Pozadí

V laboratoři STEM zaměřené na oceánské vědy se studenti seznámí s různými prvky oboru a budou soutěžit v soutěži v oceánských vědách.  Během učení se různým bodovacím prvkům v soutěži si studenti mohou prohlédnout různé aspekty spojené s výzkumem oceánských věd.

PDF kniha pohádek o oceánské vědě

Představte svým studentům soutěž v průzkumu oceánu pomocí knihy pohádek Science Exploration v PDF Kniha podává deníkový záznam o podvodních dobrodružstvích plukovníka Joa s robotem Hrdinou jako součásti posádky Ocean Science Exploration a zasazuje soutěžní úkoly pro studenty do kontextu zážitků plukovníka Joa v zábavném a poutavém příběhu. Sledujte plukovníka Joa při plnění různých úkolů v rámci oceánského vědeckého průzkumu. 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 průzkumné deníky, aby mohli sledovat svůj pokrok v soutěžních úkolech spolu s plukovníkem Jo!

Výzkum oceánů MBARI 2016

V roce 2016 vypustil Výzkumný ústav akvárií v Monterey Bay (MBARI) dálkově ovládané vozidlo (ROV) s názvem Doc Ricketts na expedici k pobřežím Oregonu a Washingtonu. Práce zahrnovala mapování riftových zón, sběr vzorků podvodního sopečného lávového proudu, analýzu složení vzorků a zkoumání vlivů podvodních ekosystémů v okolí těchto oblastí.

Robot v misi Ocean Science Exploration je modelován tak, aby replikoval některé úkoly, které dálkově ovládané vozidlo (ROV) provádělo při výzkumu oceánů.

Zdroj: MBARI

Vztah mezi úkoly průzkumu oceánských věd a výzkumnou misí MBARI 2016

Během práce na různých úkolech by je mohlo zajímat, jak se jednání jejich hrdinského robota vztahuje k výzkumu a technologiím, které se odehrávají v oceánu. Níže uvedena tabulka porovnávající body soutěže s částmi současného výzkumu oceánských věd.

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, že hřiště postaví studenti, počítejte prosím s delším časem (odhadem o hodinu navíc na každou fázi). Strategie facilitace v každém laboratoři (na stránce Zapojení) uvádějí doporučené možnosti, jak rozdělit instrukce k sestavení podle týmů. Příklad tohoto rozdělení je uveden níže.

Strategie facilitace

• Allow extra time in the Engage section if you choose to have students build Stage 1 of the Ocean Science Exploration Field together with you. Abyste studentům pomohli udržet si přehled, rozdělte si pokyny k sestavení podle týmů. Mezi návrhy, jak to udělat, patří:
  • Tým 1 dokončuje instrukce pro stavbu podvodní laboratoře
  • Tým 2 dokončí návod na stavbu Ocean Wildlife 1.
  • Tým 3 dokončuje návod k sestavení Ocean Wildlife 2.
  • Tým 4 dokončuje instrukce pro sestavení kamerového pole
  • Tým 5 dokončuje instrukce pro sestavení tlakového senzoru
  • Tým 6 dokončuje stavbu políček v 1. fázi s hracími stěnami.

Pořádání soutěže VEX GO

Vytvořit pořadí zápasů

Zápasy mohou probíhat hladčeji, pokud vy i vaši studenti víte, kdy se od nich očekává, že budou připraveni soutěžit. Většina zápasů trvá 1 minutu, ale budete muset nechat dostatek času na přípravu a úklid, aby se studenti mohli snadno orientovat ve třídě. Takže nastavení rozvrhu, které umožňuje zhruba 5 minut na zápas, by mělo zohledňovat pohyb studentů, jejich přípravu a úklid.

Vyvěste rozvrh týmům nebo si ho vytiskněte a rozdejte studentům, aby jasně viděli, kdy se od nich očekává příprava. Vzorová objednávka shody je odkazována v Souhrnu laboratoří. Příklad pořadí zápasů je uveden níže.

Budete chtít mít více kol soutěže, aby si studenti mohli mezi zápasy procvičovat svou strategii a stavět na ní. Vytvoření rozvrhu vám proto pomůže naplánovat si čas ve výuce tak, aby soutěžní hodina proběhla úspěšně. Předem stanovený rozvrh vám také umožní oznamovat zápasy během celé hodiny, abyste se mohli soustředit na bodování a měření času na závodišti.

Prezentace žebříčku

Vyvěste nebo promítněte rozpis zápasů na tabuli ve třídě a dejte studentům prostor k zapsání celkového počtu bodů a určení vítěze každého zápasu. Tento viditelný záznam zápasů může studenty motivovat k dalšímu opakování a také jim dát představu o dalších týmech, které by mohli prozkoumat při vývoji herních strategií.

