เคล็ดลับสำหรับครู
ให้นักเรียนมีเวลาเพียงพอสำหรับการทดสอบและบันทึกการทำงานหลายครั้งของหุ่นยนต์ด้วยสินค้าแล้วตอบคำถามเหล่านี้โดยตรวจสอบข้อมูลที่เก็บรวบรวม ตารางสำหรับข้อมูลนั้นมีให้ด้านล่าง
คุณจะวางขวดเป็นสินค้าไว้ที่ใด?
ใน Claw Arm Challenge คุณจะต้องขนส่งขวดโดยใช้ V5 Clawbot นั่นเป็นเรื่องง่ายแต่คุณต้องแข่งหุ่นยนต์ของคุณด้วยแขนกรงเล็บที่ยกขึ้นสูงต่างกัน ดังนั้นเพื่อป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์ของคุณตกลงมาคุณจะต้องตัดสินใจเลือกตำแหน่งที่ดีที่สุดของขวด ทดสอบสมมติฐานของคุณและทำการทดลองด้วย V5 Clawbot ของคุณ
เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบคำถามต่อไปนี้:
- จุดศูนย์ถ่วงของ V5 Clawbot (CoG) อยู่ที่ไหน?
- CoG ของมันเคลื่อนที่เมื่อแขนก้ามปูยกขึ้นหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นจะไปในทิศทางใด?
- V5 Clawbot สามารถเร่งความเร็วได้เร็วเพียงใดและยังคงมีเสถียรภาพในขณะที่แขนของมันลดลง?
- V5 Clawbot สามารถเร่งความเร็วและทรงตัวได้เร็วแค่ไหนในขณะที่ยกแขนขึ้น?
- ตำแหน่งของขวดมีผลต่อความเสถียรของ V5 Clawbot หรือไม่?
- ใครควรเป็นคนขับในแต่ละรอบของทั้งสามรอบ?
กล่องเครื่องมือครู
คำตอบของคำถามเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับข้อมูลที่เก็บรวบรวมเกี่ยวกับน้ำหนักและตำแหน่งของขวดส่วนขยายของแขนกรงเล็บและรูปแบบที่แตกต่างกันของไดรเวอร์ การวิเคราะห์ข้อมูลของนักเรียนควรแจ้งคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้
กำลังบันทึกข้อมูล
การบันทึกข้อมูลช่วยให้คุณรวบรวมข้อมูลที่จำเป็นต่อการตัดสินใจที่ถูกต้องและสมเหตุสมผล
ใช้ตารางตัวอย่างด้านล่างบันทึกผลลัพธ์ของคุณจากการทดลองใช้อย่างน้อย 9 ครั้ง เขียนผลการทดลองแต่ละครั้งในแถวใหม่ กรอกข้อมูลในแต่ละคอลัมน์ดังต่อไปนี้:
- คนขับ: ชื่อของเพื่อนร่วมทีมที่ขับหุ่นยนต์
- ตำแหน่งขวด: ตำแหน่งที่คุณวางขวดไว้บนหุ่นยนต์
- ความสูงของแขน: ความสูงที่แขนของหุ่นยนต์ยกขึ้น
- ความเร่ง: การวัดความเร็วที่คุณเร่งหุ่นยนต์ในตอนเริ่มต้น
- ความเร่ง = การเปลี่ยนแปลงความเร็ว/การเปลี่ยนแปลงเวลา
- ตรงไปตรงมา: ใช่หรือไม่ใช่
หลังจากที่คุณบันทึกการทดลองใช้แต่ละครั้งแล้วให้ใช้ผลลัพธ์เพื่อเลือกตำแหน่งสำหรับขวดที่ช่วยให้คุณเร่งความเร็วได้อย่างรวดเร็วและคงที่
กล่องเครื่องมือครู
วัตถุประสงค์ของกิจกรรมนี้คือเพื่อให้นักเรียนตระหนักว่าการวิเคราะห์พื้นฐานของข้อมูลที่บันทึกไว้ (เช่นการตรวจจับรูปแบบ) สามารถแจ้งการตัดสินใจหลังจากการทดสอบอย่างเป็นระบบได้อย่างไร ตามหลักการแล้วนักเรียนควรทำการทดลองหลายครั้งด้วยเทคนิคตัวแปรควบคุมที่ใช้ในการทดลองอย่างง่ายกับหุ่นยนต์ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันและตัดสินใจว่าเงื่อนไขใดดีที่สุด นักเรียนจะทดสอบตัวแปรแต่ละตัวกับตัวแปรอื่นๆทั้งหมดที่คงที่เพื่อให้สามารถทำการเปรียบเทียบที่เป็นธรรมในการทดลองได้ในที่สุด อย่างไรก็ตามในห้องเรียนที่อาจเป็นไปไม่ได้เพราะการทดสอบอย่างละเอียดโดยใช้วิธีนี้จะต้องมีการทดลองหลายครั้ง ดังนั้นการประนีประนอมในวิธีการทดสอบสามารถทำได้ ไม่ว่าจะด้วยวิธีการใดการวิเคราะห์ของนักเรียนควรเน้นถึงผลกระทบของจุดศูนย์ถ่วงตำแหน่งหุ่นยนต์และสินค้าการเร่งความเร็วและตัวขับเคลื่อนในการทำงานตลอดการทดลอง
สร้างแรงจูงใจในการอภิปราย
กิจกรรมนี้ช่วยให้นักเรียนผ่านการทดลองหุ่นยนต์อย่างเป็นระบบโดยการทดลองง่ายๆ คำถามเหล่านี้อาจช่วยให้เข้าใจได้ว่าประเด็นของกิจกรรมนี้คืออะไร
ถาม: เหตุใดวิธีนี้จึงดีกว่าเพียงแค่การคาดเดาและตรวจสอบผ่านการปฏิบัติ?
ตอบ: ความทรงจำของ มนุษย์เกี่ยวกับวิธีการและเหตุผลที่บางสิ่งทำงานหรือไม่ทำงานมีข้อจำกัดและมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาด ดังนั้นบันทึกหรือบันทึกเงื่อนไขของการทดลองแต่ละครั้งโดยใช้ข้อเท็จจริงที่เป็นระเบียบของข้อมูลจากการทดลองแต่ละครั้งเพื่อให้สามารถมองเห็นรูปแบบได้ สิ่งนี้ดีกว่าการมองหารูปแบบจากประสบการณ์เพียงอย่างเดียวเพราะความลำเอียงและข้อจำกัดของหน่วยความจำเป็นอุปสรรคต่อสิ่งนั้น
ถาม: คุณ คิดว่ามืออาชีพทดสอบสิ่งเหล่านี้จริงๆหรือไม่? ทำไมพวกเขาต้องทำ?
ตอบ: วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ทดสอบการออกแบบและทฤษฎีของพวกเขาอย่างเป็นระบบตลอดเวลา! พวกเขารวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจและแผนการที่พวกเขาทำ พวกเขาทำเช่นนี้เพราะบ่อยครั้งที่ความเสี่ยงทางการเงินหรือทางชีวภาพสูง พวกเขาไม่สามารถเสี่ยงต่อความผิดพลาดที่มีราคาแพงต่อหุ่นยนต์หรือแย่กว่านั้นมากต่อชีวิตของบุคคล การทดสอบการป้องกันอย่างระมัดระวังโดยการวางแผนบางอย่างจะขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงเกี่ยวกับข้อมูลที่เก็บรวบรวม