Skip to main content

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár

  • Tevékenységvázlat
    Ez a feltárás először bemutatja a tanulóknak a vezetési sebesség beállítását, majd megkéri őket, hogy vizsgálják meg, hogyan befolyásolja a robot sebessége a lendületét. Kattintson ide (Google / .docx / .pdf) a tevékenység vázlatához. A robot lendületének megértése fontos fogalom lesz a Strike Challenge tekejátékban.

  • Mit
    programozni
    Kazal. A tevékenység irányított részében a tanulók a [Set drive speed] blokkal dolgoznak, a tevékenység végén pedig arra kérik őket, hogy alkalmazzák a sebesség programozási készségeiket az impulzus- és energiaátviteli teszteken.

A Speedbot készen áll a különböző sebességű vezetésre!

Ez a vizsgálat segít többet megtudni a Speedbot programozásáról, hogy a feladatnak leginkább megfelelő sebességgel vezessen. A Strike Challenge végén olyan sebességet kell találnod a Speedbot számára, amely lehetővé teszi, hogy gyors legyen és nagy lendülettel bírjon, de továbbra is kézben maradjon, hogy jó szögben és nagy erővel üthesd el a labdát.

A vizsgálat első részében használt VEXcode V5:

.

Tanári tippek ikonra Tanári tippek

Ha a hallgató először használja a VEXcode V5-öt, a feltárás során bármikor hivatkozhat az oktatóanyagokra. Az oktatóanyagok az eszköztárban találhatók.

2020-11-30_14-15-09.jpg

A blokkal kapcsolatos további információkért nyissa meg a Súgót , majd válassza ki azt a blokkot, amelyről olvasni szeretne.

Minden tanulócsoportnak be kell szereznie a szükséges hardvert és a csoport mérnöki jegyzetfüzetét. Ezután nyissa meg a VEXcode V5-öt.

Szükséges anyagok:
Mennyiség Szükséges anyagok
1

Speedbot robot

1

Feltöltött robot akkumulátor

1

VEXcode V5

1

USB-kábel (ha számítógépet használ)

1

Mérnöki jegyzetfüzet

1

Labda (futballlabda mérete és alakja)

1

3m x 3m szabad tér

1

Mérőpálca vagy vonalzó

1

Szalagtekercs

1

Adattábla

Tanári tippek ikonra Tanári tippek

  • Modellezze az egyes lépéseket annak ellenőrzésére, hogy a Speedbot készen áll-e, hogy a tanulók megszokják ezt.

1. lépés: Feltárás előkészítése

Felkészülés a Feltárásra

Mielőtt elkezdené a tevékenységet, készen van az összes ilyen elem?

2. lépés: Indítson el egy új projektet

Mielőtt elkezdené a projektet, válassza ki a Speedbot (2-motoros hajtáslánc, nincs giroszkóp) - Sablon projektet. A sablonprojekt tartalmazza a Speedbot motorkonfigurációját. Ha nem használja a sablont, akkor a robot nem fogja megfelelően futtatni a projektet.

  • Nyissa meg a Fájl menüt.

  • Válassza Megnyitás Példák.

  • Válassza ki és nyissa meg a Speedbot (Drivetrain 2-motors, No Gyro) sablonprojektet.

  • Nevezze át projektjét Drive Velocity , mert a [Set drive velocity] blokkot fogjuk használni.

  • Mentse el a projektet.

    • Ha segítségre van szüksége egy projekt mentéséhez, tekintse át a VEXcode V5 oktatóanyagait.

       

  • Győződjön meg arról, hogy a Drive Velocity projekt neve most az eszköztár közepén lévő ablakban található.

Tanári tippek ikonra Tanári tippek

  • Győződjön meg arról, hogy a tanulók a Speedbot (Drivetrain 2-motors, No Gyro) sablonprojektet választották.

  • Felhívhatja a tanulók figyelmét, hogy a Példák oldalon több sablon közül választhat. Ahogy más robotokat építenek és használnak, lehetőségük lesz különböző sablonok használatára.

