خلفية

في وحدة مختبر STEM لبعثة الرياضيات إلى المريخ، سيتعلم الطلاب عن العناصر المختلفة للمجال ويتنافسون في مسابقة بعثة الرياضيات إلى المريخ. وبينما يخوض الطلاب عملية تعلم عناصر التسجيل المختلفة في المسابقة، يمكنهم استكشاف عناصر مختلفة من المهمات التي يتم تنفيذها على المريخ.

كتاب قصصي عن رحلة الرياضيات إلى المريخ بصيغة PDF

قدم مسابقة Mars Math Expedition لطلابك باستخدام كتاب قصة رحلة الرياضيات إلى المريخ pdf! يقدم الكتاب سردًا لمذكرات العقيد جو كجزء من طاقم Mars Math Expedition، ويضع سياقًا لمهام المنافسة للطلاب من خلال تجارب العقيد جو في قصة ممتعة وجذابة. اتبع العقيد جو من خلال المهام المختلفة طوال رحلة الرياضيات على المريخ. اقرأ القصة للطلاب، ثم اطبع نسخة لمكتبة الفصل الدراسي لديك، ثم عد إلى القصة طوال دورة المنافسة الخاصة بك. قد ترغب في أن يقوم الطلاب بإنشاء سجلات رحلة خاصة بهم لتتبع تقدمهم من خلال مهام المنافسة جنبًا إلى جنب مع العقيد جو!

مهمة ناسا المريخ 2020

تتناول مهمة المريخ 2020 التابعة لوكالة ناسا أهدافًا علمية ذات أولوية عالية لاستكشاف المريخ: الحياة، والمناخ، والجيولوجيا، والبشر. ستكمل مركبة بيرسيفيرانس العمليات السطحية لجمع البيانات للمساعدة في إعلام الأبحاث على الكوكب الأحمر. تم تصميم الروبوت في بعثة الرياضيات إلى المريخ لمساعدة المركبة في بعض مهامها مثل جمع العينات، ونقل المواد مثل خلايا الوقود، وإزالة الحطام من موقع الهبوط.

ربط مهام بعثة الرياضيات إلى المريخ بمهمة المريخ 2020

بينما يعمل الطلاب على مهام مختلفة، قد يكونون مهتمين بسماع كيفية ارتباط تصرفات روبوت البطل الخاص بهم بالمهام التي تحدث على المريخ. فيما يلي جدول يقارن عناصر التسجيل في المسابقة بأجزاء من مهمة المريخ 2020.

مسابقات VEX GO

تجلب مسابقات الفصول الدراسية الإثارة التي توفرها مسابقات الروبوتات إلى بيئة التعلم الخاصة بك، مما يتيح للمعلمين الاستفادة من الإبداع والدافع الذي توفره بيئة المنافسة في فصولهم الدراسية. إن تنظيم المنافسة داخل الفصل الدراسي الخاص بك سيساعد في ضمان نجاحها، والتأكد من أنك وطلابك على نفس الموجة أثناء الفصل الدراسي.

الاستعداد لمسابقات VEX GO

مع تقدمك عبر الوحدة، ستلاحظ أنه يمكن بناء ميدان المنافسة VEX GO على مراحل. يساعد هذا الطلاب على التركيز على المهام الفردية في الميدان حتى يتمكنوا من ممارسة مهاراتهم. بعد البناء والممارسة في جميع المراحل الأربع، سيكون لدى الطلاب خبرة في كل طريقة تسجيل في ميدان المنافسة النهائي. قبل البدء، يجب عليك أن تقرر ما إذا كنت تريد بناء المراحل بنفسك، أو إذا كنت تريد أن يساعد في بناء الحقل. سيمنح بناء الحقل للطلاب مقدمة للعمل مع تعليمات البناء، وتجربة البناء في فريق، وتجربة العمل مع أجزاء VEX GO.

إذا اخترت أن يقوم الطلاب ببناء الملعب، فيرجى تخصيص المزيد من الوقت (يقدر بساعة إضافية لكل مرحلة). تسرد استراتيجيات التيسير في كل مختبر (على صفحة المشاركة) الخيارات الموصى بها لكيفية تقسيم تعليمات البناء حسب الفرق. ويظهر أدناه مثال على هذا التفصيل.