Žebříček VEX GO můžete také použít ve své třídě. Více informací o žebříčku VEX GO a jeho používání naleznete v tomto článku. (brzy k dispozici)

Připravte prostor pro soutěž

Pro soutěž ve třídě byste si měli ve svém prostoru vyhradit tři hlavní oblasti:

• Soutěžní pole – Mějte jedno centrální soutěžní pole, kde se budou konat všechny zápasy. Toto by mělo být snadno dostupné všem studentům a mělo by mít dostatek prostoru pro studenty, kteří se zápasu nezúčastňují, aby mohli sledovat hru a sledovat ostatní týmy. To bude hlavní odpovědnost učitele během konání vašich zápasů, protože budete zodpovědní za bodování a měření času, takže je optimální umístit centrálně umístěný prostor, kde můžete stále dohlížet na své studenty.
• Cvičná plocha – Mějte k dispozici další hřiště nebo ohraničený prostor, který mohou studenti využít k tréninku na své soutěžní zápasy. Pokud to prostor dovolí, můžete mít více než jednu cvičnou plochu, aby mohlo trénovat více týmů současně.
• Prostory pro setkání a přípravu týmů – Mějte k dispozici několik stolů nebo zasedacích prostor, které mohou aliance používat jako svou „základnu“ neboli „jamu“ po celou dobu soutěže. To jim poskytne prostor pro dokumentaci v jejich Inženýrském zápisníku, schůzky za účelem vývoje herní strategie nebo stavbu a iteraci robotů.

Příklad uspořádání učebny by mohl zahrnovat centrálně umístěné soutěžní hřiště s lavicemi posunutými podél jedné strany učebny jako prostory pro týmové schůzky a cvičebním prostorem vyhrazeným na druhé straně místnosti. Budete muset určit, co nejlépe vyhovuje vašemu prostředí, na základě prostorových omezení a potřeb vašich studentů. Níže uvedený příklad rozvržení obsahuje prostor pro soutěže, trénink, prostory pro setkání týmu a místo pro umístění žebříčku.

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

• Učitel by se nacházel mezi soutěžním polem a žebříčkem.
• Na konci zápasu učitel vyhlásí vítěze a zapíše skóre do žebříčku, zatímco dvě skupiny, které soutěžily, vyčistí a znovu zařadí soutěžní pole pro další zápas.
• Učitel oznámí další skupiny, které budou soutěžit, a dá jim „2 minuty předem“ před začátkem jejich zápasu.
• Jakmile je hřiště vyklizené, studenti, kteří dokončili soutěž, vrátí své roboty do zasedací místnosti, aby si připravili strategii pro další kolo, a studenti, kteří přijdou hrát, se mohou shromáždit na soutěžním hřišti z cvičného prostoru a/nebo zasedací místnosti.

Usnadnění soutěže VEX GO 

Existuje řada strategií pro facilitaci, které můžete použít k zajištění úspěchu vašich soutěží a k tomu, abyste vy i vaši studenti z této vzdělávací zkušenosti vytěžili maximum.

Vytváření vyvážených týmů

Některé soutěže se budou konat v týmech, kde budou studenti spolupracovat na soutěžení. Učitel by měl rozdělit týmy před začátkem soutěžní hodiny. Při přidělování partnerství v týmech zvažte silné a slabé stránky vašich studentů, abyste se ujistili, že týmy jsou v celé třídě vyvážené. Spojení zkušenějších skupin s méně zkušenými skupinami dává studentům šanci učit se od sebe navzájem a společně autentickým způsobem.

Když studenti vstoupí do učebny, měli by začít ve své týmové skupině a zapojit se do celé soutěže, od herní strategie a přípravy robotů přes trénink až po samotný zápas, ve svém týmu. Abyste to usnadnili, zajistěte, aby studenti měli snadný přístup ke svým týmovým úkolům, a to tak, že seznam vyvěsíte na viditelné místo ve třídě nebo ho vytisknete a rozdáte studentům.

Tipy a triky pro uspořádání soutěže

Existuje mnoho způsobů, jak můžete pořádat a organizovat soutěže ve třídě, a časem zjistíte, co vám a vašim studentům nejlépe vyhovuje. Následuje několik aspektů, které vám a vašim studentům mohou pomoci k úspěšné třídní soutěži.

• 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. 
• Nechte dostatek času na procvičování a rozvoj herní strategie. Zejména pro studenty, kteří jsou v soutěžním prostředí nováčky, bude práce v týmu a hluboké promýšlení herní strategie vyžadovat čas a praxi. Aby vaši studenti ze soutěže ve třídě vytěžili maximum, vyhraďte jim v každém laboratoři více času na 1. část, kde si studenti procvičí své dovednosti. Myšlenku herní strategie můžete představit v rámci diskuse s celou třídou, aby studenti měli stejný výchozí bod pro práci, než se rozdělí do svých týmů.
• Poskytněte studentům strategie pro rozhodování v týmu. Ty lze vyvěsit na nástěnce nebo sdílet se skupinami, které narazí na neshody ohledně strategie. Dohoda na „rozhodujícím bodě“ před zahájením skupinové práce může studentům pomoci během soutěže postupovat vpřed.

Druhá část každého laboratoře obsahuje také pokyny pro facilitaci, na co se studentů zeptat před, během a po soutěžním zápase. Použijte je k udržení zájmu studentů po celou dobu soutěže.

