Workcell STEM 實驗室 13:Capstone 專案中,學生將設計一個 Workcell,它將盡快將所有 36 個隨機分配的圓盤分類到匹配的彩色末端區域中。

該圖展示了用於職業和技術教育的 V5 Workcell 設置,突出顯示了有效教學的關鍵組件及其安排。

正確排序磁碟將獎勵積分。 錯誤地或低效地對磁碟進行評分將導致失分。 獎勵積分的授予取決於圓盤在端區的堆疊方式以及速度。 頂點項目的獲勝者取決於誰在所有運行結束時得分最多。

為這次比賽組織你的教室將有助於確保你和你的學生的成功。

學生應分組並與其相關的工作單元配對。 在整個實驗 13 中,各小組應留在指定的工作單元內,因為各小組將以針對其小組的具體且獨特的方式設計和修改其工作單元。

STEM 實驗室 13 設計為在幾週內完成。 建議的時間為 4 週,但是,這可能會根據您的班級和學生的不同而有所不同。 STEM Lab 13 的 Rethink 部分包含 Capstone 專案競賽。


比賽開始前

上課前,請準備以下物品:

  • 規則文件最後一頁的列印評分錶每組至少 5 份
  • V5 工作單元排行榜
  • 比賽日程
    • 如果您和您的學生知道每個小組預計何時準備好比賽,比賽就會進行得更順利。 每次跑步的時間不應超過 10 分鐘,但您需要在最後留出時間進行設定和評分。 創建一個每場比賽大約 15 分鐘的時間表應該考慮到準備和得分。
    • 您需要在比賽期間為每個小組分配至少兩次跑步,以便學生可以迭代他們的策略並在比賽之間進行構建。
    • 制定時間表將幫助您計劃上課時間,以便比賽成功。 制定預定的時間表還可以讓您在全班宣布比賽,這樣您就可以將注意力集中在得分和時間上。
    • 張貼你的日程安排,並為每個小組指定時間,或將其列印出來並發送給學生,以便他們可以清楚地看到他們預計何時準備好。 此時間表將為學生的練習時間設定參數。 比賽日程示例如下所示。
      CTE V5 Workcell 的比賽時間表範例,顯示每個小組的指定時間,以幫助學生了解他們的練習時間預期。

比賽期間

使用以下指南來促進課堂競爭。 建議 STEM Lab 13 的 Play 部分大約需要一週時間完成,Rethink 部分大約需要三週完成。 同樣,這可能會根據課堂和學生的需求而改變。 以下建議是根據四個星期的時間範圍提出的,可以根據您的情況進行調整。

可選的 協作和程式設計評分標準 可讓您在整個 STEM Lab 13 和競賽中向學生提供回饋並評估他們的專案。

比賽前四週(第一週)

Play 部分中,將向學生介紹不同的概念,幫助他們為 Capstone 專案競賽設計自己的工作單元做好準備。

  • 將學生聚集在一起進行全班教學並向學生介紹實驗室。
    • 學生將透過分析 Lab 11 中的建構為何以特定方式佈局來了解 Workcell 設計。 透過瀏覽和了解實驗室的設計,他們將了解諸如工作單元臂的機械限制、傳送帶如何以及為何放置在某些位置以及拾取和放下位置的重要性等概念。
    • 在整個「播放」部分中,學生還將探索移動手臂位置如何影響其 X、Y 和 Z 座標、如何在工作單元上機械移動手臂位置,以及建立自訂 V5 智慧電纜的選項。
    • 告訴學生,當他們在「重新思考」部分設計自己的工作單元時,可以應用這些概念。
    • 向學生解釋該實驗室沒有規定的建造。 本實驗室中有一個範例 Lab 13 構建,但沒有相關的構建說明。 學生可以為該實驗室設計和建造他們想要的任何類型的工作單元,只要它遵守競賽規則即可。
  • 依照每個 播放頁面 開頭的引導提示操作,以方便進入「播放」部分。

比賽前三週(第二週)

