배경

화성 수학 탐사 STEM 연구실 단원에서 학생들은 해당 분야의 다양한 요소에 대해 배우고 화성 수학 탐사 대회에 참가합니다. 학생들은 경쟁에서 다양한 채점 요소를 배우는 과정을 거치면서 화성에서 진행되는 임무의 다양한 요소를 탐구할 수 있습니다.

화성 수학 탐험 PDF 스토리북

Mars Math Expedition PDF 스토리북을 사용하여 학생들에게 화성 수학 탐험 대회를 소개하세요! 이 책은 조 대령이 화성 수학 탐험대 대원으로서 겪은 일화를 담고 있으며, 재미있고 흥미로운 이야기를 통해 조 대령의 경험을 통해 학생들에게 대회 과제를 맥락화해 보여줍니다. 조 대령이 화성 수학 탐사에서 수행하는 다양한 작업을 살펴보세요. 학생들에게 이야기를 읽어주고, 교실 도서관에 사본을 하나 인쇄해 두고, 대회 기간 내내 이야기를 계속 읽어보세요. 학생들이 조 대령과 함께 경쟁 과제를 수행하면서 진행 상황을 추적할 수 있도록 자신만의 탐험 일지를 작성하도록 할 수도 있습니다!

NASA의 2020년 화성 탐사 임무

NASA의 2020년 화성 탐사 임무는 화성 탐사의 최우선 과학 목표인 생명, 기후, 지질, 인간에 대한 문제를 다룹니다. 퍼서비어런스 로버는 화성 탐사에 필요한 데이터를 수집하기 위해 표면 작업을 완료할 예정입니다. 화성 수학 탐사대의 로봇은 샘플 수집, 연료 전지와 같은 재료 이동, 착륙 지점의 잔해물 제거 등 로버의 일부 작업을 지원하도록 설계되었습니다.

화성 수학 탐사 과제를 2020년 화성 탐사 임무와 연관시키기

학생들이 다양한 과제를 수행하는 동안, 그들은 영웅 로봇의 행동이 화성에서 수행되는 임무와 어떻게 관련이 있는지에 관심을 가질 수 있습니다. 아래 표는 경쟁의 점수 요소와 2020년 화성 임무의 일부를 비교한 것입니다.

VEX GO 대회

교실 경연 대회는 로봇 경연 대회의 흥분을 학습 환경으로 가져와, 교사가 교실에서 경연 대회의 창의성과 동기를 활용할 수 있도록 합니다. 교실 경연대회를 조직하면 경연대회의 성공을 보장하는 데 도움이 되며, 수업 중에 교사와 학생이 같은 생각을 가지고 있는지 확인할 수 있습니다.

VEX GO 대회 준비

단원을 진행하면서 VEX GO 경쟁 경기장을 단계적으로 건설할 수 있다는 것을 알게 될 것입니다. 이를 통해 학생들은 현장에서 개별 작업에 집중하여 자신의 기술을 연습할 수 있습니다. 4개 스테이지에서 연습하고 구축한 후, 학생들은 최종 경쟁 경기장에서 모든 채점 방법을 경험하게 됩니다. 시작하기에 앞서, 스스로 스테이지를 구축할 것인지, 아니면 학생들의 도움을 받아 필드를 구축할 것인지 결정해야 합니다. 현장을 구축하면 학생들은 빌드 지침 작업에 대한 소개, 팀에서의 빌드 경험, VEX GO 부품 작업 경험을 얻게 됩니다.

학생들에게 필드를 구축하도록 선택하는 경우, 더 많은 시간을 할애하십시오 (단계당 추가 시간으로 추정). 각 랩의 퍼실리테이션 전략 (참여 페이지) 목록은 빌드 지침을 팀별로 나누는 방법에 대한 권장 옵션을 제공합니다. 그 상세 내역의 예는 다음과 같습니다.

VEX GO 대회 운영

매칭 주문 생성

귀하와 귀하의 학생들이 언제 경쟁할 준비가 될지 알면 경기가 더 원활하게 진행될 수 있습니다. 대부분의 경기는 1분이지만, 학생들이 교실 공간을 쉽게 탐색할 수 있도록 설정 및 정리에 시간을 할애해야 합니다. 따라서 경기당 약 5분이 소요되는 일정을 설정하는 것은 학생의 움직임, 설정 및 정리를 고려해야 합니다.

팀과 함께 일정을 게시하거나 인쇄하여 학생들에게 나눠주어 언제 준비가 될지 명확하게 알 수 있도록 한다. 샘플 일치 순서는 실험실 요약에 링크되어 있습니다. 일치하는 순서의 예는 다음과 같습니다.

