Välkommen till undervisning med V5 Workcell!
Jag kan inte ens börja beskriva hur exalterad jag är över att dela Workcell med er! Som tidigare matematiklärare på gymnasiet och universitetet kan jag av egen erfarenhet säga hur fantastiskt Workcell – och dess omgivande läroplan och stöd – verkligen är. Den är skriven av lärare för lärare eftersom vi känner till klassrummets behov.
Jag vet av egen erfarenhet hur det ser ut och känns att väcka komplexa koncept till liv för elever, och glädjen i deras ansikten när allt äntligen blir begripligt och har verklig mening. Den här sidan är utformad för att vara din personliga genomgång av Workcells läroplan och alla tillhörande resurser som kommer att göra dig och dina elever framgångsrika.
Från att bygga och koda Workcell till att lära sig hur industrirobotar fungerar, ger Workcell eleverna en verkligt oöverträffad integrerad STEM-upplevelse.
Lauren Harter
Chef för undervisningsteknik, VEX Robotics
Kan du inte se den här videon? Ladda ner här>
VEX V5 Workcell är en introduktion till industrirobotikens värld. Denna modell, liten nog att placeras på ett klassrumsbord, gör VEX V5 Workcell tillgänglig i en mängd olika utbildningsmiljöer. Dessutom sänker fördelarna med att använda VEXcode V5 som programmeringsspråk inträdesbarriären för en industriell robotarm för både elever och lärare. V5-arbetscellen tillsammans med VEXcode V5 ger studenterna möjlighet att utveckla tekniska färdigheter och problemlösningsfärdigheter genom att bygga och programmera en simulerad tillverkningsarbetscell med en femaxlig robot.
Visa en sammanfattning av V5 Workcell >
V5 Workcell-läroplanen är omfattande, strukturerad och allt du och dina elever behöver för att lyckas. Läroplanen består av STEM-laboratorier och Workcell Extensions. STEM-laboratorier är stöttat, studentvänt material som inkluderar direkt undervisning och bedömning. Workcell-tillägg är redigerbara Google-dokument som låter elever utforska bygg- och kodningskoncept på ett öppet sätt med mindre behov av stöd.
Eleverna börjar med STEM Labs 1-12 för att lära sig de grundläggande koncepten inom industriell robotik medan de bygger och kodar Workcell för att slutföra uppgifter. Sedan kommer eleverna att utforska Workcell-tilläggen för att öva på koncepten som lärts in i STEM-labb 1-12, och ta byggande och kodning vidare genom att modifiera den ursprungliga Workcell-byggdesignen. Eleverna avslutar med STEM Lab 13: Capstone Project Competition, där de tillämpar allt de har lärt sig i en tävlingsmiljö med fritt byggande som efterliknar verklig fabriksdrift.
V5 Workcell STEM Labs 1-12
Introduktion till V5-arbetscellen
De tre första Workcell STEM-labben introducerar studenterna till industriell robotik, säkerhet och hur Workcells arm fungerar i 3D-rymden.
Labb 1
Eleverna börjar med att bygga arbetscellen med hjälp av steg-för-steg-bygginstruktioner så att alla elever kan lyckas även utan tidigare erfarenhet av byggande eller ingenjörskonst. Medan eleverna bygger arbetscellen kommer de att lära sig hur de behärskar den och varför detta är avgörande för arbetscellens funktionalitet.
Labb 2
Eleverna går vidare och lär sig om vikten av säkerhet – både i klassrummet och i industrin – och simulerar ett nödstopp med hjälp av en stötfångarbrytare.
Labb 3
När eleverna har byggt arbetscellen och har en grundläggande förståelse för säkerhet, går de vidare till att lära sig hur arbetscellens arm fungerar i 3D-rymden. Eleverna börjar med att manuellt röra armen medan de aktuella x-, y- och z-koordinatvärdena visas i realtid på V5 Brains skärm. När eleverna förstår hur Workcell-armen fungerar i 3D-rymden har de grundläggande kunskaper för att börja autonomt koda armen för att röra sig till en diskret (x, y, z) plats.
