Welkom bij lesCTE.vex.com!
Ik kan je niet eens vertellen hoe enthousiast ik ben om de Workcell met jullie te delen! Als voormalig wiskundedocent op een middelbare school en collegiale universiteit kan ik je uit ervaring vertellen hoe geweldig de Workcell – en het omringende leerplan en de ondersteuning ervan – werkelijk is. Het is geschreven door leraren voor leraren, omdat we de behoeften van de klas kennen.
Ik weet uit de eerste hand hoe het eruit ziet en voelt om complexe concepten tot leven te brengen voor studenten, en de vreugde op hun gezichten als het allemaal eindelijk logisch is en echte betekenis heeft. Deze pagina is ontworpen als uw persoonlijke rondleiding door het Workcell-curriculum en alle bijbehorende bronnen die u en uw studenten succesvol zullen maken.
Van het bouwen en coderen van de Workcell tot het leren hoe industriële robots functioneren: de Workcell biedt studenten een werkelijk ongeëvenaarde geïntegreerde STEM-ervaring.
Lauren Harter
Directeur instructietechnologie, VEX Robotics
Kunt u deze video niet bekijken? Download hier>
De VEX V5 Workcell is een introductie in de wereld van industriële robotica. Dit model, klein genoeg om op een bureau in een klaslokaal te plaatsen, maakt de VEX V5 Workcell toegankelijk in verschillende onderwijsomgevingen. Bovendien verlagen de voordelen van het gebruik van VEXcode V5 als programmeertaal de toegangsdrempel voor een industriële robotarm voor zowel studenten als docenten. De V5 Workcell biedt studenten samen met VEXcode V5 de mogelijkheid om technische en probleemoplossende vaardigheden te ontwikkelen door een gesimuleerde productiewerkcel met een vijfassige robot te bouwen en te programmeren.
Bekijk een samenvatting van de V5 Workcell >
Het V5 Workcell Curriculum is uitgebreid, gestructureerd en bevat alles wat u en uw leerlingen nodig hebben om succesvol te zijn. Het curriculum bestaat uit STEM Labs en Workcell Extensions. STEM Labs zijn gestandaardiseerd, studentgericht materiaal dat directe instructie en beoordeling omvat. Workcell Extensions zijn bewerkbare Google-documenten waarmee leerlingen bouw- en codeerconcepten op een open manier kunnen verkennen, met minder rompslomp.
Studenten beginnen met STEM Labs 1-12 om de fundamentele concepten van industriële robotica te leren terwijl ze de Workcell bouwen en coderen om taken te voltooien. Vervolgens verkennen de leerlingen de Workcell-extensies om de concepten te oefenen die ze in STEM Labs 1-12 hebben geleerd, waarbij ze het bouwen en coderen verder brengen door het oorspronkelijke Workcell-bouwontwerp aan te passen. Studenten sluiten af met STEM Lab 13: Capstone Project Competition, waar ze alles wat ze hebben geleerd toepassen in een vrijbouwwedstrijd die de werking van een fabriek in de echte wereld nabootst.
V5 Workcell STEM-labs 1-12
Introductie tot de V5 Workcell
De eerste drie Workcell STEM Labs laten studenten kennismaken met industriële robotica, veiligheid en hoe de arm van de Workcell werkt in de 3D-ruimte.
Laboratorium 1
Studenten beginnen met het bouwen van de Workcell met behulp van stapsgewijze bouwinstructies zodat alle studenten succesvol kunnen zijn, zelfs zonder enige voorafgaande bouw- of technische ervaring. Tijdens het bouwen van de Workcell leren leerlingen hoe ze deze onder de knie krijgen en waarom dit essentieel is voor de functionaliteit van de Workcell.
Laboratorium 2
Leerlingen leren meer over het belang van veiligheid – zowel in het klaslokaal als in de industrie – en simuleren een noodstop met behulp van een bumperschakelaar.
Laboratorium 3
Zodra leerlingen de Workcell hebben gebouwd en een basiskennis hebben van veiligheid, gaan ze aan de slag met het leren hoe de arm van de Workcell in de 3D-ruimte werkt. Leerlingen beginnen met het handmatig bewegen van de arm terwijl ze de huidige x-, y- en z-coördinaatwaarden in realtime weergeven op het scherm van de V5 Brain. Zodra leerlingen begrijpen hoe de Workcell-arm in de 3D-ruimte werkt, beschikken ze over de fundamentele kennis om de arm autonoom te kunnen coderen om naar een discrete (x, y, z) locatie te bewegen.
