Skip to main content

Значок панелі інструментів вчителя Інструменти вчителя

  • План заняття
    Це дослідження спочатку познайомить студентів із встановленням швидкості для водіння, а потім попросить їх дослідити, як швидкість робота впливає на його імпульс. Натисніть тут (Google / .docx / .pdf), щоб переглянути схему цієї діяльності. Розуміння імпульсу робота буде важливою концепцією для застосування в грі в боулінг Strike Challenge.

  • Що програмуватимуть учні
    Використання шаблону проекту Speedbot (Drivetrain 2-motors, No Gyro) дозволяє учням змінювати налаштування швидкості блоку [Drive for], просто додаючи блок [Set drive velocity] до стек. Керована частина вправи полягає в тому, що студенти працюють із блоком [Set drive velocity], а в кінці вправи їм пропонується застосувати свої навички програмування швидкості для тестів імпульсу та передачі енергії.

Speedbot готовий їздити на різних швидкостях!

Це дослідження допоможе вам дізнатися більше про програмування Speedbot для руху зі швидкістю, яка найкраще підходить для цього завдання. Наприкінці Strike Challenge вам потрібно буде знайти швидкість для Speedbot, яка дозволить йому бути швидким і мати великий імпульс, але зберігати контроль, щоб вдарити по м’ячу під хорошим кутом і з великою силою.

VEXcode V5, який буде використовуватися в першій частині цього дослідження:

​​​​​​

Піктограма «Поради вчителю». Поради вчителю

Якщо учень вперше використовує VEXcode V5, він може звернутися до посібників у будь-який час під час цього дослідження. Підручники розташовані на панелі інструментів.

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

Щоб дізнатися більше про блок, відкрийте Довідка і виберіть блок, про який хочете прочитати.

Кожна група студентів повинна отримати необхідне обладнання та інженерний зошит групи. Потім відкрийте VEXcode V5.

Необхідні матеріали:
Кількість Необхідні матеріали
1

Робот Speedbot

1

Заряджена батарея робота

1

VEXcode V5

1

USB-кабель (якщо використовується комп’ютер)

1

Інженерний зошит

1

М'яч (розміром і формою футбольного м'яча)

1

3м х 3м вільного простору

1

Метр або лінійка

1

Рулон стрічки

1

Таблиця даних

Піктограма «Поради вчителю». Поради вчителю

  • Змоделюйте кожен крок для перевірки готовності Speedbot, щоб учні мали звичку робити це.

Крок 1: Підготовка до дослідження

Підготовка до розвідки

Перш ніж почати вправу, чи підготували ви кожен із цих елементів?

Крок 2: Почніть новий проект

Перш ніж розпочати свій проект, виберіть проект Speedbot (2-мотори трансмісії, без гіроскопа) – шаблон. Проект шаблону містить конфігурацію двигуна Speedbot. Якщо шаблон не використовується, ваш робот не запустить проект належним чином.

  • Відкрийте меню «Файл».

  • Виберіть Відкрити Приклади.

  • Виберіть і відкрийте проект шаблону Speedbot (Drivetrain 2-motors, No Gyro).

  • Перейменуйте свій проект Drive Velocity оскільки ми будемо використовувати блок [Set drive velocity].

  • Збережіть свій проект.

    • Щоб отримати допомогу щодо збереження проекту, перегляньте навчальні посібники у VEXcode V5.

       

  • Переконайтеся, що назва проекту Drive Velocity тепер у вікні в центрі панелі інструментів.

Піктограма «Поради вчителю». Поради вчителю

  • Переконайтеся, що учні вибрали шаблонний проект Speedbot (Drivetrain 2-motors, No Gyro).

  • Ви можете звернути увагу учнів на те, що на сторінці Приклади є кілька шаблонів для вибору. У міру створення та використання інших роботів вони матимуть можливість використовувати різні шаблони.

Значок панелі інструментів вчителя Інструменти вчителя

  • Збереження проектів
    Зауважте, що коли вони вперше відкрили VEXcode V5, вікно було позначено Проект VEXcode і не було збережено (вказано на панелі інструментів). Проект VEXcode — це назва проекту за умовчанням, коли VEXcode V5 відкривається вперше. Після зміни назви проекту Drive Velocity і його збереження відображення оновлюється до Saved. Використовуючи це вікно на панелі інструментів, легко перевірити, чи учні використовують правильний проект і чи він збережений.

    Після первинного збереження проекту VEXcode V5 автоматично зберігає будь-які подальші зміни, як зазначено в повідомленні біля назви проекту.

    Скажіть учням, що тепер вони готові розпочати свій перший проект. Поясніть студентам, що, виконавши кілька простих кроків, вони зможуть створити та запустити проект, який встановлюватиме швидкість трансмісії Speedbot.

  • Зупиніться та обговоріть
    Це хороший момент, щоб зробити паузу та попросити студентів переглянути кроки, які щойно було виконано під час запуску нового проекту у VEXcode V5 окремо або в групах. Попросіть студентів поміркувати окремо перед тим, як поділитися зі своєю групою чи всім класом.