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár

  • Projektek mentése
    Mutasson rá, hogy amikor először megnyitották a VEXcode V5-öt, az ablak VEXcode Project címkével volt ellátva, és nem került mentésre (az eszköztáron látható). A VEXcode Project az alapértelmezett projektnév a VEXcode V5 első megnyitásakor. Miután a projektet átnevezték Drive Velocity ra és elmentették, a kijelző Mentett értékre frissül. Az eszköztár ezen ablaka segítségével könnyen ellenőrizhető, hogy a tanulók a megfelelő projektet használják-e, és az el lett mentve.

    A projekt első mentése után a VEXcode V5 automatikusan elmenti a későbbi módosításokat, amint azt a projekt neve melletti üzenet jelzi.

    Mondd el a tanulóknak, hogy készen állnak az első projekt megkezdésére. Magyarázza el a tanulóknak, hogy néhány egyszerű lépést követve képesek lesznek olyan projektet létrehozni és futtatni, amely beállítja a Speedbot hajtásláncának sebességét.

  • Állj meg és vitasd meg
    Ez egy jó pont egy szünetre, és kérd meg a tanulókat, hogy nézzék át a VEXcode V5 új projektjének egyéni vagy csoportos elindításának lépéseit. Kérje meg a tanulókat, hogy egyénileg gondolkodjanak el, mielőtt megosztanák a csoportjukkal vagy az egész osztálynak.

3. lépés: Hajtson előre 450 mm-t különböző sebességeknél

  • Építsd meg ezt a projektet VEXcode V5-ben.

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár

Figyeljük meg, hogy ebben a veremben a második és a harmadik blokk megegyezik a negyedik és ötödik blokkkal. A harmadik blokk hozzáadása után a tanuló jobb vagy hosszú egérgombbal kattinthat a második blokkra, és kiválaszthatja a Másolás parancsot a negyedik és ötödik blokk hozzáadásához. Ekkor a negyedik blokk sebessége 75%-ra módosítható.

  • Válassza a Slot ikont. Letöltheti projektjét a Robot Brain nyolc rendelkezésre álló helyének egyikére. Válassza ki az 1-es helyet.

  • Csatlakoztassa a robotot számítógépéhez vagy táblagépéhez. A sikeres kapcsolat létrehozását követően az eszköztáron lévő Brain ikon zöldre vált.

  • Ezután kattintson a Letöltés gombra az eszköztáron a Drive Velocity projekt letöltéséhez a Robot Brainbe.

  • A Robot Brain képernyőjén ellenőrizze, hogy a projekt letöltődött-e a Speedbot's Brainbe. A projekt nevének szerepelnie kell az 1. nyílásban.

  • Futtassa a projektet a Speedbot roboton a projekt kiválasztásával, majd a Futtatás gomb megnyomásával.

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár

  • Állj meg és vitasd meg
    Kérd meg a tanulókat, hogy mondják meg, mi fog történni, amikor a projektet letöltik és a Speedbot roboton futtatják. Mondd meg a tanulóknak, hogy jegyezzék fel előrejelzéseiket a mérnöki füzetükbe. Ha az idő engedi, kérjen meg minden csoportot, hogy osszák meg előrejelzésüket.

    A tanulók megjósolják, hogy a Speedbot először az alapértelmezett sebességével (50%) halad előre, majd lassabban (25%), mint az alapértelmezett sebesség, majd gyorsabban (75%), mint az alapértelmezett sebesség.

  • Lehetőség az első modellezésre
    Modellezze a projektet az osztály előtt, mielőtt az összes diák egyszerre próbálkozna. Gyűjtsd össze a tanulókat egy területen, és hagyj elegendő helyet a Speedbot számára, hogy 450 mm-t elmozdulhasson, ha a padlón van.

    Mondja el a tanulóknak, hogy most rajtuk a sor, hogy levezessék projektjüket. Győződjön meg arról, hogy szabad útjuk van, és ne ütközzenek egymásba robotok.

4. lépés: Hajtson előre és hátrafelé különböző sebességekkel

  • Változtassa meg a második hajtást blokkra, hogy előremenet helyett hátrafelé haladjon.

  • Ezután töltse le a projektet.

  • Futtassa a projektet a Speedbot roboton.

