TeachingCTE.vex.com へようこそ!
Workcell を皆さんと共有できることにどれほど興奮しているか、言葉では言い表せません。 元高校および大学の数学教育者として、私は経験から Workcell とその周辺のカリキュラムとサポートがどれほど素晴らしいかをお伝えできます。 この本は、教室のニーズを理解しているため、教師によって教師のために書かれています。
私は、学生にとって複雑な概念に命を吹き込むことがどのようなものでどのような感じであるか、そしてそれが最終的にすべて意味を成し、本当の意味を持ったときの学生たちの喜びを直接知っています。 このページは、あなたとあなたの生徒を成功させるための Workcell カリキュラムとそれに付随するリソースの個人的なウォークスルーとなるように設計されています。
Workcell の構築とコーディングから産業用ロボットの機能の学習に至るまで、Workcell は学生に真に比類のない統合された STEM 体験を提供します。
Lauren Harter
VEX Robotics 教育テクノロジー担当ディレクター
VEX V5 ワークセルは、産業用ロボットの世界への入門書です。 このモデルは教室の机に置けるほど小さいため、さまざまな教育現場で VEX V5 ワークセルにアクセスできるようになります。 さらに、プログラミング言語として VEXcode V5 を使用する利点により、学生と教師の両方にとって産業用ロボット アームの参入障壁が低くなります。 V5 ワークセルと VEXcode V5 を併用すると、5 軸ロボットを備えた模擬製造ワークセルを構築およびプログラミングすることで、学生に技術スキルと問題解決スキルを開発する機会が提供されます。
V5 ワークセル カリキュラムは包括的で構造化されており、あなたとあなたの生徒が成功するために必要なものがすべて揃っています。 カリキュラムは、STEM Labs と Workcell Extensions で構成されます。 STEM ラボは、直接的な指導と評価を含む、足場を備えた学生向けの教材です。 Workcell Extensions は編集可能な Google ドキュメントで、これを使用すると、学生は足場が少なく、自由な方法で構築とコーディングの概念を検討できます。
学生は STEM ラボ 1 ~ 12 から始めて、タスクを完了するためのワークセルを構築およびコーディングしながら、産業用ロボット工学の基本概念を学びます。 次に、学生は Workcell 拡張機能を探索して、STEM ラボ 1 ~ 12 で学習した概念を実践し、元の Workcell ビルド設計を変更して構築とコーディングをさらに進めます。 学生は STEM Lab 13: Capstone Project Competition で締めくくられます。そこでは、学んだことすべてを、現実世界の工場運営を模倣した自由な建築コンペティション環境で応用します。
V5 Workcell STEM ラボ 1 ~ 12
V5 ワークセルの概要
最初の 3 つの Workcell STEM ラボでは、学生に産業用ロボット工学、安全性、および Workcell のアームが 3D 空間でどのように動作するかを紹介します。
研究室 1
学生は、 ステップバイステップの構築手順 使用してワークセルを構築することから始めます。そのため、学生は全員、建築やエンジニアリングの経験がなくても成功することができます。 ワークセルを構築しながら、学生はワークセルを習得する方法と、これがワークセルの機能にとって重要である理由を学びます。
研究室 2
学生は、教室と業界の両方における安全の重要性について学び、バンパー スイッチを使用した緊急停止をシミュレートします。
研究室 3
学生がワークセルを構築し、安全性の基本を理解したら、次にワークセルのアームが 3D 空間でどのように動作するかを学習します。 学生は、V5 Brain の画面に現在の x、y、z 座標値をリアルタイムで表示しながら、手動でアームを動かすことから始めます。 Workcell アームが 3D 空間でどのように動作するかを学生が理解すると、個別の (x、y、z) 位置に移動するアームを自律的にコーディングし始めるための基礎知識が得られます。
自動化された動作のための V5 ワークセルのコーディング
STEM ラボ 4 ~ 6 は、自律動作のコーディング、特に X、Y、Z 軸に沿った自律動作の調査に焦点を当てています。
