• Zarys ćwiczenia
  Podczas tej eksploracji uczniowie najpierw zapoznają się z ustalaniem prędkości jazdy, a następnie poproszą ich o zbadanie, w jaki sposób prędkość robota wpływa na jego pęd. Kliknij tutaj (Google / .docx / .pdf), aby zobaczyć zarys tego działania. Zrozumienie pędu robota będzie ważną koncepcją do zastosowania w grze w kręgle Strike Challenge.

• Co będą programować uczniowie
  Korzystanie z szablonu projektu Speedbot (2 silniki układu napędowego, bez żyroskopu) umożliwia uczniom zmianę ustawień prędkości bloku [Drive for] poprzez proste dodanie bloku [Ustaw prędkość napędu] do stos. Część ćwiczenia z przewodnikiem polega na pracy uczniów z blokiem [Ustaw prędkość napędu], a na koniec ćwiczenia zostaną oni poproszeni o zastosowanie swoich umiejętności programowania prędkości w testach transferu pędu i energii.

Jeśli uczeń po raz pierwszy korzysta z VEXcode V5, może w każdej chwili skorzystać z Samouczków. Samouczki znajdują się na pasku narzędzi.

• Modeluj każdy etap sprawdzania, czy Speedbot jest gotowy, tak aby uczniowie wyrobili sobie w tym nawyk.

• Upewnij się, że uczniowie wybrali projekt szablonowy Speedbot (2 silniki układu napędowego, bez żyroskopu).

• Możesz wskazać uczniom, że na stronie Przykłady dostępnych jest kilka szablonów do wyboru. Budując i używając innych robotów, będą mieli okazję korzystać z różnych szablonów.

• Zapisywanie projektów
  Zwróć uwagę, że kiedy po raz pierwszy otworzyli VEXcode V5, okno miało etykietę VEXcode Project i nie zostało zapisane (co jest wskazane na pasku narzędzi). Projekt VEXcode to domyślna nazwa projektu przy pierwszym otwarciu VEXcode V5. Po zmianie nazwy projektu na Drive Velocity i zapisaniu jego zawartość zostanie zmieniona na Zapisano. Korzystając z tego okna na pasku narzędzi, można łatwo sprawdzić, czy uczniowie korzystają z właściwego projektu i czy został on zapisany.

  Po wstępnym zapisaniu projektu VEXcode V5 automatycznie zapisuje wszelkie późniejsze zmiany, jak wskazuje komunikat obok nazwy projektu.

  Powiedz uczniom, że są teraz gotowi, aby rozpocząć swój pierwszy projekt. Wyjaśnij uczniom, że wykonując kilka prostych kroków, będą w stanie stworzyć i uruchomić projekt, który określi prędkość układu napędowego Speedbota.

• Zatrzymaj się i omów
  To dobry moment na przerwę i poproszenie uczniów o przejrzenie kroków, które właśnie zostały wykonane podczas rozpoczynania nowego projektu w VEXcode V5, indywidualnie lub w grupach. Poproś uczniów, aby zastanowili się indywidualnie, zanim podzielą się informacjami w swojej grupie lub całej klasie.

Zauważ, że w tym stosie drugi i trzeci blok są takie same, jak czwarty i piąty blok. Po dodaniu trzeciego bloku uczeń może kliknąć drugi blok prawym przyciskiem myszy lub przytrzymać go i wybrać opcję Duplikuj, aby dodać czwarty i piąty blok. Następnie prędkość czwartego bloku można zmienić na 75%.

• Zatrzymaj się i omów
  Poproś uczniów, aby przewidzieli, co ich zdaniem się stanie, gdy ten projekt zostanie pobrany i uruchomiony na robocie Speedbot. Powiedz uczniom, aby zapisali swoje przewidywania w zeszytach inżynierskich. Jeśli czas na to pozwala, poproś każdą grupę o podzielenie się swoją prognozą.

  Uczniowie powinni przewidzieć, że Speedbot będzie najpierw poruszał się do przodu ze swoją domyślną prędkością (50%), następnie wolniej (25%) niż domyślna prędkość, a następnie szybciej (75%) niż domyślna prędkość.

• Opcja najpierw modelowania
  Modeluj prowadzenie projektu przed klasą, zanim wszyscy uczniowie spróbują jednocześnie. Zbierz uczniów w jednym miejscu i zostaw wystarczająco dużo miejsca, aby Speedbot mógł przesunąć się o 450 mm, jeśli zostanie umieszczony na podłodze.

  Powiedz uczniom, że teraz ich kolej na realizację projektu. Upewnij się, że mają wolną drogę i że żadne roboty nie wpadną na siebie.

• Nie ma potrzeby ponownego zapisywania projektu, ponieważ VEXcode V5 dokona automatycznego zapisu.

