Lehrer-Toolbox
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Aktivitätsübersicht
Bei dieser Aktivität werden die Schüler aufgefordert, einen Aufsatz für ihren Roboter zu entwerfen, damit dieser einen Fußball besser dribbeln kann.
Der Ablauf der Aktivität gestaltet sich wie folgt:
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Versuchen Sie mit dem Roboter in der gebauten Form zu dribbeln und stoppen Sie die Zeit, die Sie dafür brauchen. Diese Erfahrung hilft, das Problem zu definieren.
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Entwerfen Sie mögliche Anhänge, indem Sie sie skizzieren und detaillieren. Erhalten Sie dann Feedback von Kollegen darüber, welche Designs sie für die besten halten und wie diese verbessert werden können.
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Bauen Sie den optimalen Aufsatz, der es dem Roboter ermöglicht, den Ball effektiver zu dribbeln als ohne.
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Testen Sie den Aufsatz und überlegen Sie, ob und wie der Aufsatz das Dribbling verbessert und die Abschlusszeit verkürzt.
| Menge | Benötigte Materialien |
|---|---|
| 1 |
VEX V5 Starterkit für den Unterrichtsraum |
| 3 |
Tüten oder Becher |
| 1 |
V5-Controller 276-4820 |
| 1 |
Stoppuhr |
| 1 |
Fußball oder ähnlich großer Ball |
| 1 |
Rolle Klebeband |
| 1 |
Technisches Notizbuch |
Tipps für Lehrer
Beachten Sie, dass das für diese Aktivität verwendete Projekt das Drive-Projekt ist, das bereits auf dem Robot Brain installiert ist.
Tipps für Lehrer
Entscheiden Sie, ob die Studierenden ihre Kurse einrichten sollen oder ob Sie die Kurse einrichten möchten.
Schritt 1: Einen Dribbling-Kurs erstellen

Stellen Sie alle drei Kegel (oder Becher) in eine gerade Linie auf. Stellen Sie sicher, dass zwischen den Kegeln genügend Platz ist, damit der Roboter hindurchpasst. Der Schwierigkeitsgrad wird geringer, wenn die Kegel weiter auseinander platziert werden. Wählen Sie einen Punkt am äußeren Rand des Parcours (neben einem der Kegel an einem Ende) und zeichnen Sie an dieser Stelle mit Klebeband ein „X“ auf den Boden. Platzieren Sie den Fußball (oder einen ähnlich großen Ball) auf dem „X“.
Tipps für Lehrer
Weisen Sie alle Schüler, die Probleme beim Einschalten, Koppeln des V5-Controllers oder Ausführen des Drive-Programms haben, an, auf die entsprechenden Links zu den entsprechenden Verfahren zu klicken.
Schritt 2: Vorbereitung Ihres Roboters

Schalten Sie das V5 Robot Brain ein, stellen Sie sicher, dass es mit dem V5 Controller gekoppelt ist, und führen Sie das Drive-Projekt auf dem V5 Robot Brain aus, damit Sie Ihren Roboter drahtlos mit dem Controller steuern können.
Schritt 3: Durch den Kurs dribbeln: Teil 1

