Dicas para Professores
Permita que os alunos tenham tempo adequado para testar e registrar várias execuções do robô com sua carga e, em seguida, responda a essas perguntas revisando os dados coletados. A tabela para esses dados é fornecida abaixo.
Onde posicionará a garrafa como carga?
No Desafio do Braço de Garra, você transportará uma garrafa usando o Clawbot V5. Isso seria fácil, mas você precisa correr com o seu robô com o braço da garra levantado a diferentes alturas. Portanto, para evitar que o seu robô caia, terá de decidir o melhor posicionamento da garrafa. Teste as suas suposições e execute alguns testes com o seu Clawbot V5.
Comece por investigar as seguintes questões:
- Onde fica o centro de gravidade (CoG) do Clawbot V5?
- O seu CoG se move quando o braço da garra é levantado? Em caso afirmativo, em que direção?
- Quão rápido o Clawbot V5 pode acelerar e permanecer estável enquanto seu braço está abaixado?
- Quão rápido o Clawbot V5 pode acelerar e permanecer estável enquanto seu braço está levantado ?
- A posição da garrafa afeta a estabilidade do Clawbot V5?
- Quem deve ser o piloto para cada uma das três rodadas?
Caixa de Ferramentas do Professor
As respostas a essas perguntas dependerão dos dados coletados sobre o peso e as posições da garrafa, a extensão do braço da garra e os diferentes estilos dos motoristas. A análise dos dados pelos alunos deve informar suas respostas a essas perguntas.
Dados de registo
O registo de dados ajuda-o a recolher as informações necessárias para tomar uma decisão sólida e justificada.
Usando a tabela de exemplo abaixo, registre os resultados de pelo menos 9 tentativas. Escreva os resultados de cada tentativa numa nova linha. Preencha cada coluna da seguinte forma:
- Motorista: o nome do companheiro de equipa que conduziu o robô
- Posição da garrafa: o local em que colocou a garrafa no robô
- Altura do braço: a altura em que o braço do robô foi levantado
- Aceleração: a medida da rapidez com que você acelerou o robô no início
- Aceleração = mudança na velocidade / mudança no tempo
- Permaneceu em pé: sim ou não
Depois de gravar cada teste, use os resultados para escolher uma posição para a garrafa que lhe permita acelerar rapidamente e permanecer estável.
Caixa de Ferramentas do Professor
O objetivo desta atividade é fazer com que os alunos reconheçam como as análises básicas de dados registrados (ou seja, detecção de padrões) podem informar as decisões após testes sistemáticos. Idealmente, os alunos devem executar várias tentativas com uma técnica de variável de controle usada em experimentação simples com o robô sob diferentes condições e decidir quais condições são melhores. Os alunos testariam cada variável com todas as outras mantidas constantes para que, em última análise, pudessem ser feitas comparações justas entre as tentativas. No entanto, em um ambiente de sala de aula, isso pode não ser possível porque testes exaustivos usando esse método exigiriam muitas tentativas. Portanto, compromissos no método de teste podem ser feitos. Independentemente do método, as análises dos alunos devem destacar os efeitos do centro de gravidade, das posições do robô e da carga, da aceleração e dos motoristas nos desempenhos ao longo das tentativas.
Motivar a discussão
Esta atividade ajudou os alunos através de testes sistemáticos de seus robôs por meio de experimentação simples. Estas perguntas podem ajudar a esclarecer qual era o objetivo desta atividade.
P: Por que essa abordagem foi melhor do que simplesmente adivinhar e verificar através da prática?
R: A memória humana de como e por que algo funcionou ou não funcionou é limitada e propensa a erros. Portanto, registre ou registre as condições de cada teste usando fatos organizados dos dados de cada execução de teste para que os padrões possam ser vistos. Isso é melhor do que procurar padrões baseados apenas na experiência, porque preconceitos e limitações de memória atrapalham isso.
P: Você acha que os profissionais realmente testam coisas assim? Por que fariam isso?
R: Engenheiros e cientistas testam sistematicamente seus projetos e teorias o tempo todo! Eles coletam e analisam dados para apoiar as decisões e planos que fazem. Eles fazem isso porque muitas vezes os riscos financeiros ou biológicos são altos. Eles não podem arriscar erros caros para um robô, ou muito pior para a vida de uma pessoa. Testar cuidadosamente as salvaguardas contra isso, fazendo com que certos planos sejam baseados nos fatos sobre os dados que eles coletaram.