เมื่อสอนห้องทดลองที่ 4 และ 5 จะต้องมีแนวคิดทางคณิตศาสตร์และการคำนวณเพิ่มเติมเข้ามาเกี่ยวข้อง หน้านี้นำเสนอแหล่งข้อมูลเบื้องหลังที่เกี่ยวข้องกับครูเพื่อสนับสนุนคณิตศาสตร์ที่นักเรียนกำลังสำรวจในห้องทดลองเหล่านี้
คณิตศาสตร์ของการขับรถ
เพื่อเสร็จสิ้นขบวนพาเหรดใน Lab 4 นักเรียนจะต้องขับรถ Code Base ของตนลอยไปตามเส้นทางขบวนพาเหรดตรงระยะทาง แทนที่จะใช้บล็อกระบบขับเคลื่อนที่เคลื่อนล้อทั้งสองในเวลาเดียวกัน นักเรียนจะใช้บล็อก [หมุนสำหรับ] ใน VEXcode GO ดังที่แสดงไว้ที่นี่ เพื่อหมุนมอเตอร์ที่เชื่อมต่อกับล้อและเคลื่อนหุ่นยนต์ไปข้างหน้า [หมุนเพื่อ] บล็อกยอมรับ 'การหมุน' หรือ 'องศา' เป็นพารามิเตอร์ ในห้องทดลองที่ 4 นักเรียนจะคำนวณจำนวนรอบที่จะป้อนข้อมูลในโครงการนี้เพื่อขับเคลื่อนหุ่นยนต์ให้ห่างจากเส้นทางขบวนพาเหรด
ชมวิดีโอด้านล่างเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการคำนวณจำนวนรอบล้อที่จำเป็นในการขับเคลื่อนหุ่นยนต์ของคุณให้ตรงในระยะทางที่กำหนด
ข้อมูลอ้างอิงที่เป็นประโยชน์:
คำศัพท์เฉพาะและค่านิยมสำหรับล้อสีเทา:
ภาคเรียน | คำนิยาม | ภาพ | สูตร | ค่า |
---|---|---|---|---|
เส้นผ่านศูนย์กลาง | การวัดเส้นตรงที่พาดผ่านศูนย์กลางของวงกลม | ง = 2 อาร์ | ~ 50.93 มม. หรือ 2 นิ้ว | |
เส้นรอบวง | ระยะทางรวมรอบนอกวงกลม | ค = π ง | ~ 160 มม. หรือ 6.25 นิ้ว |
วัดได้อย่างแม่นยำ
เมื่อนักเรียนกำลังวัด ต้องแน่ใจว่าได้แนะนำพวกเขาในการวัดอย่างรอบคอบและแม่นยำ คุณสามารถใช้ VEX GO Printable Ruler ให้นักเรียนวัด หรือไม้บรรทัดในห้องเรียนได้
- เตือนนักเรียนให้เริ่มวัดจากจุดศูนย์บนไม้บรรทัด และให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับจุดสิ้นสุดของวัตถุที่พวกเขากำลังวัด การเริ่มต้นหรือสิ้นสุดการวัดอย่างไม่ถูกต้องจะส่งผลต่อการคำนวณและการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ในที่สุด
- ต้องแน่ใจว่านักเรียนรู้วิธีอ่านเครื่องหมายบนไม้บรรทัดที่พวกเขาใช้เพื่อที่จะวัดได้อย่างแม่นยำ หากไม้บรรทัดที่คุณใช้มีทั้งหน่วยอิมพีเรียลและหน่วยเมตริก (เช่น VEX GO Printable Ruler) ต้องแน่ใจว่านักเรียนใช้หน่วยวัดเดียวกันอย่างสม่ำเสมอ
