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Spedizione matematica su Marte
Unità Sfondo

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Nell'unità STEM Lab di Mars Math Expedition, gli studenti impareranno a conoscere i diversi elementi del campo e gareggeranno nella competizione Mars Math Expedition. Mentre affrontano il processo di apprendimento dei diversi elementi di punteggio nella competizione, gli studenti possono esplorare diversi elementi delle missioni che vengono condotte su Marte.

Libro di fiabe PDF della spedizione matematica su Marte

Presenta il concorso Mars Math Expedition ai tuoi studenti utilizzando il libro di fiabe PDF Mars Math Expedition! Il libro fornisce un resoconto del diario del Col. Jo come parte dell'equipaggio della spedizione su Marte e contestualizza i compiti della competizione per gli studenti attraverso le esperienze del Col. Jo in una storia divertente e coinvolgente. Segui il Col. Jo attraverso vari compiti durante la spedizione Mars Math. Leggi la storia agli studenti, stampane una copia per la biblioteca della tua classe e ritorna alla storia durante il ciclo del concorso. Potresti chiedere agli studenti di creare i propri registri di spedizione per tenere traccia dei loro progressi nelle attività di competizione insieme al Col. Jo!Immagine della copertina del PDF Storybook Mars Math Expedition

Missione Marte 2020 della NASA

La missione Mars 2020 della NASA affronta obiettivi scientifici ad alta priorità per l'esplorazione di Marte: vita, clima, geologia ed esseri umani. Il rover Perseverance completerà le operazioni di superficie per raccogliere dati che possano aiutare a informare la ricerca sul Pianeta Rosso. Il robot della spedizione Mars Math è modellato per assistere il rover in alcuni dei suoi compiti come raccogliere campioni, spostare materiali come celle a combustibile e rimuovere i detriti da un sito di atterraggio.

Superficie marziana.
Credito: NASA/JPL

Collegamento delle attività della spedizione Mars Math alla missione Mars 2020

Mentre gli studenti lavorano su vari compiti, potrebbero essere interessati a sapere come le azioni del loro robot eroe si collegano alle missioni che si svolgono su Marte. Di seguito è riportata una tabella che confronta gli elementi di punteggio della competizione con parti della missione Mars 2020.

Compito di spedizione matematica su Marte Missione Marte 2020 della NASA

Raccogli campioni dai crateri

campione di elemento di gioco viola su un quadrato viola all'interno di un cratere su un campo vex go

Il rover Perseverance raccoglierà campioni geologici come parte delle sue operazioni di superficie.

Spostare i campioni in laboratorio

campione su un laboratorio costruito con parti VEX GO

Il rover Perseverance seppellirà i campioni utilizzando il deposito nella cache in modo che una missione futura possa raccogliere i campioni e riportarli sulla Terra.

Spostare il pannello solare

dall'alto verso il basso del pannello solare

Il rover Perseverance e l'elicottero Ingenuity sono dotati di pannelli solari per mantenere l'energia.

Liberate l'area di atterraggio e fate atterrare l'elicottero

elicottero e zona di atterraggio

L'elicottero su Marte, Ingenuity, è volato su Marte attaccato al ventre del rover Perseverance. Completerà i voli sperimentali durante la missione, ma necessita di una zona libera per decollare e atterrare.

Solleva il razzo 

razzo adagiato lungo una piastrella rossa

Anche se il rover Perseverance non lascerà la superficie di Marte, qualsiasi missione futura avrà bisogno di un razzo per decollare e iniziare il viaggio da Marte alla Terra.

Spostare le celle a combustibile

due celle a combustibile realizzate con parti vex go si annidano sulle loro culle

Le future missioni su Marte richiederanno fonti di energia oltre i pannelli solari per lanciare razzi sulla Terra o per alimentare missioni più avanzate. Le celle a combustibile possono essere utilizzate per fornire tale energia.

Competizioni VEX GO

Le competizioni in classe portano l'entusiasmo delle competizioni di robotica nel tuo ambiente di apprendimento, consentendo agli insegnanti di sfruttare la creatività e la motivazione della competizione nelle loro classi. Organizzare il concorso in classe ti aiuterà a garantirne il successo e ad assicurarti che tu e i tuoi studenti siate sulla stessa lunghezza d'onda durante la lezione.