إدارة مسابقة VEX GO

إنشاء ترتيب المباراة

يمكن أن تسير المباريات بسلاسة أكبر إذا كنت أنت وطلابك تعرفون متى من المتوقع أن يكونوا مستعدين للمنافسة. تستغرق معظم المباريات دقيقة واحدة، ولكنك ستحتاج إلى تخصيص وقت للإعداد والتنظيف، حتى يتمكن الطلاب من التنقل في مساحة الفصل الدراسي بسهولة. لذا فإن إعداد جدول زمني يسمح بخمس دقائق تقريبًا لكل مباراة، ينبغي أن يأخذ في الاعتبار حركة الطلاب، والإعداد والتنظيف.

قم بنشر الجدول مع الفرق، أو اطبعه وقم بتوزيعه على الطلاب حتى يتمكنوا من رؤية الوقت المتوقع أن يكونوا مستعدين فيه بوضوح. تم ربط نموذج ترتيب المباراة في ملخص المختبرات. يظهر أدناه مثال على ترتيب المباراة.

ستحتاج إلى إقامة جولات متعددة من المنافسة حتى يتمكن الطلاب من تكرار استراتيجيتهم والبناء بين المباريات، لذا فإن إنشاء جدول زمني سيساعدك في التخطيط لوقت صفك للسماح بدروس منافسة ناجحة. إن وجود جدول زمني محدد مسبقًا سيمكنك أيضًا من الإعلان عن المباريات طوال الفصل الدراسي، بحيث يظل تركيزك على التسجيل والتوقيت في ميدان المنافسة.

تقديم لوحة المتصدرين

قم بنشر أو عرض جدول المباريات على السبورة البيضاء في الفصل الدراسي الخاص بك، ووفر مساحة للطلاب لكتابة إجمالي النقاط وتحديد الفائز في كل مباراة. يمكن أن يوفر هذا السجل المرئي للمباريات حافزًا للطلاب أثناء استمرارهم في التكرار، فضلاً عن منحهم فكرة عن الفرق الأخرى لاستكشافها أثناء تطوير استراتيجيات اللعبة.

يمكنك أيضًا استخدام VEX GO Leaderboard في الفصل الدراسي الخاص بك. لمزيد من المعلومات حول لوحة صدارة VEX GO وكيفية استخدامها، اطلع على هذه المقالة. (قريبا)

إعداد مكان للمسابقة

هناك ثلاثة مجالات رئيسية يجب عليك تحديدها ضمن مساحتك الخاصة بالمنافسة في الفصل الدراسي الخاص بك:

• ميدان المنافسة - يجب أن يكون هناك ميدان مركزي واحد للمنافسة حيث ستقام جميع المباريات. يجب أن يكون من السهل الوصول إلى هذه القاعة لجميع الطلاب، ويجب أن تكون بها مساحة كافية للطلاب غير المشاركين في المباراة للمراقبة، حتى يتمكنوا من استكشاف الفرق الأخرى. ستكون هذه هي المسؤولية الرئيسية للمعلم أثناء إجراء مبارياتك، حيث ستكون مسؤولاً عن التسجيل والاحتفاظ بالوقت، لذا فإن توفير مساحة مركزية حيث يمكنك الاستمرار في الإشراف على طلابك هو الحل الأمثل.
• منطقة التدريب - يجب توفير ملعب إضافي، أو مساحة مخصصة لذلك، يمكن للطلاب استخدامها للتدريب على مباريات المنافسة الخاصة بهم. إذا كان المكان يسمح بذلك، فقد ترغب في الحصول على أكثر من منطقة تدريب واحدة، بحيث تتمكن فرق متعددة من التدرب في نفس الوقت.
• أماكن اجتماع الفريق والتحضير - قم بتوفير العديد من الطاولات أو أماكن الاجتماعات لكي تستخدمها التحالفات كقاعدة رئيسية أو حفرة طوال المنافسة. سيوفر هذا مساحة للتوثيق في دفتر الهندسة الخاص بهم، والاجتماع لتطوير استراتيجية اللعبة، أو بناء الروبوتات الخاصة بهم وتكرارها.