Kodning av V5-arbetscellen för automatiserade rörelser
STEM-labb 4-6 fokuserar på kodning för autonoma rörelser, specifikt för att utforska autonoma rörelser längs x-, y- och z-axlarna.
Labb 4
Eleverna utforskar skillnaden mellan linjära och gemensamma rörelser längs x- och y-axlarna, och hur var och en har sina egna fördelar.
Labb 5
Eleverna kombinerar sina nybildade kodningsfärdigheter med matematik genom att introducera variabler för att lagra en initial koordinat (x, y, z). De lägger sedan till steg till det initialt lagrade koordinatvärdet för att flytta en markör längs x- och y-axlarna.
Labb 6
Eleverna fortsätter att rita med markören längs x- och y-axeln, men måste också plocka upp markören mellan former eller bokstäver med hjälp av z-axeln. Denna utveckling av färdigheter förbereder eleverna för att navigera armen längs alla tre axlarna (x, y, z) för att plocka upp och placera skivor i senare laborationer.
Kodning för alla (VEXcode V5)
- Ingen tidigare kodningserfarenhet krävs
- Steg-för-steg-videor som guidar en elev genom hur man programmerar
- Låg inträdesbarriär med ett blockbaserat språk
- Inbyggd hjälp och färdiga exempelprojekt
VEX Professionell Utveckling Plus (PD+)
VEX Robotics erbjuder omfattande resurser för professionell utveckling tillgängliga på . VEX:s plattform Professional Development Plus (PD+) är din destination för en mängd resurser utformade för att stärka lärare inom STEM-världen. VEX PD+-plattformen erbjuder två nivåer – en gratisnivå och en betalnivå med All-Access.
VEX PD+ gratisnivå
VEX PD+ gratisnivån inkluderar tillgång till:
- Introduktionskurser: Dessa onlinekurser i självstudier ger utbildning på varje VEX-plattform. Varje kurs innehåller formativ bedömning och följer dina framsteg, vilket gör det enkelt för dig att kontrollera din förståelse och slutföra kursen i din egen takt. När du är certifierad får du tillgång till VEX Professional Learning Community (PLC).
- Professionell lärandegemenskap (PLC): Gå med i ett nätverk av globala lärare och VEX-experter, där du kan lära dig, dela och dra nytta av en mängd gemensamma erfarenheter. Detta är er virtuella lärarlounge, där ni kan ha meningsfulla dialoger, dela expertis, ställa frågor och arbeta tillsammans för att förbättra er STEM-undervisning och ert lärande.
VEX PD+ betalnivå (All Access)
VEX PD+ betalnivå (All-Access) inkluderar åtkomst till:
- 1-1-sessioner: Boka ett 1-1-möte med en VEX-expert, få vägledning och stöd skräddarsytt efter dina behov.
- VEX Masterclasses: Videobaserade, expertledda kurser som sträcker sig från introduktionskurser i "Kom igång" till mer avancerade och pedagogikfokuserade kurser.
- VEX-videobibliotek: Tillgång till hundratals videor inom en mängd olika ämnen och VEX-plattformar, tillgängliga när som helst och var som helst.
- Live-sessioner: Tematisk, timslång, expertledd session som ger insikter och praktiska lärdomar om undervisning med VEX.
- VEX Robotics Educators Conference: En årlig konferens som sammanför VEX PD+-communityn för personligt, praktiskt lärande, inspirerande föreläsningar och lärandesessioner med VEX-utbildningsexperter.
Varje användare kommer också att ha tillgång till sin egen instrumentpanel, som inkluderar en genomgång av alla VEX PD+ funktioner, vilket gör att de enkelt kan komma igång. Vi uppdaterar kontinuerligt PD+ med nytt material, vilket säkerställer att vår plattform förblir en rik och dynamisk resurs för våra lärare.
Vi finns här för att stödja dig på din professionella resa. Om du har några frågor eller feedback kan du använda feedbackverktyget i VEX PD+. Vi ser fram emot att du utforskar, lär dig och skapar kontakter.