研究室 4
学生は、X 軸と Y 軸に沿った直線運動と関節運動の違いと、それぞれにどのような利点があるかを調べます。
研究室 5
学生は、初期 (x, y, z) 座標を保存する変数を導入することで、新しく形成したコーディング スキルと数学を組み合わせます。 次に、最初に保存された座標値に増分を加えて、X 軸と Y 軸に沿ってマーカーを移動します。
研究室6
学生は X 軸と Y 軸に沿ってマーカーを使用して描画を続けますが、Z 軸を使用して図形または文字の間のマーカーを拾う必要もあります。 このスキルの進歩により、学生は後のラボでディスクを持ち上げたり配置したりするために 3 つの軸 (x、y、z) すべてに沿ってアームを操作できるようになります。
すべての人のためのコーディング (VEXcode V5)
- 事前のコーディング経験は必要ありません
- 学生にコーディング方法を説明するステップバイステップのビデオ
- ブロックベースの言語による低い参入障壁
- 組み込みのヘルプと既製のサンプルプロジェクト
VEX プロフェッショナル ディベロップメント プラス (PD+)
VEX Robotics は、 pd.vex.comで利用できる包括的な専門能力開発リソースを提供しています。 VEX の Professional Development Plus (PD+) プラットフォームは、STEM の世界の教育者に力を与えるために設計された豊富なリソースの目的地です。 VEX PD+ プラットフォームには、無料層とオールアクセス有料層の 2 つの層が提供されます。
VEX PD+ 無料枠
VEX PD+ 無料枠には、以下へのアクセスが含まれます。
- 入門コース: これらの自分のペースで進められるオンライン コースでは、各 VEX プラットフォームに関するトレーニングが提供されます。 各コースには形成的な評価が含まれており、進捗状況が追跡されるため、理解を確認して自分のペースでコースを完了することが簡単にできます。 認定を取得すると、VEX プロフェッショナル ラーニング コミュニティ (PLC) にアクセスできるようになります。
- プロフェッショナル ラーニング コミュニティ (PLC): グローバルな教育者と VEX 専門家のネットワークに参加して、豊富な共有経験を学び、共有し、そこから恩恵を受けることができます。 これは仮想の教師ラウンジであり、有意義な対話を行い、専門知識を共有し、質問し、STEM の指導と学習を改善するために協力して取り組むことができます。
VEX PD+ 有料レベル (オールアクセス)
VEX PD+ 有料レベル (オールアクセス) には、以下へのアクセスが含まれます。
- 1-1 セッション: VEX 専門家との 1-1 セッションをスケジュールし、ニーズに合わせたガイダンスとサポートを受けてください。
- VEX マスタークラス: ビデオベースの専門家主導のコース。入門コースから、より高度な教育学に焦点を当てたコースまで多岐にわたります。
- VEX ビデオ ライブラリ: いつでもどこからでも、さまざまなトピックや VEX プラットフォームにわたる何百ものビデオにアクセスできます。
- ライブ セッション: テーマ別の 1 時間の専門家主導のセッション。VEX を使用した指導についての洞察と実践的なポイントを提供します。
- VEX Robotics Educators Conference: VEX PD+ コミュニティを集めて、VEX 教育専門家との対面での実践的な学習、刺激的な基調講演、学習セッションを行う年次カンファレンス。
すべてのユーザーは、すべての VEX PD+ 機能のツアーを含む独自のダッシュボードにもアクセスできるため、簡単に使い始めることができます。 私たちは PD+ を新しい資料で継続的に更新し、私たちのプラットフォームが教育者にとって豊富でダイナミックなリソースであり続けることを保証します。
私たちはあなたのプロフェッショナルとしての歩みをサポートします。 質問やフィードバックがある場合は、VEX PD+ のフィードバック ツールを使用できます。 皆さんが探索し、学び、つながりを持てることを楽しみにしています。
ピック アンド プレイスを探索する
STEM ラボ 7 ~ 9 では、電磁石の概要と、カラー ディスクのピッキング、配置、および輸送に焦点を当てます。
研究室 7
