Achtergrond

In de STEM Lab Unit Ocean Science Exploration maken leerlingen kennis met de verschillende aspecten van het vakgebied en nemen ze deel aan de Ocean Science Exploration-competitie.  Terwijl ze de verschillende beoordelingselementen van de wedstrijd leren kennen, kunnen leerlingen verschillende aspecten van het onderzoek naar de oceanografie verkennen.

Ocean Science Exploration PDF Verhalenboek

Introduceer de Ocean Science Exploration Competition bij uw leerlingen met behulp van het Ocean Science Exploration PDF Storybook! Het boek doet in dagboekvorm verslag van de onderwateravonturen van Kolonel Jo met Hero de Robot, als onderdeel van het Ocean Science Exploration-team. De opdrachten voor leerlingen worden in een leuk en boeiend verhaal geplaatst aan de hand van de ervaringen van Kolonel Jo. Volg Kolonel Jo tijdens de verschillende taken van Ocean Science Exploration. Lees het verhaal voor aan de leerlingen, print een exemplaar uit voor de klasbibliotheek en bespreek het verhaal opnieuw tijdens de wedstrijdcyclus. U kunt uw leerlingen hun eigen verkenningslogboeken laten maken om hun voortgang bij te houden tijdens de competitietaken, samen met kolonel Jo!

MBARI 2016 Oceaanonderzoek

In 2016 lanceerde het Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) een Remotely Operated Vehicle (ROV), genaamd Doc Ricketts, voor een expeditie van drie weken naar de kusten van Oregon en Washington. De werkzaamheden bestonden uit het in kaart brengen van rifzones, het verzamelen van monsters van onderwater lavastromen, het analyseren van de samenstelling van de monsters en het bestuderen van de effecten van de onderwater ecosystemen rondom deze gebieden.

De robot in het Ocean Science Exploration-model is zo ontworpen dat hij een aantal taken kan uitvoeren die de Remotely Operated Vehicle (ROV) uitvoert bij oceaanonderzoek.

Credit: MBARI

Het koppelen van taken op het gebied van oceaanonderzoek aan de MBARI-onderzoeksmissie van 2016

Terwijl leerlingen aan verschillende opdrachten werken, vinden ze het misschien interessant om te horen hoe de acties van hun heldenrobot verband houden met het onderzoek en de technologieën die in de oceaan plaatsvinden. Hieronder vindt u een tabel waarin de beoordelingselementen van de wedstrijd worden vergeleken met onderdelen van actueel oceaanonderzoek.

VEX GO-wedstrijden

Met wedstrijden in het klaslokaal haalt u de spanning van roboticawedstrijden naar uw leeromgeving. Zo kunnen docenten de creativiteit en motivatie van de wedstrijdomgeving in hun klaslokalen benutten. Door een klassikale wedstrijd te organiseren, vergroot u de kans op succes. Bovendien zorgt u ervoor dat u en uw leerlingen tijdens de les op één lijn zitten.

Voorbereiding op VEX GO-wedstrijden

Naarmate u de module verder doorloopt, zult u zien dat het VEX GO-wedstrijdveld in fasen kan worden gebouwd. Hierdoor kunnen leerlingen zich concentreren op individuele taken op het veld, zodat ze hun vaardigheden kunnen oefenen. Nadat ze op alle vier de podia hebben gebouwd en geoefend, hebben studenten ervaring met elke beoordelingsmethode op het uiteindelijke wedstrijdveld. Voordat u begint, moet u beslissen of u de podia zelf gaat bouwen of dat u studenten wilt inhuren om te helpen bij het bouwen van het veld. Door het bouwen van het veld maken studenten kennis met het werken met bouwinstructies, krijgen ze ervaring met het bouwen in een team en leren ze werken met VEX GO-onderdelen.

Als u ervoor kiest om de leerlingen het veld te laten bouwen, houd er dan rekening mee dat dit meer tijd kost (geschat wordt dat dit per fase een uur extra is). De faciliteringsstrategieën in elk lab (op de Engage-pagina) bevatten aanbevolen opties voor het verdelen van de bouwinstructies over teams. Hieronder ziet u een voorbeeld van deze indeling.

