في مختبر STEM 13: مشروع التخرج، سيقوم الطلاب بتصميم خلية عمل ستقوم بفرز جميع الأقراص الموزعة عشوائيًا والتي يبلغ عددها 36 قرصًا إلى مناطق النهاية ذات الألوان المتطابقة في أسرع وقت ممكن.
فرز الأقراص بشكل صحيح سوف يمنح النقاط. سيؤدي تسجيل الأقراص بشكل غير صحيح أو غير فعال إلى فقدان النقاط. سيتم منح النقاط الإضافية اعتمادًا على كيفية تكديس الأقراص في مناطق النهاية، بالإضافة إلى مدى السرعة. يتم تحديد الفائز في مشروع Capstone من خلال من حصل على أكبر عدد من النقاط في نهاية جميع الجولات.
سيساعد تنظيم فصلك الدراسي لهذه المسابقة على ضمان النجاح لك ولطلابك.
يجب أن يكون الطلاب في مجموعات ويتم إقرانهم بـ Workcell المرتبط بهم. يجب أن تظل المجموعات في خلية العمل المخصصة لها طوال المعمل 13 بأكمله، حيث ستقوم المجموعات بتصميم وتعديل خلية العمل الخاصة بها بطرق خاصة وفريدة من نوعها لمجموعتهم.
تم تصميم STEM Lab 13 ليتم استكماله على مدار عدة أسابيع. الوقت الموصى به هو 4 أسابيع، ومع ذلك، قد يختلف هذا حسب الفصل الدراسي والطلاب. يشتمل قسم التفكير في STEM Lab 13 على مسابقة مشروع Capstone.
قبل البدء بالمسابقة
قبل الدرس، قم بإعداد العناصر التالية:
- خمس نسخ على الأقل لكل مجموعة من ورقة النتائج المطبوعة على الصفحة من وثيقة القواعد
- قائمة المتصدرين لـ Workcell V5
- جدول المباراة
- يمكن أن تتحرك المباريات بسلاسة أكبر إذا عرفت أنت وطلابك متى من المتوقع أن تكون كل مجموعة جاهزة للمنافسة. يجب ألا تستغرق كل جولة أكثر من 10 دقائق، لكنك ستحتاج إلى إتاحة الوقت للإعداد والتسجيل في النهاية. إنشاء جدول يسمح بحوالي 15 دقيقة لكل مباراة يجب أن يأخذ في الاعتبار الإعداد والتسجيل.
- ستحتاج إلى تخصيص جولتين على الأقل لكل مجموعة أثناء المنافسة حتى يتمكن الطلاب من تكرار استراتيجيتهم والبناء بين المباريات.
- سيساعدك إنشاء جدول زمني على تخطيط وقت صفك للسماح بمنافسة ناجحة. إن وجود جدول زمني محدد مسبقًا سيمكنك أيضًا من الإعلان عن المباريات طوال الفصل، بحيث يظل تركيزك على التسجيل والتوقيت.
- قم بنشر جدولك مع الأوقات المخصصة لكل مجموعة، أو قم بطباعته ووزعه على الطلاب حتى يتمكنوا من معرفة الوقت المتوقع أن يكونوا جاهزين فيه بوضوح. سيقوم هذا الجدول الزمني بعد ذلك بتعيين المعلمات الخاصة بوقت تدريب الطلاب. يظهر أدناه مثال على جدول المباريات.
خلال المسابقة
استخدم الدليل التالي لتسهيل المنافسة في الفصل الدراسي الخاص بك. من المستحسن أن يستغرق استكمال قسم اللعب في STEM Lab 13 أسبوعًا واحدًا تقريبًا، ويستغرق قسم إعادة التفكير ثلاثة أسابيع تقريبًا. مرة أخرى، يمكن أن يتغير هذا وفقًا لاحتياجات الفصل الدراسي والطلاب. يتم تقديم التوصيات التالية بناءً على إطار زمني مدته أربعة أسابيع، ويمكن تعديلها لتناسب حالتك.