  • 身為全班同學,向學生介紹比賽。 重申本次比賽沒有規定的建構。 學生可以使用實驗室 13、之前的 12 個實驗室和工作單元擴充中找到的範例。 然而,學生可以自由設計他們認為適合在比賽中取得成功的任何佈局。 學生在設計工作單元時可以使用 Play 部分 中的資訊。
  • 如果學生還沒有這樣做,請將他們分成小組。 確保他們擁有分配的工作單元、帶有 VEXcode V5 的設備以及工程筆記本。 建議每個工作單元的小組人數為 2-4 名學生。
  • 指示小組先觀看 本頁 上的兩個視頻,然後閱讀 規則文檔 然後再對設計進行集思廣益。
    • 發給學生多份列印的分數表。 其中兩個將用於他們的實際得分;任何額外的紙張都可以在練習時用於評分。
    • 當學生觀看影片並閱讀規則時,請繞房間一圈並回答出現的任何問題。
  • 當學生看完影片並閱讀規則文件後,請在繼續之前向小組詢問以下形成性評估問題,以確保他們理解規則:
  • 一旦明確所有小組都同意規則,就告訴他們開始設計。 當小組工作時,繞房間一圈,問學生以下問題:
    • 您如何應對挑戰? 你的策略是什麼? 您如何考慮設計他們的 Workcell 來進行競爭?
    • 對於陷入困境的小組,鼓勵他們回顧「遊戲」部分,了解有關如何在手臂移動後找到 x、y 和 z 座標、如何了解手臂的機械限製或如何製作手臂的具體步驟。
      • 如果小組仍然不確定從哪裡開始,鼓勵他們瀏覽 工作單元擴充 尋找想法和靈感,以及如何建立某些機制的逐步幫助。 有關這些機制的更多資訊可以在 這篇文章中找到。

比賽前兩週(第三週)

小組設計完第一次迭代後,鼓勵學生測試他們的設計,記錄結果,進行調整,然後再試一次。 請注意,學生可能需要幾週的時間才能獲得能夠參加比賽的工作單元。 學生應該迭代工作單元的物理設計和程式碼。

一旦小組設計並測試了他們的工作單元足夠多次以獲得工作版本,就可以進行競爭了。

比賽前一天

告訴學生在比賽當天他們將被允許 完整跑。 兩輪 中的 最高分將被視為最終得分。 作為老師,你將巡視房間並記錄每個小組的第一個分數,然後從第一組開始返回以獲得他們的第二個分數。 這將為每個小組在兩次運行之間提供時間來修復第一次運行期間出現的任何硬體或編碼問題。

請注意,小組之間不會進行身體對抗。 每個小組將進行比賽,而您(老師)則觀看跑步並記錄時間和分數。

每當一個小組沒有積極評分時,他們就應該計劃進行練習和迭代。 建議您遵循發布的比賽時間表,以便學生對比賽時間有一個預期。 現在就給學生這份時間表,以便他們能夠為第二天的比賽做好準備。

比賽日

若要追蹤每個組別的分數和時間,請使用 V5 Workcell Leaderboard。 這使學生可以即時查看他們的分數。 有關如何使用此排行榜促進 Capstone 專案競賽的資訊可以在本文中找到

該圖展示了用於職業和技術教育的 V5 Workcell 設置,突出顯示了關鍵組件及其在教學環境中的功能。


比賽結束後

所有小組完成比賽後,將學生召集在一起進行全班討論。 向學生詢問其中一些問題來結束挑戰。

  • 您如何解釋規則以做出設計決策?
  • 你獲得最高分的策略是什麼?
  • 您的團隊認為這項挑戰有哪些困難?
  • 您的專案第一次嘗試時成功了嗎? 如果沒有,您做了哪些改變來改進它?
  • 你們的團隊是如何共同解決這項挑戰的?

您還可以從排行榜上列印每個小組的分數,甚至整個班級的排名。

該圖展示了用於 CTE(職業和技術教育)教學的 V5 Workcell 設置,展示了有效學習和實際應用的各種組件及其排列。

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