يمكن أن يتضمن نموذج تخطيط مساحة الفصل الدراسي ملعبًا مركزيًا للمنافسة، مع مكاتب موضوعة على طول أحد جانبي الفصل الدراسي كمساحات لاجتماع الفريق، ومساحة للتدريب مخصصة على الجانب الآخر من الغرفة. سيتعين عليك تحديد ما هو الأفضل لإعدادك، استنادًا إلى قيود المساحة لديك واحتياجات طلابك. يحتوي نموذج التخطيط أدناه على منطقة للمنافسة والتدريب ومساحات لاجتماع الفريق ومكان لنشر لوحة المتصدرين.

قد ترغب في أن يجلس جميع طلابك حول الملعب أثناء المباريات ومراقبة المباريات، أو يمكنك اتباع التسلسل التالي: 

• سيكون المعلم متواجدًا بين ميدان المنافسة ولوحة المتصدرين.
• في نهاية المباراة، يعلن المعلم الفائز، ويسجل النتائج على لوحة المتصدرين، بينما تقوم المجموعتان المتنافستان بتطهير وإعادة تعيين ميدان المنافسة للمباراة التالية.
• يعلن المعلم عن المجموعات التالية للمنافسة، ويعطيهم "تحذيرًا لمدة دقيقتين" قبل بدء المباراة.
• بمجرد إخلاء الملعب، يقوم الطلاب الذين أنهوا المنافسة بإرجاع روبوتهم إلى مساحة الاجتماع للتخطيط للجولة التالية، ويمكن للطلاب القادمين للعب التجمع في ملعب المنافسة من مساحة التدريب و/أو مساحة الاجتماع.

تسهيل مسابقة VEX GO 

هناك عدد من استراتيجيات التيسير التي يمكنك استخدامها للمساعدة في ضمان نجاح مسابقاتك، وتأكد من أنك وطلابك تستفيدون إلى أقصى حد من تجربة التعلم هذه.

إنشاء فرق متوازنة

سيتم إجراء بعض المسابقات في فرق، حيث سيعمل الطلاب معًا من أجل المنافسة. ينبغي على المعلم توزيع الفرق قبل حصة المنافسة. عند تعيين شراكات الفريق، ضع في اعتبارك نقاط القوة والضعف لدى طلابك، للتأكد من أن الفرق متوازنة في جميع أنحاء الفصل الدراسي. إن إقران المجموعات الأكثر خبرة مع المجموعات الأقل خبرة يمنح الطلاب فرصة للتعلم من بعضهم البعض ومع بعضهم البعض بطريقة حقيقية.

عندما يدخل الطلاب إلى الفصل الدراسي، يجب عليهم البدء في مجموعاتهم الجماعية، والمشاركة في المنافسة بأكملها، من استراتيجية اللعبة وإعداد الروبوت إلى التدريب إلى المباراة نفسها، في فريقهم. للمساعدة في تسهيل ذلك، تأكد من أن الطلاب لديهم إمكانية الوصول بسهولة إلى مهام فريقهم عن طريق نشر القائمة في مكان مرئي في الفصل الدراسي، أو طباعتها وتوزيعها على الطلاب.

نصائح وحيل لتسهيل المنافسة

هناك العديد من الطرق التي يمكنك من خلالها إعداد وتنظيم المسابقات في صفك الدراسي، وستجد ما هو الأفضل بالنسبة لك ولطلابك بمرور الوقت. وفيما يلي بعض الاعتبارات التي يمكن أن تدعمك أنت وطلابك لإجراء مسابقة ناجحة في الفصل الدراسي.

• لمساعدة الطلاب على البقاء مركزين ومنخرطين أثناء درس المنافسة، قد ترغب في أن تطلب منهم تعيين أدوار داخل فرقهم استنادًا إلى الأدوار والروتينات في عرض الشرائح للصور المعملية. 
• خصص وقتًا كافيًا للتمرين وتطوير استراتيجية اللعبة. بالنسبة للطلاب الجدد في مجال المنافسة، فإن العمل في فريق والتفكير بعمق في استراتيجية اللعبة سيستغرق وقتًا وممارسة. لضمان حصول طلابك على أقصى استفادة من تجربة المنافسة في الفصل الدراسي، خصص وقتًا إضافيًا للجزء الأول من كل مختبر حيث يمارس الطلاب مهاراتهم. قد ترغب في تقديم فكرة استراتيجية اللعبة كمناقشة للفصل بأكمله، بحيث يتمكن الطلاب من الحصول على نفس نقطة الدخول للعمل من خلالها قبل تقسيمهم إلى فرقهم.
• تزويد الطلاب باستراتيجيات اتخاذ القرارات في الفريق. يمكن نشر هذه المقترحات على لوحة إعلانات أو مشاركتها مع المجموعات عندما يواجهون خلافات حول الاستراتيجية. إن الاتفاق على "نقطة التعادل" قبل البدء في العمل الجماعي يمكن أن يساعد الطلاب على الاستمرار في المضي قدمًا أثناء المنافسة.

