Testen, gegevens verzamelen en beslissingen nemen
Tips voor leraren
Geef leerlingen voldoende tijd om de robot met zijn vracht meerdere keren te testen en vast te leggen. Beantwoord daarna de vragen door de verzamelde gegevens te bekijken. De tabel met deze gegevens vindt u hieronder.
Waar ga je de fles als lading plaatsen?
In de Claw Arm Challenge vervoer je een fles met de V5 Clawbot. Dat zou gemakkelijk zijn, maar je moet met je robot racen met zijn klauwarm op verschillende hoogten. Om te voorkomen dat je robot omvalt, moet je dus beslissen wat de beste plaatsing van de fles is. Test je aannames en voer enkele proeven uit met je V5 Clawbot.
Begin met het onderzoeken van de volgende vragen:
- Waar is het zwaartepunt (CoG) van de V5 Clawbot?
- Beweegt zijn CoG wanneer de klauwarm wordt opgetild? Zo ja, in welke richting?
- Hoe snel kan de V5 Clawbot versnellen en stabiel blijven terwijl de arm wordt neergelaten?
- Hoe snel kan de V5 Clawbot accelereren en stabiel blijven terwijl de arm wordt geheven ?
- Heeft de positie van de fles invloed op de stabiliteit van de V5 Clawbot?
- Wie moet de chauffeur zijn voor elk van de drie rondes?
Toolbox voor leraren
De antwoorden op deze vragen zijn afhankelijk van de verzamelde gegevens over het gewicht en de positie van de fles, de uitbreiding van de klauwarm en de verschillende stijlen van de drivers. De antwoorden op deze vragen moeten gebaseerd zijn op de analyses van de data die studenten maken.
Loggegevens
Met datalogging kunt u de informatie verzamelen die u nodig hebt om een weloverwogen, gerechtvaardigde beslissing te nemen.
Registreer uw resultaten van minimaal 9 proefruns aan de hand van de onderstaande voorbeeldtabel. Schrijf de resultaten van elke proef in een nieuwe rij. Vul elke kolom als volgt in:
- Chauffeur: de naam van de teamgenoot die de robot bestuurde
- Flespositie: de locatie waar je de fles op de robot hebt geplaatst
- Armhoogte: de hoogte waarop de arm van de robot werd verhoogd
- Versnelling: de maatstaf voor hoe snel je de robot bij de start versnelde
- Versnelling = verandering in snelheid / verandering in tijd
- Rechtop blijven staan: ja of nee
Nadat u elke proefrun hebt geregistreerd, gebruikt u de resultaten om een positie voor de fles te kiezen waarmee u snel kunt accelereren en stabiel kunt blijven.
Toolbox voor leraren
Het doel van deze activiteit is om leerlingen te laten inzien hoe basisanalyses van geregistreerde gegevens (bijvoorbeeld patroondetectie) van invloed kunnen zijn op beslissingen na systematisch testen. Idealiter zouden studenten meerdere proeven moeten uitvoeren met een controlevariabeletechniek die wordt gebruikt in eenvoudige experimenten met de robot onder verschillende omstandigheden en vervolgens moeten beslissen welke omstandigheden het beste zijn. Studenten testen elke variabele terwijl alle andere variabelen constant blijven, zodat er uiteindelijk eerlijke vergelijkingen tussen de proeven gemaakt kunnen worden. In een klaslokaal is dat echter wellicht niet mogelijk, omdat uitgebreide tests met deze methode veel pogingen vereisen. Er kunnen dus compromissen worden gesloten in de testmethode. Ongeacht de methode moeten de analyses van studenten de effecten benadrukken van het zwaartepunt, de positie van de robot en de vracht, de versnelling en de bestuurders op de prestaties tijdens de proeven.
Motiveer discussie
Met deze activiteit konden leerlingen hun robots systematisch testen door middel van eenvoudige experimenten. Deze vragen kunnen helpen om het doel van deze activiteit te verduidelijken.
V:Waarom was deze aanpak beter dan gewoon gokken en controleren door te oefenen?
A:Het menselijk geheugen van hoe en waarom iets wel of niet werkte, is beperkt en foutgevoelig. Registreer daarom de omstandigheden van elke proef, waarbij u gebruikmaakt van geordende feiten uit de gegevens van elke proefrun, zodat patronen zichtbaar worden. Dit is beter dan het zoeken naar patronen op basis van alleen ervaring, omdat vooroordelen en geheugenbeperkingen dat in de weg zitten.
V:Denkt u dat professionals dit soort dingen echt testen? Waarom zouden ze dat doen?
A:Ingenieurs en wetenschappers testen hun ontwerpen en theorieën voortdurend systematisch! Ze verzamelen en analyseren gegevens ter ondersteuning van de beslissingen en plannen die ze maken. Ze doen dit omdat de financiële en biologische risico's vaak hoog zijn. Ze kunnen het risico niet lopen dat een robot dure fouten maakt, of nog erger, dat een mensenleven verloren gaat. Zorgvuldige tests bieden bescherming hiertegen, door ervoor te zorgen dat de plannen gebaseerd zijn op de feiten over de verzamelde gegevens.