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.

  •  
       utasítás. 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. A VEXcode V5 Python felhasználói felületének képe

A vizsgálat első részében használt VEXcode V5 Python utasítások:

  • drivetrain.set_drive_velocity(50, SZÁZALÉK)

  • drivetrain.drive_for(ELŐRE, 200, MM)

  • Ha további információkat szeretne megtudni egy utasításról, válassza a Súgó lehetőséget, majd kattintson a kérdőjel ikonra az utasítás mellett, hogy további információkat jelenítsen meg.

    A VEXcode V5 súgójának képe Python projekt ablakában nyílik meg

    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. A VEXcode V5 eszköztáron kiemelt oktatóanyagok ikon képe

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 (egy 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 VEXcode V5-ben megnyitott fájlmenü képe, a Megnyitási példák kiemelve

     

  • 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.

    A projekt címének átnevezésének képe

     

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 most már az Eszköztár közepén lévő ablakban található. Image of the project name in the Toolbar

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 Python 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

Még nem áll készen arra, hogy elkezdje programozni a robotot, hogy különböző sebességgel haladjon előre! 

  • Mielőtt elkezdenénk a programozást, meg kell értenünk, mi az utasítás. Egy utasításnak három része van. Egy Python-parancs képe, minden egyes komponens azonosításával

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 Python cikket. Image of the autocomplete feature in a Python project

  • Adja hozzá az utasításokat a projekthez: A projekthez hozzáadandó Python-parancsok képe

Tanári tippek ikonra Tanári tippek

Figyeljük meg, hogy a második és harmadik utasítás (a fenti kép 33. és 34. sora) megegyezik a negyedik és ötödik utasítással (fenti 35. és 36. sor), de eltérő sebességparaméterrel. A harmadik utasítás hozzáadása után a tanulók kiemelhetik az ismételendő sorokat, és kimásolhatják és beilleszthetik őket a projekt befejezéséhez. Ezután 75 százalékra módosíthatják a sebességet a negyedik sorban. 

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

    Kép a Drive Velocity projekt 1. helyének kiválasztásáról az eszköztáron

     

  • 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 projektjéhez letöltött (Python) van-e. A DriveVelocity projektnévnek szerepelnie kell az 1. nyílásban.

    A DriveVelocity program képe letöltve a V5 Brain 1. foglalatába

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.

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

    A Brain Screen képe a DriveVelocity projekt futtatásához

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 drive_for utasításban REVERSEmegjelenítésére.

    A beállított paraméter képe a projektben

  • 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 (Python) a projektet.

  • A Robot Brain képernyőjén ellenőrizze, hogy a projektjéhez letöltött (Python) van-e. A ReverseVelocity projektnévnek szerepelnie kell a 2. nyílásban.

    A ReverseVelocity program képe letöltve a V5 Brain 2. foglalatába

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

    A Reverse Velocity projekt futtatásához szükséges Brain Screen képe

Tanári eszköztár ikonra Tanári eszköztár 4. lépés végrehajtása

  • A drive_for parancs megváltoztatásához előre ról hátrare, egyszerűen módosítsa az első paramétert REVERSE értékre. 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 könyvtárnak van egy szakasza Python számára, 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

A vizsgálati terület beállításának képe 50 cm-enként 0 és 3 m között elválasztott és felcímkézett vonalakkal
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

Kép a tekepályáról, ahol a robot a 0 cm-es vonalon, a labda pedig az 50 cm-es vonalon van
Bowling kihívás tesztterület robottal és labdával

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.