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 fognak programozni a tanulók
    A Speedbot (2-motoros hajtáslánc, nincs giroszkóp) sablonprojekt segítségével a tanulók megváltoztathatják a Speedbot sebességbeállításait egyszerűen egy setDriveVelocity (50 százalék) utasítás hozzáadásával a driveFor-hoz (1 , hüvelyk) utasítást. A tevékenység irányított részében a tanulók különböző sebességekkel mozgatják a Speedbotot, és a tevékenység végén arra kérik őket, hogy alkalmazzák a sebesség programozási készségeiket a lendület- 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.

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár

Itt található a VEXcode V5 felhasználói felületének áttekintése. A diákok a Momentum Alley STEM Lab tevékenységei során megismerkedhetnek ezekkel a fülekkel/gombokkal. A STEM Labban is találhatók hivatkozások, amelyek további információkat nyújtanak ezekről a lapokról/gombokról.

V5 interfész

    A vizsgálat első részében használt VEXcode V5 utasítások:

    • Drivetrain.setDriveVelocity(50, százalék);

    • hajtáslánc.hajtásFor(forward, 200, mm);

    • Ha többet szeretne megtudni az utasításról, válassza a Súgó lehetőséget, majd a további információk megtekintéséhez válassza a parancs melletti kérdőjel ikont.

      Súgó információ a Drive For parancshoz C++ nyelven

      Győződjön meg arról, hogy a szükséges hardver, a mérnöki notebook és a VEXcode V5  letöltötte és készen áll.

    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

    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 hibaelhárítási lépéseket a tanulók számára.

    1. lépés:  Feltárás előkészítése

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

    • Az összes motor a megfelelő portokhoz van csatlakoztatva?

    • Az intelligens kábelek teljesen be vannak dugva az összes motorba?

    • A Brain be van kapcsolva?

    • Az akkumulátor fel van töltve?

    2. lépés: Indítson el egy új projektet

    A projekt elindításához hajtsa végre a következő lépéseket:

    • Nyissa meg a Fájl menüt, és válassza a Példák megnyitása lehetőséget.

      A Példa megnyitása opció ki van jelölve a Fájl menüben

       

    • Válassza ki és nyissa meg a Speedbot (Drivetrain 2-motor, No Gyro) sablonprojektet. A sablonprojekt tartalmazza a Speedbot motorkonfigurációját. Ha nem használja a sablont, akkor a robot nem fogja megfelelően futtatni a projektet.

      A Speedbot sablon képe a Példaprojektek menüben

       

    • Mivel a sebesség feltárásán fog dolgozni, a projektjét DriveVelocitynéven fogja elnevezni. Ha végzett, válassza Mentés lehetőséget.

      Projektcím átnevezése a VEXcode V5 eszköztárában

       

     

     

    Tanári tippek ikonra Tanári tippek

    • A projektnevekben szóköz lehet a szavak között vagy után.

      Nevezze át a V5-öt

    • Megkérheti a tanulókat, hogy adják hozzá kezdőbetűiket vagy csoportjuk nevét a projekt nevéhez. Ez segít megkülönböztetni a projekteket, ha felkéri a diákokat, hogy nyújtsák be őket.

    • Mivel ez az első programozási tevékenység, amellyel a tanulók próbálkozhatnak, modellezze a lépéseket, majd kérje meg a tanulókat, hogy hajtsák végre ugyanazokat a műveleteket. A tanárnak ezután figyelnie kell a tanulókat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy helyesen követik-e a lépéseket.

    • Győződjön meg arról, hogy a tanulók a Fájl menüből a Példák megnyitása lehetőséget választották.

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

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

    • Győződjön meg arról, hogy a DriveVelocity projekt neve megjelenik az eszköztár közepén lévő ablakban.

    Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár - Projektek mentése

    • Mutasson rá, hogy amikor először megnyitották a VEXcode V5-öt, az ablak VEXcode Project címkével volt ellátva. A VEXcode Project az alapértelmezett projektnév a VEXcode V5 első megnyitásakor. Miután a projektet átnevezték Drive-ra és elmentették, a kijelző frissült, és az új projektnév jelenik meg. Az eszköztár ezen ablaka segítségével könnyen ellenőrizhető, hogy a tanulók a megfelelő projektet használják-e.

    • 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 előremozdítja a Speedbotot.

    • Emlékeztesd a tanulókat, hogy munka közben mentsék el projektjeiket. A VEX Library C++ szakasza elmagyarázza a VEXcode V5 mentési gyakorlatait.

    Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár - Állj meg és beszéld meg

    Ez egy jó pont arra, hogy megálljon, és kérje meg a tanulókat, hogy nézzék át az éppen befejezett lépéseket egy új projekt VEXcode V5-ben egyéni vagy csoportos indításakor. Kérje meg a tanulókat, hogy egyénileg gondolkodjanak el, mielőtt megosztanák a csoportjukkal vagy az egész osztálynak.

    3. lépés: Hajtson előre 150 mm-t különböző sebességekkel

    Most már készen áll a robot programozására, hogy különböző sebességgel haladjon előre!

