Prøving og feiling

1. Forberede

• Les gjennom elevmaterialet i EV3 Classroom-appen.
• Samle inn informasjon om prosessene og prosedyrene som brukes av ingeniører og fysikere.
• I denne leksjonen må du bruke målebånd og tusjer.
• Planlegg en leksjon ved å bruke «Komme i gang»-aktivitetene i appen ved behov. Dette gjør at elevene blir kjent med LEGO^® MINDSTORMS^® Education EV3.

2. Engasjere (10 min.)

• Se videoen om emnet og bruk ideene i Starte en diskusjon delen nedenfor for å engasjere elevene i en diskusjon rundt emnet og leksjonen.
• Del klassen inn i par.

3. Utforske (15 min.)

• Be hvert par bygge den koniske roboten.
• Gi dem litt tid til å teste roboten for å kontrollere at modellen er bygget på riktig måte og fungerer som forventet.

4. Forklare (10 min.)

• Be hvert lag gjennomføre eksperimentene og registrere resultatene.
• Forsikre deg om at elevene kan opprette sine egne testtabeller.
• Utfordre elevene til å foreta små justeringer til robotprogrammet og -designet, slik at den kjører nøyaktig 100 cm.

5. Utdype (10 min.)

• Be elevene om å analysere hvilke justeringer som resulterte i færrest feil.
• Be hvert lag oppsummere resultatene av eksperimentene kjapt.
• Ikke glem å gi elevene nok tid til å rydde opp.

6. Evaluere

• Gi tilbakemelding på elevenes arbeid.
• Du kan bruke de vedlagte vurderingsrubrikkene for å forenkle prosessen.

Ingen maskin er perfekt. Ingeniører gjør sitt beste for at de skal være så nøyaktige og presise som mulig, men det vil alltid være en viss grad av feil. Selv om maskinens spesifikasjoner vanligvis er basert på beregninger og simuleringer, må en fysisk maskin alltid testes i laboratoriet. Maskinens ytelse kan optimaliseres gjennom testing, gjentakelser og en del prøving og feiling.

Se videoen om emnet, og start en diskusjon om prosessene som brukes av ingeniører. Still relevante spørsmål, som:

• Hvordan arbeider ingeniører når de utvikler nye maskiner?
• Hvordan kan de sette opp eksperimenter til å måle maskinens ytelse?
• Hvilke faktorer bestemmer hvor mye feil som er akseptabelt og om maskinens ytelse er bra nok?

byggeinstruksjoner

• Konisk robot

Bruk av modellen
Plasser modellen på en solid og jevn overflate og merk av startposisjonen. Kjør programmet og merk av sluttposisjonen når programmet er ferdig. De beregnede motorrotasjonene, de faktiske motorrotasjonene og den beregnede tilbakelagte distansen (i cm) vises på displayet.

Gjennomføre eksperimentet
Når de gjennomfører eksperimentene sine, minner du elevene på følgende:

• De beregnede motorrotasjonene, de faktiske motorrotasjonene og den beregnede tilbakelagte distansen (i cm) vises på displayet.
• Bruk et målebånd til å måle den faktisk tilbakelagte avstanden.
• Registrer eksperimentnummeret, beregnet tilbakelagt distanse og målt tilbakelagt distanse i en testtabell. Sørg for at det er nok plass til ytterligere kolonner for ytterligere beregninger.
• Utfør eksperimentet minst tre ganger, og bruk gjennomsnittsverdiene for å sikre de mest pålitelige resultatene.

Programmere

Forenkle denne leksjonen ved å:

• hjelpe elevene til å analysere virkningen av hastighetsparametrene på feilmengden

Ta denne leksjonen til neste nivå ved å:

• forklare betydningen av gjennomsnittsverdier (aritmetisk middeltall kontra median, mottakelighet for feil) som kan brukes til å utligne målingsfeil på tvers av en serie med eksperimenter
• Oppmuntre elevene til å forbedre robotdesignet for å forbedre nøyaktigheten og presisjonen ytterligere.

Observasjonssjekkliste for lærer
Lag en skala som stemmer overens med behovene dine, for eksempel:

1. Delvis fullført
2. Fullstendig fullført
3. Overgikk forventningene

Bruk følgende kriterier for å evaluere elevenes arbeid:

• Elevene identifiserte aspekter av robotdesignet eller -programmet som forårsaket unøyaktigheter og upresisheter.
• Elevene identifiserte eksterne faktorer som hadde en innvirkning på robotens nøyaktighet og presisjon.
• Elevene reduserte antall feil (dvs. avviket fra forventet eller ønsket resultat) ved å implementere endringer til robotdesignet eller -programmet.

Egenvurdering
Be hver elev om å velge klossen de mener beskriver arbeidet deres på best måte.

• Bronse: Jeg har utført eksperimentene, men har ikke identifisert noen aspekter av robotdesignet eller -programmet som forårsaket unøyaktigheter eller upresisheter.
• Sølv: Jeg har, med hjelp, identifisert aspekter av robotdesignet eller -programmet som forårsaket unøyaktigheter eller upresisheter.
• Gull: Jeg har identifisert aspekter av robotdesignet eller -programmet som forårsaket unøyaktigheter eller upresisheter, og jeg har gjort endringer som forbedret nøyaktigheten og presisjonen.
• Platina: Jeg har identifisert aspekter av robotdesignet eller -programmet som forårsaket unøyaktigheter og upresisheter, og jeg har gjort endringer som forbedret nøyaktigheten og presisjonen. Jeg har også identifisert eksterne faktorer som påvirker robotens nøyaktighet og presisjon.

For å integrere utvikling av språkferdigheter ber du elevene om å:

• lage en kort rapport som fokuserer på resultatene av eksperimentene og reelle eksempler på når nøyaktighet og presisjon er veldig viktig
• lage en presentasjon som forklarer resultatene av eksperimentene og hva de lærte

Merk: Dette kommer til å ta mer tid enn en vanlig økt.

Elevene som likte denne leksjonen, kan også være interessert i å utforske disse karrieremulighetene:

• Produksjon og maskinteknikk (forprosjektering)
• Naturfag, teknologi, maskinteknikk og matematikk (naturfag og matematikk)