Крок 3: Рухайтеся вперед на 450 мм на різних швидкостях

  • Створіть цей проект у VEXcode V5.

Значок панелі інструментів вчителя Інструменти вчителя

Зверніть увагу, що в цьому стеку другий і третій блоки такі ж, як четвертий і п'ятий блоки. Після додавання третього блоку учень може клацнути правою або довгою кнопкою миші другий блок і вибрати «Дублювати», щоб додати четвертий і п’ятий блоки. Тоді швидкість четвертого блоку можна змінити до 75%.

  • Виберіть піктограму слота. Ви можете завантажити свій проект в один із восьми доступних слотів у Robot Brain. Виберіть слот 1.

  • Підключіть робота до комп'ютера або планшета. Піктограма «Мозок» на панелі інструментів стає зеленою після успішного підключення.

  • Потім натисніть кнопку «Завантажити» на панелі інструментів, щоб завантажити проект Drive Velocity у мозок робота.

  • Перевірте, чи ваш проект завантажено в Speedbot's Brain, подивившись на екран Robot Brain. Назва проекту має бути вказана в слоті 1.

  • Запустіть проект на роботі Speedbot, вибравши проект і натиснувши «Запустити».

Значок панелі інструментів вчителя Інструменти вчителя

  • Зупиніться та обговоріть
    Попросіть учнів передбачити, що, на їхню думку, станеться, коли цей проект буде завантажено та запущено на роботі Speedbot. Скажіть учням записати свої передбачення у своїх інженерних зошитах. Якщо дозволяє час, попросіть кожну групу поділитися своїм прогнозом.

    Студенти повинні передбачити, що Speedbot спочатку рухатиметься вперед зі швидкістю за замовчуванням (50%), потім повільніше (25%), ніж швидкість за замовчуванням, а потім швидше (75%), ніж швидкість за замовчуванням.

  • Можливість спочатку змоделювати
    Змоделюйте виконання проекту перед класом, перш ніж спробувати всі учні одночасно. Зберіть учнів в одній зоні та залиште достатньо місця, щоб Speedbot міг рухатися на 450 мм, якщо його поставити на підлогу.

    Скажіть учням, що тепер їхня черга виконувати свій проект. Подбайте про те, щоб у них був вільний шлях і щоб роботи не зіткнулися один з одним.

Крок 4: рухайтеся вперед і назад на різних швидкостях

  • Змініть другий привід на блок, щоб рухатися заднім ходом, а не вперед.

  • Потім завантажте проект.

  • Запустіть проект на роботі Speedbot.

Значок панелі інструментів вчителя Інструменти вчителя Виконання кроку

  • Немає потреби знову зберігати проект, оскільки VEXcode V5 збереже автоматично.

  • Щоб змінити блок [Drive for] з вперед на назад, просто клацніть спадне меню та виберіть назад.

  • Якщо студенти користуються комп’ютером, попросіть їх від’єднати кабель USB від мозку робота. Підключення робота до комп’ютера під час виконання проекту може призвести до того, що робот потягне за з’єднувальний кабель.

  • Оскільки ми не вибираємо новий слот, новий проект буде завантажено в слот 1 і замінить попередній проект.

Піктограма «Поради вчителю». Поради вчителю

Попросіть команди розділити зону для тестування та м’яч, якщо це необхідно, але також можна створити кілька зон для тестування, кожна зі своїм м’ячем. Вирішіть, чи хочете ви створити зону(и) тестування, чи хочете, щоб це зробили студенти.

Крок 5: Налаштування зони тестування

Приклад планування зони тестування

  • Використовуйте стрічку та метр, щоб створити 3-метрову лінію на підлозі, як горизонтальну лінію, показану на зображенні вище.

    • Після того, як лінія створена, скористайтеся стрічкою та метром ще раз, щоб створити лінії довжиною 1 м через лінію 3 м, як вертикальні лінії на зображенні вище. Наклейте лінію довжиною 1 м через кожні 50 см на вертикальній лінії, починаючи з 0 см.

    • Коротші горизонтальні лінії повинні бути відцентровані відносно довшої вертикальної лінії.

  • Поки область налаштовується, один або два члени вашої команди повинні створити новий проект під назвою Momentum. Встановіть швидкість на 50% і попросіть Speedbot рухатися вперед до першої лінії на 50 см. Майте на увазі, що 1 см = 10 мм, тому робот буде рухатися вперед на 50 см або 500 міліметрів.

Значок панелі інструментів вчителя Інструменти вчителя - Чому це завдання?