Positionieren Sie Ihren Roboter neben dem Ball. Vor dem Start sollte kein Teil des Roboters den Ball berühren. Ihr Ziel ist es, den Ball zwischen dem ersten und zweiten Kegel und dann zwischen dem zweiten und dritten Kegel zu dribbeln (schieben). Danach müssen Sie den Ball um den dritten Kegel herum dribbeln und den Parcours noch einmal durchlaufen, indem Sie den Ball noch einmal durch beide Kegelsätze dribbeln. Messen Sie mit einer Stoppuhr, wie schnell Sie den Kurs absolvieren. Die Stoppuhr sollte gestartet werden, wenn Sie den Ball zum ersten Mal mit Ihrem Roboter berühren. Die Stoppuhr sollte angehalten werden, sobald der Ball beim zweiten Durchgang durch den Parcours die letzte Reihe von Pylonen vollständig passiert hat. Laufen Sie den Kurs mehrmals durch, um zu sehen, wie sich Ihre Zeit durch Übung verbessert. Notieren Sie Ihre Ergebnisse in Ihrem technischen Notizbuch.
Beantworten Sie die folgenden Fragen in Ihrem technischen Notizbuch:
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Was war Ihre beste Zeit im Kurs?
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Welche Strategien haben Sie verwendet, um Ihre Zeiten zu verbessern?
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Antworten
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Die Studierenden sollten Zeiten melden, die nicht länger als etwa eine Minute oder sogar eine Minute und 30 Sekunden sind. Längere Zeiten weisen darauf hin, dass der Schüler Schwierigkeiten hat und ihm dabei geholfen werden sollte, eine bessere Kontrolle über den Roboter bei höheren Geschwindigkeiten zu üben.
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Die Antworten können unterschiedlich ausfallen, sollten aber den Hinweis enthalten, dass sie die Geschwindigkeit des Roboters kontrolliert, den Winkel des Roboters so eingestellt haben, dass der Ball nicht wegrollte, oder die Kurven eng und nah an den Pylonen gefahren sind, um die zurückgelegte Strecke zu minimieren.
Tipps für Lehrer
Weisen Sie die Studierenden an, Feedback in Form eines Gesamteindrucks des Entwurfs und von Vorschlägen zur Verbesserung des Entwurfs zu geben.
Schritt 4: Zweckorientiertes Entwerfen

Skizzieren Sie in Ihrem Konstruktionsnotizbuch einige Ideen für Zubehör, das Sie Ihrem VEX V5 Speedbot hinzufügen könnten, um seine Dribblingfähigkeiten zu verbessern. Geben Sie Ihre Designideen an andere weiter, während Sie Ihre Designs iterieren.
Bedenken Sie, dass Sie diese Technologie durch Kreativität weiterentwickeln, um Ihren Roboter besser Fußball spielen zu lassen. Technologische Innovationen wie diese entstehen oft aus dem Bedürfnis heraus, Technologien zu verbessern. Es gibt viele kreative Möglichkeiten, Ihren Roboter im Fußball besser zu machen. Wählen Sie die aus, die Ihrer Meinung nach am besten sind.
Beantworten Sie die folgenden Fragen in Ihrem technischen Notizbuch:
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Welche positiven Rückmeldungen haben Sie zu Ihren Entwürfen erhalten?
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Welches negative Feedback haben Sie von anderen zu Ihren Designs erhalten?
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Welches Feedback haben Sie in Ihre Entwürfe einfließen lassen? Erklären Sie, wie Sie das gemacht haben.
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Hat es geholfen, Ihre Designs zu verbessern, wenn Sie sie mit anderen geteilt haben? Warum oder warum nicht?
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Antworten
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Das positive Feedback kann von „Das Design des Aufsatzes ist cool/einzigartig“ bis „Das Design des Aufsatzes scheint zum Dribbeln mit dem Ball effektiv zu sein“ reichen. Das beste Feedback wäre, dass das Design des Aufsatzes effektiv erscheint, um die Kontrolle über den Ball zu behalten, während sich der Roboter bewegt und dreht.
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Die berichteten negativen Rückmeldungen können von einem Design des Aufsatzes reichen, das wie eine Kopie des Aufsatzes eines anderen aussieht (oder allgemein einfallslos ist), bis hin zu einem Design, das zum Dribbeln des Balls allgemein ungeeignet erscheint.
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Die Antworten können unterschiedlich ausfallen, sollten aber einen konkreten Vorschlag eines anderen Studierenden und eine Beschreibung enthalten, wie dieser die Gestaltung des Anhangs beeinflusst hat. Der Vorschlag hätte beispielsweise darin bestehen können, den Aufsatz kleiner zu gestalten, damit der Roboter nicht so weit um Pylonen herumfahren muss, um diese zu umfahren. Der Student sollte dann erklärt haben, wie das ursprüngliche Design verkleinert wurde, um dieses Feedback zu berücksichtigen.
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Im Idealfall sollten die Antworten auf diese Frage „Ja“ lauten und den Nutzen neuer Perspektiven und Meinungen zu Ihren Designs bestätigen. Allerdings denken möglicherweise nicht alle Studierenden so. Manche könnten behaupten, dass es ihnen an Feedback ihrer Kommilitonen gefehlt habe, das effektiv umgesetzt werden konnte.
Tipps für Lehrer
Planen Sie unten in Schritt 6 genügend Ressourcen und Zeit ein, um so viele Anhänge wie möglich zum Testen zu erstellen. Wenn nicht die nötigen Ressourcen und Zeit vorhanden sind, damit jeder Schüler seinen Entwurf erstellen kann, lassen Sie die Teams die ein oder zwei besten Entwürfe auswählen.
Schritt 5: Erstellen Sie Ihr Design

