Consejos para profesores
Permita a los estudiantes el tiempo adecuado para probar y registrar múltiples ejecuciones del robot con su carga y luego responda estas preguntas revisando los datos que recopilaron. La tabla para esos datos se proporciona a continuación.
¿Dónde posicionarás la botella como carga?
En el Claw Arm Challenge transportarás una botella utilizando el V5 Clawbot. Eso sería fácil, pero necesitas correr con tu robot con su brazo de garra elevado a diferentes alturas. Por lo tanto, para evitar que su robot se caiga, deberá decidir la mejor ubicación de la botella. Pon a prueba tus suposiciones y realiza algunas pruebas con tu Clawbot V5.
Comience investigando las siguientes preguntas:
- ¿Dónde está el centro de gravedad (CoG) del V5 Clawbot?
- ¿Su CoG se mueve cuando se levanta el brazo de la garra? Si es así, ¿en qué dirección?
- ¿Qué tan rápido puede acelerar el Clawbot V5 y permanecer estable mientras se baja el brazo?
- ¿Qué tan rápido puede el V5 Clawbot acelerar y permanecer estable mientras su brazo está levantado ?
- ¿La posición de la botella afecta a la estabilidad del V5 Clawbot?
- ¿Quién debe ser el piloto para cada una de las tres rondas?
Teacher Toolbox
Las respuestas a estas preguntas dependerán de los datos recopilados sobre el peso y las posiciones de la botella, la extensión del brazo de la garra y los diferentes estilos de los conductores. El análisis de los datos por parte de los estudiantes debe informar sus respuestas a estas preguntas.
Datos de registro
El registro de datos le ayuda a recopilar la información que necesita para tomar una decisión sólida y justificada.
Usando la tabla de ejemplo a continuación, registre sus resultados de al menos 9 ejecuciones de prueba. Escriba los resultados de cada prueba en una nueva fila. Complete cada columna de la siguiente manera:
- Conductor: el nombre del compañero de equipo que condujo el robot.
- Posición de la botella: la ubicación en la que colocó la botella en el robot
- Altura del brazo: la altura a la que se levantó el brazo del robot.
- Aceleración: la medida de la rapidez con la que aceleró el robot al principio
- Aceleración = cambio en la velocidad / cambio en el tiempo
- Permaneció en posición vertical: sí o no
Después de haber registrado cada ejecución de prueba, use los resultados para elegir una posición para la botella que le permita acelerar rápidamente y permanecer estable.
Teacher Toolbox
El objetivo de esta actividad es hacer que los estudiantes reconozcan cómo los análisis básicos de los datos registrados (es decir, la detección de patrones) pueden informar las decisiones después de las pruebas sistemáticas. Idealmente, los estudiantes deben realizar múltiples ensayos con una técnica de variable de control utilizada en la experimentación simple con el robot en diferentes condiciones y decidir qué condiciones son las mejores. Los estudiantes probarían cada variable con todas las demás mantenidas constantes para que, en última instancia, se puedan hacer comparaciones justas entre los ensayos. Sin embargo, en un entorno de aula eso podría no ser posible porque las pruebas exhaustivas que utilizan este método requerirían muchos ensayos. Por lo tanto, se pueden hacer compromisos en el método de prueba. Independientemente del método, los análisis de los estudiantes deben resaltar los efectos del centro de gravedad, las posiciones del robot y de la carga, la aceleración y los conductores en el rendimiento durante los ensayos.
Motivar la discusión
Esta actividad ayudó a los estudiantes a través de pruebas sistemáticas de sus robots a través de una simple experimentación. Estas preguntas podrían ayudar a aclarar cuál era el objetivo de esta actividad.
P: ¿Por qué este enfoque fue mejor que simplemente adivinar y verificar a través de la práctica?
R: La memoria humana de cómo y por qué algo funcionó o no funcionó es limitada y propensa a errores. Así que registre o registre las condiciones de cada prueba utilizando hechos organizados de los datos de cada ejecución de prueba para que se puedan ver los patrones. Esto es mejor que buscar patrones basados solo en la experiencia porque los sesgos y las limitaciones de memoria se interponen en el camino.
P: ¿Crees que los profesionales realmente prueban cosas como esta? ¿Por qué lo harían?
R: ¡ Ingenieros y científicos prueban sistemáticamente sus diseños y teorías todo el tiempo! Recopilan y analizan datos para respaldar las decisiones y los planes que toman. Lo hacen porque a menudo los riesgos financieros o biológicos son altos. No pueden arriesgarse a errores costosos para un robot, o mucho peor para la vida de una persona. Las pruebas cuidadosas protegen contra esto al hacer que ciertos planes se basen en los hechos sobre los datos que han recopilado.