Utforskar Pick and Place
STEM-labb 7-9 fokuserar på introduktionen till elektromagneten och hur man plockar, placerar och transporterar färgade skivor.
Labb 7
Eleverna introduceras till elektromagneten genom att interagera med ett användargränssnitt (UI) på V5 Brains skärm som fungerar som färgade knappar. Studenten identifierar färgen på skivan högst upp på upphämtningsplatsen och väljer motsvarande knapp på skärmen. Detta utlöser att armen plockar upp disken och släpper den på en avlämningsplats specifikt för den färgen. Detta gör det möjligt för eleverna att förstå hur sensorer kan automatisera processen ytterligare i senare laborationer. Tidigare kunskap om z-axeln och skillnaderna mellan linjära och ledrörelser tillämpas på en grundläggande nivå.
Labb 8
Eleverna lägger till en optisk sensor för att automatisera processen att identifiera diskfärger. Eleverna måste beakta hur z-axeln kommer att ändras för upphämtningsplatsen varje gång en ny disk plockas upp, eftersom det kommer att finnas mer än en disk laddad till att börja med. Labb 8 gör djupa kopplingar till många tidigare koncept, inklusive linjär och ledförflyttning; utforskning av x-, y- och z-axlarna; och fördelarna med sensorer för automation.
Labb 9
Eleverna introduceras till transportband genom att lägga till tidsbaserade transportband i sin Workcell-bygge. Att använda tidsbaserade transportband hjälper eleverna att förstå hur snabbt de snurrar och i vilken riktning, och kan få dem att överväga fördelen med att använda sensorer för att automatiskt starta och stoppa transportband.
Ett VEX-bibliotek med resurser
Stöd nära till hands för lagring, byggande, mastering, kodning och mycket mer
Det är inte misslyckande, det är lärande
- Studenterna engagerar sig i iterationsprocessen
- Den tekniska designprocessen används för att strategiskt uppdatera kod eller en teknisk byggdesign
Stöd för hur man bygger elevers motståndskraft med hjälp av STEM Labs >
Transportera och sortera diskar
STEM-labb 10-12 fokuserar på optimering av transport och sortering av diskar.
Labb 10
Studenterna automatiserar ytterligare hur skivor rör sig längs transportbanden genom att lägga till en optisk sensor och linjespårare. Före denna laboration placerade eleven vilken färgskiva de bestämde sig för att transporteras på transportbandet baserat på tidsintervall. Den optiska sensorn utlöser vissa beteenden baserat på den detekterade färgen, vilket automatiserar färgdetektering. Linjespårare läggs till för att starta och stoppa vissa transportband när de utlöses, och för att aktivera avledaren. Studenterna ser att användning av sensorer istället för tidsbaserade transportörer säkerställer att skivorna stannar på samma plats varje gång, oavsett glidning eller andra miljöfaktorer som kan ha påverkat det.
Labb 11
Istället för att en disk matas in i systemet åt gången av studenten, läggs en diskmatare till för att automatisera processen, vilket gör att flera disketter kan matas ut samtidigt. Om det finns mer än en arbetscell i klassrummet har eleverna möjlighet att uppleva kooperativa system. Till exempel kan eleverna skapa ett program där den första av varje färgad disk sorteras på arbetscell ett, och den andra omdirigeras till arbetscell 2 och sorteras där.
Labb 12
Fram till denna punkt i serien av labb har studenterna upplevt en starkt strukturerad läroplan med diskreta bygginstruktioner och kodexempel. I labb 12 kan eleverna utforska hur man kan ändra arbetscellen något med hjälp av all kunskap de har lärt sig i labb 1-11 för att delta i en tävling i klassrummet. Några exempel på ändringar kan innefatta att lägga till ytterligare sensorer eller att öka höjden på skivmataren.
Kontext är nyckeln
- Eleverna har möjlighet att tillämpa sina nyinlärda färdigheter i ett sammanhang
- Utmaningarna i varje STEM-labb är utformade för att testa färdigheter som används i verkliga tillämpningar.
- Workcells läroplan ger eleverna en chans att lära sig koncept på ett praktiskt sätt.