학생들이 전략을 반복하고 매치 사이를 구축할 수 있도록 여러 라운드의 대회를 갖고 싶을 것입니다. 따라서 타임 테이블을 설정하면 성공적인 대회 수업을 위해 수업 시간을 계획하는 데 도움이 될 것입니다. 미리 정해진 일정을 갖추면 수업 전반에 걸쳐 경기를 발표할 수 있으므로 대회 필드에서 득점과 타이밍에 집중할 수 있습니다.

리더보드 발표

교실의 화이트보드에 경기 일정을 게시하거나 투영하고 학생들이 점수 합계를 작성하고 각 경기의 승자를 식별할 수 있는 공간을 제공합니다. 이 눈에 보이는 경기 기록은 학생들이 계속 반복할 때 동기를 부여할 수 있을 뿐만 아니라 게임 전략을 개발할 때 다른 팀이 스카우트할 수 있는 아이디어를 제공할 수 있습니다.

교실에서도 VEX GO 리더보드 사용할 수 있습니다. VEX GO 순위표 및 사용 방법에 대한 자세한 내용은 이 도움말 을 참조하세요. (출시 예정)

대회를 위한 공간 마련하기

교실 대회를 위해 숙소 내에서 지정해야 하는 세 가지 주요 영역은 다음과 같습니다.

• 경쟁 필드 - 모든 경기가 진행되는 하나의 중앙 경쟁 필드를 갖습니다. 이는 모든 학생이 쉽게 접근할 수 있어야 하며, 경기에 참가하지 않은 학생이 관찰할 수 있는 충분한 공간이 있어야 다른 팀을 스카우트할 수 있습니다. 이는 경기가 진행되는 동안 교사의 주된 책임이며, 득점과 시간을 유지할 책임이 있으므로 학생들을 감독할 수 있는 중앙에 위치한 공간에 배치하는 것이 최선입니다.
• 연습 영역 - 학생들이 대회 경기를 위해 연습하는 데 사용할 수 있는 추가 필드 또는 테이프로 공간을 마련하십시오. 공간이 허락하는 경우, 여러 팀이 동시에 연습할 수 있도록 둘 이상의 연습 영역을 두는 것이 좋습니다.
• 팀 미팅 및 준비 공간 - 대회 기간 내내 동맹이 ‘홈 베이스' 또는 '피트‘ 로 사용할 수 있는 여러 테이블 또는 미팅 공간을 마련합니다. 이를 통해 엔지니어링 노트에 문서화하거나, 게임 전략을 개발하기 위한 회의를 하거나, 로봇을 만들고 반복할 수 있는 공간을 확보할 수 있습니다.

교실 공간의 예시 레이아웃에는 중앙에 위치한 경쟁 분야가 포함될 수 있으며, 책상은 교실 한쪽을 따라 팀 회의 공간으로, 연습 공간은 교실 반대편에 지정되어 있습니다. 숙소의 제약과 학생들의 요구 사항에 따라 숙소에 가장 적합한 것이 무엇인지 결정해야 합니다. 아래 예시 레이아웃에는 경쟁, 연습, 팀 회의 공간, 리더보드를 게시할 수 있는 공간이 있습니다.

경기가 진행되는 동안 학생들이 모두 필드 주변에 앉아 경기를 관람하게 할 수도 있고, 다음과 같은 흐름을 따를 수도 있습니다. 

• 교사는 경쟁 분야와 순위표 사이에 기반을 두게 됩니다.
• 경기가 끝나면 교사는 우승자를 발표하고 순위표에 점수를 작성하는 반면, 경쟁을 벌인 두 그룹은 다음 경기를 위해 경쟁 필드를 재설정합니다.
• 교사는 다음 그룹을 발표하여 경기가 시작될 때까지 "2분 경고" 를 합니다.
• 필드가 지워지면 경쟁을 마친 학생들은 로봇을 회의 공간으로 돌려 다음 라운드를 위한 전략을 세우고, 놀러 오는 학생들은 연습 공간 및/또는 회의 공간에서 대회 필드에 모일 수 있습니다.

VEX GO 대회 진행 

성공적인 대회를 위해 활용할 수 있는 여러 가지 퍼실리테이션 전략이 있으며, 여러분과 학생들은 이러한 학습 경험을 최대한 활용하고 있습니다.

균형 잡힌 팀 만들기

일부 대회는 팀으로 진행되며, 학생들은 대회를 위해 함께 일하게 됩니다. 교사는 대회 수업 전에 팀을 배정해야 합니다. 팀 파트너십을 배정할 때 학생들의 강점과 약점을 고려하여 팀이 교실 전체에서 균형을 이루도록 하십시오. 경험이 많은 그룹과 경험이 적은 그룹을 페어링하면 학생들은 진정성 있는 방식으로 서로에게서 배우고 함께 배울 수 있습니다.