学生は、V5 Brain の画面上で色付きのボタンとして機能するユーザー インターフェイス (UI) を操作することによって、Electromagnet について学びます。 生徒は受け取り場所の上部にあるディスクの色を確認し、画面上の対応するボタンを選択します。 これにより、アームがディスクを拾い上げ、その色に固有のドロップオフ位置にドロップします。 これにより、学生は、後のラボでセンサーを使用してこのプロセスをさらに自動化する方法を認識できるようになります。 Z 軸と、直線運動と関節運動の違いについて以前に学習した内容が、基本レベルに適用されます。
研究室8
学生は光学センサーを追加して、ディスクの色を識別するプロセスを自動化します。 最初は複数のディスクがロードされているため、生徒は新しいディスクをピックアップするたびに、ピックアップ位置の Z 軸がどのように変化するかを考慮する必要があります。 Lab 8 では、直線運動や関節運動など、以前の多くの概念と深く結びついています。 x、y、z 軸の探索。そして自動化のためのセンサーの利点。
研究室9
学生は、Workcell ビルドに時間ベースのコンベアを追加することで、コンベアについて学びます。 時間ベースのコンベヤを使用すると、学生がコンベヤがどのくらいの速度でどの方向に回転するかを理解するのに役立ち、センサを使用してコンベヤを自動的に開始および停止する利点を考慮することができます。
VEX リソース ライブラリ
ストレージ、構築、マスタリング、コーディングなどをすぐにサポート
それは失敗ではなく、学習です
- 生徒たちは反復のプロセスに参加します
- エンジニアリング設計プロセスは、コードまたはエンジニアリング ビルド設計を戦略的に更新するために使用されます。
ディスクの輸送と分類
STEM Labs 10 ~ 12 では、ディスクの輸送と分類の最適化に焦点を当てています。
研究室 10
学生は、光学センサーとライン トラッカーを追加することで、ディスクがコンベアに沿って移動する方法をさらに自動化します。 このラボに先立って、学生は決めた色のディスクをコンベア上に置き、時間増分に基づいて搬送します。 光学センサーは、検出された色に基づいて特定の動作をトリガーし、色の検出を自動化します。 ライン トラッカーは、トリガー時に特定のコンベアを開始および停止し、ダイバータを作動させるために追加されます。 学生たちは、時間ベースのコンベアの代わりにセンサーを使用すると、滑りやディスクに影響を与える可能性のある環境要因に関係なく、ディスクが毎回同じ位置で確実に停止することを確認します。
研究室 11
学生が一度に 1 枚のディスクをシステムに供給する代わりに、プロセスを自動化するためにディスク フィーダーが追加され、複数のディスクを一度に供給できるようになります。 教室に複数のワークセルがある場合、学生は協力システムを体験することができます。 たとえば、生徒は、各色付きディスクの最初のディスクをワークセル 1 でソートし、2 番目のディスクをワークセル 2 に転送してそこでソートするプログラムを作成できます。
研究室 12
一連のラボのこの時点まで、学生は、個別のビルド手順とコード サンプルを含む、非常に足場の高いカリキュラムを経験してきました。 ラボ 12 では、学生が教室での競争に参加するために、ラボ 1 ~ 11 で学んだすべての知識を使用してワークセルをわずかに変更する方法を探索できます。 変更の例には、センサーを追加したり、ディスク フィーダーの高さを延長したりすることが含まれます。
コンテキストが鍵
- 学生は新しく学んだスキルを状況に合わせて応用する機会があります
- 各 STEM ラボの課題は、実際のアプリケーションで使用されるスキルをテストするように設計されています
- Workcell カリキュラムは、学生に実践的な方法で概念を学ぶ機会を与えます
強固な基盤の上に構築された教育学
教師によって教師のために開発された Workcell は、研究に基づいた実証済みの結果に裏付けられた標準に準拠したカリキュラム リソースを提供するため、自信を持って教えることができます。
教師用マニュアル
各 STEM ラボには、教師用ノートと促進プロンプトが組み込まれているほか、既製のサンプル コーディング ソリューションと評価質問の回答キーも含まれています。
これらは答えに役立ちます
- これらの活動を促進するために、教育者である私は何をすべきでしょうか?
