نصائح للمعلم
امنح الطلاب الوقت الكافي لاختبار وتسجيل عمليات تشغيل متعددة للروبوت مع حمولته ثم الإجابة على هذه الأسئلة من خلال مراجعة البيانات التي جمعوها. ويرد أدناه جدول لتلك البيانات.
أين ستضع الزجاجة كحمولة ؟
في تحدي ذراع المخلب، ستنقل زجاجة باستخدام V5 Clawbot. سيكون ذلك سهلاً ولكن عليك أن تسابق الروبوت الخاص بك مع رفع ذراعه المخلبية إلى ارتفاعات مختلفة. لذلك من أجل الحفاظ على الروبوت الخاص بك من السقوط، ستحتاج إلى تحديد أفضل موضع للزجاجة. اختبر افتراضاتك وقم بإجراء بعض التجارب باستخدام V5 Clawbot.
ابدأ بالتحقيق في الأسئلة التالية:
- أين مركز ثقل V5 Clawbot (CoG )؟
- هل يتحرك CoG عند رفع ذراع المخلب ؟ إذا كان الأمر كذلك، في أي اتجاه ؟
- ما مدى السرعة التي يمكن أن يتسارع بها V5 Clawbot ويبقى ثابتًا أثناء خفض ذراعه ؟
- ما مدى السرعة التي يمكن أن يتسارع بها V5 Clawbot ويبقى ثابتًا أثناء رفع ذراعه ؟
- هل يؤثر موضع الزجاجة على استقرار V5 Clawbot ؟
- من يجب أن يكون السائق لكل جولة من الجولات الثلاث ؟
صندوق أدوات المعلم
ستعتمد الإجابات على هذه الأسئلة على البيانات التي تم جمعها حول وزن الزجاجة وموضعها، وتمديد ذراع المخلب، والأنماط المختلفة للسائقين. يجب أن تسترشد تحليلات الطلاب للبيانات بإجاباتهم على هذه الأسئلة.
تسجيل البيانات
يساعدك تسجيل البيانات على جمع المعلومات التي تحتاجها لاتخاذ قرار سليم ومبرر.
باستخدام الجدول التوضيحي أدناه، سجل نتائجك من 9 عمليات تجريبية على الأقل. اكتب نتائج كل تجربة في صف جديد. املأ كل عمود على النحو التالي:
- السائق: اسم زميله في الفريق الذي قاد الروبوت
- موضع الزجاجة: الموقع الذي وضعت فيه الزجاجة على الروبوت
- ارتفاع الذراع: الارتفاع الذي تم فيه رفع ذراع الروبوت
- التسارع: مقياس مدى سرعة تسريع الروبوت في البداية
- التسارع = التغير في السرعة / التغير في الوقت
- بقيت في وضع مستقيم: نعم أو لا
بعد تسجيل كل تشغيل تجريبي، استخدم النتائج لاختيار موضع للزجاجة يتيح لك التسارع بسرعة والبقاء مستقرًا.
صندوق أدوات المعلم
الهدف من هذا النشاط هو جعل الطلاب يدركون كيف يمكن للتحليلات الأساسية للبيانات المسجلة (أي اكتشاف الأنماط) أن تسترشد بها القرارات بعد الاختبار المنهجي. من الناحية المثالية، يجب على الطلاب إجراء تجارب متعددة باستخدام تقنية متغير التحكم المستخدمة في التجارب البسيطة مع الروبوت في ظل ظروف مختلفة وتحديد الظروف الأفضل. سيقوم الطلاب باختبار كل متغير مع إبقاء جميع المتغيرات الأخرى ثابتة بحيث يمكن في النهاية إجراء مقارنات عادلة عبر التجارب. ومع ذلك، في بيئة الفصل الدراسي، قد لا يكون ذلك ممكنًا لأن الاختبار الشامل باستخدام هذه الطريقة سيتطلب العديد من التجارب. لذلك يمكن تقديم تنازلات في طريقة الاختبار. بغض النظر عن الطريقة، يجب أن تسلط تحليلات الطلاب الضوء على تأثيرات مركز الثقل، ومواقع الروبوت والبضائع، والتسارع، والسائقين على الأداء عبر التجارب.
تحفيز المناقشة
ساعد هذا النشاط الطلاب من خلال عمليات تجريبية منهجية لروبوتاتهم عن طريق التجريب البسيط. قد تساعد هذه الأسئلة في توضيح الهدف من هذا النشاط.
س: لماذا كان هذا النهج أفضل من مجرد التخمين والتحقق من خلال الممارسة ؟
ج: الذاكرة البشرية لكيفية ولماذا عمل شيء ما أو لم يعمل محدودة وعرضة للخطأ. لذلك قم بتسجيل أو تسجيل ظروف كل تجربة باستخدام الحقائق المنظمة للبيانات من كل تجربة حتى يمكن رؤية الأنماط. هذا أفضل من البحث عن أنماط تستند إلى التجربة وحدها لأن التحيزات وقيود الذاكرة تقف في طريق ذلك.
س: هل تعتقد أن المحترفين يختبرون حقًا أشياء كهذه ؟ لماذا يفعلون ذلك ؟
ج: يختبر المهندسون والعلماء تصاميمهم ونظرياتهم بشكل منهجي طوال الوقت! يجمعون البيانات ويحللونها لدعم القرارات والخطط التي يضعونها. يفعلون ذلك لأن المخاطر المالية أو البيولوجية غالبًا ما تكون عالية. لا يمكنهم المخاطرة بأخطاء باهظة الثمن للروبوت، أو أسوأ من ذلك بكثير لحياة الشخص. تعتمد ضمانات الاختبار الدقيق ضد هذا من خلال وضع خطط معينة على الحقائق حول البيانات التي جمعوها.