صندوق أدوات المعلم
-
مخطط النشاط
سيعرّف هذا الاستكشاف الطلاب أولاً على كيفية ضبط سرعة القيادة ثم يطلب منهم استكشاف كيفية تأثير سرعة الروبوت على زخمه. انقر هنا (Google / .docx / .pdf) للحصول على الخطوط العريضة لهذا النشاط. سيكون فهم زخم الروبوت مفهومًا مهمًا لتطبيقه على لعبة البولينج Strike Challenge. -
ما سيقوم الطلاب ببرمجته
يتيح استخدام مشروع قالب Speedbot (مجموعة نقل الحركة بمحركين، بدون جيرو) للطلاب تغيير إعدادات السرعة الخاصة بكتلة [Drive for] ببساطة عن طريق إضافة كتلة [Set Drive velocity] إلى مجموعة كومة. الجزء الموجه من النشاط يجعل الطلاب يعملون مع كتلة [ضبط سرعة القيادة] وفي نهاية النشاط يطلب منهم تطبيق مهاراتهم في برمجة السرعة لاختبارات الزخم ونقل الطاقة.
Speedbot جاهز للقيادة بسرعات مختلفة!
سيساعدك هذا التحقيق على معرفة المزيد حول برمجة Speedbot للقيادة بالسرعات الأكثر ملاءمة للمهمة. في تحدي الضربة في النهاية، ستحتاج إلى العثور على سرعة لـ Speedbot تسمح له بأن يكون سريعًا ويتمتع بزخم كبير مع الحفاظ على سيطرته من أجل ضرب الكرة بزاوية جيدة وبقوة كبيرة.
VEXcode V5 الذي سيتم استخدامه في الجزء الأول من هذا التحقيق:
نصائح المعلم
إذا كانت هذه هي المرة الأولى التي يستخدم فيها الطالب VEXcode V5، فيمكنه الرجوع إلى البرامج التعليمية في أي وقت أثناء هذا الاستكشاف. توجد البرامج التعليمية في شريط الأدوات.
لمعرفة المزيد من المعلومات حول الكتلة، افتح Help ثم حدد الكتلة التي تريد القراءة عنها.
يجب أن تحصل كل مجموعة من الطلاب على الأجهزة المطلوبة والدفتر الهندسي الخاص بالمجموعة. ثم افتح VEXcode V5.
كمية | المواد المطلوبة |
---|---|
1 |
روبوت سبيدبوت |
1 |
بطارية الروبوت المشحونة |
1 |
فيكس كود V5 |
1 |
كابل USB (في حالة استخدام جهاز كمبيوتر) |
1 |
دفتر الهندسة |
1 |
الكرة (حجم وشكل كرة القدم) |
1 |
مساحة فارغة 3م×3م |
1 |
عصا القياس أو المسطرة |
1 |
لفة من الشريط |
1 |
جدول البيانات |
نصائح المعلم
-
قم بتصميم كل خطوة من الخطوات للتأكد من أن Speedbot جاهز حتى يعتاد الطلاب على القيام بذلك.
الخطوة 2: ابدأ مشروعًا جديدًا
قبل أن تبدأ مشروعك، حدد Speedbot (نظام الدفع بمحركين، بدون جيرو) - مشروع القالب. يحتوي مشروع القالب على تكوين محرك Speedbot. إذا لم يتم استخدام القالب، فلن يقوم الروبوت الخاص بك بتشغيل المشروع بشكل صحيح.
-
افتح القائمة ملف.
-
اختر افتح أمثلة.
-
حدد وافتح مشروع قالب Speedbot (نظام الدفع ثنائي المحركات، بدون جيرو).
-
أعد تسمية مشروعك Drive Velocity لأننا سنستخدم كتلة [Set Drive velocity].
-
احفظ مشروعك.
-
للمساعدة في حفظ المشروع، قم بمراجعة البرامج التعليمية داخل VEXcode V5.
-
-
تحقق للتأكد من أن اسم المشروع Drive Velocity موجود الآن في النافذة الموجودة في منتصف شريط الأدوات.
نصائح المعلم
-
تأكد من أن الطلاب قد اختاروا مشروع قالب Speedbot (نظام الدفع ثنائي المحركات، بدون جيرو).
-
يمكنك الإشارة للطلاب إلى وجود العديد من القوالب للاختيار من بينها في صفحة أمثلة . أثناء قيامهم ببناء واستخدام الروبوتات الأخرى، سيكون لديهم فرصة لاستخدام قوالب مختلفة.
