Velocity verkennen - op blokken gebaseerd

• Activiteitenoverzicht
  In dit onderzoek maken leerlingen eerst kennis met het instellen van de rijsnelheid en krijgen ze vervolgens de opdracht om te onderzoeken hoe de snelheid van de robot het momentum beïnvloedt. Klik hier (Google / .docx / .pdf) voor een overzicht van deze activiteit. Het begrijpen van het momentum van de robot is een belangrijk concept dat we moeten toepassen op het Strike Challenge bowlingspel.

• Wat de studenten zullen programmeren
  Met behulp van het sjabloonproject Speedbot (aandrijflijn 2 motoren, geen gyro) kunnen de studenten de snelheidsinstellingen van het blok [Aandrijflijn] wijzigen door eenvoudigweg een blok [Aandrijfsnelheid instellen] aan een stapel toe te voegen. In het begeleide deel van de activiteit werken leerlingen met het blok [Aandrijfsnelheid instellen] en aan het einde van de activiteit wordt hen gevraagd hun programmeervaardigheden voor snelheid toe te passen op testen van impuls en energieoverdracht.

Als dit de eerste keer is dat de student VEXcode V5 gebruikt, kan hij/zij de tutorials op elk gewenst moment tijdens de verkenning raadplegen. De tutorials bevinden zich in de werkbalk.

• Modelleer elke stap om te controleren of de Speedbot klaar is, zodat leerlingen er een gewoonte van maken.

• Zorg ervoor dat de studenten het sjabloonproject Speedbot (aandrijflijn 2 motoren, geen gyro) hebben geselecteerd.

• U kunt de studenten erop wijzen dat er op de paginaVoorbeeldenverschillende sjablonen staan waaruit ze kunnen kiezen. Naarmate ze andere robots bouwen en gebruiken, krijgen ze de kans om verschillende sjablonen te gebruiken.

• Projecten opslaan
  Wijs erop dat toen ze VEXcode V5 voor het eerst openden, het venster het labelVEXcode Projecthad en dat het niet was opgeslagen (aangegeven op de werkbalk). VEXcode Project is de standaardprojectnaam wanneer VEXcode V5 voor het eerst wordt geopend. Nadat u het project de naamDrive Velocityhebt gegeven en hebt opgeslagen, wordt de weergave bijgewerkt naar Opgeslagen. Met behulp van dit venster in de werkbalk kunt u eenvoudig controleren of de studenten het juiste project gebruiken en of het is opgeslagen.
  
  Nadat een project voor het eerst is opgeslagen, slaat VEXcode V5 automatisch alle daaropvolgende wijzigingen op, zoals aangegeven door het bericht naast de projectnaam.
  
  Vertel de studenten dat ze nu klaar zijn om met hun eerste project te beginnen. Leg de leerlingen uit dat ze met behulp van een paar eenvoudige stappen een project kunnen maken en uitvoeren waarmee ze de snelheid van de aandrijflijn van de Speedbot kunnen instellen.
• Stop en bespreek
  Dit is een goed moment om even stil te staan en de studenten de stappen te laten herhalen die zojuist zijn voltooid bij het starten van een nieuw project in VEXcode V5, individueel of in groepen. Vraag de studenten om individueel te reflecteren voordat ze hun bevindingen met de groep of de hele klas delen.

Merk op dat in deze stapel het tweede en derde blok hetzelfde zijn als het vierde en vijfde blok. Nadat de student het derde blok heeft toegevoegd, kan hij met de rechtermuisknop of lang op het tweede blok klikken en Dupliceren kiezen om het vierde en vijfde blok toe te voegen. Vervolgens kan de snelheid van het vierde blok worden gewijzigd naar 75%.

• Stop en bespreek
  Vraag de studenten te voorspellen wat er volgens hen zal gebeuren als dit project wordt gedownload en uitgevoerd op de Speedbot-robot. Vraag de leerlingen om hun voorspellingen in hun technische notitieboekjes te schrijven. Als de tijd het toelaat, vraag dan elke groep om hun voorspelling te delen.

  Studenten moeten voorspellen dat de Speedbot eerst met de standaardsnelheid (50%) vooruit zal rijden, vervolgens langzamer (25%) dan de standaardsnelheid en dan sneller (75%) dan de standaardsnelheid.

• Optie om eerst
  te modelleren: voer het project eerst uit in de klas voordat alle studenten het tegelijk proberen. Verzamel de studenten op één plek en laat genoeg ruimte over zodat de Speedbot 450 mm kan bewegen als hij op de grond wordt geplaatst.

  Vertel de studenten dat zij nu aan de beurt zijn om hun project uit te voeren. Zorg ervoor dat ze een vrije doorgang hebben en dat de robots elkaar niet kunnen tegenkomen.