Proces inženýrského návrhu

Studenti použijí Proces inženýrského návrhu (EDP) k vytvoření herní strategie a k provedení jakýchkoli úprav robota. EDP je série kroků, které inženýři dodržují, aby našli řešení problémů. Řešení často zahrnuje návrh produktu, který splňuje určitá kritéria nebo plní určitý úkol.

Standardy Next Generation Science rozdělují EDP do následujících kroků: DEFINOVAT → VYTVOŘIT ŘEŠENÍ → OPTIMALIZOVAT. Toto je cyklický proces. Studenti mohou v tomto cykle pokračovat znovu a znovu, aby dosáhli svého nejvyššího skóre.

• Definování problémů zahrnuje co nejjasnější stanovení problému, který má být vyřešen, z hlediska kritérií úspěchu a omezení nebo limitů. 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 kroky ke shromažďování dat, která lze použít jako součást rozhodovacího procesu.
  • Test
  • Soutěžit
  • Vyhodnotit
  • Pozorovat
• Optimalizace návrhového řešení zahrnuje proces, ve kterém jsou řešení systematicky testována a zdokonalována a konečný návrh je vylepšen výměnou méně důležitých prvků za ty důležitější.
  • Zkontrolujte pravidla
  • Herní strategie
  • Návrh robota

EDP má cyklický nebo iterativní charakter. Je to proces výroby, testování, analýzy a zdokonalování produktu nebo procesu. Na základě výsledků testování se vytvářejí nové iterace a ty se dále upravují, dokud není tým s výsledky spokojen. EDP je silně závislý na dobré komunikaci mezi členy týmu. V následující části naleznete informace o tom, jak v této lekci povzbudit studenty k tomu, aby se v rámci této lekce rozhodovali společně.

Spolupráce při rozhodování

Během práce na procesu inženýrského návrhu budou studenti muset komunikovat se členy svého 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 mluvit. Členové týmu by se měli střídat a klást otázky k ostatním nápadům.
  • Pokud si studenti nejsou jisti, zda rozumí myšlenkám svých spoluhráčů, nechte je zopakovat, co si myslí, že daná myšlenka je. Pak může spoluhráč upřesnit všechny potřebné části.
• Rozhodnutí založená na datech:Studenti by měli k rozhodnutí použít informace, které shromáždili během testování a procvičování. Jak dlouho tato strategie trvala? Kolik bodů to získalo? Získal jsi tím druhým způsobem víc bodů? Povzbuďte studenty, aby si tyto informace zaznamenávali do datových listů nebo pracovních listů s plány, aby měli k dispozici čísla, ke kterým se mohou během týmových diskusí odvolávat.
• Produktivní a respektující nesouhlas:Nastanou chvíle, kdy se členové týmu nebudou moci shodnout na jasném konsensu. Je důležité, aby i když nesouhlasí, dělali tak s respektem k sobě navzájem. Zde je několik příkladů, jak produktivně vyjádřit nesouhlas: 
  • Používejte klidný a laskavý tón hlasu
  • Klidně se ptejte
• Pokračujte ve sdílení strategických nápadů: Týmy pravděpodobně dospějí ke společné strategii, která je kombinací nejsilnějších stránek všech nápadů. Povzbuďte studenty, aby se střídali a navzájem si naslouchali, dokud nenajdou kompromis.

Ne všichni studenti a týmy se budou moci jednoznačně dohodnout. Pokud potřebujete urovnat nějaké spory, mějte předem jasně definovaný postup pro studenty. Například řekněte studentům, aby vyzkoušeli obě strategie, počínaje osobou, která má roli „Stavitel“ z Kontrolního seznamu rolí a rutin. Pak oba studenti pochopí, že si každý z nich vyzkouší svou strategii a uvidí, jak si v testech povedou. Pak mohou data z těchto testů použít k rozhodnutí.

Tab Drive ve VEXcode GO

Karta Řidičský průvodce v aplikaci VEXcode GO se používá k řízení robota Competition Advanced 2.0 Hero Robot pomocí joysticku. Další informace o přístupu k aplikaci VEXcode GO na vašem zařízení naleznete na této stránce. 

V záložce Řízení je několik možností pro ovládání hrdinského robota. Tyto jsou také známé jako konfigurace pohonu nebo režimy pohonu. Vyberte režim jízdy stisknutím jednoho ze zde zobrazených tlačítek. 

Ovládání paže soutěžního pokročilého hrdinského robota 2.0

Aby bylo možné ovládat pohyb ramene robota Competition Advanced 2.0 Hero Robot, je nutné v záložce Pohon nastavit port na hodnotu „MOTOR“. Protože je motor ramene zapojen do portu 2, přepněte port 2 pro ovládání ramene hrdinského robota.

Pro ovládání motoru ramene vyberte červenou a zelenou šipku. Všimněte si, že toto ovládá směr otáčení motoru, ne nutně směr pohybu ramene. Studenti budou muset stisknout červenou šipku, aby zvedli rameno robota, a zelenou šipku, aby rameno sklopili.