Faciliteringsstrategieën

• Zorg voor extra tijd in het onderdeel 'Engage' als u de leerlingen samen met u Fase 1 van het Science Exploration Fieldlaat bouwen. Om leerlingen te helpen georganiseerd te blijven, verdeel je de bouwinstructies per team. Suggesties hiervoor zijn:
  • Team 1 voltooit de bouwinstructies voor het onderwaterlab
  • Team 2 voltooit de bouwinstructies voor Ocean Wildlife 1
  • Team 3 voltooit de bouwinstructies voor Ocean Wildlife 2
  • Team 4 voltooit de bouwinstructies voor de Camera Array
  • Team 5 voltooit de bouwinstructies voor de druksensor
  • Team 6 voltooit de bouw van veldtegels in fase 1 met veldmuren

Een VEX GO-wedstrijd organiseren

Maak een matchorder

Wedstrijden verlopen soepeler als u en uw leerlingen weten wanneer ze klaar moeten zijn om te strijden. De meeste wedstrijden duren 1 minuut, maar u moet wel rekening houden met tijd voor het opzetten en opruimen, zodat leerlingen zich gemakkelijk door het klaslokaal kunnen bewegen. Maak daarom een schema waarin je ongeveer 5 minuten per wedstrijd hebt, zodat je rekening houdt met de verplaatsing van studenten, de opbouw en het opruimen.

Hang het schema op bij de teams, of print het uit en geef het aan de studenten, zodat ze duidelijk kunnen zien wanneer ze klaar moeten zijn. Een voorbeeld van een wedstrijdvolgorde vindt u in het Overzicht van de Labs. Hieronder ziet u een voorbeeld van een wedstrijdvolgorde.

Het is verstandig om de competitie in meerdere rondes te houden, zodat leerlingen hun strategie kunnen uitproberen en kunnen opbouwen tussen wedstrijden door. Door een rooster op te stellen, kunt u uw lestijd zo indelen dat de competitieles succesvol verloopt. Als je een vooraf vastgesteld schema hebt, kun je de wedstrijden gedurende de les aankondigen. Zo kun je je concentreren op de scores en de tijdregistratie op het wedstrijdveld.

Presenteer een klassement

Hang of projecteer het wedstrijdschema op het bord in uw klaslokaal en geef leerlingen de ruimte om de puntentotalen op te schrijven en de winnaar van elke wedstrijd aan te geven. Deze zichtbare registratie van wedstrijden kan studenten motiveren om door te gaan met oefenen. Ook krijgen ze zo een idee van andere teams die ze kunnen scouten bij het ontwikkelen van spelstrategieën.

U kunt het VEX GO Leaderboard ook in uw klas gebruiken. Bekijk dit artikel voor meer informatie over het VEX GO Leaderboard en hoe u het kunt gebruiken. (binnenkort beschikbaar)

Richt een ruimte in voor de wedstrijd

Er zijn drie hoofdgebieden die u binnen uw ruimte voor uw klaslokaalwedstrijd moet aanwijzen:

• Een wedstrijdveld - Zorg voor één centraal wedstrijdveld waar alle wedstrijden plaatsvinden. Deze ruimte moet voor alle studenten makkelijk toegankelijk zijn en er moet voldoende ruimte zijn voor studenten die niet bij de wedstrijd aanwezig zijn, zodat ze andere teams kunnen verkennen. Dit zal de voornaamste verantwoordelijkheid van de leraar zijn tijdens de wedstrijden, aangezien jij verantwoordelijk bent voor de scores en het bijhouden van de tijd. Daarom is het optimaal om een centrale ruimte te creëren waar je nog steeds toezicht op je leerlingen kunt houden.
• Een oefengebied - Zorg voor een extra veld of een afgezette ruimte waar studenten kunnen oefenen voor hun competitiewedstrijden. Als de ruimte het toelaat, kunt u ervoor kiezen om meerdere oefenruimtes te creëren, zodat meerdere teams tegelijkertijd kunnen oefenen.
• Ruimtes voor teamvergaderingen en -voorbereidingen: zorg dat er meerdere tafels of vergaderruimtes beschikbaar zijn die allianties kunnen gebruiken als hun 'thuisbasis' of 'pit' tijdens de competitie. Hierdoor ontstaat er ruimte voor het documenteren van de gegevens in hun Engineering Notebook, voor bijeenkomsten om de spelstrategie te ontwikkelen of voor het bouwen en itereren van hun robots.