    • Mielőtt elkezdenénk a programozást, meg kell értenünk, mi az utasítás. Egy utasításnak három része van. 

    Tanári tippek ikonra Tanári tippek

    Amikor elkezdi beírni az utasítást, észrevehet egy automatikus kiegészítési funkciót. Használja a „Fel” és „Le” billentyűket a kívánt név kiválasztásához, majd nyomja meg a „Tab” vagy az (Enter/Return) gombot a billentyűzeten a kiválasztáshoz. A funkcióval kapcsolatos további információkért tekintse meg a C++ cikket.

    • Adja hozzá az utasításokat a projekthez:

    Tanári tippek ikonra Tanári tippek

    Figyeljük meg, hogy a második és harmadik utasításban (29. és 30. sor) megegyeznek a negyedik és ötödik utasítással (31. és 32. sor), de eltérő sebességparaméterrel. A harmadik utasítás hozzáadása után a tanulók kiemelhetik a 29. és 30. sort, hogy az alatta lévő sorokat másolják és beillesszék a 31. és 32. sor létrehozásához. Ezután a 31-es vonal sebességét 75 százalékra tudják változtatni.

    • Válassza a Slot ikont, hogy a Robot Brain nyolc rendelkezésre álló helye közül válasszon egyet, majd válassza ki az 1-es helyet.

       

    • Csatlakoztassa a V5 Robot Braint a számítógéphez egy mikro USB-kábellel, és kapcsolja be a V5 Robot Braint. Az Agy ikon az eszköztáron zöldre vált a sikeres kapcsolat létrehozása után.

    • Válassza Letöltés a projekt agyba való letöltéséhez.

       

    Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár

    • Emlékeztesd a tanulókat, hogy húzzák ki az USB-kábelt a Robot Brainből. Ha egy projekt futtatása közben a robot számítógéphez csatlakozik, a robot meghúzhatja a csatlakozókábelt.

    • A Robot Brain képernyőjén ellenőrizze, hogy a projektje letöltött (C++) . A DriveVelocity projekt nevének szerepelnie kell az 1. bővítőhelyen.

    Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár

    • Állj meg és vitasd meg
      Kérd meg a tanulókat, hogy mondják meg, mi fog történni, ha 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.

    • Modell először
      Modellezze a projektet az osztály előtt, mielőtt az összes diák egyszerre próbálkozna. Gyűjtsd össze a tanulókat egy területen, és hagyj elegendő helyet a Speedbotnak, hogy mozoghasson, ha a padlóra kerül.

      Mondja el a tanulóknak, hogy most rajtuk a sor, hogy levezessék projektjüket. Győződjön meg arról, hogy szabad útjuk van, és hogy egyetlen Speedbot sem ütközhet össze.

    • Futtassa (C++) a projektet a roboton úgy, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a projekt ki van választva, majd nyomja meg a Futtatás gombot a Robot Brain-en. Gratulálunk első projektjének elkészítéséhez!

    4. lépés: Haladás előre és hátrafelé 150 mm-ig különböző sebességeken

    Most, hogy beprogramozta a robotját, hogy különböző sebességekkel haladjon előre, programozza úgy, hogy most különböző sebességgel haladjon előre és hátra.

    • Módosítsa a paramétert a második driveFor utasításban -150-re.

    • Válassza ki a projekt nevét, hogy DriveVelocity értékről ReverseVelocity értékre módosítsa.

    • Új slot kiválasztásához válassza a Slot ikont. Válassza ki a 2-es helyet.

      A 2. hely kiválasztásának képe az Eszköztárban

       

    • Töltse le (C++) a projektet.

    • A Robot Brain képernyőjén ellenőrizze, hogy a projektje letöltött (C++) . A ReverseVelocity projekt nevének szerepelnie kell a 2. nyílásban.

    • Futtassa (C++) a projektet a roboton úgy, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a projekt ki van választva, majd nyomja meg a Futtatás gombot a Robot Brain-en.

    Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár 4. lépés végrehajtása

    • driveFor parancs előre ről hátrare történő módosításához egyszerűen módosítsa az első paramétert -150-re. Ezzel a hajtásláncban lévő motorok az ellenkező irányba mozognak.

    • A mm-ek száma módosítható, de ebben a példában az előző lépésben beállított 150 mm-en hagyjuk őket.

    • Emlékeztesd a tanulókat, hogy a projekt futtatása előtt húzzák ki az USB-kábelt a Robot Brainből.

    • Emlékeztesd a tanulókat, hogy munka közben mentsék el projektjeiket. A VEX Könyvtárban van egy C++ szakasz, amely elmagyarázza a VEXcode V5 mentési gyakorlatait.

    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 azt szeretné, hogy a tanulók tegyék ezt meg.

    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.

    • Amíg a területet felállítják, csapata egy vagy két tagjának létre kell hoznia egy új projektet Momentum néven. 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

    Bowling kihívás tesztterület robottal és labdával

    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.

    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.

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

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

    • 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.

    • 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.

    • 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.