W laboratorium STEM 13: projektu końcowegouczniowie zaprojektują komórkę roboczą, która będzie sortować wszystkich 36 losowo wydanych dysków do pasujących kolorowych stref końcowych tak szybko, jak to możliwe.
Prawidłowe sortowanie dysków zapewni punkty. Nieprawidłowe lub nieefektywne punktowanie dysków będzie skutkować utratą punktów. Dodatkowe punkty zostaną przyznane w zależności od tego, jak dyski zostaną ułożone w Strefach Końcowych, a także od tego, jak szybko. Zwycięzca projektu Capstone zostanie wyłoniony na podstawie tego, kto zdobędzie najwięcej punktów na koniec wszystkich biegów.
Zorganizowanie swojej klasy na potrzeby tego konkursu pomoże zapewnić sukces Tobie i Twoim uczniom.
Uczniowie powinni być podzieleni na grupy i połączeni w pary z powiązaną komórką Workcell. Grupy powinny pozostać przy przypisanej im komórce roboczej przez całe Laboratorium 13, ponieważ grupy będą projektować i modyfikować swoją komórkę roboczą w sposób specyficzny i unikalny dla swojej grupy.
STEM Lab 13 zaprojektowano tak, aby można było go ukończyć w ciągu kilku tygodni. Zalecany czas to 4 tygodnie, jednak może się on różnić w zależności od klasy i uczniów. Sekcja Rethink przedmiotu STEM Lab 13 obejmuje konkurs na projekt końcowy.
Przed rozpoczęciem zawodów
Przed zajęciami przygotuj następujące przedmioty:
- Co najmniej pięć kopii arkusza wyników wydrukowanego na grupę na stronie dokumentu z zasadami
- Tabela liderów komórek roboczych V5
- Harmonogram meczów
- Mecze mogą przebiegać sprawniej, jeśli Ty i Twoi uczniowie wiecie, kiedy każda grupa będzie gotowa do rywalizacji. Każdy bieg nie powinien trwać dłużej niż 10 minut, ale na koniec trzeba będzie zarezerwować czas na przygotowanie się i punktację. Stworzenie harmonogramu uwzględniającego około 15 minut na mecz powinno uwzględniać przygotowanie i punktację.
- Będziesz chciał przypisać każdej grupie co najmniej dwa biegi podczas zawodów, aby uczniowie mogli powtarzać swoją strategię i budować ją pomiędzy meczami.
- Ustalenie harmonogramu pomoże Ci zaplanować czas zajęć, aby umożliwić pomyślne rozegranie zawodów. Posiadanie wcześniej ustalonego harmonogramu umożliwi także ogłaszanie meczów w trakcie zajęć, dzięki czemu będziesz mógł skupić się na punktacji i czasie.
- Opublikuj swój harmonogram z wyznaczonymi godzinami dla każdej grupy lub wydrukuj go i rozdaj uczniom, aby wyraźnie widzieli, kiedy mają być gotowi. Harmonogram ten określi następnie parametry czasu ćwiczeń uczniów. Poniżej znajduje się przykładowy harmonogram meczów.
Podczas Konkursu
Skorzystaj z poniższego przewodnika, aby ułatwić rywalizację w swojej klasie. Zaleca się, aby ukończenie sekcji Play w STEM Lab 13 zajęło około tygodnia, a sekcji Rethink – około trzech tygodni. Ponownie, może to się zmienić w zależności od potrzeb Twojej klasy i uczniów. Poniższe zalecenia opierają się na przedziale czasowym czterech tygodni i można je dostosować do Twojej sytuacji.
Opcjonalne rubryki dotyczące współpracy i programowania umożliwiają przekazywanie uczniom informacji zwrotnych i ocenianie ich projektów podczas zajęć STEM Lab 13 i konkursu.
Cztery tygodnie przed zawodami (tydzień pierwszy)
W sekcji Playuczniowie zapoznają się z różnymi koncepcjami, które przygotują ich do zaprojektowania własnego stanowiska pracy na potrzeby konkursu projektów końcowych.
- Zbierz uczniów, aby uczestniczyli w zajęciach z całą klasą i zapoznaj ich z laboratorium.
- Uczestnicy dowiedzą się o projektowaniu Workcell, analizując, dlaczego kompilacja w laboratorium 11 jest ułożona w określony sposób. Przeglądając i rozumiejąc projekt laboratorium, dowiedzą się o takich pojęciach, jak ograniczenia mechaniczne ramienia Workcell, w jaki sposób i dlaczego przenośniki są umieszczane w określonych lokalizacjach oraz znaczenie miejsc odbioru i rozładunku.
- W części „Zabawa” uczniowie dowiedzą się także, jak przeniesienie ramienia wpływa na jego współrzędne X, Y i Z, jak mechanicznie zmienić położenie ramienia na Workcell oraz z możliwością tworzenia niestandardowych inteligentnych kabli V5.
- W sekcji „Przemyśl ponownie” powiedz uczniom, że te koncepcje można zastosować podczas projektowania własnej komórki roboczej.
- Wyjaśnij uczniom, że nie ma zalecanej wersji tego laboratorium. W tym laboratorium znajduje się przykładowa kompilacja Laboratorium 13, ale nie są z nią powiązane żadne instrukcje budowania. Studenci mogą projektować i budować dowolny typ Workcell, jaki chcą na potrzeby tego laboratorium, pod warunkiem, że jest on zgodny z zasadami konkursu.
- Aby ułatwić sekcję Odtwórz, postępuj zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na początku każdej ze stron Odtwórz.
