• Schema dell'attività
  Questa esplorazione introdurrà innanzitutto gli studenti all'impostazione della velocità di guida e poi chiederà loro di esplorare come la velocità del robot influisce sul suo slancio. Clicca qui (Google / .docx / .pdf) per la descrizione di questa attività. Comprendere lo slancio del robot sarà un concetto importante da applicare al gioco di bowling Strike Challenge.

• Cosa programmeranno gli studenti
  L'utilizzo del progetto modello Speedbot (Drivetrain 2-motor, No Gyro) consente agli studenti di modificare le impostazioni di velocità dello Speedbot semplicemente aggiungendo set_drive_velocity a drive_for istruzioni. La parte guidata dell'attività prevede che gli studenti muovano lo Speedbot a diverse velocità e la fine dell'attività chiede loro di applicare le loro competenze di programmazione della velocità a test di trasferimento di quantità di moto e di energia.

Ecco una panoramica dell'interfaccia utente di VEXcode V5. Gli studenti verranno introdotti a queste schede/pulsanti durante le attività in questo Momentum Alley STEM Lab. Sono inoltre forniti collegamenti in tutto il Laboratorio STEM per fornire ulteriori informazioni su queste schede/pulsanti. 

Se è la prima volta che lo studente utilizza VEXcode V5, può fare riferimento ai tutorial in qualsiasi momento durante questa esplorazione. I tutorial si trovano nella barra degli strumenti. 

Modella ciascuna delle fasi di risoluzione dei problemi per gli studenti.

• I nomi dei progetti possono contenere spazi tra o dopo le parole.

  

• Puoi chiedere agli studenti di aggiungere le loro iniziali o il nome del loro gruppo al nome del progetto. Ciò aiuterà a differenziare i progetti se chiedi agli studenti di presentarli.

• Poiché questa è la prima attività di programmazione che i tuoi studenti potrebbero tentare, dovresti modellare i passaggi e poi chiedere agli studenti di completare le stesse azioni. L'insegnante dovrebbe quindi monitorare gli studenti per assicurarsi che stiano seguendo i passaggi correttamente.

• Assicurati che gli studenti abbiano selezionato Apri esempi dal menu File.

• Assicurati che gli studenti abbiano selezionato il progetto modello Speedbot (Drivetrain 2-motor, No Gyro).

• Puoi far notare agli studenti che ci sono diverse selezioni tra cui scegliere nella pagina Esempi. Man mano che costruiscono e utilizzano altri robot, avranno la possibilità di utilizzare modelli diversi.

• Sottolinea che quando hanno aperto VEXcode V5 per la prima volta, la finestra era etichettata VEXcode Project. VEXcode Project è il nome del progetto predefinito quando VEXcode V5 viene aperto per la prima volta. Una volta rinominato Drive e salvato il progetto, la visualizzazione è stata aggiornata per mostrare il nuovo nome del progetto. Utilizzando questa finestra nella barra degli strumenti, è facile verificare che gli studenti stiano utilizzando il progetto corretto.

• Spiega agli studenti che ora sono pronti per iniziare il loro primo progetto. Spiega agli studenti che seguendo pochi semplici passaggi saranno in grado di creare ed eseguire un progetto che farà avanzare lo Speedbot.

• Ricorda agli studenti di salvare i loro progetti mentre lavorano. La sezione Python della Libreria VEX spiega le pratiche di salvataggio in VEXcode V5.

Questo è un buon punto per fare una pausa e chiedere agli studenti di rivedere i passaggi appena completati all'avvio di un nuovo progetto in VEXcode V5 individualmente o in gruppi. Chiedi agli studenti di riflettere individualmente prima di condividere con il loro gruppo o con l'intera classe.

Potresti notare una funzione di completamento automatico quando inizi a digitare l'istruzione. Utilizza i tasti "Su" e "Giù" per selezionare il nome desiderato, quindi premi "Tab" o (Invio/Invio) sulla tastiera per effettuare la selezione. Per ulteriori informazioni su questa funzionalità consulta l'articolo Python . 

Nota che la seconda e la terza istruzione (righe 33 e 34 nell'immagine sopra) sono identiche alla quarta e quinta istruzione (righe 35 e 36 sopra), ma con un parametro di velocità diverso. Dopo aver aggiunto la terza istruzione, gli studenti possono evidenziare le righe da ripetere e copiarle e incollarle per completare il progetto. Possono quindi modificare la velocità nella quarta riga al 75%. 

• Ricordare agli studenti di scollegare il cavo USB dal cervello del robot. Se il robot è collegato a un computer durante l'esecuzione di un progetto, il robot potrebbe tirare il cavo di connessione.

• Fermati e discuti
  Chiedi agli studenti di prevedere cosa pensano che accadrà quando il progetto verrà scaricato ed eseguito sul robot Speedbot. Chiedi agli studenti di registrare le loro previsioni sui loro quaderni di ingegneria. Se il tempo lo consente, chiedi a ciascun gruppo di condividere la propria previsione.

