Pozadí

V laboratoři STEM v rámci expedice Mars Math se studenti seznámí s různými prvky oboru a budou soutěžit v soutěži Mars Math Expedition. Během učení se různých bodovacích prvků v soutěži si studenti mohou prohlédnout různé prvky misí, které jsou vedeny na Marsu.

PDF kniha pohádek o matematické expedici na Mars

Představte svým studentům soutěž Mars Math Expedition pomocí PDF knihy pohádek Mars Math Expedition! Kniha podává deníkový záznam plukovníka Joa jako člena posádky Mars Math Expedition a v zábavném a poutavém příběhu zasazuje soutěžní úkoly pro studenty do kontextu zážitků plukovníka Joa. Sledujte plukovníka Joa při plnění různých úkolů v rámci expedice Mars Math. Přečtěte příběh studentům, vytiskněte si kopii pro svou třídní knihovnu a vraťte se k příběhu během celého soutěžního cyklu. Možná budete chtít, aby si studenti vytvořili vlastní deníky expedic, aby mohli sledovat svůj pokrok v soutěžních úkolech spolu s plukovníkem Jo!

Mise NASA Mars 2020

Mise NASA Mars 2020 se zaměřuje na vysoce prioritní vědecké cíle pro výzkum Marsu: život, klima, geologii a lidstvo. Rover Perseverance bude provádět povrchové operace, aby shromáždil data, která pomohou informovat o výzkumu rudé planety. Robot v expedici Mars Math je modelován tak, aby pomáhal roveru s některými jeho úkoly, jako je sběr vzorků, přemisťování materiálů, jako jsou palivové články, a odklízení trosek z místa přistání.

Vztah mezi úkoly expedice Mars Math a misí Mars 2020

Během práce na různých úkolech by je mohlo zajímat, jak se činy jejich hrdinského robota vztahují k misím probíhajícím na Marsu. Níže uvedena tabulka porovnávající bodování soutěžních prvků s částmi mise Mars 2020.

Soutěže VEX GO

Soutěže ve třídách přinášejí do vašeho vzdělávacího prostředí vzrušení z robotických soutěží a umožňují učitelům využít kreativitu a motivaci soutěžního prostředí ve svých třídách. Pořádání třídní soutěže pomůže zajistit její úspěch a zajistí, že vy i vaši studenti budete během hodiny na stejné vlně.

Příprava na soutěže VEX GO

Jak budete procházet jednotkou, uvidíte, že soutěžní hřiště VEX GO lze stavět po etapách. To pomáhá studentům soustředit se na jednotlivé úkoly v terénu, aby si mohli procvičit své dovednosti. Po sestavení a procvičení všech čtyř úrovní budou mít studenti zkušenosti s každou metodou bodování na finálovém soutěžním poli. Než začnete, měli byste se rozhodnout, zda chcete pódia postavit sami, nebo zda chcete, aby vám s výstavbou hřiště pomohli studenti. Stavba hřiště studentům poskytne úvod do práce s návodem k sestavení, zkušenosti s týmovým stavěním a práci s díly VEX GO.

Pokud se rozhodnete, aby studenti stavěli pole, vyčleňte více času (odhaduje se na další hodinu na etapu). Strategie usnadnění v každé laboratoři (na stránce Zapojení) uvádí doporučené možnosti, jak rozdělit pokyny k sestavení podle týmů. Příklad tohoto rozdělení je uveden níže.

Spuštění soutěže VEX GO

Vytvořit odpovídající objednávku

Zápasy se mohou pohybovat plynuleji, pokud vy a vaši studenti víte, kdy se očekává, že budou připraveni soutěžit. Většina zápasů trvá 1 minutu, ale budete potřebovat čas na nastavení a vyčištění, aby se studenti mohli snadno orientovat v učebně. Takže nastavení rozvrhu, který umožňuje zhruba 5 minut na zápas, by mělo zohlednit pohyb studentů, nastavení a vyčištění.

Zveřejněte rozvrh s týmy nebo jej vytiskněte a rozdejte studentům, aby jasně viděli, kdy mají být připraveni. Objednávka shody vzorků je propojena v souhrnu laboratoří. Příklad objednávky shody je uveden níže.