صندوق أدوات المعلم
-
حفظ المشاريع
وضح أنه عندما فتحوا VEXcode V5 لأول مرة، كانت النافذة تحمل اسم VEXcode Project ولم يتم حفظها (المشار إليها على شريط الأدوات). VEXcode Project هو اسم المشروع الافتراضي عند فتح VEXcode V5 لأول مرة. بمجرد إعادة تسمية المشروع إلى Drive Velocity وحفظه، يتم تحديث العرض إلى "محفوظ". باستخدام هذه النافذة في شريط الأدوات، من السهل التحقق من أن الطلاب يستخدمون المشروع الصحيح ومن حفظه.بمجرد حفظ المشروع في البداية، يقوم VEXcode V5 بحفظ أي تغييرات لاحقة تلقائيًا، كما هو موضح بالرسالة الموجودة بجوار اسم المشروع.
أخبر الطلاب أنهم الآن جاهزون لبدء مشروعهم الأول. اشرح للطلاب أنه من خلال اتباع بعض الخطوات البسيطة، سيكونون قادرين على إنشاء وتشغيل مشروع من شأنه ضبط سرعة مجموعة نقل الحركة الخاصة بـ Speedbot.
-
توقف وناقش
هذه نقطة جيدة للتوقف مؤقتًا واطلب من الطلاب مراجعة الخطوات التي تم إكمالها للتو عند بدء مشروع جديد في VEXcode V5 بشكل فردي أو في مجموعات. اطلب من الطلاب أن يفكروا بشكل فردي قبل المشاركة داخل مجموعتهم أو مع الفصل بأكمله.
الخطوة 3: قم بالقيادة للأمام لمسافة 450 ملم بسرعات مختلفة
-
قم ببناء هذا المشروع في VEXcode V5.
صندوق أدوات المعلم
لاحظ أن الكتلتين الثانية والثالثة في هذه المكدس هي نفس الكتلتين الرابعة والخامسة. بعد إضافة الكتلة الثالثة، يمكن للطالب النقر بزر الماوس الأيمن أو الطويل على الكتلة الثانية واختيار تكرار لإضافة الكتلة الرابعة والخامسة. ومن ثم يمكن تغيير سرعة الكتلة الرابعة إلى 75%.
-
اختر على أيقونة الفتحة. يمكنك تنزيل مشروعك إلى إحدى الفتحات الثمانية المتوفرة في Robot Brain. حدد الفتحة 1.
-
قم بتوصيل الروبوت بجهاز الكمبيوتر أو الجهاز اللوحي. يتحول رمز Brain الموجود في شريط الأدوات إلى اللون الأخضر بمجرد إجراء اتصال ناجح.
-
بعد ذلك، انقر فوق الزر "تنزيل" الموجود على شريط الأدوات لتنزيل مشروع Drive Velocity إلى Robot Brain.
-
تحقق للتأكد من تنزيل مشروعك على Speedbot's Brain من خلال النظر إلى شاشة Robot Brain. يجب أن يكون اسم المشروع مدرجًا في الفتحة 1.
-
قم بتشغيل المشروع على روبوت Speedbot عن طريق تحديد المشروع ثم الضغط على Run.
صندوق أدوات المعلم
-
توقف وناقش
اطلب من الطلاب التنبؤ بما يعتقدون أنه سيحدث عند تنزيل هذا المشروع وتشغيله على روبوت Speedbot. اطلب من الطلاب أن يسجلوا توقعاتهم في دفاتر ملاحظاتهم الهندسية. إذا سمح الوقت، اطلب من كل مجموعة مشاركة تنبؤاتها.يجب أن يتوقع الطلاب أن Speedbot سيتحرك أولاً للأمام بسرعته الافتراضية (50%)، ثم أبطأ (25%) من السرعة الافتراضية، ثم أسرع (75%) من السرعة الافتراضية.
-
خيار النموذج الأول
نموذج تشغيل المشروع أمام الفصل قبل أن يحاول جميع الطلاب في وقت واحد. اجمع الطلاب في منطقة واحدة واترك مساحة كافية لتحرك Speedbot بمقدار 450 ملم إذا تم وضعه على الأرض.أخبر الطلاب أن دورهم قد حان الآن لتشغيل مشروعهم. تأكد من أن لديهم مسارًا واضحًا ومن عدم اصطدام أي روبوتات ببعضها البعض.
الخطوة 4: القيادة للأمام وللخلف بسرعات مختلفة
-
قم بتغيير محرك الأقراص الثاني لكتلة للقيادة للخلف بدلاً من الأمام.
-
ثم قم بتنزيل المشروع .
-
قم بتشغيل المشروع على روبوت Speedbot.