Pedagogik byggd på en solid grund
Workcell är utvecklad av lärare för lärare och erbjuder forskningsbaserade och standardanpassade läromedel med bevisade resultat som stöd, så att du kan undervisa med självförtroende.
Din lärarhandbok
Varje STEM-labb har inbyggda läraranteckningar och handledningsfrågor samt färdiga exempelkodningslösningar och svarsnycklar för bedömningsfrågor.
Dessa hjälper till att svara
- Vad bör jag, som lärare, göra för att underlätta dessa aktiviteter?
- Vad kommer eleverna att göra?
- Hur kontrollerar jag deras förståelse?
Planering gjord för dig
Workcells kumulativa tempoguide guidar dig genom implementeringen av Workcell STEM Labs and Extensions.
Förhandsgranskningssidor ger en snabb sammanfattning av varje labb:
- Digitalt exempel
- Utskrivbara förhandsvisningar
-
Valfria Google Doc-rubriker:
- Samarbete
- Byggnad
- Teknisk anteckningsbok (skrivande)
- Pseudokod/kodning
- Studentbedömning (exempel)
Anpassning till standarder
VEX V5 STEM Labs är inriktade på ett antal standarder, vilket bidrar till att säkerställa att alla elever har tillgång till robust innehåll. Du kan se de specifika sätten våra lektioner hjälper till att uppnå dina elevers lärandemål i dokumentet Var och hur standarder uppnås. Varje flik korrelerar med en annan STEM-labbenhet.
V5 Workcell-förlängningar
VEX V5 Workcell Extensions är utformade för att ytterligare utforska koncept som behandlats i STEM Labs 1-12 och introducera eleverna till ytterligare sorterings- och automatiseringskoncept. Dessa tillägg bör slutföras efter att alla tolv VEX V5 Workcell STEM Labs har gått igenom som förberedelse för STEM Lab 13: Capstone Project.
STEM Labs + Extensions = ett helt års läroplan nära till hands
Visa den kumulativa pacingguiden >
Dessa utökningar kräver att eleverna planerar och bygger nya sektioner av arbetscellen för att få praktisk erfarenhet av specifika ingenjörskoncept.
Det finns inga bygginstruktioner för tilläggen, men konstruktionen av specifika mekanismer täcks. Detta möjliggör fler modifieringar av de ursprungliga Workcell-byggena, vilket överbryggar klyftan mellan att använda bygginstruktioner i Labb 1-12 och fritt byggande i Labb 13.
Medan STEM-labben är utformade för att slutföras i en specifik ordning, kan Workcell Extensions slutföras i valfri ordning. Begreppen i vissa tillägg är dock mer komplexa än andra.
Läs mer om koncepten som omfattas av V5 Workcell Extensions >STEM-labb 13: Capstone-projektet
Simulera verklig fabriksutförande med Capstone Project Competition genom att experimentera med noggrannhet, effektivitet och materialbegränsningar. Det finns ingen föreskriven byggprocess för detta labb, och eleverna kommer att ha möjlighet att designa sin egen arbetscell.
I STEM-labb 13 kommer eleverna att tillämpa allt de lärt sig i labb 1–12 och utökningarna i en tävlingsmiljö. Detta skiljer sig från allt som eleverna upplevde i Labs 1-12 eller tilläggen, eftersom det kräver att eleverna designar en Workcell-layout från grunden baserat på sin strategi för Capstone Project Competition. Studenterna kommer att tillämpa sina kunskaper inom ingenjörskonst och kodning för att lyckas i detta labb.
Hela Workcell-upplevelsen
V5 Workcell-läroplanen är en genuin erfarenhet av integrerad STEM som exponerar studenter för industriell robotik och fabriksautomation på ett lättillgängligt och praktiskt sätt. Eleverna får erfarenhet av att bygga och programmera, men de får också en verklighetstrogen tillämpning av matematik och naturvetenskapliga koncept som det kartesiska koordinatsystemet, variabler och rörelse i 3D-rymden. Dessa länkar hjälper dig att få tillgång till Workcells läroplan.