Budete chtít mít více kol soutěže, aby studenti mohli opakovat svou strategii a stavět mezi zápasy, takže vytvoření časového rozvrhu vám pomůže naplánovat čas ve třídě tak, aby umožnil úspěšnou soutěžní lekci. Předem stanovený rozvrh vám také umožní oznámit zápasy v celé třídě, takže se můžete i nadále soustředit na bodování a načasování na hřišti soutěže.

Prezentovat žebříček

Zveřejněte nebo promítněte plán zápasu na tabuli ve vaší třídě a dejte studentům prostor k zapsání součtů bodů a k identifikaci vítěze každého zápasu. Tento viditelný záznam zápasů může poskytnout motivaci pro studenty, když pokračují v iteraci, a také jim může poskytnout představu o dalších týmech, které mohou skautovat při vývoji herních strategií.

Žebříček VEX GO můžete také použít ve své třídě. Další informace o žebříčku VEX GO a o tom, jak jej používat, najdete v tomto článku. (již brzy)

Vytvořte prostor pro soutěž

Existují tři hlavní oblasti, které byste měli v rámci svého prostoru určit pro soutěž ve třídě:

• Pole soutěže - Mějte jedno centrální pole soutěže, kde se budou konat všechny zápasy. To by mělo být snadno přístupné všem studentům a mělo by mít dostatek prostoru pro studenty, kteří nejsou v zápase, aby mohli sledovat ostatní týmy. To bude hlavní odpovědnost učitele, protože vaše zápasy probíhají, protože budete zodpovědní za bodování a udržování času, takže umístění do centrálně umístěného prostoru, kde můžete stále dohlížet na své studenty, je optimální.
• Cvičební oblast - Mějte další pole nebo nahrané místo, které mohou studenti použít k procvičování svých soutěžních zápasů. Pokud to prostor dovolí, možná budete chtít mít více než jednu cvičnou oblast, aby mohlo trénovat více týmů současně.
• Týmové zasedací a přípravné prostory - Mějte k dispozici několik stolů nebo zasedacích prostor pro aliance, které mohou používat jako svou „domácí základnu“ nebo „jámu“ po celou dobu soutěže. To poskytne prostor pro dokumentaci v jejich technickém notebooku, setkání za účelem vývoje herní strategie nebo budování a opakování na jejich robotech.

Příkladem uspořádání prostoru učebny by mohlo být centrálně umístěné soutěžní pole s lavicemi posunutými podél jedné strany učebny jako prostory pro týmové schůzky a cvičný prostor určený na druhé straně místnosti. Na základě vašich prostorových omezení a potřeb studentů budete muset určit, co nejlépe vyhovuje vašemu prostředí. Níže uvedený příklad rozvržení má prostor pro soutěž, cvičení, prostory pro týmová setkání a místo pro zveřejnění žebříčku.

Možná budete chtít, aby vaši studenti během zápasů seděli kolem hřiště a sledovali průběh zápasů, nebo můžete postupovat následovně: 

• Učitel by byl založen mezi soutěžním polem a žebříčkem.
• Na konci zápasu učitel vyhlásí vítěze a zapíše skóre do žebříčku, zatímco dvě skupiny, které soutěžily, zruší a resetují soutěžní pole pro další zápas.
• Učitel oznámí další skupiny, které budou soutěžit, a dá jim „2minutové varování“ před začátkem jejich zápasu.
• Jakmile je pole vyčištěno, studenti, kteří dokončili soutěž, vrátí svého robota do zasedacího prostoru, aby si naplánovali další kolo, a studenti, kteří přijdou hrát, se mohou shromáždit na soutěžním poli z cvičného prostoru a/nebo zasedacího prostoru.

Usnadnění soutěže VEX GO 

Existuje řada strategií usnadnění, které můžete použít, abyste zajistili, že vaše soutěže budou úspěšné, a že vy a vaši studenti co nejlépe využijete tuto vzdělávací zkušenost.