- นักเรียนอาจปัดเศษการวัดเป็นหน่วยที่ใกล้ที่สุด หรือเศษส่วนของหน่วย การปัดเศษช่วยให้การคำนวณง่ายขึ้น หากจำเป็น แต่ยังทำให้การวัดมีความแม่นยำน้อยลงอีกด้วย ตัวอย่างเช่น คุณอาจสั่งให้นักเรียนปัดเศษขึ้นเป็นครึ่งนิ้วหรือเซนติเมตรที่ใกล้ที่สุด แต่หุ่นยนต์ของพวกเขาจะเคลื่อนที่ไปไกลกว่าที่ตั้งใจไว้เล็กน้อย หรือคุณอาจให้นักเรียนวัดขนาด ⅛ นิ้วหรือมิลลิเมตรที่ใกล้ที่สุด และพบว่าหุ่นยนต์ของพวกเขาเดินทางเข้าใกล้ระยะทางที่ต้องการมากขึ้น
- หากนักเรียนต้องการการฝึกปฏิบัติเพิ่มเติมเกี่ยวกับการวัด คุณสามารถใช้ การฝึกวัด VEX GO กิจกรรม กับนักเรียนเป็นรายบุคคลหรือเป็นกลุ่ม หรือกิจกรรมทั้งชั้นเรียนก็ได้
คณิตศาสตร์ของการหมุน 360°
เพื่อให้ขบวนพาเหรดในห้องทดลองที่ 5 เสร็จสมบูรณ์ นักเรียนจะต้องขับรถ Code Base ของตนไปลอยไปตามเส้นทางขบวนพาเหรดโดยมีการเลี้ยว
ฐานรหัสมีลูกศรแสดงการขับไปข้างหน้าแล้วเลี้ยวขวา
นักเรียนจะต่อยอดสิ่งที่พวกเขาเรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโค้ดหุ่นยนต์เพื่อเดินทางในระยะทางเป็นเส้นตรง เขียนโค้ดให้หุ่นยนต์ขับในระยะทางที่ไม่เป็นเชิงเส้น หรือการเลี้ยว นักเรียนยังคงคำนวณจำนวนเทิร์นที่ต้องใช้เพื่อเดินทางในระยะทางที่กำหนด ดังนั้นพวกเขาจะใช้สูตรเดียวกันกับในแล็บก่อนหน้า
ดูวิดีโอด้านล่างเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการคำนวณจำนวนการหมุนของล้อที่จำเป็นในการขับเคลื่อนหุ่นยนต์ 360° รอบกับนักเรียนของคุณ
ข้อมูลอ้างอิงที่เป็นประโยชน์:
เมื่อ Code Base หมุน ล้อขับเคลื่อนจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อหมุนหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่น หากต้องการหมุนหุ่นยนต์ไปทางขวา ล้อซ้ายจะขับเคลื่อนไปข้างหน้า ในขณะที่ล้อขวาจะขับเคลื่อนถอยหลัง
คำศัพท์เฉพาะทางและค่านิยมสำหรับฐานรหัส:
ภาคเรียน | คำนิยาม | ภาพ | สูตร | ค่า |
---|---|---|---|---|
เส้นผ่านศูนย์กลาง | การวัดเส้นตรงจากศูนย์กลางล้อแต่ละล้อ (หรือที่เรียกว่าฐานล้อ) | ง = 2 อาร์ | ~ 135 มม. หรือ 5.3 นิ้ว | |
เส้นรอบวง | ระยะทางรวมที่ขับเคลื่อนด้วยล้อเพื่อให้ครบ 360° | ค = π ง | ~ 424 มม. หรือ 16.7 นิ้ว |
คณิตศาสตร์ของการพลิกปริญญาใดๆ
ชมวิดีโอนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการคำนวณจำนวนการหมุนของล้อที่จำเป็นสำหรับหุ่นยนต์ในการหมุนทุกองศา
การแปลงเป็นองศา
