Skip to main content

Öğretmen Araç Kutusu simgesi Öğretmen Araç Kutusu

  • Etkinlik Özeti
    Bu araştırma, öğrencilere öncelikle sürüş için hızı ayarlamayı öğretecek ve daha sonra onlardan robotun hızının momentumunu nasıl etkilediğini keşfetmelerini isteyecektir. Bu etkinliğin ana hatları için burayı tıklayın (Google / .docx / .pdf). Robotun momentumunu anlamak, Strike Challenge bowling oyununa uygulanacak önemli bir kavram olacaktır.

  • Öğrenciler Neyi Programlayacak
    Speedbot (Drivetrain 2-motors, Gyro Yok) şablon projesinin kullanılması, öğrencilerin [Drive for] bloğunun hız ayarlarını, yalnızca bir [Sürüş hızını ayarla] bloğunu ekleyerek değiştirmelerine olanak tanır. yığın. Etkinliğin rehberli kısmında öğrencilerin [Sürüş hızını ayarla] bloğu üzerinde çalışmaları sağlanır ve etkinliğin sonunda onlardan hız programlama becerilerini momentum ve enerji aktarımı testlerine uygulamaları istenir.

Speedbot farklı hızlarda sürüşe hazır!

Bu araştırma, Speedbot'u göreve en uygun hızlarda gidecek şekilde programlama hakkında daha fazla bilgi edinmenize yardımcı olacaktır. Oyunun sonundaki Strike Challenge'da, Speedbot'un hızlı olmasını ve büyük bir momentuma sahip olmasını, ancak topa iyi bir açıyla ve büyük bir kuvvetle vurmak için kontrolü elinde tutmasını sağlayacak bir hız bulmanız gerekecek.

Bu araştırmanın ilk bölümünde kullanılacak VEXcode V5:

​​​​​​​

Öğretmen İpuçları simgesi Öğretmen İpuçları

Öğrenci VEXcode V5'i ilk kez kullanıyorsa, bu keşif sırasında istedikleri zaman Eğitimlere başvurabilirler. Öğreticiler araç çubuğunda bulunur.

2020-11-30_14-15-09.jpg

Blok hakkında daha fazla bilgi edinmek için Yardım açın ve ardından hakkında bilgi almak istediğiniz bloğu seçin.

Her öğrenci grubu gerekli donanımı ve grubun mühendislik not defterini almalıdır. Daha sonra VEXcode V5'i açın.

Gerekli malzemeler:
Miktar İhtiyac duyulan malzemeler
1

Sürat Robotu Robotu

1

Şarjlı Robot Pili

1

VEXcode V5

1

USB Kablosu (bilgisayar kullanılıyorsa)

1

Mühendislik Defteri

1

Top (futbol topunun boyutu ve şekli)

1

3m x 3m boş alan

1

Metre çubuğu veya Cetvel

1

Bant rulo

1

Veri tablosu

Öğretmen İpuçları simgesi Öğretmen İpuçları

  • Öğrencilerin bunu yapma alışkanlığı kazanmaları için Speedbot'un hazır olup olmadığını kontrol etmeye yönelik adımların her birini modelleyin.

Adım 1: Keşif için Hazırlık

Keşif için hazırlanıyor

Etkinliğe başlamadan önce bu öğelerin her biri hazır mı?

Adım 2: Yeni Bir Proje Başlatın

Projenize başlamadan önce Speedbot (Transparan 2 motorlu, Gyro Yok) - Şablon projesini seçin. Şablon projesi Speedbot'un motor konfigürasyonunu içerir. Şablon kullanılmazsa robotunuz projeyi doğru şekilde çalıştırmayacaktır.

  • Dosya menüsünü açın.

  •   Örneklerseçin.

  •  Speedbot (Tahrik sistemi 2 motor, Gyro Yok) şablon projesini seçin ve açın.

  • Projenizi Sürüş Hızı olarak yeniden adlandırın çünkü [Sürücü hızını ayarla] bloğunu kullanacağız.

  • Projenizi kaydedin.

    • Bir projeyi kaydetme konusunda yardım için VEXcode V5 içindeki Öğreticileri inceleyin.

       

  •  Drive Velocity proje adının artık araç çubuğunun ortasındaki pencerede olduğundan emin olun.

Öğretmen İpuçları simgesi Öğretmen İpuçları

  • Öğrencilerin Speedbot (Tahrik Sistemi 2 motorlu, Gyro Yok) şablon projesini seçtiklerinden emin olun.