Preparazione per le competizioni VEX GO

Mentre attraversi l'Unità, vedrai che il campo da competizione VEX GO può essere costruito in più fasi. Ciò aiuta gli studenti a concentrarsi sui compiti individuali sul campo in modo che possano mettere in pratica le proprie abilità. Dopo aver costruito e fatto pratica su tutte e quattro le fasi, gli studenti avranno avuto esperienza con ogni metodo di punteggio sul campo di gara finale. Prima di iniziare, dovresti decidere se vuoi costruire i palcoscenici da solo o se vuoi che gli studenti ti aiutino a costruire il Campo. La costruzione del campo offrirà agli studenti un'introduzione al lavoro con le istruzioni di costruzione, esperienza nella costruzione in squadra ed esperienza nel lavoro con le parti VEX GO.

Se scegli di far costruire il Campo agli studenti, ti preghiamo di concedere più tempo (stimato in un'ora aggiuntiva per fase). Le strategie di facilitazione in ciascun laboratorio (nella pagina Coinvolgimento) elencano le opzioni consigliate su come dividere le istruzioni di compilazione per team. Di seguito è riportato un esempio di tale ripartizione.

strategie di facilitazione

Gestire una competizione VEX GO

Crea un ordine di corrispondenza

Le partite possono svolgersi più agevolmente se tu e i tuoi studenti sapete quando dovrebbero essere pronti a competere. La maggior parte delle partite dura 1 minuto, ma dovrai concedere del tempo per l'impostazione e la pulizia, in modo che gli studenti possano spostarsi facilmente nello spazio della classe. Quindi, impostare un programma che consenta circa 5 minuti per partita, dovrebbe tenere conto del movimento, della preparazione e della pulizia degli studenti.

Pubblica il programma con le squadre o stampalo e distribuiscilo agli studenti in modo che possano vedere chiaramente quando dovrebbero essere pronti. Un esempio di ordine di corrispondenza è collegato nel Riepilogo dei laboratori. Di seguito è riportato un esempio di ordine di corrispondenza.

screenshot dell'ordine di corrispondenza

Ti consigliamo di organizzare più round della competizione in modo che gli studenti possano ripetere la loro strategia e costruire tra una partita e l'altra, quindi stabilire un orario ti aiuterà a pianificare il tempo della lezione per consentire una lezione di competizione di successo. Avere un programma predeterminato ti consentirà anche di annunciare le partite durante la lezione, in modo che la tua attenzione possa rimanere sul punteggio e sui tempi sul campo di gara.

Presenta una classifica

Pubblica o proietta il programma della partita sulla lavagna della tua classe e lascia spazio agli studenti per scrivere i punti totali e identificare il vincitore di ogni partita. Questo registro visibile delle partite può fornire motivazione agli studenti mentre continuano a ripetere, oltre a dare loro un'idea di altre squadre da esplorare mentre sviluppano strategie di gioco.

vex vai in classifica

Puoi anche utilizzare la classifica VEX GO nella tua classe. Per ulteriori informazioni sulla classifica VEX GO e su come utilizzarla, consulta questo articolo. (disponibile a breve)

Prepara uno spazio per la competizione

Ci sono tre aree principali che dovresti designare nel tuo spazio per il concorso in classe:

  • Un campo di gara: dispone di un campo di gara centrale dove si svolgeranno tutte le partite. Dovrebbe essere facilmente accessibile a tutti gli studenti e avere spazio sufficiente per consentire agli studenti che non sono in partita di osservare, in modo che possano osservare altre squadre. Questa sarà la responsabilità principale dell'insegnante durante lo svolgimento delle tue partite, poiché sarai responsabile del punteggio e del mantenimento del tempo, quindi è ottimale disporre di uno spazio situato in posizione centrale dove puoi comunque supervisionare i tuoi studenti.
  • Un'area di pratica: dispone di un campo aggiuntivo, o di uno spazio delimitato, che gli studenti possono utilizzare per esercitarsi in vista delle partite della competizione. Se lo spazio lo consente, potresti voler avere più di un'area pratica, in modo che più squadre possano esercitarsi contemporaneamente.
  • Spazi per riunioni e preparazione della squadra: tieni a disposizione diversi tavoli o spazi per riunioni che le alleanze possono utilizzare come "base di partenza" o "fossa" durante la competizione. Ciò darà spazio per documentare nel proprio taccuino di ingegneria, incontrarsi per sviluppare strategie di gioco o costruire e iterare sui propri robot.