Codering van de V5-werkcel voor geautomatiseerde bewegingen
STEM Labs 4-6 richten zich op het coderen van autonome bewegingen, met name om autonome bewegingen langs de x-, y- en z-assen te onderzoeken.
Laboratorium 4
Studenten onderzoeken het verschil tussen lineaire en gewrichtsbewegingen langs de x- en y-as, en hoe elk zijn eigen voordelen heeft.
Laboratorium 5
Studenten combineren hun nieuw gevormde codeervaardigheden met wiskunde door variabelen te introduceren om een initiële (x, y, z) coördinaat op te slaan. Vervolgens voegen ze stappen toe aan de aanvankelijk opgeslagen coördinaatwaarde om een markering langs de x- en y-assen te verplaatsen.
Laboratorium 6
De leerlingen gaan door met tekenen met de markering langs de x- en y-as, maar moeten de markering ook tussen vormen of letters oppakken met behulp van de z-as. Deze progressie van vaardigheden bereidt studenten voor op het navigeren met de arm langs alle drie de assen (x, y, z) om schijven op te pakken en te plaatsen in latere Labs.
Codering voor iedereen (VEXcode V5)
- Geen voorafgaande codeerervaring vereist
- Stapsgewijze video's waarin een leerling leert hoe hij moet coderen
- Lage toegangsdrempel met een op blokken gebaseerde taal
- Ingebouwde hulp en kant-en-klare voorbeeldprojecten
VEX Professionele Ontwikkeling Plus (PD+)
VEX Robotics biedt uitgebreide professionele ontwikkelingsbronnen die beschikbaar zijn op pd.vex.com. Het Professional Development Plus (PD+)-platform van VEX is uw bestemming voor een schat aan hulpmiddelen die zijn ontworpen om docenten in de wereld van STEM te ondersteunen. Het VEX PD+ platform biedt twee niveaus: een gratis niveau en een betaald niveau met All-Access.
VEX PD+ vrije laag
De gratis laag VEX PD+ biedt toegang tot:
- Introductiecursussen: Deze online cursussen die u in uw eigen tempo kunt volgen, bieden training op elk VEX-platform. Elke cursus bevat formatieve beoordelingen en houdt uw voortgang bij, zodat u gemakkelijk uw begrip kunt controleren en de cursus in uw eigen tempo kunt voltooien. Zodra u gecertificeerd bent, krijgt u toegang tot de VEX Professional Learning Community (PLC).
- Professionele leergemeenschap (PLC): Sluit u aan bij een netwerk van wereldwijde docenten en VEX-experts, waar u kunt leren, delen en profiteren van een schat aan gedeelde ervaringen. Dit is uw virtuele Teacher's Lounge, waar u een zinvolle dialoog kunt voeren, expertise kunt delen, vragen kunt stellen en kunt samenwerken om uw STEM-onderwijs en -leerproces te verbeteren.
VEX PD+ betaald niveau (All-Access)
Het betaalde VEX PD+-niveau (All-Access) omvat toegang tot:
- 1-1 sessies: Plan een 1-1 sessie met een VEX-expert, krijg begeleiding en ondersteuning op maat van uw behoeften.
- VEX Masterclasses: Videogebaseerde, door experts geleide cursussen die variëren van inleidende 'Getting Started'-cursussen tot meer geavanceerde en pedagogiekgerichte cursussen.
- VEX-videobibliotheek: Toegang tot honderden video's over verschillende onderwerpen en VEX-platforms, altijd en overal beschikbaar.
- Live sessies: Thematische, door experts geleide sessies van een uur die inzichten en praktische inzichten bieden over lesgeven met VEX.
- VEX Robotics Educators Conference: Een jaarlijkse conferentie die de VEX PD+ Community samenbrengt voor persoonlijk, praktijkgericht leren, inspirerende keynotes en leersessies met VEX-onderwijsexperts.
Elke gebruiker heeft ook toegang tot zijn eigen dashboard, inclusief een rondleiding door alle VEX PD+-functies, zodat hij gemakkelijk aan de slag kan. We updaten PD+ voortdurend met nieuw materiaal, zodat ons platform een rijke, dynamische bron voor onze docenten blijft.
Wij zijn hier om u te ondersteunen tijdens uw professionele reis. Als u vragen of feedback heeft, kunt u gebruik maken van de feedbacktool in VEX PD+. We kijken ernaar uit dat jij ontdekt, leert en verbinding maakt.
Pick-and-place verkennen
STEM Labs 7-9 richten zich op de introductie tot de elektromagneet en het oppakken, plaatsen en transporteren van gekleurde schijven.