تتيح لك معايير التعاون والبرمجة ملاحظات للطلاب وتقييم مشاريعهم طوال STEM Lab 13 والمسابقة.
أربعة أسابيع قبل المنافسة (الأسبوع الأول)
في قسم اللعب ، سيتم تعريف الطلاب بمفاهيم مختلفة من شأنها أن تعدهم لتصميم خلية عمل خاصة بهم لمسابقة مشروع Capstone.
- اجمع الطلاب معًا لتدريس الفصل بأكمله وقم بتقديم المختبر للطلاب.
- سوف يتعلم الطلاب حول تصميم Workcell من خلال تحليل سبب تصميم البناء في Lab 11 بطريقة معينة. من خلال الاطلاع على تصميم المختبر وفهمه، سيتعرفون على مفاهيم مثل الحدود الميكانيكية لذراع Workcell، وكيف ولماذا يتم وضع الناقلات في مواقع معينة، وأهمية مواقع الالتقاط والتوصيل.
- خلال قسم التشغيل، سوف يستكشف الطلاب أيضًا كيف يؤثر تحريك موقع الذراع على إحداثيات X وY وZ، وكيفية تحريك موقع الذراع ميكانيكيًا على Workcell، وخيار إنشاء كابلات V5 الذكية المخصصة.
- أخبر الطلاب أنه يمكن تطبيق هذه المفاهيم عندما يقومون بتصميم Workcell الخاص بهم في قسم إعادة التفكير.
- اشرح للطلاب أنه لا يوجد بناء محدد لهذا المختبر. يوجد مثال لبناء Lab 13 مصور في هذا التمرين المعملي، ولكن لا توجد تعليمات بناء مرتبطة به. يمكن للطلاب تصميم وبناء أي نوع من Workcell يريدونه لهذا المختبر، طالما أنه يلتزم بقواعد المنافسة.
- اتبع إرشادات التسهيل الموجودة في بداية كل صفحة من صفحات اللعب لتسهيل قسم اللعب.
ثلاثة أسابيع قبل المنافسة (الأسبوع الثاني)
- كفصل كامل، قم بتقديم المنافسة للطلاب. أكرر أنه لا يوجد تصميم محدد لهذه المسابقة. يمكن للطلاب استخدام الأمثلة الموجودة في المعمل 13 والمختبرات الـ 12 السابقة وملحقات Workcell. ومع ذلك، يتمتع الطلاب بحرية تصميم أي تخطيط يرونه مناسبًا للنجاح في المسابقة. يمكن للطلاب استخدام المعلومات الموجودة في قسم اللعب عند تصميم خلية العمل الخاصة بهم.
- قم بتقسيم الطلاب إلى مجموعاتهم إذا لم يكونوا قد فعلوا ذلك بالفعل. تأكد من حصولهم على Workcell المخصص لهم، وأجهزتهم المزودة بـ VEXcode V5، والدفاتر الهندسية الخاصة بهم. يتراوح حجم المجموعة الموصى به بين 2-4 طلاب لكل Workcell.
- اطلب من المجموعات أن تشاهد أولاً مقطعي الفيديو الموجودين على هذه الصفحة ثم تقرأ وثيقة القواعد قبل التفكير في التصميم.
- قم بتوزيع العديد من أوراق النتائج المطبوعة على الطلاب. سيتم استخدام اثنين من هؤلاء في جولاتهم المسجلة الفعلية؛ يمكن استخدام أي أوراق إضافية للتسجيل أثناء التدريب.
- بينما يشاهد الطلاب مقاطع الفيديو ويقرأون القواعد، ضع دائرة حول الغرفة وأجب عن أي أسئلة تطرأ.
- عندما ينتهي الطلاب من مشاهدة الفيديو وقراءة مستند القواعد، تأكد من فهمهم للقواعد من خلال طرح أسئلة التقييم التكويني التالية على المجموعات قبل المضي قدمًا:
- بمجرد أن يتضح أن جميع المجموعات على نفس الصفحة مع القواعد، اطلب منهم البدء في العمل على تصميمهم. أثناء عمل المجموعات، ضع دائرة حول الغرفة واطرح الأسئلة التالية على الطلاب:
- كيف تقترب من التحدي؟ ما هي استراتيجيتك؟ كيف تفكر في تصميم Workcell الخاص بهم للمنافسة؟
- بالنسبة للمجموعات التي تواجه صعوبات، شجعهم على الرجوع إلى قسم اللعب للحصول على خطوات محددة حول كيفية العثور على إحداثيات x وy وz بمجرد تحريك الذراع، أو كيفية فهم الحدود الميكانيكية للذراع، أو كيفية صنعها كابلات V5 مخصصة.
قبل أسبوعين من المنافسة (الأسبوع الثالث)
بعد أن تصمم المجموعات نسختها الأولى، شجع الطلاب على اختبار تصميماتهم وتسجيل النتائج وإجراء التعديلات ثم المحاولة مرة أخرى. يرجى ملاحظة أن الأمر قد يستغرق من الطلاب عدة أسابيع للحصول على Workcell في حالة تمكنهم من المنافسة. يجب على الطلاب تكرار التصميم المادي لـ Workcell بالإضافة إلى التعليمات البرمجية.
بمجرد أن تقوم المجموعات بتصميم واختبار خلايا العمل الخاصة بها مرات كافية للحصول على نسخة صالحة للعمل، سيكون الوقت قد حان للمنافسة.
اليوم السابق للمسابقة
أخبر الطلاب أنه في يوم المنافسة سيُسمح لهم بإجراء كاملتين. سيتم اعتبار أعلى درجة في هاتين الجريتين هي النتيجة النهائية. أنت، المعلم، سوف تمر عبر الغرفة وتسجل النتيجة الأولى لكل مجموعة، ثم تبدأ مرة أخرى مع المجموعة الأولى للحصول على النتيجة الثانية. سيمنح هذا كل مجموعة وقتًا بين عمليات التشغيل لإصلاح أي مشكلات في الأجهزة أو البرمجة التي تنشأ أثناء التشغيل الأول.
لاحظ أن المجموعات لن تتنافس جسديًا ضد بعضها البعض. سوف تتنافس كل مجموعة بينما تقوم أنت، المعلم، بمراقبة السباق لتسجيل الوقت بالإضافة إلى النتيجة.
عندما لا يتم تسجيل المجموعة بشكل فعال، يجب أن يخططوا للتمرين والتكرار. يوصى باتباع جدول المباريات المنشور حتى يتمكن الطلاب من توقع الموعد الذي سيتنافسون فيه. امنح الطلاب هذا الجدول الزمني الآن حتى يتمكنوا من الاستعداد بشكل صحيح للمنافسة في اليوم التالي.
يوم المنافسة
لتتبع النتيجة والوقت لكل مجموعة، استخدم لوحة المتصدرين V5 Workcell. وهذا يسمح للطلاب برؤية درجاتهم في الوقت الحقيقي. يمكنك العثور على معلومات حول كيفية تسهيل مسابقة مشروع Capstone باستخدام لوحة المتصدرين هذه في هذه المقالة.
بعد المسابقة
بعد أن تتنافس جميع المجموعات، اجمع الطلاب معًا مرة أخرى لإجراء مناقشة على مستوى الفصل بأكمله. اطرح على الطلاب بعضًا من هذه الأسئلة لإنهاء التحدي.
- كيف قمت بتفسير القواعد من أجل اتخاذ قرارات التصميم؟
- ما هي استراتيجيتك للحصول على أعلى الدرجات؟
- ما الذي وجدته مجموعتك صعبًا في هذا التحدي؟
- هل نجح مشروعك في المرة الأولى التي جربته فيها؟ إذا لم يكن الأمر كذلك، ما هي التغييرات التي قمت بها لتحسينه؟
- كيف عملت مجموعتك معًا لحل التحدي؟
يمكنك أيضًا طباعة نتائج كل مجموعة، أو حتى تصنيفات الفصل بأكمله، من لوحة المتصدرين.