Un esempio di disposizione di uno spazio in classe potrebbe includere un campo di gara situato in posizione centrale, con banchi spinti lungo un lato dell'aula come spazi per riunioni di squadra e uno spazio di pratica designato sull'altro lato della stanza. Dovrai determinare cosa funziona meglio per il tuo ambiente, in base ai tuoi vincoli di spazio e alle esigenze dei tuoi studenti. Il layout di esempio riportato di seguito presenta un'area per la competizione, la pratica, spazi per le riunioni del team e un luogo in cui pubblicare la classifica.

disposizione di esempio

Potresti volere che i tuoi studenti si siedano tutti attorno al campo durante le partite e osservino le partite, oppure potresti seguire un flusso come il seguente: 

  • L'insegnante si baserà tra il campo di gara e la classifica.
  • Al termine di una partita, l'insegnante annuncia il vincitore e scrive i punteggi sulla Classifica, mentre i due gruppi che hanno gareggiato puliscono e resettano il Campo di Gara per la partita successiva.
  • L'insegnante annuncia i prossimi gruppi che gareggeranno, dando loro un “avviso di 2 minuti” prima dell'inizio della partita.
  • Una volta che il campo è stato ripulito, gli studenti che hanno finito di gareggiare riportano il loro robot nello spazio di incontro per elaborare la strategia per il turno successivo, e gli studenti che si avvicinano per giocare possono riunirsi nel campo di gara dallo spazio di pratica e/o dallo spazio di incontro.

Facilitare una competizione VEX GO 

Esistono numerose strategie di facilitazione che puoi utilizzare per garantire che le tue competizioni abbiano successo e che tu e i tuoi studenti stiate sfruttando al meglio questa esperienza di apprendimento.

Creare squadre equilibrate

Alcune competizioni si svolgeranno in squadre, dove gli studenti lavoreranno insieme per la competizione. L'insegnante dovrebbe assegnare le squadre prima della lezione di competizione. Quando assegni le partnership tra team, considera i punti di forza e di debolezza dei tuoi studenti, per essere sicuro che i team siano equilibrati in tutta la classe. L’abbinamento di gruppi più esperti con gruppi meno esperti offre agli studenti la possibilità di imparare gli uni dagli altri in modo autentico.

Quando gli studenti entrano in classe, dovrebbero iniziare nel loro gruppo di squadra e partecipare all'intera competizione, dalla strategia di gioco e preparazione del robot, agli allenamenti fino alla partita stessa, nella loro squadra. Per facilitare ciò, assicurati che gli studenti abbiano facile accesso ai compiti del loro team pubblicando l'elenco in un punto visibile in classe oppure stampandolo e distribuendolo agli studenti.

Suggerimenti e trucchi per facilitare una competizione

Esistono molti modi in cui puoi impostare e organizzare le gare in classe e, nel tempo, troverai ciò che funziona meglio per te e i tuoi studenti. Di seguito sono riportate alcune considerazioni che possono aiutare te e i tuoi studenti ad avere una competizione in classe di successo.