학생들은 교실에 입장할 때 팀 그룹화를 시작하고 게임 전략 및 로봇 준비부터 연습, 경기 자체에 이르기까지 팀 전체 대회에 참여해야 합니다. 이를 위해 학생들이 교실에서 볼 수 있는 곳에 숙소를 게시하거나 인쇄하여 학생들에게 배포하여 팀 과제에 쉽게 접근할 수 있도록 하세요.

경쟁을 촉진하기 위한 팁과 요령

교실 대회를 설정하고 구성하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 시간이 지남에 따라 귀하와 학생들에게 가장 적합한 것을 찾을 수 있습니다. 다음은 여러분과 학생들이 성공적인 교실 경쟁을 하는 데 도움이 될 수 있는 몇 가지 고려 사항이다.

• 경쟁 수업 동안 학생들이 집중하고 참여할 수 있도록 돕기 위해 랩 이미지 슬라이드쇼의 역할과 일상에 따라 팀 내에서 역할을 할당하도록 할 수 있습니다. 
• 게임 전략의 연습과 개발에 충분한 시간을 할애하십시오. 특히 대회 환경을 처음 접하는 학생들에게는 팀으로 일하면서 게임 전략에 대해 깊이 고민하는 데 시간과 연습이 필요합니다. 학생들이 교실 대회 경험을 최대한 활용할 수 있도록 학생들이 자신의 기술을 연습할 수 있는 각 실습실의 Play Part 1에 추가 시간을 할애하십시오. 게임 전략에 대한 아이디어를 전체 수업 토론으로 도입하여 학생들이 팀에 침입하기 전에 동일한 진입점을 가질 수 있도록 하는 것이 좋다.
• 학생들에게 팀에서 결정을 내리기 위한 전략을 제공한다. 이러한 내용은 게시판에 게시하거나 그룹과 공유할 수 있습니다. 그룹 활동을 시작하기 전에 '타이 브레이커' 에 동의하면 학생들이 대회를 계속 진행하는 데 도움이 될 수 있다.

각 랩의 플레이 파트 2에는 시합 전, 도중, 후에 학생들에게 물어볼 사항에 대한 퍼실리테이션 프롬프트도 포함되어 있습니다. 대회 기간 내내 학생들이 계속 참여할 수 있도록 돕기 위해 이것들을 사용한다.

엔지니어링 설계 프로세스

학생들은 엔지니어링 설계 프로세스 (EDP) 를 사용하여 게임 전략을 수립하고 로봇을 수정합니다. EDP는 엔지니어가 문제에 대한 해결책을 도출하기 위해 따르는 일련의 단계입니다. 종종 솔루션에는 특정 기준을 충족하거나 특정 작업을 수행하는 제품을 설계하는 것이 포함됩니다.

차세대 과학 표준은 EDP를 다음 단계로 나눕니다. → 개발 솔루션 → 최적화 정의. 이것은 순환 과정입니다. 학생들은 높은 점수를 얻으려고 노력하면서 이 사이클을 계속 반복하여 작업할 수 있습니다.

• 문제를 정의하는 것은 성공의 기준과 제약 또는 한계 측면에서 가능한 한 명확하게 해결해야 할 문제를 명시하는 것입니다. 다음 요소를 정의하는 것과 관련된 경쟁의 경우:
  • 득점 
  • 게임 규칙
  • 로봇 디자인
  • 게임 전략
• 솔루션 설계여러 가지 가능한 솔루션을 생성하는 것으로 시작한 다음, 잠재적 솔루션을 평가하여 문제의 기준과 제약 조건을 가장 잘 충족하는 솔루션을 찾는 것입니다. 이 설계 옵션에는 의사 결정 프로세스의 일부로 사용할 수 있는 데이터를 수집하는 단계가 있을 수 있습니다.
  • 테스트
  • 경쟁
  • 평가
  • 관찰
• 설계 솔루션을 최적화하려면 솔루션이 체계적으로 테스트되고 개선되고 더 중요한 기능을 덜 중요한 기능으로 교환하여 최종 설계가 개선되는 프로세스가 필요합니다.
  • 숙소 이용규칙 확인하기
  • 게임 전략
  • 로봇 디자인

EDP는 본질적으로 순환적이거나 반복적입니다. 제품이나 공정을 만들고, 테스트하고, 분석하고, 다듬는 과정이다. 테스트 결과에 따라 새로운 반복이 생성되고 팀이 결과에 만족할 때까지 계속 수정됩니다. EDP는 팀원 간의 원활한 의사소통에 크게 의존합니다. 이 단원 동안 학생들이 협력적인 결정을 내리도록 장려하는 방법에 대한 자세한 내용은 다음 섹션을 참조한다.