Een voorbeeld van een indeling van een klaslokaal kan zijn: een centraal gelegen wedstrijdveld, met bureaus aan de ene kant van het klaslokaal die dienen als vergaderruimte voor teams, en een oefenruimte aan de andere kant van het lokaal. U moet bepalen wat het beste werkt voor uw situatie, rekening houdend met de beschikbare ruimte en de behoeften van uw leerlingen. De onderstaande voorbeeldindeling bevat een ruimte voor wedstrijden, trainingen, ruimtes voor teamvergaderingen en een plek om het klassement te plaatsen.

U kunt ervoor kiezen om uw studenten tijdens de wedstrijden allemaal rondom het veld te laten zitten en de wedstrijden te observeren. U kunt ook een voorbeeld volgen, zoals hieronder: 

• De leraar zou tussen het wedstrijdveld en het klassement geplaatst worden.
• Aan het einde van een wedstrijd maakt de leraar de winnaar bekend en schrijft de scores op het scorebord, terwijl de twee groepen die aan de wedstrijd hebben deelgenomen het wedstrijdveld leegmaken en opnieuw instellen voor de volgende wedstrijd.
• De leraar kondigt de volgende groepen aan die moeten strijden en geeft hen een waarschuwing van 2 minuten voordat hun wedstrijd begint.
• Zodra het veld is vrijgemaakt, brengen de leerlingen die klaar zijn met de wedstrijd hun robot terug naar de ontmoetingsruimte om strategieën te bedenken voor de volgende ronde. De leerlingen die komen spelen, kunnen zich vanuit de oefenruimte en/of ontmoetingsruimte verzamelen op het wedstrijdveld.

Het faciliteren van een VEX GO-competitie 

Er zijn een aantal begeleidingsstrategieën die u kunt gebruiken om ervoor te zorgen dat uw wedstrijden succesvol zijn en dat u en uw studenten optimaal profiteren van deze leerervaring.

Het creëren van evenwichtige teams

Sommige wedstrijden worden in teams gehouden, waarbij studenten samenwerken. De docent dient de teams voorafgaand aan de wedstrijd in te delen. Houd bij het indelen van teams rekening met de sterke en zwakke punten van uw leerlingen. Zo weet u zeker dat de teams in evenwicht zijn in de klas. Door meer ervaren groepen aan minder ervaren groepen te koppelen, krijgen studenten de kans om op een authentieke manier van en met elkaar te leren.

Wanneer leerlingen het klaslokaal binnenkomen, moeten ze in hun teamindeling beginnen en in hun team aan de hele competitie meedoen, van spelstrategie en robotvoorbereiding tot de training en de wedstrijd zelf. Om dit te vergemakkelijken, kunt u ervoor zorgen dat leerlingen eenvoudig toegang hebben tot hun teamopdrachten. Dit kunt u doen door de opdrachten op een zichtbare plek in het klaslokaal op te hangen of af te drukken en aan leerlingen uit te delen.

Tips en trucs voor het faciliteren van een wedstrijd

Er zijn veel manieren waarop u uw klaswedstrijden kunt opzetten en organiseren. U zult na verloop van tijd ontdekken wat het beste werkt voor u en uw leerlingen. Hieronder staan een aantal aandachtspunten die u en uw leerlingen kunnen helpen een succesvolle klascompetitie te organiseren.

