속도 탐색 - 블록 기반

• 활동 개요
  이 탐구에서는 먼저 학생들에게 주행 속도 설정 방법을 소개한 다음, 로봇의 속도가 운동량에 어떤 영향을 미치는지 탐구해 보도록 합니다. 이 활동의 개요를 보려면 여기를 클릭하세요(Google / .docx / .pdf). 로봇의 운동량을 이해하는 것은 스트라이크 챌린지 볼링 게임에 적용하는 데 중요한 개념이 될 것입니다.

• 학생들이 프로그래밍할 내용
  Speedbot(구동 장치 2개, 자이로 없음) 템플릿 프로젝트를 사용하면 학생들은 스택에 [구동 속도 설정] 블록을 추가하기만 하면 [구동 대상] 블록의 속도 설정을 변경할 수 있습니다. 활동의 안내 부분에서는 학생들이 [구동 속도 설정] 블록을 사용하여 작업하고, 활동의 마지막 부분에서는 속도 프로그래밍 기술을 운동량과 에너지 전달 테스트에 적용하도록 요구합니다.

학생이 VEXcode V5를 처음 사용하는 경우, 탐색하는 동안 언제든지 튜토리얼을 참조할 수 있습니다. 튜토리얼은 도구 모음에 있습니다.

• 학생들이 Speedbot이 준비되었는지 확인하는 각 단계를 모델링하여 습관적으로 수행할 수 있도록 합니다.

• 학생들이 Speedbot(구동계 2개 모터, 자이로 없음) 템플릿 프로젝트를 선택했는지 확인하세요.

• 학생들에게예제페이지에서 선택할 수 있는 템플릿이 여러 개 있다는 점을 알려줄 수 있습니다. 학생들이 다른 로봇을 만들고 사용하면서 다양한 템플릿을 사용할 기회를 얻게 됩니다.

• 프로젝트 저장
  VEXcode V5를 처음 열었을 때 창에VEXcode 프로젝트라고 표시되어 있었고 저장되지 않았다는 점을 지적합니다(도구 모음에 표시됨). VEXcode 프로젝트는 VEXcode V5가 처음 열릴 때 기본 프로젝트 이름입니다. 프로젝트 이름을Drive Velocity로 바꾸고 저장하면 디스플레이가 Saved로 업데이트됩니다. 도구 모음의 이 창을 사용하면 학생들이 올바른 프로젝트를 사용하고 저장되었는지 쉽게 확인할 수 있습니다.
  
  프로젝트가 처음 저장되면 VEXcode V5는 프로젝트 이름 옆에 있는 메시지에서 알 수 있듯이 이후의 모든 변경 사항을 자동으로 저장합니다.
  
  학생들에게 이제 첫 번째 프로젝트를 시작할 준비가 되었다고 알립니다. 학생들에게 몇 가지 간단한 단계를 따르면 Speedbot 구동계의 속도를 설정하는 프로젝트를 만들고 실행할 수 있다고 설명합니다.
• 멈추고 토론하기
  이 시점에서 잠시 멈추고 학생들이 VEXcode V5에서 개별적으로 또는 그룹으로 새 프로젝트를 시작하기 위해 방금 완료한 단계를 검토해 보는 것이 좋습니다. 학생들에게 그룹이나 전체 학급에서 공유하기 전에 개인적으로 생각해 보라고 하세요.

이 스택에서 두 번째와 세 번째 블록은 네 번째와 다섯 번째 블록과 동일하다는 점에 유의하세요. 세 번째 블록을 추가한 후, 학생은 두 번째 블록을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하거나 길게 클릭하고 복제를 선택하여 네 번째와 다섯 번째 블록을 추가할 수 있습니다. 그러면 네 번째 블록의 속도를 75%로 변경할 수 있습니다.

• 멈추고 토론하기
  학생들에게 이 프로젝트를 다운로드하여 Speedbot 로봇에 실행하면 어떤 일이 일어날지 예측해 보라고 합니다. 학생들에게 예측 결과를 공학 노트에 기록하라고 지시하세요. 시간이 허락한다면 각 그룹에게 예측을 공유해 달라고 요청하세요.

  학생들은 Speedbot이 먼저 기본 속도(50%)로 전진한 다음, 기본 속도보다 느리게(25%), 그리고 기본 속도보다 빠르게(75%) 이동할 것이라고 예측해야 합니다.

• 먼저 모델링하기
  모든 학생이 한꺼번에 시도하기 전에, 학급 앞에서 프로젝트를 진행하는 모델을 만듭니다. 학생들을 한곳에 모으고, 스피드봇을 바닥에 놓았을 경우 450mm 움직일 수 있는 충분한 공간을 남겨둡니다.

  학생들에게 이제 그들이 프로젝트를 진행할 차례라고 말하세요. 로봇들이 서로 부딪히지 않고 이동할 수 있는 길이 확보되어 있는지 확인하세요.

• VEXcode V5가 자동으로 저장하므로 프로젝트를 다시 저장할 필요가 없습니다.