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár 4. lépés végrehajtása

  • Nem kell újra elmenteni a projektet, mert a VEXcode V5 automatikusan elmenti.

  • A [Drive for] blokk előre értékről hátraértékre történő módosításához egyszerűen kattintson a legördülő menüre, és válassza hátralehetőséget.

  • Ha a tanulók számítógépet használnak, kérje meg őket, hogy húzzák ki az USB-kábelt a Robot Brainből. Ha egy projekt futtatása közben a robot számítógéphez csatlakozik, a robot meghúzhatja a csatlakozókábelt.

  • Mivel nem választunk ki új helyet, az új projekt letöltődik az 1. Slotba, és lecseréli az előző projektet.

Tanári tippek ikonra Tanári tippek

Kérje meg a csapatokat, hogy osszák meg a tesztterületet és a labdát, ha szükséges, de több tesztelési terület is kialakítható, mindegyik saját labdával. Döntse el, hogy be szeretné-e állítani a tesztelési terület(eke)t, vagy szeretné, hogy a tanulók tegyék ezt.

5. lépés: A tesztelési terület beállítása

Példa a tesztelési terület elrendezésére

  • Használjon szalagot és egy mérőpálcát, hogy 3 m-es vonalat hozzon létre a padlón, mint a fenti képen látható vízszintes vonal.

    • A vonal létrehozása után szalaggal és a mérőpálcával még egyszer hozzon létre 1 méteres vonalakat a 3 méteres vonalon, mint a fenti képen látható függőleges vonalak. Ragassza fel 1 m-es vonalat minden 50 cm-es jelölésnél a függőleges vonalra, 0 cm-től kezdve.

    • A rövidebb vízszintes vonalakat a hosszabb függőleges vonal közepére kell helyezni.

  • A terület kialakítása közben a csapat egy vagy két tagjának létre kell hoznia egy új projektet Momentumnéven. Állítsa a sebességet 50%-ra, és a Speedbot 50 cm-rel haladjon előre az első sorig. Tartsa szem előtt az 1 cm = 10 mm-t, így a robot 50 cm-t vagy 500 millimétert fog előre haladni.

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár - Miért ez a tevékenység?

Az adatgyűjtés és -elemzés, még az egyszerű mintafelismerés is alapvető tudományos ismeretek. Ez a tevékenység struktúrát ad az adatelemzéshez azáltal, hogy megakadályozza a gyakori félrelépéseket. Figyeljük meg, hogy az utasítások nem azt mondják a tanulóknak, hogy változtassák a robot vezetési távolságát és a robot sebességét. Ez egy szándékos alkalmazása annak, amit a tanuló tudósok Változók Kontroll Stratégiának neveznek. Fontos megtanítani a kezdő kutatókat arra, hogy egyszerre egy változót (azaz a sebességet ebben az esetben) manipulálják, hogy meghatározzák annak hatását egy második változóra (azaz a labda ütközés utáni távolságára), mert nem feltétlenül ezt a megközelítést alkalmazzák a diákok. spontán módon a találgatás és ellenőrzés módszerével. A tipikus tippelés és ellenőrzés megközelítések gyakran egynél több változót manipulálnak egyszerre (azaz megváltoztatják mind a sebességet, mind a robot által megtett távolságot), és megfigyelik az összefolyás hatását a labda elforgatása utáni távolságra. Ez a tevékenység megpróbálja elvezetni a tanulókat ettől, mert a változók közötti kapcsolatok ekkor nem egyértelműek. Vajon a robot nagyobb sebessége, minél nagyobb távolságot hajt meg, vagy mindkettő az, ami miatt a labda messzebbre halad? Erre nem tudunk válaszolni, ha mindkét változót egyszerre kezeljük.

A csapatok azonban spontán módon megpróbálhatják különböző távolságokra vezetni a robotot. Ha ezt megfigyeled, kérd meg őket, hogy változtassák meg a távolságot, de tartsák meg a sebességet ugyanazon, mint az eredeti 500 mm-es távolsággal. Így összehasonlíthatják ugyanazt a sebességet a különböző vezetési távolságokkal, hogy megnézzék, vajon a robot vezetési távolsága befolyásolja-e a labda elhaladását.