Vytváření vyvážených týmů

Některé soutěže budou probíhat v týmech, kde budou studenti spolupracovat na soutěži. Učitel by měl přidělit týmy před soutěžní třídou. Při přidělování týmových partnerství zvažte silné a slabé stránky svých studentů, abyste se ujistili, že týmy jsou ve třídě vyvážené. Spárování zkušenějších skupin s méně zkušenými skupinami dává studentům šanci učit se od sebe navzájem autentickým způsobem.

Když studenti vstoupí do třídy, měli by začít ve svém týmovém seskupení a účastnit se celé soutěže, od herní strategie a přípravy robota až po trénink samotného zápasu, ve svém týmu. Abyste to usnadnili, ujistěte se, že studenti mají snadný přístup ke svým týmovým úkolům tím, že nabídku zveřejníte na viditelném místě ve třídě nebo ji vytisknete a distribuujete studentům.

Tipy a triky pro usnadnění soutěže

Existuje mnoho způsobů, jak můžete nastavit a organizovat své třídní soutěže, a časem zjistíte, co vám a vašim studentům nejlépe vyhovuje. Níže jsou uvedeny některé úvahy, které mohou podpořit vás a vaše studenty v úspěšné soutěži ve třídě.

• Aby se studenti během soutěžní lekce mohli soustředit a zaujmout, můžete jim přidělit role v rámci týmů na základě rolí a postupů v prezentaci laboratorních obrázků. 
• Dopřejte si dostatek času na procvičování a rozvoj herní strategie. Zejména pro studenty, kteří jsou v nastavení soutěže noví, bude práce v týmu a hluboké přemýšlení o herní strategii vyžadovat čas a praxi. Abyste zajistili, že vaši studenti získají co nejvíce ze zkušeností ze soutěže ve třídě, vyčleňte si více času na 1. část každé laboratoře, kde budou studenti procvičovat své dovednosti. Možná budete chtít představit myšlenku herní strategie jako celou třídní diskusi, aby studenti mohli mít stejný vstupní bod do práce, než se dostanou do svých týmů.
• Poskytnout studentům strategie pro rozhodování v týmu. Mohou být zveřejněny na nástěnce nebo sdíleny se skupinami, když narazí na neshody ohledně strategie. Dohodnutí se na „rozstřelu“ před zahájením skupinové práce může studentům pomoci posunout se vpřed během soutěže.

Druhá část každé laboratoře také obsahuje výzvy k usnadnění, na co se studentů zeptat před, během a po soutěžním zápase. Použijte je, abyste pomohli studentům zapojit se do celé soutěže.

Proces konstrukčního návrhu

Studenti využijí Engineering Design Process (EDP) k vytvoření své herní strategie a také k případným úpravám robota. EDP je řada kroků, které inženýři sledují, aby přišli s řešením problémů. Řešení často zahrnuje návrh produktu, který splňuje určitá kritéria nebo plní určitý úkol.

Next Generation Science Standards rozděluje EDP do následujících kroků: DEFINOVAT → VÝVOJ OPTIMALIZOVANÝCH → ŘEŠENÍ. Jedná se o cyklický proces. Studenti mohou pokračovat v práci v tomto cyklu znovu a znovu, když se snaží získat své vysoké skóre.

• Definování problémů zahrnuje stanovení problému, který má být co nejjasněji vyřešen, pokud jde o kritéria úspěchu a omezení nebo limity. Pro soutěž to zahrnovalo definování následujících prvků:
  • Bodování 
  • Pravidla hry
  • Návrh robota
  • Herní strategie
• Návrh řešenízačíná generováním řady různých možných řešení a následným vyhodnocením potenciálních řešení, aby se zjistilo, která z nich nejlépe splňují kritéria a omezení problému. V rámci této možnosti návrhu mohou být provedeny kroky ke shromažďování údajů, které lze použít jako součást rozhodovacího procesu.
  • Test
  • Soutěž
  • Vyhodnotit
  • Sledovat
• Optimalizace konstrukčního řešení zahrnuje proces, ve kterém jsou řešení systematicky testována a vylepšována a konečný návrh je vylepšen výměnou méně důležitých funkcí za ty, které jsou důležitější.
  • Přečti si pravidla
  • Herní strategie
  • Návrh robota

EDP má cyklickou nebo iterativní povahu. Je to proces výroby, testování a analýzy a rafinace produktu nebo procesu. Na základě výsledků testování se vytvářejí nové iterace, které se dále upravují, dokud není tým s výsledky spokojen. EDP je silně závislý na dobré komunikaci mezi členy týmu. V následující části najdete informace o tom, jak studenty povzbudit k tomu, aby během tohoto oddělení přijímali rozhodnutí založená na spolupráci.