Laboratorium 7
Studenten maken kennis met de Elektromagneet door interactie met een gebruikersinterface (UI) op het scherm van de V5 Brain, die fungeert als gekleurde knoppen. De leerling identificeert de kleur van de schijf bovenaan de ophaallocatie en selecteert de bijbehorende knop op het scherm. Dit zorgt ervoor dat de arm de schijf oppakt en aflevert op een afleverlocatie die specifiek is voor die kleur. Hierdoor kunnen studenten herkennen hoe sensoren dit proces in latere Labs verder kunnen automatiseren. Het eerder leren over de z-as en de verschillen tussen lineaire en gewrichtsbewegingen wordt op een basisniveau toegepast.
Laboratorium 8
Studenten voegen een optische sensor toe om het proces van het identificeren van schijfkleuren te automatiseren. De leerlingen moeten bedenken hoe de z-as zal veranderen voor de ophaallocatie telkens wanneer een nieuwe schijf wordt opgepakt, aangezien er in het begin meer dan één schijf geladen zal zijn. Lab 8 legt diepe verbindingen met veel eerdere concepten, waaronder lineaire en gewrichtsbewegingen; verkenning van de x-, y- en z-assen; en het voordeel van sensoren voor automatisering.
Laboratorium 9
Studenten maken kennis met transportbanden door op tijd gebaseerde transportbanden toe te voegen aan hun Workcell-build. Door op tijd gebaseerde transportbanden te gebruiken, begrijpen leerlingen hoe snel ze draaien en in welke richting, en kunnen ze nadenken over het voordeel van het gebruik van sensoren om transportbanden automatisch te starten en te stoppen.
Een VEX-bibliotheek met bronnen
Ondersteuning binnen handbereik op het gebied van opslag, bouwen, masteren, coderen en nog veel meer
Het is geen falen, het is leren
- Studenten nemen deel aan het iteratieproces
- Het Engineering Design Process wordt gebruikt om code of een technisch build-ontwerp strategisch bij te werken
Ondersteuning bij het opbouwen van de veerkracht van studenten met behulp van STEM Labs >
Transport- en sorteerschijven
STEM Labs 10-12 richten zich op de optimalisatie van transport- en sorteerschijven.
Laboratorium 10
Studenten automatiseren verder hoe schijven langs de transportbanden reizen door een optische sensor en lijntrackers toe te voegen. Voorafgaand aan dit lab plaatste de student de gewenste kleurschijf op de transportband op basis van tijdsstappen. De optische sensor activeert bepaald gedrag op basis van de gedetecteerde kleur, waardoor de kleurdetectie wordt geautomatiseerd. Er zijn lijntrackers toegevoegd om bepaalde transportbanden te starten en te stoppen wanneer ze worden geactiveerd, en om de omleider in te schakelen. Studenten zien dat het gebruik van sensoren in plaats van op tijd gebaseerde transportbanden ervoor zorgt dat de schijven elke keer op dezelfde locatie stoppen, ongeacht slippen of omgevingsfactoren die dit kunnen hebben beïnvloed.
Laboratorium 11
In plaats van dat de leerling één schijf tegelijk in het systeem invoert, wordt een schijfinvoer toegevoegd om het proces te automatiseren, waardoor meerdere schijven tegelijk kunnen worden uitgegeven. Als er meer dan één werkcel in het klaslokaal is, hebben leerlingen de mogelijkheid om coöperatieve systemen te ervaren. Leerlingen kunnen bijvoorbeeld een programma maken waarbij de eerste van elke gekleurde schijf wordt gesorteerd op werkcel één, en de tweede wordt omgeleid naar werkcel 2 en daar gesorteerd.
Laboratorium 12
Tot dit punt in de serie Labs hebben de studenten te maken gehad met een zwaar gestructureerd curriculum met discrete bouwinstructies en codevoorbeelden. In Lab 12 kunnen leerlingen onderzoeken hoe ze de werkcel enigszins kunnen aanpassen met behulp van alle kennis die ze in Labs 1-11 hebben geleerd, om deel te nemen aan een klassikale competitie. Enkele voorbeelden van wijzigingen kunnen het toevoegen van extra sensoren of het vergroten van de hoogte van de schijftoevoer zijn.