أدوات المعلم - إكمال الخطوة 4
-
ليست هناك حاجة لحفظ المشروع مرة أخرى لأن VEXcode V5 سيتم حفظه تلقائيًا.
-
لتغيير كتلة [Drive for] من للأمام إلى للخلف، ما عليك سوى النقر على القائمة المنسدلة وتحديد للخلف.
-
إذا كان الطلاب يستخدمون جهاز كمبيوتر، فاطلب منهم فصل كابل USB عن Robot Brain. قد يؤدي توصيل الروبوت بجهاز كمبيوتر أثناء تشغيل المشروع إلى قيام الروبوت بسحب كابل الاتصال.
-
نظرًا لأننا لم نحدد فتحة جديدة، فسيتم تنزيل المشروع الجديد إلى الفتحة 1 واستبدال المشروع السابق.
نصائح المعلم
اطلب من الفرق مشاركة منطقة الاختبار والكرة إذا لزم الأمر، ولكن يمكن أيضًا إعداد مناطق اختبار متعددة تحتوي كل منها على كرتها الخاصة. قرر ما إذا كنت تريد إعداد منطقة (مناطق) الاختبار أم أنك تريد من الطلاب أن يفعلوا ذلك.
الخطوة 5: إعداد منطقة الاختبار الخاصة بك
مثال لتخطيط منطقة الاختبار
-
استخدم شريطًا لاصقًا وعصا مترية لإنشاء خط بطول 3 أمتار على الأرض مثل الخط الأفقي الموضح في الصورة أعلاه.
-
بعد إنشاء الخط، استخدم الشريط وعصا القياس مرة أخرى لإنشاء خط بطول 1 متر عبر خط 3 أمتار مثل الخطوط الرأسية في الصورة أعلاه. قم بربط خط بطول 1 متر عند كل علامة 50 سم على الخط العمودي بالبدء من 0 سم.
-
يجب أن تتمركز الخطوط الأفقية الأقصر على الخط العمودي الأطول.
-
-
أثناء إعداد المنطقة، يجب على واحد أو اثنين من أعضاء فريقك إنشاء مشروع جديد يسمى Momentum. اضبط السرعة على 50% واجعل Speedbot يتقدم للأمام حتى السطر الأول على مسافة 50 سم. ضع في اعتبارك أن 1 سم = 10 مم، وبالتالي سيتحرك الروبوت للأمام لمسافة 50 سم أو 500 مم.
أدوات المعلم - لماذا هذا النشاط؟
يعد جمع البيانات وتحليلها، وحتى التعرف البسيط على الأنماط، من المهارات العلمية الأساسية. يضيف هذا النشاط بنية إلى تحليل البيانات عن طريق منع الأخطاء الشائعة. لاحظ أن التعليمات لا تطلب من الطلاب تغيير مسافة قيادة الروبوت مع تغيير سرعة الروبوت. وهذا تطبيق مقصود لما يسميه العلماء بإستراتيجية التحكم في المتغيرات. يعد تعليم الباحثين المبتدئين كيفية التعامل مع متغير واحد في كل مرة (أي السرعة في هذه الحالة) لتحديد تأثيرها على متغير ثانٍ (أي المسافة التي تقطعها الكرة بعد الاصطدام) أمرًا مهمًا لأنه ليس بالضرورة نهجًا سيتبناه الطلاب بشكل عفوي على نهج التخمين والتحقق. غالبًا ما تتعامل أساليب التخمين والتحقق النموذجية مع أكثر من متغير واحد في المرة الواحدة (أي تغيير كل من السرعة والمسافة التي يقطعها الروبوت) ومراقبة تأثير الالتقاء على المسافة التي تقطعها الكرة بعد الدوران. يحاول هذا النشاط إبعاد الطلاب عن ذلك لأن العلاقات بين المتغيرات تصبح غامضة. هل السرعة العالية للروبوت، أم المسافة الأبعد التي يقطعها الروبوت، أم كليهما هي التي تدفع الكرة إلى التحرك لمسافة أبعد؟ لا يمكننا الإجابة على ذلك عندما نتعامل مع كلا المتغيرين في نفس الوقت.
ومع ذلك، قد تحاول الفرق بشكل عفوي قيادة الروبوت لمسافات مختلفة. إذا لاحظت ذلك، فاطلب منهم فقط تغيير المسافة مع الحفاظ على السرعة كما كانت في تجربة المسافة الأصلية البالغة 500 مم. وبهذه الطريقة، يمكنهم مقارنة نفس السرعة مع مسافات قيادة مختلفة لمعرفة ما إذا كانت مسافة قيادة الروبوت تؤثر أيضًا في المسافة التي تقطعها الكرة.
