I Workcell STEM Lab 13: Capstone Projektska eleverna designa en Workcell som sorterar alla 36 slumpmässigt utdelade skivor i matchande färgade slutzoner så snabbt som möjligt.
Att sortera skivorna korrekt ger poäng. Att poängsätta diskar felaktigt eller ineffektivt kommer att resultera i poängförlust. Bonuspoäng delas ut beroende på hur diskarna är staplade i slutzonerna, samt hur snabbt. Vinnaren av Capstone-projektet avgörs av vem som har flest poäng i slutet av alla omgångar.
Att organisera ditt klassrum för den här tävlingen kommer att bidra till att säkerställa framgång för dig och dina elever.
Eleverna ska vara i grupper och paras ihop med sin tillhörande arbetscell. Grupperna bör stanna kvar i sina tilldelade arbetsceller under hela Lab 13, eftersom grupperna kommer att utforma och modifiera sina arbetsceller på sätt som är specifika och unika för deras grupp.
STEM-labb 13 är utformat för att genomföras under en period av flera veckor. Den rekommenderade tiden är fyra veckor, men detta kan variera beroende på klassrum och elever. Avsnittet Rethink i STEM Lab 13 omfattar tävlingen Capstone Project.
Innan tävlingen börjar
Förbered följande innan lektionen:
- Minst fem exemplar per grupp av det utskrivna poängbladet på sidan av regeldokumentet
- V5 Workcell-topplistan
- Matchschema
- Matcher kan flyta på smidigare om du och dina elever vet när varje grupp förväntas vara redo att tävla. Varje körning bör inte ta längre tid än 10 minuter, men du måste avsätta tid för uppställning och poängsättning i slutet. Att skapa ett schema som tillåter ungefär 15 minuter per match bör ta hänsyn till upplägg och poängsättning.
- Du bör tilldela varje grupp minst två löprundor under tävlingen så att eleverna kan iterera på sin strategi och bygga mellan matcherna.
- Att upprätta ett schema hjälper dig att planera din lektionstid för att möjliggöra en lyckad tävling. Att ha ett förutbestämt schema gör det också möjligt för dig att annonsera matcherna under lektionens gång, så att du kan fokusera på poäng och timing.
- Sätt upp ditt schema med tilldelade tider för varje grupp, eller skriv ut det och ge ut det till eleverna så att de tydligt kan se när de förväntas vara redo. Detta schema kommer sedan att sätta parametrarna för elevernas övningstid. Ett exempel på matchschema visas nedan.
Under tävlingen
Använd följande guide för att underlätta tävlingen i ditt klassrum. Det rekommenderas att Lek-delen av STEM Lab 13 tar ungefär en vecka att slutföra, och Omtänk-delen tar ungefär tre veckor. Återigen, detta kan variera beroende på klassrummets och elevernas behov. Följande rekommendationer är gjorda baserat på en tidsram på fyra veckor och kan justeras för att passa din situation.
De valfria Samarbets- och programmeringsmatriserna låter dig ge eleverna feedback och bedöma deras projekt under STEM Lab 13 och tävlingen.
Fyra veckor före tävlingen (vecka ett)
- Samla eleverna för helklassundervisning och introducera labbet för dem.
- Studenterna kommer att lära sig om Workcell-design genom att analysera varför byggnaden i Lab 11 är utformad på ett specifikt sätt. Genom att gå igenom och förstå labbets design kommer de att lära sig om koncept som Workcell-armens mekaniska begränsningar, hur och varför transportörer placeras på vissa platser, och vikten av upphämtnings- och avlämningsplatser.
- Under Lek-avsnittet kommer eleverna också att utforska hur en förflyttning av armens position påverkar dess X-, Y- och Z-koordinater, hur man mekaniskt flyttar armens position på arbetscellen och möjligheten att skapa anpassade V5 Smart Cables.
- Berätta för eleverna att dessa koncept kan tillämpas när de designar sin egen arbetscell i avsnittet Ompröva.
- Förklara för eleverna att det inte finns någon föreskriven uppbyggnad för den här labben. Det finns ett exempel på en Lab 13-byggmodell som visas i den här labbet, men det finns inga tillhörande bygginstruktioner. Eleverna kan designa och bygga vilken typ av arbetscell de vill för det här labbet, så länge det följer tävlingsreglerna.
- Följ anvisningarna i början av var och en av Spela-sidorna för att underlätta Lek-avsnittet.