  Gli studenti dovrebbero prevedere che lo Speedbot si muoverà prima in avanti alla sua velocità predefinita (50%), poi più lentamente (25%) rispetto alla velocità predefinita e quindi più velocemente (75%) rispetto alla velocità predefinita.

• Modello Primo
  Modello che esegue il progetto davanti alla classe prima di farlo provare a tutti gli studenti contemporaneamente. Riunisci gli studenti in un'area e lascia spazio sufficiente affinché lo Speedbot possa muoversi se è posizionato sul pavimento.

  Spiega agli studenti che ora è il loro turno di portare avanti il ​​loro progetto. Assicurati che abbiano un percorso libero e che nessuno Speedbot si incontri.

• Per modificare il comando drive_for da forward a reverse, è sufficiente modificare il primo parametro in REVERSE. In questo modo i motori della trasmissione si muoveranno nella direzione opposta.

• Il numero di mm può essere modificato, ma per questo esempio li lasceremo a 150 mm come impostato nel passaggio precedente.

• Ricordare agli studenti di scollegare il cavo USB dal cervello del robot prima di eseguire il progetto.

• Ricorda agli studenti di salvare i loro progetti mentre lavorano. La libreria VEX ha una sezione per Python che spiega le pratiche di salvataggio in VEXcode V5.

Chiedi alle squadre di condividere l'area di test e la palla, se necessario, ma potrebbero anche essere allestite più aree di test, ciascuna con la propria palla. Decidi se vuoi impostare le aree di prova o se vuoi che lo facciano gli studenti.

• La raccolta e l’analisi dei dati, anche il semplice riconoscimento di modelli, sono competenze scientifiche fondamentali. Questa attività aggiunge struttura all'analisi dei dati prevenendo passi falsi comuni.

• Si noti che le istruzioni non dicono agli studenti di variare la distanza di guida del robot insieme alla variazione della velocità del robot. Questa è un'applicazione intenzionale di ciò che gli scienziati dell'apprendimento chiamano la strategia di controllo delle variabili. Insegnare agli investigatori alle prime armi a manipolare una variabile alla volta (ad esempio, la velocità in questo caso) per determinare la sua influenza su una seconda variabile (ad esempio, la distanza percorsa dalla palla dopo la collisione) è importante perché non è necessariamente un approccio che gli studenti adotteranno. spontaneamente rispetto ad un approccio "ipotesi e verifica". I tipici approcci di "ipotesi e verifica" spesso manipolano più di una variabile alla volta (ad esempio, modificando sia la velocità che la distanza percorsa dal robot) e osservando l'impatto della confluenza sulla distanza percorsa dalla palla dopo la rotazione. Questa attività cerca di allontanare gli studenti da ciò perché le relazioni tra le variabili diventano ambigue. È la maggiore velocità del robot, la maggiore distanza percorsa dal robot o entrambi che portano la palla a viaggiare più lontano? Non possiamo rispondere quando manipoliamo entrambe le variabili contemporaneamente.

• Tuttavia, i team potrebbero provare spontaneamente a guidare il robot per distanze diverse. Se osservi ciò, chiedi loro solo di modificare la distanza ma di mantenere la stessa velocità di una prova con la distanza originale di 500 mm. In questo modo, possono confrontare la stessa velocità con diverse distanze di guida per vedere se la distanza di guida del robot influisce anche sulla distanza percorsa dalla palla.

• Prepara l'area affinché la palla rimbalzi in diverse direzioni per diverse distanze. Chiudere porte e/o finestre secondo necessità.

• La tabella per Exploring Velocity può essere salvata dal basso oppure gli studenti possono ricrearla nei loro quaderni di ingegneria.

• Una rubrica per la valutazione dei taccuini di ingegneria del team è disponibile qui (Google ), mentre una rubrica per la valutazione dei taccuini individuali può essere trovata qui (Google ). Ogni volta che prevedi di valutare il lavoro degli studenti con una o più rubriche, assicurati di condividere la griglia con loro prima che inizino a lavorare sul progetto.

1. Il movimento della palla è la prova che il robot ha trasferito energia durante la collisione. Gli studenti potrebbero anche descrivere la velocità della palla dopo l'impatto o la direzione del suo viaggio come prova.

2. La distanza percorsa dalla palla dipende dalla massa/peso della palla utilizzata e dalla velocità impostata per il robot.

3. Gli studenti dovrebbero riconoscere che velocità più elevate portano la palla a viaggiare più lontano rispetto a velocità più basse. Collega esplicitamente questo allo slancio del robot. Evidenziare che il peso del robot non è cambiato, solo la sua velocità, ma che entrambi contribuiscono allo slancio del robot. Chiedi loro se pensano che la palla viaggerebbe così lontano se il robot fosse più pesante. Presumibilmente lo farebbe. Scopriremo di più sugli effetti della massa della palla durante la collisione nella prossima lettura.

4. I gruppi di studenti potrebbero aver selezionato velocità ampiamente variabili, ma l'obiettivo di apprendimento complessivo è che gli studenti riconoscano che velocità più elevate portano a una maggiore quantità di moto che trasferisce più energia alla palla durante le collisioni.