الخطوة 6: اختبار نقل الطاقة أثناء الاصطدامات
نصائح المعلم
-
قم بإعداد المنطقة لترتد الكرة في اتجاهات مختلفة ولمسافات مختلفة. أغلق الأبواب و/أو النوافذ حسب الحاجة.
-
يمكن حفظ جدول استكشاف السرعة من الأسفل، أو يمكن للطلاب إعادة إنشاء الجدول في دفاتر ملاحظاتهم الهندسية.
-
يمكن العثور على قاعدة تقييم لتقييم دفاتر الملاحظات الهندسية للفريق هنا (Google / .docx / .pdf)، ويمكن العثور على قاعدة تقييم لتقييم دفاتر الملاحظات الفردية هنا (Google / .docx / . قوات الدفاع الشعبي). عندما تخطط لتقييم عمل الطلاب باستخدام قواعد التقييم، تأكد من مشاركة قواعد التقييم معهم قبل أن يبدأوا العمل في المشروع.
قم بتوسيط الكرة على الخط الأفقي عند 50 سم ثم ضع الروبوت الخاص بك بحيث يتم توسيط الجزء الأمامي منه على الخط الأفقي عند 0 سم. تأكد من أن الجزء الأمامي من الروبوت يواجه اتجاه الكرة. قم بتشغيل مشروع Momentum الأول الخاص بك والذي تم ضبط السرعة فيه على 50% وانتبه جيدًا عندما يصطدم الروبوت بالكرة.
سجل السرعة المحددة والمسافة المقطوعة والمسافة التي قطعتها الكرة في جدول البيانات هذا (Google / .pdf). لقد تم بدء الصف الأول من الجدول لك بناءً على مشروع Momentum الذي عملت عليه في الخطوة السابقة. استمر في إضافة البيانات إلى هذا الجدول أثناء محاولتك ضبط سرعات مختلفة. يمكنك بعد ذلك إضافة بيانات الفرق الأخرى أثناء مناقشة النتائج التي توصلت إليها كفصل دراسي.
فكر في الأسئلة الواردة أدناه في دفتر ملاحظاتك الهندسي وأجب عنها أثناء قيامك بجمع بياناتك:
-
كيف يمكنك معرفة أن زخم الروبوت ينقل الطاقة إلى الكرة أثناء الاصطدام؟ اشرح بالتفاصيل.
-
كرر الاختبار مرتين أخريين على الأقل. حاول أن تكون السرعة أقل من 50%. أعد ضبط الكرة في موضعها وسجل في الجدول المسافة التي قطعتها الكرة. حاول أيضًا أن تكون السرعة أكثر من 50%. أعد ضبط الكرة في موضعها وسجل في الجدول المسافة التي قطعتها الكرة.
-
عندما تنتهي جميع المجموعات من اختباراتها الثلاثة، ناقش السرعات التي اختارتها المجموعات الأخرى والمسافات التي قطعتها الكرة في اختباراتها. أثناء مشاركة الفرق لبياناتها، قم بإضافة النتائج التي توصلوا إليها إلى الجدول الخاص بك.
-
ابحث عن النمط (الأنماط) في البيانات. هل المسافة التي تقطعها الكرة تزيد أم تقل مع زيادة السرعة المتجهة؟
أدوات المعلم - الإجابات
-
حركة الكرة دليل على أن الروبوت قام بنقل الطاقة أثناء الاصطدام. يمكن للطلاب أيضًا وصف سرعة الكرة بعد الاصطدام أو اتجاه تحركها كدليل.
-
تعتمد المسافة التي تقطعها الكرة على كتلة/وزن الكرة المستخدمة والسرعة المحددة للروبوت.
-
يجب أن يدرك الطلاب أن السرعات الأعلى تقود الكرة إلى التحرك لمسافة أبعد من السرعات المنخفضة. اربط هذا بوضوح بزخم الروبوت. سلط الضوء على أن وزن الروبوت لم يتغير، بل سرعته فقط ولكن كلاهما يساهم في زخم الروبوت. اسألهم عما إذا كانوا يعتقدون أن الكرة ستنتقل بعيدًا إذا كان الروبوت أثقل. ومن المفترض أن. هناك المزيد عن تأثيرات كتلة الكرة أثناء الاصطدام في القراءة التالية.
-
ربما اختارت مجموعات الطلاب سرعات متغيرة على نطاق واسع ولكن الهدف التعليمي العام هو أن يدرك الطلاب أن السرعات الأعلى تؤدي إلى زخم أكبر ينقل المزيد من الطاقة إلى الكرة أثناء الاصطدامات.