협력적 의사결정

학생들은 엔지니어링 설계 프로세스를 진행하면서 팀원들과 소통해야 합니다. 효과적인 의사소통과 협력적 의사결정은 학생들이 전략에 대해 생산적인 대화를 나누고, 훌륭한 의사소통자로서의 기술을 키우는 데 큰 도움이 됩니다. 학생들이 결정을 내릴 때, 먼저 데이터를 공유하고, 데이터를 사용하여 전략 아이디어를 제안하고, 서로의 의견을 듣고, EDP의 다음 주기에서 시도하고 싶은 전략에 대한 합의에 도달하도록 격려하세요. 

좋은 협력적 의사결정은 어떤 모습일까요? 

• 적극적인 경청: 팀원 모두가 발언 기회를 가져야 합니다. 팀원들은 다른 아이디어에 대해 질문하고 교대로 진행해야 합니다.
  • 학생들이 팀원의 아이디어를 이해했는지 확신이 서지 않는다면, 그 아이디어가 무엇이라고 생각하는지 되풀이하게 한다. 그런 다음 팀원이 필요한 부분을 명확히 할 수 있습니다.
• 데이터에 기반한 결정:학생들은 시험과 연습을 통해 수집한 정보를 활용하여 결정을 내려야 합니다. 그 전략은 얼마나 걸렸습니까? 얼마나 많은 점수를 얻었습니까? 반대로 더 많은 점수를 얻었습니까? 학생들에게 이 정보를 데이터 수집 시트 또는 청사진 워크시트에 기록하여 팀 대화 중에 참조할 수 있도록 하십시오.
• 생산적이고 존중하는 태도로 의견 불일치를 해소하는 것:팀원들이 명확한 합의에 도달하지 못하는 순간이 있을 것입니다. 의견이 일치하지 않지만 서로를 존중하는 방식으로 그렇게 하는 것이 중요합니다. 다음은 생산적인 방식으로 의견이 일치하지 않는 몇 가지 예입니다. 
  • 차분하고 친절한 어조로 말하기
  • 차분하게 질문하기
• 전략 아이디어를 계속 공유합니다. 팀은 모든 아이디어의 가장 강력한 부분을 결합한 공유 전략에 도달할 가능성이 높습니다. 학생들이 타협점을 찾을 때까지 계속 교대하고 서로의 말을 경청하도록 격려한다.

모든 학생과 팀이 명확한 합의를 이룰 수 있는 것은 아닙니다. 분쟁을 해결해야 하는 경우, 학생들을 위해 미리 명확하게 정의된 방법을 마련하십시오. 예를 들어, 학생들에게 역할 및 루틴 체크리스트에서 '빌더' 역할을 가진 사람부터 시작하여 두 가지 전략을 모두 시도해 보라고 한다. 그런 다음 두 학생 모두 각자 전략을 시도하고 테스트에서 어떻게 수행하는지 볼 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다. 그런 다음 해당 테스트의 데이터를 사용하여 결정을 내릴 수 있습니다.

VEXcode GO의 드라이브 탭

VEXcode GO의 드라이브 탭은 조이스틱 컨트롤을 사용하여 경쟁 고급 히어로 로봇을 구동하는 데 사용됩니다. 기기에서 VEXcode GO에 액세스하는 방법에 대한 자세한 내용은 이 페이지를 참조하세요. 

드라이브 탭 안에는 히어로 로봇을 제어할 수 있는 다양한 옵션이 있습니다. 이들은 드라이브 구성 또는 드라이브 모드로도 알려져 있습니다. 여기에 표시된 버튼 중 하나를 선택하여 주행 모드를 선택하세요. 

대회 암 제어 어드밴스드 2.0 히어로 로봇

경쟁 고급 로봇의 팔 움직임을 제어하려면 드라이브 탭에서 포트를 '모터' 로 설정해야 합니다. ARM 모터가 포트 2에 연결되어 있으므로 포트 2를 전환하여 히어로 로봇의 암을 제어합니다.

암 모터를 제어하려면 빨간색 및 녹색 화살표를 선택하십시오. 이것은 모터가 회전하는 방향을 제어하며 반드시 팔이 움직이는 방향은 아닙니다. 로봇의 팔을 위로 움직이려면 빨간색 화살표를, 팔을 아래로 움직이려면 녹색 화살표를 눌러야 합니다.