พื้นหลัง

ในหน่วยนี้ นักเรียนจะใช้ VEX GO เพื่อสร้างการสาธิตการหมุนของโลก การหมุนนี้พร้อมกับดวงอาทิตย์ทำให้เกิดวัฏจักรกลางวันและกลางคืนและการเคลื่อนที่ที่เห็นได้ชัดของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า นักเรียนจะสร้าง VEX GO ขึ้นมาเพื่อสร้างแบบจำลองปรากฏการณ์นี้ และเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการหมุนของโลก และวิธีที่การหมุนดังกล่าวสร้างรูปแบบกลางวันและกลางคืนที่สามารถจดจำได้ทั่วโลก

อะไรทำให้เกิดกลางวันและกลางคืนบนโลก?

กลางวันและกลางคืนบนโลกเกิดจากการหมุนของโลก ซึ่งเปรียบเสมือนการหมุนบนเส้นสมมติที่เรียกว่าแกนที่วิ่งจากขั้วโลกเหนือไปยังขั้วโลกใต้ มันหมุนรอบแกน โดยใช้เวลาประมาณ 24 ชั่วโมงในการหมุนรอบหนึ่งรอบ ดังนั้นเมื่อส่วนหนึ่งของโลกหันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์ก็จะเป็นเวลากลางวัน  เมื่อส่วนนั้นของโลกหันออกจากดวงอาทิตย์ เป็นเวลากลางคืน

การหมุนของโลกเริ่มต้นเมื่อกว่า 4,500 ล้านปีก่อน และมีสาเหตุมาจากวิธีการสร้างโลก เมื่อระบบสุริยะถือกำเนิด มันเริ่มต้นจากกลุ่มเมฆก๊าซและฝุ่นขนาดใหญ่ เมฆนี้พังทลายลงเพราะแรงโน้มถ่วงของมันเอง และเมื่อพังทลายลง มันก็เริ่มหมุน เกิดจากหลักการทางฟิสิกส์ที่เรียกว่าการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม

ลองนึกถึงตอนที่คุณดูนักสเก็ตลีลาหมุนตัว เมื่อดึงแขนเข้าก็จะหมุนเร็วขึ้น นั่นเป็นเพราะว่าพวกเขากำลังอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมของพวกเขา สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับเมฆที่กลายมาเป็นระบบสุริยะของเราด้วย ขณะที่มันพังทลาย มันก็หมุนเร็วขึ้นเรื่อยๆ เมื่อดาวเคราะห์ต่างๆ รวมทั้งโลกเริ่มก่อตัวจากจานสสารที่หมุนรอบตัวเอง ดาวเคราะห์เหล่านี้ก็สืบทอดการหมุนดังกล่าวมา และเมื่อวัตถุในอวกาศเริ่มหมุน มันก็มีแนวโน้มที่จะหมุนต่อไป ในอวกาศไม่มีอากาศหรือพื้นดินที่จะสร้างแรงเสียดทาน ซึ่งโดยปกติแล้วเป็นสาเหตุที่ทำให้สิ่งต่าง ๆ บนโลกเคลื่อนที่ช้าลง โลกได้หมุนมาตั้งแต่สร้างโลกขึ้นมา ซึ่งทำให้เรามีวันและคืน

การคำนวณการหมุนของโลก

ในห้องปฏิบัติการที่ 2 นักเรียนจะตรวจสอบว่าทำไมดวงอาทิตย์จึงดูเหมือนว่าเคลื่อนที่ข้ามท้องฟ้าตลอดทั้งวัน พวกเขาจะใช้ VEXcode GO เพื่อจำลองการหมุนของโลกครั้งละหนึ่งชั่วโมง นักเรียนจะใช้บล็อก [หมุนสำหรับ] เพื่อหมุนโลกครั้งละ 15 องศา 15 องศาถูกกำหนดโดยการคำนวณต่อไปนี้: 

360 องศา / 24 ชั่วโมง = 15 องศา/ชั่วโมง

เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเอง 360 องศาทุก 24 ชั่วโมง ดังนั้นคุณสามารถคำนวณได้ว่าโลกหมุน 15 องศาทุก ๆ ชั่วโมง 

ความเข้าใจผิดทั่วไปเกี่ยวกับการหมุนของโลก

เมื่อนักเรียนเริ่มมีความเข้าใจเกี่ยวกับการหมุนของโลก ความเข้าใจผิดบางประการก็เกิดขึ้นบ่อยครั้ง สิ่งสำคัญคือต้องขจัดความเข้าใจผิดตั้งแต่เนิ่นๆ เพื่อไม่ให้เกิดความสับสนมากขึ้นเมื่องานมีความซับซ้อนมากขึ้น