يتضمن الجزء الثاني من كل مختبر أيضًا مطالبات تيسيرية حول ما يجب أن يسأله الطلاب قبل وأثناء وبعد مباراة المنافسة. استخدمها للمساعدة في إبقاء الطلاب منخرطين طوال المسابقة.

عملية التصميم الهندسي

سيستخدم الطلاب عملية التصميم الهندسي (EDP) لإنشاء استراتيجية لعبتهم بالإضافة إلى إجراء أي تعديلات على الروبوت. إن EDP عبارة عن سلسلة من الخطوات التي يتبعها المهندسون للتوصل إلى حلول للمشاكل. في كثير من الأحيان، يتضمن الحل تصميم منتج يلبي معايير معينة أو ينجز مهمة معينة.

تقوم معايير العلوم للجيل القادم بتقسيم عملية تطوير الحلول إلى الخطوات التالية: التعريف → تطوير الحلول → التحسين. وهذه عملية دورية. يمكن للطلاب الاستمرار في العمل من خلال هذه الدورة مرارًا وتكرارًا أثناء محاولتهم الحصول على أعلى الدرجات.

• يتضمن المشكلات تحديد المشكلة التي يتعين حلها بوضوح قدر الإمكان من حيث معايير النجاح والقيود أو الحدود. بالنسبة للمسابقة، كان ذلك يتضمن تحديد العناصر التالية:
  • النتيجة 
  • قواعد اللعبة
  • تصميم الروبوت
  • استراتيجية اللعبة
• يبدأ الحلول بتوليد عدد من الحلول الممكنة المختلفة، ثم تقييم الحلول المحتملة لمعرفة أيها يلبي بشكل أفضل معايير وقيود المشكلة. يمكن أن تكون هناك خطوات داخل خيار التصميم هذا لجمع البيانات التي يمكن استخدامها كجزء من عملية صنع القرار.
  • امتحان
  • تنافس
  • يقيم
  • يراقب
• يتضمن حل التصميم عملية يتم فيها اختبار الحلول وتحسينها بشكل منهجي وتحسين التصميم النهائي من خلال تداول الميزات الأقل أهمية مقابل تلك الأكثر أهمية.
  • التحقق من القواعد
  • استراتيجية اللعبة
  • تصميم الروبوت

إن EDP هو دوري أو تكراري في طبيعته. إنها عملية تصنيع واختبار وتحليل وتحسين منتج أو عملية. بناءً على نتائج الاختبار، يتم إنشاء تكرارات جديدة، والاستمرار في تعديلها حتى يصبح الفريق راضيًا عن النتائج. يعتمد EDP بشكل كبير على التواصل الجيد بين أعضاء الفريق. راجع القسم التالي للحصول على معلومات حول كيفية المساعدة في تشجيع الطلاب على اتخاذ قرارات تعاونية أثناء هذه الوحدة.

اتخاذ القرار التعاوني

عندما يعمل الطلاب خلال عملية التصميم الهندسي، سيحتاجون إلى التواصل مع أعضاء فريقهم. يعد التواصل الجيد واتخاذ القرارات بشكل تعاوني طريقة رائعة لضمان إجراء الطلاب لمحادثات مثمرة حول الاستراتيجية وبناء مهاراتهم كمتواصلين جيدين. وبينما يتخذ الطلاب القرارات، شجعهم على البدء بمشاركة البيانات معًا، واستخدام البيانات لاقتراح أفكار استراتيجية، والاستماع إلى بعضهم البعض، والتوصل إلى اتفاق بشأن الاستراتيجية التي يريدون تجربتها خلال الدورة التالية من خلال برنامج تطوير التعليم. 