Tre veckor före tävlingen (vecka två)
- Introducera tävlingen för eleverna som hel klass. Upprepa att det inte finns någon föreskriven version för denna tävling. Eleverna kan använda exempel som finns i Lab 13, de föregående 12 labben och Workcell-tilläggen. Studenterna är dock fria att utforma vilken layout de anser lämplig för att vinna i tävlingen. Eleverna kan använda informationen från avsnitt Spela när de utformar sin arbetscell.
- Dela upp eleverna i sina grupper om de inte redan har gjort det. Se till att de har sin tilldelade arbetscell, sin enhet med VEXcode V5 och sina tekniska anteckningsböcker. Rekommenderad gruppstorlek är mellan 2–4 elever per arbetscell.
- Instruera grupperna att först titta på de två videorna på denna sida och sedan läsa regeldokumentet innan de brainstormar kring en design.
- Dela ut flera utskrivna poängblad till eleverna. Två av dessa kommer att användas för deras faktiska poängsatta runs; eventuella ytterligare ark kan användas för att poängsätta under träning.
- Medan eleverna tittar på videorna och läser reglerna, gå en runda runt rummet och svara på eventuella frågor som uppstår.
- När eleverna har tittat klart på videon och läst regeldokumentet, se till att de förstår reglerna genom att ställa följande formativa bedömningsfrågor till grupperna innan de går vidare:
- När det är tydligt att alla grupper är överens om reglerna, be dem att börja arbeta med sin design. Medan grupperna arbetar, gå runt i rummet och ställ följande frågor till eleverna:
- Hur närmar du dig utmaningen? Vad är din strategi? Hur tänker du dig att designa deras Workcell för att konkurrera?
- För grupper som har det svårt, uppmuntra dem att titta tillbaka på avsnittet Lek för specifika steg om hur man hittar x-, y- och z-koordinaterna när armen har flyttats, hur man förstår armens mekaniska begränsningar eller hur man tillverkar anpassade V5-kablar.
- Om grupperna fortfarande är osäkra på var de ska börja, uppmuntra dem att titta igenom Workcell Extensions för idéer och inspiration, samt steg-för-steg-hjälp om hur man bygger vissa mekanismer. Mer information om dessa mekanismer finns i den här artikeln.
Två veckor före tävlingen (vecka tre)
När grupperna har utformat sin första iteration, uppmuntra eleverna att testa sina designer, registrera resultatet, göra justeringar och sedan försöka igen. Observera att det kan ta flera veckor för studenter att få en Workcell i ett skick för att kunna tävla. Studenterna bör iterera både den fysiska designen av arbetscellen och koden.
När grupperna har designat och testat sina arbetsceller tillräckligt många gånger för att få en fungerande version är det dags att tävla.
Dagen före tävlingen
Berätta för eleverna att de på tävlingsdagen får göra två hela omgångar. Den högsta poängen av dessa två körningar kommer att tas som slutpoäng. Du, läraren, går igenom rummet och registrerar varje grupps första poäng, och börjar sedan om med den första gruppen för att få deras andra poäng. Detta ger varje grupp tid mellan sina körningar för att åtgärda eventuella hårdvaru- eller kodningsproblem som uppstår under deras första körning.
Observera att grupperna inte kommer att tävla fysiskt mot varandra. Varje grupp tävlar medan du, läraren, tittar på löpningen för att registrera tid och poäng.
När en grupp inte aktivt poängsätts bör de planera att öva och iterera. Det rekommenderas att ni följer ett publicerat matchschema så att eleverna har en förväntning om när de kommer att tävla. Ge eleverna detta schema nu så att de kan förbereda sig ordentligt för tävlingen nästa dag.
Tävlingsdag
För att hålla koll på poängen och tiden för varje grupp, använd V5 Workcell Leaderboard. Detta gör det möjligt för eleverna att se sina resultat i realtid. Information om hur man faciliterar Capstone Project Competition med hjälp av denna topplista finns i den här artikeln.
Efter tävlingen
När alla grupper har tävlat, samla eleverna igen för en diskussion med hela klassen. Ställ några av dessa frågor till eleverna för att avsluta utmaningen.
- Hur tolkade du reglerna för att fatta designbeslut?
- Vilken var din strategi för att få högsta poäng?
- Vad tyckte er grupp var svårt med den här utmaningen?
- Fungerade ditt projekt första gången du testade det? Om inte, vilka förändringar gjorde du för att förbättra det?
- Hur samarbetade er grupp för att lösa utmaningen?
Du kan också skriva ut varje grupps poäng, eller till och med hela klassens ranking, från topplistan.