  • Öğrencilere Örnekler sayfasında seçebilecekleri çeşitli şablonlar olduğunu belirtebilirsiniz. Başka robotlar yapıp kullandıkça farklı şablonlar kullanma şansına sahip olacaklar.

Öğretmen Araç Kutusu simgesi Öğretmen Araç Kutusu

  • Projeleri Kaydetme
    VEXcode V5'i ilk açtıklarında pencerenin VEXcode Project olarak etiketlendiğini ve kaydedilmediğini (araç çubuğunda belirtilmiştir) belirtin. VEXcode Projesi, VEXcode V5 ilk açıldığında varsayılan proje adıdır. Proje Drive Velocity olarak yeniden adlandırılıp kaydedildiğinde, ekran Kaydedildi olarak güncellenir. Araç çubuğundaki bu pencereyi kullanarak öğrencilerin doğru projeyi kullanıp kullanmadığını ve projenin kaydedildiğini kontrol etmek kolaydır.

    Bir proje ilk kez kaydedildiğinde VEXcode V5, proje adının yanındaki mesajda belirtildiği gibi sonraki değişiklikleri otomatik olarak kaydeder.

    Öğrencilere artık ilk projelerine başlamaya hazır olduklarını söyleyin. Öğrencilere, birkaç basit adımı izleyerek Speedbot'un aktarma organlarının hızını ayarlayacak bir proje oluşturup yürütebileceklerini açıklayın.

  • Durdurun ve Tartışın
    Bu, duraklatmak ve öğrencilerin VEXcode V5'te yeni bir projeye başlarken bireysel olarak veya gruplar halinde tamamlanan adımları gözden geçirmelerini sağlamak için iyi bir noktadır. Öğrencilerden kendi gruplarında veya tüm sınıfta paylaşmadan önce bireysel olarak düşünmelerini isteyin.

Adım 3: Farklı Hızlarda 450 mm İleri Sürün

  • Bu projeyi VEXcode V5'te oluşturun.

Öğretmen Araç Kutusu simgesi Öğretmen Araç Kutusu

Bu yığındaki ikinci ve üçüncü blokların dördüncü ve beşinci bloklarla aynı olduğuna dikkat edin. Üçüncü bloğu ekledikten sonra öğrenci ikinci bloğa sağ veya uzun tıklayıp dördüncü ve beşinci blokları eklemek için Çoğalt'ı seçebilir. Daha sonra dördüncü bloğun hızı %75'e değiştirilebilir.

  • Yuva simgesini seçin. Projenizi Robot Beyindeki mevcut sekiz yuvadan birine indirebilirsiniz. Yuva 1'i seçin.

  • Robotu bilgisayarınıza veya tabletinize bağlayın. Başarılı bir bağlantı kurulduğunda araç çubuğundaki Beyin simgesi yeşile döner.

  • Daha sonra Drive Velocity projesini Robot Beynine indirmek için araç çubuğundaki İndir butonuna tıklayın.

  • Robot Beyninin ekranına bakarak projenizin Speedbot'un Beynine indirildiğinden emin olun. Proje adı Yuva 1'de listelenmelidir.

  • Projeyi seçip Çalıştır'a basarak projeyi Speedbot robotunda çalıştırın.

Öğretmen Araç Kutusu simgesi Öğretmen Araç Kutusu

  • Dur ve Tartış
    Öğrencilerden, bu proje Speedbot robotuna indirilip çalıştırıldığında ne olacağını düşündüklerini tahmin etmelerini isteyin. Öğrencilere tahminlerini mühendislik defterlerine yazmalarını söyleyin. Zaman kalırsa her gruptan tahminlerini paylaşmalarını isteyin.

    Öğrenciler Speedbot'un önce varsayılan hızında (%50), ardından varsayılan hızından daha yavaş (%25) ve ardından varsayılan hızından daha hızlı (%75) ilerleyeceğini tahmin etmelidir.

  • İlk Model Seçeneği
    Tüm öğrencilerin aynı anda denemesinden önce projeyi sınıfın önünde yürüten model. Öğrencileri bir alanda toplayın ve Speedbot'un yere yerleştirilmesi durumunda 450 mm hareket edebilmesi için yeterli alan bırakın.

    Öğrencilere artık projelerini yürütme sırasının kendilerine geldiğini söyleyin. Yollarının açık olduğundan ve hiçbir robotun birbirine çarpmayacağından emin olun.

Adım 4: Farklı Hızlarda İleri ve Geri Sürün

  • İkinci sürücüyü ileri yerine geriye doğru sürmek için blok için değiştirin.

  • Daha sonra projeyi indirin.