  • Per aiutare gli studenti a rimanere concentrati e coinvolti durante la lezione del concorso, potresti chiedere loro di assegnare ruoli all'interno dei loro team in base ai ruoli e alle routine nella presentazione delle immagini del laboratorio. 
  • Concedere ampio tempo per la pratica e lo sviluppo della strategia di gioco. Soprattutto per gli studenti che sono nuovi al contesto competitivo, lavorare in squadra e pensare profondamente alla strategia di gioco richiederà tempo e pratica. Per garantire che i tuoi studenti ottengano il massimo dall'esperienza del concorso in classe, concedi più tempo per giocare alla Parte 1 di ogni laboratorio in cui gli studenti metteranno in pratica le loro abilità. Potresti voler introdurre l'idea della strategia di gioco come una discussione di tutta la classe, in modo che gli studenti possano avere lo stesso punto di partenza su cui lavorare prima di entrare nei loro team.
  • Fornire agli studenti strategie per prendere decisioni in una squadra. Questi possono essere pubblicati su una bacheca o condivisi con i gruppi quando incontrano disaccordi sulla strategia. Concordare una soluzione di spareggio prima di iniziare il lavoro di gruppo può aiutare gli studenti ad andare avanti durante una competizione.

La Parte 2 di ciascun laboratorio include anche suggerimenti di facilitazione su cosa chiedere agli studenti prima, durante e dopo una partita di competizione. Usali per mantenere gli studenti coinvolti durante la competizione.

Il processo di progettazione ingegneristica

Gli studenti utilizzeranno il processo di progettazione ingegneristica (EDP) per creare la propria strategia di gioco e apportare eventuali modifiche al robot. L'EDP è una serie di passaggi che gli ingegneri seguono per trovare soluzioni ai problemi. Spesso la soluzione prevede la progettazione di un prodotto che soddisfi determinati criteri o svolga un determinato compito.

Gli standard scientifici di prossima generazione suddividono l'EDP nelle seguenti fasi: DEFINIRE → SVILUPPARE SOLUZIONI → OTTIMIZZARE. Questo è un processo ciclico. Gli studenti possono continuare a lavorare su questo ciclo ancora e ancora mentre cercano di ottenere il punteggio più alto.

  • Definire i problemi implica definire il problema da risolvere nel modo più chiaro possibile in termini di criteri di successo e vincoli o limiti. Per un concorso, ciò prevedeva la definizione dei seguenti elementi:
    • Punteggio 
    • Regole del gioco
    • Progettazione di robot
    • Strategia di gioco
  • La progettazione delle soluzioni inizia con la generazione di un numero di diverse soluzioni possibili, quindi la valutazione delle soluzioni potenziali per vedere quali soddisfano meglio i criteri e i vincoli del problema. All'interno di questa opzione di progettazione possono essere presenti passaggi per raccogliere dati che possono essere utilizzati come parte del processo decisionale.
    • Test
    • Competere
    • Valutare
    • Osservare
  • L'ottimizzazione della soluzione di progettazione implica un processo in cui le soluzioni vengono sistematicamente testate e perfezionate e il progetto finale viene migliorato scambiando caratteristiche meno importanti con quelle che sono più importanti.
    • Controlla le regole
    • Strategia di gioco
    • Progettazione di robot
EDP

L’EDP è di natura ciclica o iterativa. È un processo di creazione, test, analisi e perfezionamento di un prodotto o processo. Sulla base dei risultati dei test, vengono create nuove iterazioni e continuano a essere modificate finché il team non è soddisfatto dei risultati. L’EDP fa molto affidamento su una buona comunicazione tra i membri del team. Vedere la sezione seguente per informazioni su come incoraggiare gli studenti a prendere decisioni collaborative durante questa Unità.

Processo decisionale collaborativo

Mentre gli studenti lavorano attraverso il processo di progettazione ingegneristica, dovranno comunicare con i membri del loro team. Una buona comunicazione e un processo decisionale collaborativo sono un ottimo modo per garantire che gli studenti abbiano conversazioni produttive sulla strategia e sviluppino le loro capacità di buoni comunicatori. Mentre gli studenti prendono decisioni, incoraggiali a iniziare condividendo i dati insieme, utilizzali per suggerire idee strategiche, ascoltarsi a vicenda e raggiungere un accordo sulla strategia che vogliono provare durante il ciclo successivo dell'EDP. 

Che aspetto ha un buon processo decisionale collaborativo? 