• Aby zmienić blok [Jedź na] z do przodu do do tyłu, po prostu kliknij menu rozwijane i wybierz do tyłu.

• Jeśli uczniowie korzystają z komputera, poproś ich o odłączenie kabla USB od Robot Brain. Podłączenie robota do komputera podczas wykonywania projektu może spowodować, że robot będzie ciągnął za kabel połączeniowy.

• Ponieważ nie wybieramy nowego slotu, nowy projekt zostanie pobrany do Slotu 1 i zastąpi poprzedni projekt.

W razie potrzeby poproś zespoły, aby podzieliły się obszarem testowym i piłką, ale można również utworzyć wiele obszarów testowych, każdy z własną piłką. Zdecyduj, czy chcesz ustawić obszary testowe, czy też chcesz, aby zrobili to uczniowie.

Gromadzenie i analiza danych, nawet proste rozpoznawanie wzorców, to podstawowe umiejętności naukowe. To działanie dodaje struktury analizie danych, zapobiegając typowym błędom. Zwróć uwagę, że instrukcje nie mówią uczniom, aby zmieniali odległość, na jaką porusza się robot, jednocześnie zmieniając prędkość robota. Jest to celowe zastosowanie tego, co naukowcy zajmujący się uczeniem się nazywają strategią kontroli zmiennych. Nauczenie początkujących badaczy manipulowania jedną zmienną na raz (w tym przypadku prędkością) w celu określenia jej wpływu na drugą zmienną (tj. odległość, jaką przebędzie piłka po zderzeniu) jest ważne, ponieważ niekoniecznie jest to podejście, które uczniowie przyjmą spontanicznie, metodą zgadywania i sprawdzania. Typowe podejście polegające na zgadywaniu i sprawdzaniu często manipuluje więcej niż jedną zmienną na raz (tj. zmienia się zarówno prędkość, jak i odległość, jaką pokonuje robot) i obserwuje wpływ zbieżności na odległość, jaką pokonuje piłka po obrocie. To ćwiczenie ma na celu odciągnięcie uczniów od tego tematu, ponieważ relacje między zmiennymi są wówczas niejednoznaczne. Czy to większa prędkość robota, im większa odległość, jaką robot pokonuje, czy też jedno i drugie powoduje, że piłka leci dalej? Nie możemy odpowiedzieć na to pytanie, manipulując obiema zmiennymi jednocześnie.

Jednakże zespoły mogą spontanicznie próbować prowadzić robota na różne odległości. Jeśli to zaobserwujesz, poproś ich jedynie o zmianę odległości, ale utrzymanie prędkości na poziomie takim, jak było w próbie z pierwotną odległością 500 mm. W ten sposób mogą porównać tę samą prędkość z różnymi dystansami, aby sprawdzić, czy odległość przebyta przez robota ma również wpływ na odległość, jaką pokonuje piłka.

• Przygotuj miejsce, w którym piłka będzie odbijać się w różnych kierunkach i na różne odległości. W razie potrzeby zamknij drzwi i/lub okna.

• Tabela badania prędkości może zostać zapisana poniżej lub uczniowie mogą odtworzyć tę tabelę w swoich notatnikach inżynierskich.

• Rubrykę dotyczącą oceny notatników inżynieryjnych można znaleźć tutaj (Google / .docx / .pdf), a rubrykę dotyczącą oceny indywidualnych notatników można znaleźć tutaj (Google / .docx / .). Ilekroć planujesz ocenić pracę uczniów za pomocą rubryk, pamiętaj, aby udostępnić im tę rubrykę, zanim zaczną pracować nad projektem.

1. Ruch piłki świadczy o tym, że robot podczas zderzenia przekazał energię. Jako dowód uczniowie mogą również opisać prędkość piłki po uderzeniu lub kierunek jej ruchu.

2. Odległość, jaką pokonuje piłka, zależy od masy/ciężaru użytej piłki i prędkości ustawionej dla robota.

3. Uczniowie powinni zdawać sobie sprawę, że wyższe prędkości powodują, że piłka leci dalej niż mniejsze prędkości. Wyraźnie połącz to z pędem robota. Podkreśl, że ciężar robota się nie zmienił, a jedynie jego prędkość, ale obie te rzeczy mają wpływ na pęd robota. Zapytaj ich, czy ich zdaniem piłka poleciałaby tak daleko, gdyby robot był cięższy. Prawdopodobnie tak. Więcej na temat wpływu masy piłki podczas zderzenia napiszemy w następnym czytaniu.

4. Grupy uczniów mogły wybrać bardzo zmienne prędkości, ale ogólnym celem nauczania jest uświadomienie uczniom, że wyższe prędkości prowadzą do większego pędu, który przekazuje więcej energii piłce podczas zderzeń.