  • Projeyi Speedbot robotunda çalıştırın.

Öğretmen Araç Kutusu simgesi Öğretmen Araç Kutusu - 4. Adımın Tamamlanması

  • VEXcode V5 otomatik olarak kaydedeceğinden projeyi tekrar kaydetmenize gerek yoktur.

  • [Drive for] bloğunu ileri  gerideğiştirmek için, açılır menüye tıklayın ve geriseçin.

  • Öğrenciler bilgisayar kullanıyorsa USB kablosunu Robot Beyinden çıkarmalarını isteyin. Bir projeyi yürütürken robotun bilgisayara bağlı olması, robotun bağlantı kablosunu çekmesine neden olabilir.

  • Yeni bir slot seçmediğimiz için yeni proje Slot 1'e indirilecek ve önceki projenin yerine geçecektir.

Öğretmen İpuçları simgesi Öğretmen İpuçları

Ekiplerden gerekirse test alanını ve topu paylaşmalarını isteyin, ancak her birinin kendi topuna sahip birden fazla test alanı da kurulabilir. Test alanlarını mı ayarlamak istediğinize yoksa öğrencilerin bunu yapmasını mı istediğinize karar verin.

Adım 5: Test Alanınızı Ayarlama

Örnek test alanı düzeni

  • Yukarıdaki resimde gösterilen yatay çizgiye benzer şekilde zeminde 3 m'lik bir çizgi oluşturmak için bant ve ölçüm çubuğu kullanın.

    • Çizgi oluşturulduktan sonra, yukarıdaki resimdeki dikey çizgiler gibi 3 m'lik çizgi boyunca 1 m'lik çizgiler oluşturmak için bandı ve ölçüm çubuğunu bir kez daha kullanın. 0 cm'den başlayarak dikey çizgi üzerinde her 50 cm'lik işarette 1 m'lik bir çizgi bantlayın.

    • Daha kısa yatay çizgiler, daha uzun dikey çizginin üzerinde ortalanmalıdır.

  • Alan kurulurken ekibinizin bir veya iki üyesi Momentumadında yeni bir proje oluşturmalıdır. Hızı %50'ye ayarlayın ve Speedbot'un 50 cm'deki ilk hatta doğru ilerlemesini sağlayın. 1 cm = 10 mm'yi aklınızda bulundurun, böylece robot 50 cm veya 500 milimetre ileri gidecektir.

Öğretmen Araç Kutusu simgesi Öğretmen Araç Kutusu - Neden bu etkinlik?

Veri toplama ve analiz, hatta basit örüntü tanıma temel bilim becerileridir. Bu aktivite, yaygın yanlış adımları önleyerek veri analizine yapı katar. Talimatların öğrencilere robotun hızını değiştirmenin yanı sıra robotun sürüş mesafesini de değiştirmelerini söylemediğine dikkat edin. Bu, öğrenen bilim adamlarının Değişkenlerin Kontrolü Stratejisi adını verdikleri şeyin kasıtlı bir uygulamasıdır. Acemi araştırmacılara, ikinci bir değişken (yani topun çarpışmadan sonra kat ettiği mesafe) üzerindeki etkisini belirlemek için her seferinde bir değişkeni (yani bu durumda hız) manipüle etmeyi öğretmek önemlidir çünkü bu, öğrencilerin mutlaka benimseyecekleri bir yaklaşım değildir. tahmin-kontrol yaklaşımıyla kendiliğinden. Tipik tahmin ve kontrol yaklaşımları genellikle aynı anda birden fazla değişkeni manipüle eder (yani robotun hem hızını hem de kat ettiği mesafeyi değiştirir) ve kesişmenin topun dönüşten sonra kat edeceği mesafe üzerindeki etkisini gözlemler. Bu aktivite öğrencileri bundan uzaklaştırmaya çalışır çünkü değişkenler arasındaki ilişkiler belirsizdir. Robotun daha yüksek hızı mı, robotun daha uzak mesafeye gitmesi mi, yoksa her ikisi de topun daha uzağa gitmesine neden olur mu? Her iki değişkeni aynı anda manipüle ettiğimizde buna cevap veremeyiz.

Ancak ekipler kendiliğinden robotu farklı mesafelere sürmeyi deneyebilir. Bunu gözlemlerseniz, onlardan yalnızca mesafeyi değiştirmelerini ancak hızı orijinal 500 mm mesafeyle yapılan bir denemede olduğu gibi aynı tutmalarını isteyin. Bu şekilde, robotun sürüş mesafesinin topun ne kadar uzağa gideceğini de etkileyip etkilemediğini görmek için aynı hızı farklı sürüş mesafeleriyle karşılaştırabilirler.

