problemas.

4 Los Estándares ISTE para Alumnos (ISTE Standards•S) son los “estandares para evaluar las habilidades y conocimientos que los alumnos necesitan para aprender de manera efectiva y vivir de manera productiva en un mundo que cada vez es más global y digital.” http://www.iste.org/standards/standards-for-students



�� Definen roles de proyectos y trabajan de manera colaborativa para producir juegos y simulaciones. Fluidez para la investigación y manejo de información.

Los alumnos aplican herramientas digitales para obtener, evaluar y usar información. Los alumnos:

Planean estrategias para guiar las búsquedas.

Exploran sitios web e identifican conexiones interesantes.

Localizan, organizan, analizan, evalúan, sintetizan y usan de manera ética la información de diversas fuentes y medios.

Encuentran información relevante en la web, calculan la información derivada.

Evalúan y seleccionan fuentes de información y herramientas digitales basadas en la adecuación para tareas específicas.

Entienden la validez de la información, por ejemplo información de revistas científicas contra blogs personales.

Procesan datos y reportan resultados.

Escriben programas para tener acceso a información numérica, definen funciones para procesar los datos y crean la salida basado en voz o haciendo gráficas para representar los datos.

Pensamiento Crítico, Solución de Problemas y Toma de Decisiones.

Los alumnos usan habilidades de pensamiento crítico para planear y llevar a cabo investigaciones, administrar proyectos, resolver problemas y tomar decisiones informadas usando las herramientas digitales y recursos apropiados. Los alumnos:

Identifican y definen problemas auténticos y preguntas significativas para la investigación.

Definen preguntas de investigación y revisan metodologías de exploración.

Planean y administran actividades para desarrollar una solución o realizar un proyecto.

�� Bosqueja una secuencia de pasos exploratorios

�� Experimenta procesos de diseño completos de abajo hacia arriba (bottom-up) y de arriba hacia abajo (top-down).

�� Emplean el pensamiento algorítmico para crear programas para resolver problemas

Recaban y analizan datos para identificar soluciones y/o tomar decisiones informadas.

Recolectan datos como una serie de tiempo, por ejemplo: conseguir el tamaño del grupo de depredadores y presas, exportar la serie de tiempo a Excel, exploran varios tipos de representación gráfica, por ejemplo, x(t), y(t) o de dispersión (scatter) y=f(x)

Usan múltiples procesos y perspectivas diversas para explorar soluciones alternativas.

�� Experimentan y entienden compromisos de diseño, por ejemplo de abajo hacia arriba (Bottom-up) contra de arriba hacia abajo (Top-down). Ciudadanía Digital

Los alumnos entienden las cuestiones humanas, culturales y sociales relacionadas con la tecnología y se comportan de manera legal y ética. Los alumnos:

Defienden y practican el uso seguro, legal y responsable de la información y de la tecnología.

��Aprenden como usar herramientas para localizar recursos, por ejemplo imágenes con el buscador de imágenes de google, pero entienden las cuestiones de derechos de autor.

Muestran una actitud positiva hacia el uso de la tecnología que soporta la colaboración, el aprendizaje y la productividad.



�� Permanecen en la actividad, donde los retos de diseño concuerdan con las habilidades de diseño

�� Sienten el éxito a través de actividades de diseño del juego incrementales

�� Asesoran a otros alumnos

Muestran responsabilidad personal por el aprendizaje para toda la vida.

�� Exploran la opción de ir más allá de las metas de aprendizaje esperadas.

Muestran liderazgo para la ciudadanía digital.

�� En un escenario colaborativo se vuelven productores responsables de contenido para diferentes audiencias. Operaciones y Conceptos de Tecnología

Los alumnos muestran comprensión de los conceptos, sistemas y operaciones de la tecnología. Los alumnos:

Entienden y usan los sistemas de tecnología.

�� Saben cómo organizar archivos y folders, ejecutar y usar aplicaciones en varias plataformas.

Seleccionan y usan aplicaciones de manera efectiva y productiva.

��Saben cómo orquestar un conjunto de aplicaciones para conseguir metas, por ejemplo hacer juegos y simulaciones usando Photoshop (para el arte), AgentCubes (para la programación) y Excel (para el análisis de datos).

Solucionan de problemas en sistemas y aplicaciones.

�� Encuentran los errores de juegos y simulaciones que no funcionan apropiadamente

Transfieren el conocimiento actual para el aprendizaje de nuevas tecnologías.

�� Reflexionan en habilidades fundamentales a nivel conceptual. Explorar diferentes herramientas para conseguir objetivos similares.

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