6. lépés: Az energiaátvitel tesztelése ütközések során

Tanári tippek ikonra Tanári tippek

  • Készítse elő azt a területet, ahol a labda különböző irányokba pattanhat különböző távolságok esetén. Szükség szerint zárja be az ajtókat és/vagy az ablakokat.

  • Az Exploring Velocity táblázat alulról menthető, vagy a tanulók újra létrehozhatják a táblázatot a mérnöki jegyzetfüzeteikben.

  • A csapatmérnöki jegyzetfüzetek értékelésére szolgáló rubrika itt található (Google / .docx / .pdf), az egyes jegyzetfüzetek értékelésének rubrikája pedig itt (Google / .docx / . pdf). Amikor azt tervezi, hogy a tanulók munkáját rubrikával (rubrikákkal) értékeli, feltétlenül ossza meg velük a rubrikát, mielőtt elkezdené dolgozni a projekten.

Központosítsa a labdát az 50 cm-es vízszintes vonalon, és helyezze el a robotját úgy, hogy az eleje a 0 cm-es vízszintes vonal közepén legyen. Győződjön meg arról, hogy a robot eleje a labda irányába néz. Futtassa az első Momentum projektjét, amelynek sebessége 50%-ra van beállítva, és figyeljen oda, ahogy a robot összeütközik a labdával.

Jegyezze fel a beállított sebességet, a megtett távolságot és a labda által megtett távolságot ebben az adattáblázatban (Google / .pdf). A táblázat első sora az előző lépésben feldolgozott Momentum projekt alapján lett elindítva. Folytassa az adatok hozzáadását ehhez a táblázathoz, miközben különböző sebességeket próbál beállítani. Ezután hozzáadhat más csapatok adatait, miközben osztályonként megvitatja megállapításait.

Gondolja át és válaszoljon az alábbi kérdésekre a mérnöki jegyzetfüzetében, miközben gyűjti adatait:

  1. Hogyan állapítható meg, hogy a robot lendülete energiát adott át a labdának az ütközés során? Magyarázd meg részletekkel.

  2. Ismételje meg a tesztet még legalább kétszer. Próbálkozzon 50%-nál kisebb sebességgel. Állítsa vissza a labdát a helyére, és rögzítse a táblázatban, hogy a labda mennyit utazik. 50%-nál nagyobb sebességgel is próbálkozzon. Állítsa vissza a labdát a helyére, és rögzítse a táblázatban, hogy a labda mennyit utazik.

  3. Amikor az összes csoport befejezte a három tesztet, beszéljétek meg a többi csoport által választott sebességet és azt, hogy a labda mekkora utat tett meg a tesztekben. Miközben a csapatok megosztják adataikat, adja hozzá a megállapításaikat a táblázathoz.

  4. Keressen minta(ka)t az adatokban. Növekszik vagy csökken a labda által megtett távolság a beállított sebesség növekedésével?

 

Tanári eszköztár ikonra Tanári Eszköztár - Válaszok

  1. A labda mozgása bizonyítja, hogy a robot energiát adott át az ütközés során. A tanulók bizonyítékként leírhatják a labda ütközés utáni sebességét vagy haladási irányát is.

  2. A labda által megtett távolság a használt labda tömegétől/súlyától és a robot számára beállított sebességtől függ.

  3. A tanulóknak fel kell ismerniük, hogy a nagyobb sebességek miatt a labda messzebbre halad, mint a kisebb sebesség. Ezt kifejezetten kösse össze a robot lendületével. Emelje ki, hogy a robot súlya nem változott, csak a sebessége, de mindkettő hozzájárul a robot lendületéhez. Kérdezd meg tőlük, hogy szerintük a labda olyan messzire utazna, ha a robot nehezebb lenne. Feltehetően így lenne. A labda ütközés közbeni tömegének hatásairól a következő olvasatban olvashat bővebben.

  4. A tanulócsoportok széles körben változó sebességeket választhattak, de az általános tanulási cél az, hogy a tanulók felismerjék, hogy a nagyobb sebesség nagyobb lendületet eredményez, amely több energiát ad át a labdának ütközések során.