Trzy tygodnie przed zawodami (tydzień drugi)
- Całą klasą zaprezentuj uczniom konkurs. Powtórz, że nie ma określonej wersji gry dla tego konkursu. Studenci mogą korzystać z przykładów znalezionych w Laboratorium 13, poprzednich 12 laboratoriach oraz rozszerzeniach Workcell. Jednakże uczniowie mogą zaprojektować dowolny układ, jaki uznają za odpowiedni, aby odnieść sukces w konkursie. Uczniowie mogą wykorzystać informacje z sekcji Play podczas projektowania własnego stanowiska pracy.
- Podziel uczniów na grupy, jeśli jeszcze tego nie zrobili. Upewnij się, że mają przypisaną komórkę Workcell, urządzenie z VEXcode V5 i notesy inżynierskie. Zalecana wielkość grupy wynosi od 2 do 4 uczniów na komórkę roboczą.
- Poleć grupom, aby najpierw obejrzały dwa filmy na tej stronie a następnie przeczytały z zasadami zanim zaczną burzę mózgów nad projektem.
- Rozdaj uczniom wiele wydrukowanych arkuszy ocen. Dwa z nich zostaną wykorzystane do faktycznie punktowanych runów; dodatkowe arkusze można wykorzystać do punktacji podczas ćwiczeń.
- Kiedy uczniowie będą oglądać filmy i czytać zasady, okrąż salę i odpowiedz na wszelkie pojawiające się pytania.
- Kiedy uczniowie skończą oglądać film i przeczytają dokument z zasadami, upewnij się, że rozumieją zasady, zadając grupom następujące pytania oceniające kształtujące, zanim pójdą dalej:
- Kiedy stanie się jasne, że wszystkie grupy zgadzają się z zasadami, powiedz im, aby rozpoczęły pracę nad swoim projektem. Kiedy grupy pracują, okrąż salę i zadaj uczniom następujące pytania:
- Jak podchodzisz do wyzwania? Jaka jest Twoja strategia? Jak myślisz o zaprojektowaniu Workcella, aby mógł konkurować?
- W przypadku grup, które mają trudności, zachęć je, aby ponownie przejrzały sekcję „Zagraj” i poznały konkretne kroki, jak znaleźć współrzędne x, y i z po przesunięciu ramienia, jak zrozumieć ograniczenia mechaniczne ramienia lub jak sprawić, by niestandardowe kable V5.
- Jeśli grupy nadal nie są pewne, od czego zacząć, zachęć je do przejrzenia Rozszerzeń Workcell w poszukiwaniu pomysłów i inspiracji, a także do uzyskania pomocy krok po kroku dotyczącej tworzenia określonych mechanizmów. Więcej informacji na temat tych mechanizmów można znaleźć w tym artykule.
Dwa tygodnie przed zawodami (tydzień trzeci)
Gdy grupy zaprojektują pierwszą iterację, zachęć uczniów do przetestowania swoich projektów, zarejestrowania wyników, wprowadzenia poprawek, a następnie spróbuj ponownie. Należy pamiętać, że doprowadzenie Workcell do stanu umożliwiającego rywalizację może zająć uczniom wiele tygodni. Uczestnicy kursu powinni wykonywać iteracje zarówno w fizycznym projekcie Workcell, jak i w kodzie.
Gdy grupy zaprojektują i przetestują swoje Workcelle wystarczająco dużo razy, aby uzyskać działającą wersję, nadejdzie czas na rywalizację.
Dzień przed konkursem
Powiedz uczniom, że w dniu zawodów będą mieli prawo do dwóch pełnych przejazdów. Najwyższy wynik z tych dwóch przejazdów będzie brany pod uwagę jako wynik końcowy. Ty, nauczyciel, przejdziesz przez salę i zapiszesz pierwszy wynik każdej grupy, a następnie zaczniesz od pierwszej grupy, aby uzyskać drugi wynik. Dzięki temu każda grupa będzie miała czas pomiędzy kolejnymi uruchomieniami na naprawienie wszelkich problemów ze sprzętem lub kodowaniem, które pojawią się podczas pierwszego uruchomienia.
Należy pamiętać, że grupy nie będą ze sobą fizycznie konkurować. Każda grupa będzie rywalizować, a Ty, nauczyciel, będziesz obserwował bieg, aby zarejestrować czas i wynik.
Ilekroć grupa nie jest aktywnie oceniana, powinna zaplanować ćwiczenia i powtarzanie. Zaleca się przestrzeganie opublikowanego harmonogramu meczów, aby uczniowie wiedzieli, kiedy będą rywalizować. Przekaż uczniom ten harmonogram już teraz, aby mogli odpowiednio przygotować się do zawodów następnego dnia.
Dzień zawodów
Aby śledzić wyniki i czas każdej grupy, skorzystaj z tabeli wyników V5 Workcell. Dzięki temu uczniowie mogą zobaczyć swój wynik w czasie rzeczywistym. Informacje na temat sposobu ułatwienia konkursu projektów końcowych za pomocą tej tabeli wyników można znaleźć w tym artykule.
Po Konkursie
Po rywalizacji wszystkich grup zbierz uczniów ponownie w celu omówienia całej klasy. Zadaj uczniom kilka z tych pytań, aby zakończyć wyzwanie.
- Jak interpretowałeś zasady przy podejmowaniu decyzji projektowych?
- Jaka była Twoja strategia, aby uzyskać najwyższy wynik?
- Co Twoja grupa uznała za trudne w tym wyzwaniu?
- Czy Twój projekt zadziałał za pierwszym razem? Jeśli nie, jakie zmiany wprowadziłeś, aby to poprawić?
- Jak Twoja grupa współpracowała, aby rozwiązać to wyzwanie?
Możesz także wydrukować wyniki każdej grupy, a nawet rankingi całej klasy, z tabeli liderów.