Suggerimenti per l'insegnante
Concedere agli studenti un tempo adeguato per testare e registrare più corse del robot con il suo carico e quindi rispondere a queste domande esaminando i dati raccolti. La tabella per tali dati è riportata di seguito.
Dove posizionerai la bottiglia come carico?
Nella Sfida del braccio dell'artiglio si trasporterà una bottiglia utilizzando il Clawbot V5. Sarebbe facile, ma devi guidare il tuo robot con il suo braccio ad artiglio sollevato a diverse altezze. Quindi, per evitare che il tuo robot cada, dovrai decidere il miglior posizionamento della bottiglia. Metti alla prova le tue ipotesi ed esegui alcune prove con il tuo Clawbot V5.
Inizia esaminando le seguenti domande:
- Dov'è il baricentro (CoG) del Clawbot V5?
- Il suo CdG si muove quando il braccio dell'artiglio è sollevato? In caso affermativo, in quale direzione?
- Quanto velocemente può accelerare il Clawbot V5 e rimanere stabile mentre il suo braccio è abbassato?
- Quanto velocemente può accelerare e rimanere stabile il Clawbot V5 mentre il braccio viene sollevato ?
- La posizione della bottiglia influisce sulla stabilità del Clawbot V5?
- Chi dovrebbe essere il pilota per ciascuno dei tre round?
Cassetta degli attrezzi per insegnanti
Le risposte a queste domande dipenderanno dai dati raccolti sul peso e sulle posizioni della bottiglia, sull'estensione del braccio dell'artiglio e sui diversi stili degli autisti. L'analisi dei dati da parte degli studenti dovrebbe informare le loro risposte a queste domande.
Dati di registrazione
La registrazione dei dati ti aiuta a raccogliere le informazioni necessarie per prendere una decisione solida e giustificata.
Utilizzando la tabella di esempio seguente, registrare i risultati di almeno 9 esecuzioni di prova. Scrivi i risultati di ogni studio in una nuova riga. Compilare ogni colonna come segue:
- Driver: il nome del compagno di squadra che ha guidato il robot
- Posizione della bottiglia: la posizione in cui è stata posizionata la bottiglia sul robot
- Altezza del braccio: l'altezza in cui il braccio del robot è stato sollevato
- Accelerazione: la misura di quanto velocemente hai accelerato il robot all'avvio
- Accelerazione = variazione di velocità / variazione di tempo
- Rimasto in posizione verticale: sì o no
Dopo aver registrato ogni prova, utilizzare i risultati per scegliere una posizione per il flacone che consenta di accelerare rapidamente e rimanere stabili.
Cassetta degli attrezzi per insegnanti
L'obiettivo di questa attività è far sì che gli studenti riconoscano come le analisi di base dei dati registrati (ad esempio, il rilevamento del modello) possano informare le decisioni a seguito di test sistematici. Idealmente, gli studenti dovrebbero eseguire più prove con una tecnica variabile di controllo utilizzata nella semplice sperimentazione con il robot in condizioni diverse e decidere quali sono le condizioni migliori. Gli studenti avrebbero testato ogni variabile con tutte le altre mantenute costanti in modo che, in ultima analisi, si potessero fare confronti equi tra le prove. Tuttavia, in un ambiente scolastico ciò potrebbe non essere possibile perché test esaustivi che utilizzano questo metodo richiederebbero molte prove. Quindi si possono fare compromessi nel metodo di test. Indipendentemente dal metodo, le analisi degli studenti dovrebbero evidenziare gli effetti del baricentro, delle posizioni del robot e del carico, dell'accelerazione e dei conducenti sulle prestazioni durante le prove.
Motiva la discussione
Questa attività ha aiutato gli studenti attraverso prove sistematiche dei loro robot attraverso una semplice sperimentazione. Queste domande potrebbero aiutare a chiarire quale fosse lo scopo di questa attività.
D: Perché questo approccio era migliore del semplice indovinare e controllare attraverso la pratica?
R: La memoria umana di come e perché qualcosa ha funzionato o non ha funzionato è limitata e soggetta a errori. Quindi registra o registra le condizioni di ogni prova utilizzando i fatti organizzati dei dati di ogni prova in modo da poter vedere i modelli. Questo è meglio che cercare schemi basati solo sull'esperienza perché i pregiudizi e le limitazioni di memoria ostacolano questo processo.
D: Pensi che i professionisti testino davvero cose come questa? Perché avrebbero dovuto?
R: Ingegneri e scienziati testano sistematicamente i loro progetti e le loro teorie tutto il tempo! Raccolgono e analizzano i dati per supportare le decisioni e i piani che prendono. Lo fanno perché spesso i rischi finanziari o biologici sono elevati. Non possono rischiare errori costosi per un robot, o molto peggio per la vita di una persona. Test accurati salvaguardano da ciò facendo in modo che determinati piani si basino sui fatti relativi ai dati che hanno raccolto.