• Om leerlingen te helpen geconcentreerd en betrokken te blijven tijdens de les over de competitie, kunt u ze rollen binnen hun teams laten toewijzen op basis van de rollen en routines in de diavoorstelling met labafbeeldingen. 
• Zorg dat u voldoende tijd heeft voor oefening en ontwikkeling van de spelstrategie. Vooral voor studenten die nieuw zijn in de competitiewereld, kost het tijd en oefening om in een team te werken en diep na te denken over de spelstrategie. Om ervoor te zorgen dat uw leerlingen het maximale uit de klascompetitie halen, moet u extra tijd inplannen voor Play Part 1 van elk Lab, waarin leerlingen hun vaardigheden oefenen. U kunt het idee van spelstrategie introduceren als een discussie met de hele klas, zodat leerlingen hetzelfde uitgangspunt hebben om mee te werken voordat ze hun teams indelen.
• Geef studenten strategieën om in een team beslissingen te nemen. Deze kunnen op een prikbord worden gepost of met groepen worden gedeeld als ze meningsverschillen over de strategie tegenkomen. Door vóór aanvang van het groepswerk een beslissende factor af te spreken, kunnen leerlingen tijdens een wedstrijd beter vooruit blijven komen.

Speeldeel 2 van elk lab bevat ook vragen over wat je leerlingen kunt vragen voor, tijdens en na een competitiewedstrijd. Gebruik deze om de leerlingen tijdens de wedstrijd betrokken te houden.

Het technisch ontwerpproces

Studenten gebruiken het Engineering Design Process (EDP) om hun spelstrategie te creëren en eventuele wijzigingen aan de robot door te voeren. Het EDP is een reeks stappen die ingenieurs doorlopen om oplossingen voor problemen te bedenken. Vaak bestaat de oplossing uit het ontwerpen van een product dat aan bepaalde criteria voldoet of een bepaalde taak volbrengt.

Next Generation Science Standards verdeelt het EDP in de volgende stappen: DEFINIËREN → OPLOSSINGEN ONTWIKKELEN → OPTIMALISEREN. Dit is een cyclisch proces. Studenten kunnen deze cyclus steeds opnieuw doorlopen terwijl ze proberen hun hoogste score te behalen.

• Problemen definiëren houdt in dat het op te lossen probleem zo duidelijk mogelijk wordt geformuleerd in termen van criteria voor succes en beperkingen of limieten. Voor een wedstrijd betekende dat het definiëren van de volgende elementen:
  • Scoren 
  • Spelregels
  • Robotontwerp
  • Spelstrategie
• Het ontwerpen van oplossingenbegint met het genereren van een aantal verschillende mogelijke oplossingen. Vervolgens worden potentiële oplossingen geëvalueerd om te zien welke het beste voldoen aan de criteria en beperkingen van het probleem. Deze ontwerpoptie kan stappen bevatten om gegevens te verzamelen die kunnen worden gebruikt als onderdeel van het besluitvormingsproces.
  • Test
  • Concurreren
  • Evalueren
  • Observeren
• Het optimaliseren van de ontwerpoplossing omvat een proces waarbij oplossingen systematisch worden getest en verfijnd en waarbij het uiteindelijke ontwerp wordt verbeterd door minder belangrijke kenmerken in te ruilen voor kenmerken die belangrijker zijn.
  • Controleer de regels
  • Spelstrategie
  • Robotontwerp

Het EDP is cyclisch of iteratief van aard. Het is een proces van het maken, testen, analyseren en verfijnen van een product of proces. Op basis van de testresultaten worden nieuwe iteraties gemaakt. Deze worden voortdurend aangepast totdat het team tevreden is met de resultaten. Het EDP is sterk afhankelijk van goede communicatie tussen teamleden. Zie het volgende gedeelte voor informatie over hoe u studenten kunt stimuleren om tijdens deze module samen beslissingen te nemen.