Sehen Sie sich Ihre Skizzen noch einmal an und wählen Sie diejenige aus, die Ihrer Meinung nach die Dribbelfähigkeit Ihres Roboters am besten verbessert. Bauen Sie das gewählte Design und befestigen Sie es an Ihrem Roboter.
Schritt 6: Durch den Kurs dribbeln: Teil 2

Positionieren Sie Ihren Roboter mit Ihrem neu entwickelten Aufsatz auf dem X. Vor dem Start sollte kein Teil des Roboters den Ball berühren. Dribbeln Sie den Ball mithilfe einer Stoppuhr durch den Parcours und folgen Sie dabei derselben Bahn wie bei Ihren früheren Versuchen, jedoch ohne Aufsatz. Die Stoppuhr sollte gestartet werden, wenn Sie den Ball zum ersten Mal mit Ihrem Roboter berühren. Die Stoppuhr sollte angehalten werden, sobald der Ball beim zweiten Durchgang durch den Parcours die letzte Reihe von Pylonen vollständig passiert hat.
Beantworten Sie die folgenden Fragen in Ihrem technischen Notizbuch:
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Hat Ihr Design dazu beigetragen, die Zeit zu verkürzen, die Sie zum Abschließen des Kurses benötigten? Warum oder warum nicht?
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Was könnten Sie an Ihrem Design ändern, um es noch weiter zu verbessern? Erklären Sie, wie und warum das eine Verbesserung wäre.
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Ist Ihnen bei der Verwendung Ihres Anhangs etwas Unerwartetes passiert? Wenn ja, was?
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Antworten
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Die Studierenden sollten hoffentlich mit „Ja“ antworten, dass sie durch die Anlage die Zeit für den Abschluss des Kurses verkürzt haben. Es ist jedoch möglich, dass sich die Befestigung mit der Zeit verschlechtert, weil sie schwergängig ist oder sich während des Betriebs löst.
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Vor diesem Test verbesserten die Studierenden die Konzepte ihrer Entwürfe durch Feedback. Nach dem physischen Testen des Bauwerks sollten die Ideen der Schüler nun konkreter werden, was am Entwurf verbessert werden könnte. Erlauben Sie den Schülern noch nicht, ihre Builds weiter zu verbessern und zu testen. Sie werden später in diesem STEM-Labor eine weitere Gelegenheit dazu haben, bevor sie Robosoccer spielen.
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Diese Frage betrifft Teile der ersten beiden Fragen. Diese Frage wird wahrscheinlich weitere Erklärungen dazu nach sich ziehen, was gut oder nicht so gut funktioniert hat und was die Schüler verbessern möchten.
Diskussion motivieren
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Zusammenarbeit und Feedback
F: Was hat Ihnen daran gefallen, Kollegen um Feedback zu bitten?
A: Es gab wahrscheinlich gute Verbesserungsvorschläge. Es ist auch eine gute Übung, anderen Ihre Designideen zu erklären.
F: Was hat Ihnen nicht gefallen, als Sie Kollegen um Feedback gebeten haben?
A: Es kann unangenehm sein, um objektives Feedback zu bitten, weil Sie stolz auf Ihre Entwürfe sind und dann jemand gebeten wird, sie zu kritisieren. Der Designer kann sich dadurch verletzlich oder sogar beleidigt fühlen. Das sind völlig normale Gefühle, die wir alle haben. Aber wir müssen sie beiseite schieben und darauf achten, immer konstruktives, positives Feedback anstelle von harscher Kritik anzunehmen und zu geben. Und wir müssen Freude an der Zusammenarbeit haben, die dazu beiträgt, unsere Designs zu verbessern.