Kolaborativní rozhodování

Vzhledem k tomu, že studenti procházejí procesem inženýrského návrhu, budou muset komunikovat se svými členy týmu. Dobrá komunikace a společné rozhodování jsou skvělým způsobem, jak zajistit, aby studenti vedli produktivní rozhovory o strategii a rozvíjeli své komunikační dovednosti. Při rozhodování je povzbuzujte, aby nejprve sdíleli data, využili je k navrhování strategických nápadů, naslouchali si navzájem a dohodli se na strategii, kterou chtějí vyzkoušet během svého dalšího cyklu v rámci EDP. 

Jak vypadá dobré společné rozhodování? 

• Aktivní naslouchání: Každý v týmu by měl mít možnost promluvit. Členové týmu by se měli ptát na další nápady a střídat se.
  • Pokud si studenti nejsou jisti, zda rozumějí nápadům svých spoluhráčů, nechte je zopakovat, co si myslí, že myšlenka je. Týmový kolega pak může vyjasnit všechny potřebné díly.
• Rozhodnutí založená na datech:Studenti by měli k rozhodnutí použít informace, které shromáždili během testování a procvičování. Jak dlouho tato strategie trvala? Kolik bodů získal? Získali jste naopak více bodů? Povzbuzujte studenty, aby tyto informace zaznamenávali do listů pro sběr dat nebo pracovních listů pro modrotisk, aby měli během týmových rozhovorů k dispozici čísla, na která se mohou odkazovat.
• Produktivní a respektující nesouhlas:Nastanou chvíle, kdy se členové týmu nebudou moci shodnout na jasném konsensu. Je důležité, že i když nesouhlasí, činí tak způsobem, který respektuje jeden druhého. Zde je několik příkladů, jak nesouhlasit produktivním způsobem: 
  • Použijte klidný a laskavý tón hlasu
  • Klidně se ptejte
• Pokračujte ve sdílení strategických nápadů: Týmy pravděpodobně přijdou na sdílenou strategii, která je kombinací nejsilnějších částí všech nápadů. Povzbuzujte studenty, aby se střídali a naslouchali jeden druhému, dokud nenajdou kompromis.

Ne všichni studenti a týmy budou schopni dospět k jasné dohodě. Pokud potřebujete vyřešit nějaké spory, mějte předem jasně definovanou metodu pro studenty. Řekněte například studentům, aby vyzkoušeli obě strategie počínaje osobou, která má roli „tvůrce“ z kontrolního seznamu rolí a rutin. Pak oba studenti pochopí, že si každý vyzkouší svou strategii a uvidí, jak si povedou v testech. Poté mohou použít data z těchto testů k rozhodnutí.

Karta Drive v VEXcode GO

Karta Drive v VEXcode GO se používá k pohonu robota Competition Advance Hero pomocí ovládacích prvků joysticku. Další informace o přístupu k aplikaci VEXcode GO na vašem zařízení naleznete na této stránce. 

Uvnitř karty Drive existuje několik možností pro ovládání robota Hero. Ty jsou také známé jako konfigurace pohonu nebo režimy pohonu. Vyberte režim jízdy stisknutím jednoho ze zde zobrazených tlačítek. 

Ovládání ramene soutěžního robota Advanced 2.0 Hero

Aby bylo možné ovládat pohyb ramene robota Competition Advanced, musí být port na kartě Drive nastaven na „MOTOR“. Protože je motor ramene zapojen do portu 2, přepněte port 2 pro ovládání ramene robota Hero.

Chcete-li ovládat motor ramene, vyberte červené a zelené šipky. Všimněte si, že to řídí směr otáčení motoru, ne nutně směr pohybu ramene. Studenti budou muset stisknout červenou šipku, aby posunuli rameno robota nahoru, a zelenou šipku, aby posunuli rameno dolů.