• U hoeft het project niet opnieuw op te slaan, omdat VEXcode V5 het project automatisch opslaat.

• Om het blok [Drive for] te wijzigen vanvooruitnaarachteruitklikt u eenvoudigweg op het dropdownmenu en selecteert uachteruit.

• Als de leerlingen een computer gebruiken, vraag hen dan om de USB-kabel uit de Robot Brain te halen. Als de robot tijdens het uitvoeren van een project verbinding maakt met een computer, kan het zijn dat de robot aan de verbindingskabel trekt.

• Omdat we geen nieuw slot selecteren, wordt het nieuwe project gedownload naar Slot 1 en wordt het vorige project vervangen.

Vraag de teams om het testgebied en de bal te delen indien nodig, maar er kunnen ook meerdere testgebieden met elk een eigen bal worden ingericht. Beslis of u de testruimte(s) zelf wilt inrichten of dat u wilt dat de studenten dit doen.

Het verzamelen en analyseren van gegevens, en zelfs het herkennen van simpele patronen, behoren tot fundamentele wetenschappelijke vaardigheden. Deze activiteit brengt structuur aan in de data-analyse door veelvoorkomende fouten te voorkomen. Merk op dat de instructies niet aangeven dat leerlingen de rijafstand van de robot moeten variëren samen met de snelheid van de robot. Dit is een doelbewuste toepassing van wat leerwetenschappers de 'Controle van Variabelen Strategie' noemen. Het is belangrijk om beginnende onderzoekers te leren om met één variabele tegelijk te manipuleren (in dit geval de snelheid) om zo de invloed ervan op een tweede variabele te bepalen (in dit geval de afstand die de bal aflegt na de botsing). Dit is namelijk niet per se een aanpak die leerlingen spontaan zullen kiezen in plaats van een gok-en-controle-aanpak. Bij typische gok- en controlemethoden wordt er vaak met meer dan één variabele tegelijk gemanipuleerd (bijvoorbeeld door zowel de snelheid als de afstand die de robot aflegt te veranderen) en wordt gekeken naar de impact van de samenvloeiing op de afstand die de bal na de rotatie aflegt. Met deze activiteit willen we leerlingen daarvan afleiden, omdat de relaties tussen de variabelen dan dubbelzinnig zijn. Komt het door de hogere snelheid van de robot, de grotere afstand die de robot aflegt, of door beide, waardoor de bal verder vliegt? Die vraag kunnen we niet beantwoorden als we beide variabelen tegelijkertijd manipuleren.

Het kan echter ook voorkomen dat teams spontaan proberen de robot over verschillende afstanden te laten rijden. Als u dit ziet, vraag hen dan om alleen de afstand te veranderen, maar de snelheid gelijk te houden aan de proef met de oorspronkelijke afstand van 500 mm. Op die manier kunnen ze dezelfde snelheid met verschillende rijafstanden vergelijken en nagaan of de rijafstand van de robot ook een rol speelt bij de afstand die de bal aflegt.

• Zorg ervoor dat de bal op verschillende afstanden en in verschillende richtingen kan stuiteren. Sluit deuren en/of ramen indien nodig.

• De tabel voor Exploring Velocity kan hieronder worden opgeslagen, maar leerlingen kunnen de tabel ook zelf in hun technische notitieboekjes maken.

• Een rubriek voor het evalueren van team engineering notebooks is hier te vinden (Google / .docx / .pdf), en een rubriek voor het evalueren van individuele notebooks is hier te vinden (Google / .docx / .pdf). Wanneer u van plan bent om het werk van studenten te beoordelen aan de hand van een of meerdere rubrieken, zorg er dan voor dat u de rubriek met hen deelt voordat ze aan het project gaan werken.

1. De beweging van de bal is bewijs dat de robot tijdens de botsing energie overbracht. Studenten kunnen ook de snelheid van de bal na de impact of de richting waarin de bal zich beweegt beschrijven als bewijs.

2. De afstand die de bal aflegt, hangt af van de massa/het gewicht van de gebruikte bal en de ingestelde snelheid van de robot.

3. Studenten moeten beseffen dat de bal bij hogere snelheden verder vliegt dan bij lagere snelheden. Koppel dit expliciet aan het momentum van de robot. Benadruk dat het gewicht van de robot niet is veranderd, alleen de snelheid. Beide factoren dragen bij aan het momentum van de robot. Vraag ze of ze denken dat de bal even ver zou komen als de robot zwaarder was. Dat zou vermoedelijk wel zo zijn. In de volgende lezing wordt meer verteld over de effecten van de massa van de bal tijdens de botsing.

4. Studentengroepen hebben misschien gekozen voor sterk uiteenlopende snelheden, maar het algemene leerdoel is dat studenten beseffen dat hogere snelheden leiden tot een groter momentum, waardoor er meer energie op de bal wordt overgebracht bij botsingen.