Збір і аналіз даних, навіть просте розпізнавання образів, є основними науковими навичками. Ця дія додає структуру до аналізу даних, запобігаючи поширеним помилкам. Зауважте, що в інструкціях студентам не наказано змінювати відстань руху робота разом із зміною швидкості робота. Це навмисне застосування того, що дослідники називають стратегією контролю змінних. Навчати дослідників-початківців маніпулювати однією змінною за раз (тобто швидкістю в даному випадку) для визначення її впливу на другу змінну (тобто відстань, яку м’яч проходить після зіткнення) важливо, оскільки це не обов’язково той підхід, який приймуть студенти. спонтанно за принципом «здогадайся і перевір». Типові підходи «пригадай і перевір» часто маніпулюють декількома змінними одночасно (тобто змінюють як швидкість, так і відстань, яку проходить робот), і спостерігають за впливом злиття на відстань, яку м’яч проходить після обертання. Ця діяльність намагається відвернути студентів від цього, оскільки зв’язки між змінними тоді неоднозначні. Більша швидкість робота, більша відстань, яку робот проїжджає, чи те й інше спонукає м’яч рухатися далі? Ми не можемо відповісти на це, якщо маніпулюємо обома змінними одночасно.

Однак команди можуть спонтанно спробувати проїхати робота на різні відстані. Якщо ви помітили це, попросіть їх лише змінити відстань, але зберегти швидкість такою ж, як у випробуванні з початковою дистанцією 500 мм. Таким чином вони можуть порівнювати ту саму швидкість з різними дистанціями, щоб побачити, чи відстань робота також впливає на те, наскільки далеко м’яч подолає.

Крок 6: Перевірка передачі енергії під час зіткнень

Піктограма «Поради вчителю». Поради вчителю

  • Підготуйте зону, щоб м’яч відскакував у різних напрямках на різні відстані. За необхідності закрийте двері та/або вікна.

  • Таблицю для вивчення швидкості можна зберегти знизу, або учні можуть відтворити таблицю у своїх зошитах з техніки.

  • Рубрику для оцінювання блокнотів для командного проектування можна знайти тут (Google / .docx / .pdf), а рубрику для оцінювання окремих блокнотів можна знайти тут (Google / .docx / ). pdf). Щоразу, коли ви плануєте оцінювати роботу студентів за допомогою рубрики, обов’язково повідомте їм цю рубрику, перш ніж вони почнуть працювати над проектом.

Центруйте м’яч на горизонтальній лінії на відстані 50 см і розташуйте робота так, щоб його передня частина була в центрі горизонтальної лінії на відстані 0 см. Переконайтеся, що передня частина робота спрямована в напрямку м’яча. Запустіть свій перший проект Momentum зі швидкістю, встановленою на 50%, і уважно спостерігайте за тим, як робот стикається з м’ячем.

Запишіть задану швидкість, пройдену відстань і відстань, яку подолав м’яч, у цю таблицю даних (Google / .pdf). Перший рядок таблиці було розпочато для вас на основі проекту Momentum, над яким ви працювали на попередньому кроці. Продовжуйте додавати дані до цієї таблиці, намагаючись встановити різні швидкості. Потім ви можете додати дані інших команд, обговорюючи свої висновки в класі.

Збираючи дані, подумайте та дайте відповідь на наведені нижче запитання у своєму інженерному блокноті:

  1. Як можна зрозуміти, що імпульс робота передав енергію м’ячу під час зіткнення? Поясніть з подробицями.

  2. Повторіть тест ще мінімум двічі. Спробуйте встановити швидкість менше 50%. Поверніть м’яч на його місце та запишіть у таблицю, яку відстань м’яч пройшов. Крім того, спробуйте збільшити швидкість більше 50%. Поверніть м’яч на його місце та запишіть у таблицю, яку відстань м’яч пройшов.

  3. Коли всі групи завершать свої три тести, обговоріть швидкості, які обрали інші групи, і яку відстань пройшов м’яч під час їхніх тестів. Коли команди діляться своїми даними, додайте їх висновки до своєї таблиці.

  4. Шукайте шаблон(и) у даних. Збільшується чи зменшується шлях, пройдений кулькою, із збільшенням заданої швидкості?

 

Значок панелі інструментів вчителя Інструменти вчителя

  1. Рух м'яча є свідченням того, що робот передав енергію під час зіткнення. Учні також можуть описати швидкість м’яча після удару або напрямок його руху як доказ.

  2. Відстань, яку проходить м’яч, залежить від маси/ваги використовуваного м’яча та швидкості, встановленої для робота.

  3. Учні повинні розуміти, що вищі швидкості змушують м’яч рухатися далі, ніж нижчі швидкості. Явно зв’яжіть це з імпульсом робота. Підкресліть, що вага робота не змінилася, змінилася лише його швидкість, але обидва вони впливають на імпульс робота. Запитайте їх, чи вони думають, що м’яч полетів би так далеко, якби робот був важчим. Мабуть, так і буде. Більше про вплив маси м’яча під час зіткнення – у наступному читанні.

  4. Групи студентів могли вибрати різні швидкості, але загальна мета навчання полягає в тому, щоб студенти визнали, що вищі швидкості призводять до більшого імпульсу, який передає більше енергії м’ячу під час зіткнення.