บล็อก [หมุนเพื่อ] จะยอมรับการเลี้ยวหรือองศาเป็นพารามิเตอร์ หากต้องการใช้องศา เพียงคูณจำนวนรอบด้วย 360 ตัวอย่างนี้แสดงจำนวนองศาที่มอเตอร์จะหมุนเพื่อหมุนหุ่นยนต์เต็ม 360° โปรดทราบว่าในโครงการนี้ มอเตอร์กำลังหมุนในทิศทางตรงกันข้าม และ 'ไม่ต้องรอ' จะถูกเพิ่มเข้าไปในบล็อกแรก ดังนั้นมอเตอร์จึงหมุนพร้อมกัน สิ่งนี้จะหมุนหุ่นยนต์ไปทางขวาให้ได้ 360° ที่ต้องการ
ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย
มีความเข้าใจผิดหลายประการที่นักเรียนอาจมีเกี่ยวกับการวัดและคณิตศาสตร์ในการขับขี่และการเลี้ยว สิ่งเหล่านี้คือบางส่วนที่พบบ่อยที่สุด พร้อมคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการพูดคุยกับนักเรียนของคุณ
ตัวอย่างโซลูชั่น
ตัวอย่างโซลูชันแล็บ 4
*หมายเหตุ: 'และไม่ต้องรอ' ใช้กับบล็อกแรกในโครงการตัวอย่างเพื่อให้ทั้งสองบล็อกดำเนินการพร้อมกัน หากไม่มี 'และไม่รอ' มอเตอร์ตัวแรกจะหมุน จากนั้นตัวที่สอง และ Code Base จะไม่ขับเคลื่อนตามที่ตั้งใจไว้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่านักเรียนไม่ยุบ 'และอย่ารอ' มิฉะนั้นโครงการของพวกเขาจะไม่ทำงานตามที่ตั้งใจไว้
ในการขับเคลื่อนเส้นทางขบวนพาเหรดความยาว 48 นิ้ว (~122 ซม.) ฐานรหัสจะต้องเดินทาง ~7.68 รอบ การคำนวณจะแสดงทางด้านซ้าย และตัวอย่างโซลูชัน VEXcode GO ทางด้านขวา
ตัวอย่างวิธีแก้ปัญหาแล็บ 5
หากต้องการขับเคลื่อนเส้นทางขบวนพาเหรดความยาว 48 นิ้ว (~ 122 ซม.) และหมุนได้ 180 องศา ฐานรหัสจะต้องเคลื่อนที่ไปข้างหน้าประมาณ 7.68 รอบ จากนั้น หมุนมอเตอร์หนึ่งตัวไปข้างหน้า และอีกอันถอยหลังประมาณ ~ 1.47 รอบ การคำนวณจะแสดงข้างตัวอย่างโซลูชัน VEXcode GO ทางด้านขวา
หมายเหตุ: หากต้องการใช้องศาแทนการหมุน ให้คูณ การคำนวณเทิร์นด้วย 360
ส่วนต่อขยายขบวนพาเหรดเส้นทาง
หากนักเรียนต้องการความท้าทายเพิ่มเติม คุณสามารถขยายเส้นทางขบวนพาเหรดได้หลายวิธี นี่คือตัวอย่างหนึ่งที่มีวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้
ในเส้นทางตัวอย่างนี้ ระยะทางและการเลี้ยวในการขับรถจะลดลงครึ่งหนึ่งจากห้องแล็บ อย่างไรก็ตาม ในเส้นทางนี้ ทิศทางของการเลี้ยวมีความสำคัญ นอกจากการคำนวณใหม่แล้ว นักเรียนยังจะต้องคิดหาทิศทางในการหมุนวงล้อให้หมุนไปในทิศทางที่ต้องการด้วย
การคำนวณที่ลดลงครึ่งหนึ่งจากแล็บก่อนหน้ามีดังนี้:
ระยะการขับ = ~ 3.84 รอบ
ระยะการเลี้ยว = ~ 0.73 รอบ
ค่าเหล่านี้ใช้ในตัวอย่างโซลูชัน VEXcode GO ต่อไปนี้: