Στο Εργαστήριο STEM 13 Workcell: Τελικό Έργο, οι μαθητές θα σχεδιάσουν ένα Workcell που θα ταξινομήσει και τους 36 τυχαία διανεμημένους δίσκους στις αντίστοιχες χρωματιστές Τελικές Ζώνες το συντομότερο δυνατό.
Η σωστή ταξινόμηση των δίσκων θα απονείμει πόντους. Η λανθασμένη ή αναποτελεσματική βαθμολόγηση δίσκων θα οδηγήσει σε απώλεια πόντων. Οι επιπλέον πόντοι θα απονέμονται ανάλογα με το πώς στοιβάζονται οι δίσκοι στις Τελικές Ζώνες, καθώς και με την ταχύτητα. Ο νικητής του Capstone Project καθορίζεται από το ποιος έχει τους περισσότερους πόντους στο τέλος όλων των διαδρομών.
Η οργάνωση της τάξης σας για αυτόν τον διαγωνισμό θα βοηθήσει στην εξασφάλιση της επιτυχίας για εσάς και τους μαθητές σας.
Οι μαθητές θα πρέπει να είναι σε ομάδες και να ζευγαρώνουν με το αντίστοιχο κελί εργασίας τους. Οι ομάδες θα πρέπει να παραμείνουν στο Κύτταρο Εργασίας που τους έχει ανατεθεί καθ' όλη τη διάρκεια του Εργαστηρίου 13, καθώς οι ομάδες θα σχεδιάζουν και θα τροποποιούν το Κύτταρο Εργασίας τους με τρόπους συγκεκριμένους και μοναδικούς για την ομάδα τους.
Το Εργαστήριο STEM 13 έχει σχεδιαστεί για να ολοκληρωθεί σε διάστημα πολλαπλών εβδομάδων. Ο συνιστώμενος χρόνος είναι 4 εβδομάδες, ωστόσο, αυτός ο χρόνος μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την τάξη και τους μαθητές σας. Η ενότητα Rethink του STEM Lab 13 περιλαμβάνει τον διαγωνισμό Capstone Project.
Πριν από την έναρξη του διαγωνισμού
Πριν από το μάθημα, ετοιμάστε τα ακόλουθα αντικείμενα:
- Τουλάχιστον πέντε αντίγραφα ανά ομάδα του εκτυπωμένου φύλλου αγώνα στην τελευταία σελίδα του εγγράφου κανόνων
- Ο Πίνακας Κατάταξης V5 Workcell
- Πρόγραμμα αγώνων
- Οι αγώνες μπορούν να διεξαχθούν πιο ομαλά αν εσείς και οι μαθητές σας γνωρίζετε πότε αναμένεται να είναι έτοιμη κάθε ομάδα να αγωνιστεί. Κάθε διαδρομή δεν θα πρέπει να διαρκεί περισσότερο από 10 λεπτά, αλλά θα χρειαστεί να αφήσετε χρόνο για προετοιμασία και βαθμολόγηση στο τέλος. Η δημιουργία ενός προγράμματος που επιτρέπει περίπου 15 λεπτά ανά αγώνα θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη την προετοιμασία και το σκοράρισμα.
- Θα πρέπει να αναθέσετε σε κάθε ομάδα τουλάχιστον δύο διαδρομές κατά τη διάρκεια του διαγωνισμού, ώστε οι μαθητές να μπορούν να επαναλάβουν τη στρατηγική τους και να δημιουργήσουν στρατηγικές μεταξύ των αγώνων.
- Η δημιουργία ενός χρονοδιαγράμματος θα σας βοηθήσει να προγραμματίσετε το χρόνο της τάξης σας ώστε να είναι δυνατή η διεξαγωγή ενός επιτυχημένου διαγωνισμού. Έχοντας ένα προκαθορισμένο πρόγραμμα, θα μπορείτε επίσης να ανακοινώνετε τους αγώνες σε όλη τη διάρκεια του μαθήματος, ώστε να μπορείτε να εστιάσετε στη βαθμολογία και τον χρόνο.
- Δημοσιεύστε το πρόγραμμά σας με τις ώρες που έχουν καθοριστεί για κάθε ομάδα ή εκτυπώστε το και μοιράστε το στους μαθητές, ώστε να μπορούν να δουν καθαρά πότε αναμένεται να είναι έτοιμοι. Αυτό το χρονοδιάγραμμα θα καθορίσει στη συνέχεια τις παραμέτρους για τον χρόνο εξάσκησης των μαθητών. Ένα παράδειγμα προγράμματος αγώνων φαίνεται παρακάτω.
Κατά τη διάρκεια του Διαγωνισμού
Χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο οδηγό για να διευκολύνετε τον διαγωνισμό στην τάξη σας. Συνιστάται η ολοκλήρωση του τμήματος Παιχνίδι του STEM Lab 13 να διαρκέσει περίπου μία εβδομάδα και του τμήματος Επανασχεδιασμός να διαρκέσει περίπου τρεις εβδομάδες. Και πάλι, αυτό μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις ανάγκες της τάξης και των μαθητών σας. Οι ακόλουθες συστάσεις βασίζονται σε ένα χρονικό πλαίσιο τεσσάρων εβδομάδων και μπορούν να προσαρμοστούν ανάλογα με την περίπτωσή σας.
Οι προαιρετικές Ρουμπρίκες Συνεργασίας και Προγραμματισμού σάς επιτρέπουν να παρέχετε στους μαθητές ανατροφοδότηση και να αξιολογείτε τα έργα τους καθ' όλη τη διάρκεια του Εργαστηρίου STEM 13 και του διαγωνισμού.
Τέσσερις εβδομάδες πριν από τον διαγωνισμό (Πρώτη εβδομάδα)
- Φέρτε τους μαθητές μαζί για διδασκαλία σε ολόκληρη την τάξη και παρουσιάστε το Εργαστήριο στους μαθητές.
- Οι μαθητές θα μάθουν για το σχεδιασμό κυψελών εργασίας αναλύοντας γιατί η κατασκευή στο Εργαστήριο 11 είναι διαμορφωμένη με έναν συγκεκριμένο τρόπο. Εξετάζοντας και κατανοώντας τον σχεδιασμό του Εργαστηρίου, θα μάθουν για έννοιες όπως τα μηχανικά όρια του βραχίονα Workcell, πώς και γιατί οι μεταφορικοί ιμάντες τοποθετούνται σε ορισμένες θέσεις, καθώς και τη σημασία των σημείων παραλαβής και παράδοσης.
- Σε όλη την ενότητα «Παιχνίδι», οι μαθητές θα εξερευνήσουν επίσης πώς η μετακίνηση της θέσης του βραχίονα επηρεάζει τις συντεταγμένες X, Y και Z, πώς να μετακινούν μηχανικά τη θέση του βραχίονα στο Workcell και την επιλογή δημιουργίας προσαρμοσμένων έξυπνων καλωδίων V5.
- Πείτε στους μαθητές ότι αυτές οι έννοιες μπορούν να εφαρμοστούν όταν σχεδιάζουν το δικό τους κελί εργασίας στην ενότητα «Επανασχεδιασμός».
- Εξηγήστε στους μαθητές ότι δεν υπάρχει προκαθορισμένη κατασκευή για αυτό το Εργαστήριο. Υπάρχει ένα παράδειγμα κατασκευής του Εργαστηρίου 13 που απεικονίζεται σε αυτό το Εργαστήριο, αλλά δεν υπάρχουν σχετικές οδηγίες κατασκευής. Οι μαθητές μπορούν να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν οποιοδήποτε τύπο κελιού εργασίας θέλουν για αυτό το Εργαστήριο, αρκεί να τηρεί τους κανόνες του διαγωνισμού.
- Ακολουθήστε τις οδηγίες διευκόλυνσης στην αρχή καθεμίας από τις σελίδες Play για να διευκολύνετε την ενότητα Play.
Τρεις εβδομάδες πριν από τον διαγωνισμό (Δεύτερη εβδομάδα)
- Ως ολόκληρη η τάξη, παρουσιάστε τον διαγωνισμό στους μαθητές. Επαναλάβετε ότι δεν υπάρχει συγκεκριμένη κατασκευή για αυτόν τον διαγωνισμό. Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν παραδείγματα που βρίσκονται σε όλο το Εργαστήριο 13, τα προηγούμενα 12 Εργαστήρια και τις Επεκτάσεις Κυψελών Εργασίας. Ωστόσο, οι μαθητές είναι ελεύθεροι να σχεδιάσουν οποιαδήποτε διάταξη κρίνουν κατάλληλη για να πετύχουν στον διαγωνισμό. Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τις πληροφορίες από την ενότητα του Play κατά τον σχεδιασμό του κελιού εργασίας τους.
- Χωρίστε τους μαθητές σε ομάδες, αν δεν το έχουν ήδη κάνει. Βεβαιωθείτε ότι έχουν το Workcell που τους έχει ανατεθεί, τη συσκευή τους με VEXcode V5 και τα σημειωματάρια μηχανικής τους. Το συνιστώμενο μέγεθος ομάδας είναι μεταξύ 2-4 μαθητών ανά Workcell.
- Δώστε εντολή στις ομάδες να παρακολουθήσουν πρώτα τα δύο βίντεο σε τη σελίδα και στη συνέχεια να διαβάσουν το έγγραφο κανόνων πριν κάνουν καταιγισμό ιδεών για ένα σχέδιο.
- Μοιράστε πολλά εκτυπωμένα φύλλα βαθμολογίας στους μαθητές. Δύο από αυτά θα χρησιμοποιηθούν για τα πραγματικά σκοραρισμένα τρεξίματά τους. Τυχόν επιπλέον φύλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για σκοράρισμα κατά την προπόνηση.
- Καθώς οι μαθητές παρακολουθούν τα βίντεο και διαβάζουν τους κανόνες, κυκλώστε την τάξη και απαντήστε σε τυχόν ερωτήσεις που προκύπτουν.
- Όταν οι μαθητές ολοκληρώσουν την παρακολούθηση του βίντεο και την ανάγνωση του εγγράφου κανόνων, βεβαιωθείτε ότι κατανοούν τους κανόνες κάνοντας στις ομάδες τις ακόλουθες ερωτήσεις διαμορφωτικής αξιολόγησης πριν προχωρήσετε:
- Μόλις καταστεί σαφές ότι όλες οι ομάδες συμφωνούν με τους κανόνες, ζητήστε τους να αρχίσουν να εργάζονται πάνω στο σχέδιό τους. Καθώς οι ομάδες εργάζονται, κυκλώστε την τάξη και κάντε στους μαθητές τις ακόλουθες ερωτήσεις:
- Πώς προσεγγίζετε την πρόκληση; Ποια είναι η στρατηγική σας; Πώς σκέφτεστε να σχεδιάσετε το Workcell τους για να είναι ανταγωνιστικό;
- Για ομάδες που δυσκολεύονται, ενθαρρύνετέ τις να ανατρέξουν στην ενότητα «Παιχνίδι» για συγκεκριμένα βήματα σχετικά με το πώς να βρουν τις συντεταγμένες x, y και z αφού μετακινηθεί ο βραχίονας, πώς να κατανοήσουν τα μηχανικά όρια του βραχίονα ή πώς να κατασκευάσουν προσαρμοσμένα καλώδια V5.
- Εάν οι ομάδες εξακολουθούν να μην είναι σίγουρες από πού να ξεκινήσουν, ενθαρρύνετέ τις να αναζητήσουν ιδέες και έμπνευση στις Επεκτάσεις Κυψελών Εργασίας καθώς και βοήθεια βήμα προς βήμα σχετικά με τον τρόπο κατασκευής ορισμένων μηχανισμών. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτούς τους μηχανισμούς μπορείτε να βρείτε σε το άρθρο.
Δύο εβδομάδες πριν από τον διαγωνισμό (τρίτη εβδομάδα)
Αφού οι ομάδες σχεδιάσουν την πρώτη τους επανάληψη, ενθαρρύνετε τους μαθητές να δοκιμάσουν τα σχέδιά τους, να καταγράψουν το αποτέλεσμα, να κάνουν προσαρμογές και στη συνέχεια να προσπαθήσουν ξανά. Λάβετε υπόψη ότι οι μαθητές μπορεί να χρειαστούν αρκετές εβδομάδες για να φτάσουν ένα Workcell σε κατάσταση που να τους επιτρέπει να συμμετάσχουν στον διαγωνισμό. Οι μαθητές θα πρέπει να επαναλαμβάνουν τόσο τον φυσικό σχεδιασμό του Workcell όσο και τον κώδικα.
Μόλις οι ομάδες σχεδιάσουν και δοκιμάσουν τα Workcells τους αρκετές φορές ώστε να δημιουργήσουν μια λειτουργική έκδοση, θα είναι η ώρα να ανταγωνιστούν.
Η μέρα πριν από τον διαγωνισμό
Πείτε στους μαθητές ότι την ημέρα του διαγωνισμού θα τους επιτραπεί δύο ολόκληρες πίστες. Η υψηλότερη βαθμολογία από αυτές τις δύο διαδρομές θα ληφθεί ως η τελική τους βαθμολογία. Εσείς, ο/η εκπαιδευτικός, θα περάσετε από την τάξη και θα καταγράψετε την πρώτη βαθμολογία κάθε ομάδας και στη συνέχεια θα ξεκινήσετε ξανά με την πρώτη ομάδα για να λάβετε τη δεύτερη βαθμολογία της. Αυτό θα δώσει σε κάθε ομάδα χρόνο μεταξύ των εκτελέσεών της για να διορθώσει τυχόν προβλήματα υλικού ή κωδικοποίησης που προκύπτουν κατά την πρώτη της εκτέλεση.
Σημειώστε ότι οι ομάδες δεν θα ανταγωνίζονται σωματικά μεταξύ τους. Κάθε ομάδα θα αγωνιστεί ενώ εσείς, ο δάσκαλος, θα παρακολουθείτε το τρέξιμο για να καταγράφετε τον χρόνο καθώς και το σκορ.
Κάθε φορά που μια ομάδα δεν βαθμολογείται ενεργά, θα πρέπει να σχεδιάζει να εξασκείται και να επαναλαμβάνει την διαδικασία. Συνιστάται να ακολουθείτε ένα αναρτημένο πρόγραμμα αγώνων, ώστε οι μαθητές να έχουν μια προσδοκία για το πότε θα αγωνιστούν. Δώστε στους μαθητές αυτό το πρόγραμμα τώρα, ώστε να μπορέσουν να προετοιμαστούν σωστά για τον διαγωνισμό την επόμενη μέρα.
Ημέρα Διαγωνισμού
Για να παρακολουθείτε τη βαθμολογία και τον χρόνο για κάθε ομάδα, χρησιμοποιήστε τον Πίνακα Κατάταξης V5 Workcell. Αυτό επιτρέπει στους μαθητές να βλέπουν τη βαθμολογία τους σε πραγματικό χρόνο. Πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο διεξαγωγής του Διαγωνισμού Capstone Project χρησιμοποιώντας αυτόν τον πίνακα κατάταξης μπορείτε να βρείτε σε αυτό το άρθρο.
Μετά τον Διαγωνισμό
Αφού όλες οι ομάδες έχουν διαγωνιστεί, φέρτε τους μαθητές ξανά κοντά για μια συζήτηση σε όλη την τάξη. Κάντε στους μαθητές μερικές από αυτές τις ερωτήσεις για να ολοκληρώσετε την πρόκληση.
- Πώς ερμηνεύσατε τους κανόνες προκειμένου να λάβετε αποφάσεις σχεδιασμού;
- Ποια ήταν η στρατηγική σας για να πετύχετε την υψηλότερη βαθμολογία;
- Τι δυσκολεύτηκε η ομάδα σας σε αυτή την πρόκληση;
- Το έργο σας λειτούργησε την πρώτη φορά που το δοκιμάσατε; Αν όχι, ποιες αλλαγές κάνατε για να το βελτιώσετε;
- Πώς συνεργάστηκε η ομάδα σας για να λύσει την πρόκληση;
Μπορείτε επίσης να εκτυπώσετε τις βαθμολογίες κάθε ομάδας ή ακόμα και την κατάταξη ολόκληρης της τάξης από τον πίνακα κατάταξης.