• [운전 대상] 블록을정방향에서역방향으로 변경하려면 드롭다운 메뉴를 클릭하고역방향선택하기만 하면 됩니다.

• 학생들이 컴퓨터를 사용하는 경우 로봇 브레인에서 USB 케이블을 분리하도록 요청하세요. 프로젝트를 실행하는 동안 로봇을 컴퓨터에 연결하면 로봇이 연결 케이블을 잡아당길 수 있습니다.

• 새로운 슬롯을 선택하지 않았으므로 새 프로젝트가 슬롯 1에 다운로드되어 이전 프로젝트를 대체합니다.

필요하다면 각 팀에게 테스트 구역과 공을 공유하도록 요청하지만, 각자 공을 따로 둔 테스트 구역을 여러 개 마련할 수도 있습니다. 시험 장소를 스스로 설정할지, 아니면 학생들이 설정하도록 할지 결정하세요.

데이터 수집 및 분석, 심지어 간단한 패턴 인식까지도 기본적인 과학 기술입니다. 이 활동은 흔히 발생하는 실수를 방지하여 데이터 분석에 구조를 추가합니다. 이 설명서에는 학생들에게 로봇의 속도를 변화시키는 것과 함께 로봇의 주행 거리를 변화시키라는 내용이 없다는 점에 유의하세요. 이는 과학자들이 변수 제어 전략이라고 부르는 것을 의도적으로 적용한 것입니다. 초보 조사자에게 한 번에 한 가지 변수(이 경우 속도)를 조작하여 두 번째 변수(충돌 후 공이 이동하는 거리)에 미치는 영향을 파악하는 방법을 가르치는 것은 중요합니다. 왜냐하면 이 방법은 학생들이 추측과 확인 방식보다 자발적으로 채택할 만한 방법이 아니기 때문입니다. 전형적인 추측-확인 방식은 종종 한 번에 두 개 이상의 변수를 조작(즉, 속도와 로봇의 이동 거리를 모두 변경)하고 회전 후 공이 이동하는 거리에 미치는 합류점의 영향을 관찰합니다. 이 활동은 변수 간의 관계가 모호해지기 때문에 학생들이 그런 것에서 벗어나도록 안내합니다. 공이 더 멀리 가는 이유는 로봇의 속도가 빠른 것, 로봇이 더 멀리 주행하는 것, 아니면 둘 다 때문일까요? 두 변수를 동시에 조작하면 이 질문에 답할 수 없습니다.

하지만 팀은 자발적으로 로봇을 다른 거리로 운전해 볼 수도 있습니다. 이러한 현상이 관찰되면 원래 500mm 거리를 두고 실험했을 때와 마찬가지로 속도는 그대로 유지하면서 거리만 바꾸도록 요청하세요. 이런 식으로 로봇의 주행 거리가 공의 이동 거리에 영향을 미치는지 확인하기 위해 동일한 속도를 다른 주행 거리와 비교할 수 있습니다.

• 공이 다양한 방향으로, 다양한 거리로 튀어 오를 수 있도록 공간을 준비하세요. 필요에 따라 문 및/또는 창문을 닫으세요.

• 속도 탐구 표는 아래에서 저장할 수 있고, 학생들은 공학 노트에서 표를 다시 만들 수도 있습니다.

• 팀 엔지니어링 노트북을 평가하기 위한 기준은 여기에서 찾을 수 있습니다(Google / .docx / .pdf). 개별 노트북을 평가하기 위한 기준은 여기에서 찾을 수 있습니다(Google / .docx / .pdf). 학생의 작업을 평가 기준에 따라 평가하려는 경우, 프로젝트 작업을 시작하기 전에 반드시 학생과 평가 기준을 공유하세요.

1. 공의 움직임은 로봇이 충돌하는 동안 에너지를 전달했다는 증거입니다. 학생들은 충격 후 공의 속도나 이동 방향을 증거로 설명할 수도 있습니다.

2. 공이 이동하는 거리는 사용된 공의 질량/무게와 로봇에 설정된 속도에 따라 달라집니다.

3. 학생들은 속도가 높을수록 공이 낮은 속도보다 더 멀리 날아간다는 것을 알아야 합니다. 이것을 로봇의 운동량과 명확하게 연결하세요. 로봇의 무게는 변하지 않고 속도만 변한다는 점을 강조하고, 둘 다 로봇의 운동량에 영향을 미친다는 점을 강조합니다. 로봇이 더 무거우면 공이 그만큼 멀리 날아갈 것 같냐고 물어보세요. 아마도 그럴 것이다. 다음 자료에서는 충돌 시 공의 질량이 미치는 영향에 대해 더 자세히 설명합니다.

4. 학생 그룹은 매우 다양한 속도를 선택했을 수 있지만, 전반적인 학습 목표는 학생들이 더 높은 속도가 더 큰 운동량으로 이어지고, 이는 충돌 시 공에 더 많은 에너지를 전달한다는 것을 인식하는 것입니다.