- 学生たちは何をするのでしょうか?
- 彼らの理解度を確認するにはどうすればよいですか?
計画はあなたに代わって完了します
Workcell 累積ペーシング ガイド Workcell STEM ラボと拡張機能の実装について説明します。
プレビュー ページでは、各ラボの概要が一目でわかります。
- デジタルの例
- 印刷可能なプレビュー
-
オプションの Google ドキュメント ルーブリック:
- コラボレーション
- 建物
- エンジニアリングノート(筆記用)
- 疑似コード/コーディング
- 生徒の評価 (例)
標準への適合
VEX V5 STEM ラボは多くの標準を対象としており、すべての学生が堅牢なコンテンツに確実にアクセスできるように支援します。 私たちのレッスンが生徒の学習目標を達成するのにどのように役立つかについては、「基準がどこにどのように到達するか」の文書で確認できます。 各タブは、異なる STEM Lab ユニットに関連付けられています。
V5 ワークセル拡張機能
VEX V5 Workcell Extensions STEM ラボ 1 ~ 12 でカバーされる概念をさらに探究し、追加の並べ替えと自動化の概念を学生に紹介するように設計されています。 これらの拡張機能は、STEM Lab 13: Capstone プロジェクトの準備として、12 の VEX V5 Workcell STEM Labs をすべて完了した後に完了する必要があります。
STEM Labs + Extensions = 1 年分のカリキュラムをすぐに利用できます
これらの拡張では、学生はワークセルの新しいセクションを計画して構築し、特定のエンジニアリング概念に関する実践的な経験を積む必要があります。
拡張機能のビルド手順はありませんが、特定のメカニズムの構築については説明されています。 これにより、元の Workcell ビルドをさらに変更できるようになり、ラボ 1 ~ 12 でのビルド手順の使用とラボ 13 での自由ビルドの間のギャップを埋めることができます。
STEM ラボは特定の順序で完了するように設計されていますが、Workcell Extensions は任意の順序で完了できます。 ただし、一部の拡張機能の概念は他の拡張機能よりも複雑です。
V5 Workcell Extensions >でカバーされる概念の詳細については、こちらをご覧ください。STEM ラボ 13: キャップストーン プロジェクト
Capstone Project Competition では、精度、効率、材料の制約を実験することで、実際の工場の実行をシミュレートします。 このラボには規定のビルドはなく、学生は独自のワークセルを設計する機会があります。
STEM ラボ 13 では、学生はラボ 1 ~ 12 で学んだことすべてとその拡張を競技環境に適用します。 これは、学生が Capstone プロジェクト コンペティションの戦略に基づいてワークセルのレイアウトをゼロから設計する必要があるため、学生がラボ 1 ~ 12 やその拡張で経験したものとは異なります。 学生は、このラボで成功するためにエンジニアリングとコーディングのスキルを応用します。
ワークセル全体のエクスペリエンス
V5 Workcell カリキュラムは、学生がアクセスしやすく実践的な方法で産業用ロボットと工場オートメーションを体験できる、統合された STEM の真の体験です。 学生は構築とコーディングの経験を積むだけでなく、デカルト座標系、変数、3D 空間での動きなどの数学と科学の概念を現実世界に応用することもできます。 これらのリンクは、Workcell カリキュラムにアクセスするのに役立ちます。