كيف يبدو اتخاذ القرارات التعاونية الجيدة؟ 

• الاستماع النشط: يجب أن تتاح الفرصة لكل فرد في الفريق للتحدث. يجب على أعضاء الفريق طرح الأسئلة حول الأفكار الأخرى والتناوب عليها.
  • إذا لم يكن الطلاب متأكدين من فهم أفكار زملائهم في الفريق، اطلب منهم تكرار ما يعتقدون أنه الفكرة. بعد ذلك، يمكن لزميل الفريق توضيح أي أجزاء مطلوبة.
• القرارات المبنية على البيانات: يجب على الطلاب استخدام المعلومات التي جمعوها أثناء الاختبار والتدريب لاتخاذ القرار. كم من الوقت استغرقت هذه الاستراتيجية؟ كم عدد النقاط التي أحرزتها؟ هل حصلت على المزيد من النقاط بالطريقة الأخرى؟ شجع الطلاب على تسجيل هذه المعلومات على أوراق جمع البيانات أو أوراق عمل المخططات التفصيلية حتى يكون لديهم أرقام للرجوع إليها أثناء محادثات الفريق.
• الاختلاف بشكل بناء ومحترم: ستكون هناك لحظات لا يستطيع فيها أعضاء الفريق التوصل إلى إجماع واضح. ومن المهم أنه على الرغم من اختلافهم، فإنهم يفعلون ذلك بطريقة تحترم بعضهم البعض. وفيما يلي بعض الأمثلة حول كيفية الاختلاف بطريقة بناءة: 
  • استخدم نبرة صوت هادئة ولطيفة
  • اطرح الأسئلة بهدوء
• استمر في مشاركة أفكار الاستراتيجية: من المرجح أن تتوصل الفرق إلى استراتيجية مشتركة تمثل مزيجًا من أقوى أجزاء كل الأفكار. شجع الطلاب على الاستمرار في التناوب والاستماع إلى بعضهم البعض حتى يتمكنوا من التوصل إلى حل وسط.

لن يتمكن جميع الطلاب والفرق من التوصل إلى اتفاق واضح. إذا كنت بحاجة إلى تسوية أي نزاعات، فمن الضروري أن يكون لديك طريقة محددة بوضوح للطلاب مسبقًا. على سبيل المثال، اطلب من الطلاب تجربة كلتا الاستراتيجيتين بدءًا من الشخص الذي لديه دور "الباني" من قائمة الأدوار والروتين. ثم سوف يفهم كلا الطالبين أن كل واحد منهما سوف يجرب استراتيجيته الخاصة ورؤية أدائه في الاختبارات. ومن ثم، يمكنهم استخدام البيانات الناتجة عن تلك الاختبارات لاتخاذ القرار.

علامة تبويب Drive في VEXcode GO

يتم استخدام علامة التبويب Drive في VEXcode GO لقيادة روبوت Competition Advance Hero باستخدام عناصر التحكم في عصا التحكم. راجع هذه الصفحة لمزيد من المعلومات حول الوصول إلى VEXcode GO على جهازك. 

داخل علامة التبويب Drive، هناك خيارات متعددة للتحكم في Hero Robot. وتُعرف هذه أيضًا باسم تكوينات محرك الأقراص أو أوضاع محرك الأقراص. حدد وضع القيادة عن طريق اختيار أحد الأزرار المعروضة هنا. 

التحكم في ذراع الروبوت البطل المتقدم 2.0 للمنافسة

من أجل التحكم في حركة الذراع لروبوت المنافسة المتقدم، يجب ضبط المنفذ على "MOTOR" في علامة التبويب Drive. بما أن محرك الذراع متصل بالمنفذ 2، قم بالتبديل إلى المنفذ 2 للتحكم في ذراع الروبوت البطل.

للتحكم في محرك الذراع، حدد الأسهم الحمراء والخضراء. لاحظ أن هذا يتحكم في اتجاه دوران المحرك، وليس بالضرورة اتجاه حركة الذراع. سيحتاج الطلاب إلى الضغط على السهم الأحمر لتحريك ذراع الروبوت لأعلى والسهم الأخضر لتحريك الذراع لأسفل.