  • Ascolto attivo: Tutti i membri del team dovrebbero avere la possibilità di parlare. I membri del team dovrebbero porre domande sulle altre idee e fare a turno.
    • Se gli studenti non sono sicuri di comprendere le idee dei loro compagni di squadra, chiedi loro di ripetere quale pensano sia l'idea. Quindi il compagno di squadra può chiarire tutte le parti necessarie.
  • Decisioni basate sui dati: Gli studenti dovrebbero utilizzare le informazioni raccolte durante i test e le esercitazioni per prendere una decisione. Quanto tempo ha richiesto questa strategia? Quanti punti ha segnato? Hai segnato più punti nell'altro modo? Incoraggia gli studenti a registrare queste informazioni sui fogli di raccolta dati o sui fogli di lavoro del progetto in modo che abbiano numeri a cui fare riferimento durante le conversazioni del team.
  • Disaccordo in modo produttivo e rispettoso: Ci saranno momenti in cui i membri del team non riusciranno a raggiungere un chiaro consenso. È importante che, pur essendo in disaccordo, lo facciano in modo rispettoso l’uno dell’altro. Ecco alcuni esempi di come esprimere il proprio disaccordo in modo produttivo: 
    • Usa un tono di voce calmo e gentile
    • Fai domande con calma
  • Continuare a condividere idee strategiche: I team probabilmente arriveranno a una strategia condivisa che è una combinazione delle parti più forti di tutte le idee. Incoraggia gli studenti a continuare a fare a turno e ad ascoltarsi a vicenda finché non riescono a trovare un compromesso.

Non tutti gli studenti e i team saranno in grado di raggiungere un accordo chiaro. Se è necessario risolvere eventuali controversie, predisporre in anticipo un metodo chiaramente definito per gli studenti. Ad esempio, chiedi agli studenti di provare entrambe le strategie iniziando dalla persona che ha il ruolo di "Costruttore" dalla Lista di controllo dei ruoli e delle routine. Quindi entrambi gli studenti capiranno che ciascuno potrà provare la propria strategia e vedere come si comportano nei test. Quindi possono utilizzare i dati di tali test per prendere una decisione.

Scheda Unità in VEXcode GO

La scheda Guida in VEXcode GO viene utilizzata per guidare il Competition Advance Hero Robot utilizzando i controlli del joystick. Consulta questa pagina per ulteriori informazioni sull'accesso a VEXcode GO sul tuo dispositivo. 

All'interno della scheda Drive ci sono diverse opzioni per controllare l'Hero Robot. Queste sono note anche come configurazioni di guida o modalità di guida. Seleziona una modalità di guida scegliendo uno dei pulsanti mostrati qui. 

La scheda Guida in vexcode va con la modalità guida e 4 pulsanti evidenziati

Modalità di guida Controlli tramite joystick

Guida al carro armato

icona di esempio per l'azionamento del serbatoio

Aziona il motore sinistro del robot utilizzando il joystick sinistro e il motore destro del robot utilizzando il joystick destro.

joystick per la guida del serbatoio

Arcata sinistra

icona campione per la sala giochi sinistra

Guida il robot in avanti, indietro, a sinistra e a destra utilizzando il joystick sinistro.

immagine dell'arcata sinistra

Arcade destro

icona di esempio per l'arcata destra

Guida il robot in avanti, indietro, a sinistra e a destra utilizzando il joystick destro.

joystick arcade destro

Arcade diviso

icona di esempio per arcade diviso

Guida il robot a sinistra e a destra utilizzando il joystick sinistro e avanti e indietro utilizzando il joystick destro.

joystick arcade divisi

Controllare il braccio della competizione Robot avanzato

Per controllare il movimento del braccio del robot Competition Advance, la porta deve essere impostata su "MOTORE" nella scheda Azionamento. Poiché il motore del braccio è collegato alla porta 2, cambia la porta 2 per controllare il braccio dell'Hero Robot.

robot eroe con il motore del braccio collegato

Per controllare il motore del braccio, selezionare le frecce rossa e verde. Tieni presente che questo controlla la direzione in cui gira il motore, non necessariamente la direzione in cui si muove il braccio. Gli studenti dovranno premere la freccia rossa per spostare il braccio del robot verso l'alto e la freccia verde per spostare il braccio verso il basso.

motore del braccio selezionato e frecce rosse e verdi su e giù evidenziate