Context is de sleutel
- Studenten krijgen de kans om hun nieuw geleerde vaardigheden in context toe te passen
- Uitdagingen in elk STEM-lab zijn bedoeld om vaardigheden te testen die worden gebruikt in toepassingen in de echte wereld
- Het Workcell-curriculum geeft studenten de kans om concepten op een praktische manier te leren
Pedagogiek gebouwd op een solide basis
De Workcell is ontwikkeld door leraren voor leraren en biedt op onderzoek gebaseerde en op standaarden afgestemde lesmateriaal, ondersteund door bewezen resultaten, zodat u met vertrouwen les kunt geven.
Uw docentenhandleiding
Elk STEM-lab heeft ingebouwde aantekeningen voor docenten en facilitatieprompts, evenals kant-en-klare voorbeeldcoderingsoplossingen en antwoordsleutels voor beoordelingsvragen.
Deze helpen bij het beantwoorden
- Wat moet ik, de onderwijzer, doen om deze activiteiten te faciliteren?
- Wat gaan de studenten doen?
- Hoe controleer ik hun begrip?
Planning voor u gedaan
De Workcell cumulatieve pacinggids leidt u door de implementatie van de Workcell STEM Labs en uitbreidingen.
Voorbeeldpagina's geven in één oogopslag een samenvatting van elk Lab:
- Digitaal voorbeeld
- Afdrukbare voorbeelden
-
Optionele Google Doc-rubrieken:
- Samenwerking
- Gebouw
- Technieknotitieboekje (schrijven)
- Pseudocode/codering
- Studentenbeoordeling (voorbeeld)
Afstemming op standaarden
VEX V5 STEM Labs zijn gericht op een aantal standaarden, waardoor alle studenten toegang hebben tot robuuste inhoud. In het document Waar en hoe normen worden bereikt kunt u zien op welke specifieke manieren onze lessen de leerdoelen van uw leerlingen helpen bereiken. Elk tabblad correleert met een andere STEM Lab-eenheid.
V5 Workcell-extensies
VEX V5 Workcell Extensions zijn ontworpen om de concepten uit STEM Labs 1-12 verder te verkennen en studenten kennis te laten maken met aanvullende sorteer- en automatiseringsconcepten. Deze uitbreidingen moeten worden voltooid nadat alle twaalf VEX V5 Workcell STEM Labs zijn doorlopen ter voorbereiding op STEM Lab 13: Capstone Project.
STEM Labs + Extensies = een volledig jaar lesprogramma binnen handbereik
Bekijk de Cumulatieve Pacinggids >
Deze uitbreidingen vereisen dat studenten nieuwe secties van de Workcell plannen en bouwen om praktische ervaring op te doen met specifieke technische concepten.
Er zijn geen bouwinstructies voor de uitbreidingen, maar de constructie van specifieke mechanismen komt aan bod. Dit maakt meer aanpassingen aan de originele Workcell-builds mogelijk, waardoor de kloof wordt overbrugd tussen het gebruik van bouwinstructies in Labs 1-12 en vrij bouwen in Lab 13.
Hoewel de STEM Labs zijn ontworpen om in een specifieke volgorde te worden voltooid, kunnen de Workcell Extensions in elke volgorde worden voltooid. De concepten in sommige extensies zijn echter complexer dan andere.
Lees meer over de concepten die vallen onder de V5 Workcell Extensions >STEM Lab 13: Capstone-project
Simuleer de echte fabrieksuitvoering met de Capstone Project Competition door te experimenteren met nauwkeurigheid, efficiëntie en materiaalbeperkingen. Er is geen voorgeschreven constructie voor dit Lab en studenten krijgen de mogelijkheid om hun eigen werkcel te ontwerpen.
In STEM Lab 13 passen studenten alles wat ze in Labs 1-12 en de uitbreidingen hebben geleerd toe in een competitiesetting. Dit is anders dan alles wat de studenten hebben ervaren in Labs 1-12 of de uitbreidingen, omdat het vereist dat studenten een Workcell-lay-out helemaal opnieuw ontwerpen op basis van hun strategie voor de Capstone Project Competitie. Studenten zullen hun technische en codeervaardigheden toepassen om succesvol te zijn in dit Lab.
De hele werkcelervaring
Het V5 Workcell-curriculum is een echte ervaring van geïntegreerde STEM die studenten op een toegankelijke en praktische manier blootstelt aan industriële robotica en fabrieksautomatisering. Studenten krijgen bouw- en codeerervaring, maar ze krijgen ook een praktische toepassing van wiskundige en wetenschappelijke concepten zoals het cartesiaanse coördinatensysteem, variabelen en beweging in de 3D-ruimte. Deze links helpen u toegang te krijgen tot het Workcell-curriculum.