ความเข้าใจผิด: “ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ไปรอบๆ โลกเพื่อสร้างกลางวันและกลางคืน” 
เป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าทำไมนักเรียนอาจเข้าใจผิดเช่นนี้ เนื่องจากพวกเขาเห็นการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าทุกวัน จึงดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์กำลังหมุนรอบโลก ในความเป็นจริงโลกหมุนรอบแกนของตัวเองและยังโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วย การสร้างแบบจำลองวัฏจักรกลางวันและกลางคืนร่วมกับนักเรียนในห้องปฏิบัติการ STEM จะทำให้นักเรียนสามารถมองเห็นการเคลื่อนที่ของการหมุนของโลก และเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างการหมุนกับกลางวันและกลางคืนได้ดีขึ้น

ความเข้าใจผิด: “ทุกสถานที่ล้วนประสบกับกลางวันและกลางคืนในเวลาเดียวกัน”
นักเรียนบางคนเชื่อว่าเมื่อส่วนหนึ่งของโลกเป็นกลางวัน ทั่วทุกแห่งก็จะเป็นกลางวันเช่นกัน และเช่นเดียวกันกับกลางคืน อย่างไรก็ตาม โลกจะประสบกับกลางวันและกลางคืนในเวลาต่างกันเนื่องมาจากการหมุนของโลก ความเข้าใจผิดนี้มักจะมาพร้อมกับความเข้าใจผิดเกี่ยวกับเวลาและเขตเวลา การคอยเตือนให้เห็นภาพเวลาต่างๆ ทั่วโลกจะช่วยเตือนนักเรียนว่ากลางวันและกลางคืนสัมพันธ์กับตำแหน่งที่คุณอยู่บนพื้นผิวโลก การตั้งนาฬิกาในเขตเวลาต่างๆ หรือการตรวจสอบฟีดกล้องสดทั่วโลกเป็นวิธีที่ดีในการเตือนนักเรียนเกี่ยวกับพื้นที่ต่างๆ บนโลกที่มีเวลากลางวันหรือกลางคืนต่างกัน

จำไว้ว่าการทำความเข้าใจแนวคิดเหล่านี้ต้องใช้เวลา และไม่เป็นไรหากนักเรียนจะไม่เข้าใจทันที ต้องใช้วิธีการสอนที่หลากหลายเพื่อเสริมสร้างแนวคิด และเมื่อเวลาผ่านไป ความเข้าใจที่ถูกต้องควรจะเข้ามาแทนที่ความเข้าใจผิด

VEXcode GO คืออะไร?

VEXcode GO เป็นสภาพแวดล้อมการเขียนโค้ดที่ใช้ในการสื่อสารกับหุ่นยนต์ VEX GO นักศึกษาใช้อินเทอร์เฟซการลากและวางเพื่อสร้างโครงการ VEXcode GO เพื่อควบคุมการกระทำของหุ่นยนต์ในห้องปฏิบัติการ 2 วัตถุประสงค์ของแต่ละบล็อกสามารถระบุได้โดยใช้สิ่งบ่งชี้ทางภาพ เช่น รูปร่าง สี และป้ายกำกับ For more information on how to work with VEXcode GO, see the VEXcode GO Section of the VEX Library.

บล็อคใน VEXcode GO แสดงถึงคำสั่งหุ่นยนต์ที่ใช้ในการสร้างโปรเจ็กต์ใน VEXcode GO ต่อไปนี้เป็นรายการบล็อกหลักที่ใช้ในหน่วยนี้

บล็อก VEXcode GO	พฤติกรรม
	บล็อก {When started} เริ่มต้นการรันสแต็กบล็อกที่แนบมาเมื่อเริ่มต้นโครงการ
	บล็อก [ตั้งค่าแสงตา] จะตั้งค่าแสงบนเซ็นเซอร์ตาให้เปิดหรือปิด
	บล็อก [Spin for] จะหมุนมอเตอร์เป็นระยะทางที่กำหนด
	บล็อก [รอ] จะรอเป็นเวลาที่กำหนดก่อนที่จะย้ายไปยังบล็อกถัดไปในโปรเจ็กต์
	บล็อก [ความคิดเห็น] ช่วยให้คุณสามารถเขียนข้อมูลเพื่อช่วยอธิบายสิ่งที่คุณต้องการให้เกิดขึ้นในโครงการของคุณ