Adım 6: Çarpışma Sırasında Enerji Transferinin Test Edilmesi

Öğretmen İpuçları simgesi Öğretmen İpuçları

  • Topun farklı mesafelerde farklı yönlerde sıçraması için alanı hazırlayın. Gerektiğinde kapıları ve/veya pencereleri kapatın.

  • Hızı Keşfetme tablosu aşağıdan kaydedilebilir veya öğrenciler tabloyu mühendislik defterlerinde yeniden oluşturabilirler.

  • Ekip mühendisliği not defterlerini değerlendirmek için bir değerlendirme burada bulabilirsiniz (Google ) ve bireysel not defterlerini değerlendirmek bir değerlendirme tablosunu burada bulabilirsiniz (Google .docx .). Öğrenci çalışmalarını bir dereceli puanlama anahtarıyla değerlendirmeyi planladığınızda, proje üzerinde çalışmaya başlamadan önce dereceli anahtarı onlarla paylaştığınızdan emin olun.

Topu 50cm yatay çizgi üzerinde ortalayın ve robotunuzu ön tarafı 0cm yatay çizgi üzerinde ortalanacak şekilde yerleştirin. Robotun ön tarafının top yönüne baktığından emin olun. Hızı %50'ye ayarlanmış olan ilk Momentum projenizi çalıştırın ve robot topla çarpışırken çok dikkatli olun.

Ayarlanan hızı, gidilen mesafeyi ve topun kat ettiği mesafeyi bu Veri Tablosuna kaydedin (Google / .pdf). Tablonun ilk satırı, bir önceki adımda üzerinde çalıştığınız Momentum projesi temel alınarak sizin için başlatıldı. Farklı hızlar ayarlamayı denedikçe bu tabloya veri eklemeye devam edin. Daha sonra bulgularınızı sınıf olarak tartışırken diğer ekiplerin verilerini ekleyebilirsiniz.

Verilerinizi toplarken mühendislik not defterinizde aşağıdaki soruları düşünün ve yanıtlayın:

  1. Çarpışma sırasında robotun momentumunun topa enerji aktardığını nasıl anlarsınız? Detaylarıyla açıklayın.

  2. Testi en az iki kez daha tekrarlayın. %50'den daha düşük bir hız deneyin. Topu pozisyonuna sıfırlayın ve topun ne kadar uzağa gittiğini tabloya kaydedin. Ayrıca %50'nin üzerinde bir hız deneyin. Topu pozisyonuna sıfırlayın ve topun ne kadar uzağa gittiğini tabloya kaydedin.

  3. Tüm gruplar üç testi tamamladıktan sonra diğer grupların seçtikleri hızları ve testlerinde topun ne kadar uzağa gittiğini tartışın. Ekipler verilerini paylaştıkça bulgularını tablonuza ekleyin.

  4. Verilerdeki kalıp(lar)ı arayın. Ayarlanan hız arttıkça topun kat ettiği mesafe artar mı yoksa azalır mı?

 

Öğretmen Araç Kutusu simgesi Öğretmen Araç Kutusu - Cevaplar

  1. Topun hareketi, robotun çarpışma sırasında enerji aktardığının kanıtıdır. Öğrenciler ayrıca topun çarpma sonrasındaki hızını veya hareket yönünü kanıt olarak tanımlayabilirler.

  2. Topun kat ettiği mesafe, kullanılan topun kütlesine/ağırlığına ve robot için ayarlanan hıza bağlıdır.

  3. Öğrenciler, yüksek hızların topun düşük hızlara göre daha uzağa gitmesine yol açtığını bilmelidir. Bunu açıkça robotun momentumuna bağlayın. Robotun ağırlığının değişmediğini, yalnızca hızının değiştiğini, her ikisinin de robotun momentumuna katkıda bulunduğunu vurgulayın. Robot daha ağır olsaydı topun bu kadar uzağa gidebileceğini düşünüp düşünmediklerini sorun. Muhtemelen öyle olacaktır. Bir sonraki okumada çarpışma sırasında topun kütlesinin etkileri hakkında daha fazla bilgi bulacaksınız.

  4. Öğrenci grupları çok değişken hızlar seçmiş olabilir, ancak genel öğrenme hedefi öğrencilerin daha yüksek hızların daha büyük momentuma yol açtığını ve çarpışmalar sırasında topa daha fazla enerji aktardığını fark etmelerini sağlamaktır.