Samenwerkende besluitvorming

Terwijl studenten het technische ontwerpproces doorlopen, moeten ze communiceren met hun teamleden. Goede communicatie en gezamenlijke besluitvorming zorgen ervoor dat studenten productieve gesprekken voeren over strategie en dat ze hun communicatieve vaardigheden ontwikkelen. Moedig leerlingen aan om bij het nemen van beslissingen eerst gegevens met elkaar te delen, de gegevens te gebruiken om strategische ideeën voor te stellen, naar elkaar te luisteren en tot overeenstemming te komen over de strategie die ze tijdens hun volgende cyclus door het EDP willen uitproberen. 

Hoe ziet goede gezamenlijke besluitvorming eruit? 

• Actief luisteren: Iedereen in het team moet de kans krijgen om te spreken. De teamleden stellen om de beurt vragen over de andere ideeën en nemen dan de beurt.
  • Als leerlingen niet zeker weten of ze de ideeën van hun teamgenoot begrijpen, laat ze dan herhalen wat zij denken dat het idee is. Vervolgens kan de teamgenoot de benodigde onderdelen toelichten.
• Beslissingen op basis van gegevens:Studenten moeten de informatie die ze tijdens het testen en oefenen hebben verzameld, gebruiken om een beslissing te nemen. Hoe lang duurde die strategie? Hoeveel punten heeft het gescoord? Heb je op de andere manier meer punten gescoord? Moedig leerlingen aan om deze informatie vast te leggen op gegevensverzamelingsbladen of blauwdrukwerkbladen, zodat ze tijdens de teamgesprekken naar de getallen kunnen verwijzen.
• Op een productieve en respectvolle manier het oneens zijn:Er zullen momenten zijn waarop teamleden niet tot een duidelijke consensus kunnen komen. Het is belangrijk dat ze, ook al zijn ze het oneens, dit op een manier doen die respectvol is naar elkaar. Hier zijn enkele voorbeelden van hoe je op een productieve manier het oneens kunt zijn: 
  • Gebruik een kalme en vriendelijke toon
  • Stel rustig vragen
• Blijf strategische ideeën delen: Teams zullen waarschijnlijk tot een gedeelde strategie komen die een combinatie is van de sterkste onderdelen van alle ideeën. Moedig de leerlingen aan om om de beurt te praten en naar elkaar te luisteren totdat ze een compromis hebben gevonden.

Niet alle studenten en teams zullen tot een duidelijke overeenkomst kunnen komen. Als u geschillen moet oplossen, zorg dan dat u vooraf een duidelijke methode voor de studenten vastlegt. Zeg bijvoorbeeld tegen de studenten dat ze beide strategieën moeten uitproberen, te beginnen met de persoon met de rol van 'Bouwer' uit de Checklist Rollen en Routines. Dan zullen beide studenten begrijpen dat ze allebei hun strategie mogen uitproberen en kijken hoe ze presteren in de tests. Vervolgens kunnen ze de gegevens uit die tests gebruiken om een beslissing te nemen.

Schijftabblad in VEXcode GO

Met het tabblad Drive in VEXcode GO kun je de Competition Advanced 2.0 Hero Robot besturen met joystickbediening. Zie deze pagina voor meer informatie over toegang tot VEXcode GO op uw apparaat. 

In het tabblad Drive zijn er verschillende opties voor het besturen van de Hero Robot. Deze worden ook wel schijfconfiguraties of schijfmodi genoemd. Selecteer een rijmodus door een van de hier weergegeven knoppen te kiezen. 

De arm van de competitie besturen Geavanceerde 2.0 Hero Robot

Om de beweging van de arm van de Competition Advanced 2.0 Hero Robot te kunnen besturen, moet de poort in het tabblad Drive worden ingesteld op 'MOTOR'. Omdat de armmotor is aangesloten op poort 2, schakelt u poort 2 om om de arm van de Hero Robot te besturen.

Om de armmotor te bedienen, selecteert u de rode en groene pijlen. Houd er rekening mee dat dit de draairichting van de motor bepaalt, en niet per se de richting waarin de arm beweegt. Leerlingen moeten op de rode pijl drukken om de arm van de robot omhoog te bewegen en op de groene pijl om de arm omlaag te bewegen.