Conjunto Principal MINDSTORMS EV3

Tentativa e erro

Construa um Bevel Bot e tente dirigir exatamente 1 metro.

45-90 min.
Iniciante
6º ao 8º ano
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Plano de aula

1. Preparar

  • Leia o material do aluno no aplicativo EV3 Classroom.
  • Colete informações sobre processos e procedimentos que são usados por engenheiros e físicos.
  • Você vai precisar de uma trena e marca textos para esta aula.
  • Se achar que é preciso, planeje as aulas usando atividades do “guia de introdução” no aplicativo. Isso ajudará seus alunos a se familiarizarem com o LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.

2. Envolver (10 min.)

  • Assista ao vídeo da unidade e use as ideias da seção Iniciar uma discussão abaixo para envolver seus alunos em uma discussão relacionada a essa unidade e a essas aulas.
  • Divida seus alunos em pares.

3. Explorar (15 min.)

  • Faça com que os pares de alunos construam o Bevel Bot.
  • Dê a eles algum tempo para fazer um teste de execução para garantir que o modelo foi construído corretamente e funciona como esperado.

4. Explicar (10 min.)

  • Faça com que cada equipe realize os experimentos e registre os resultados.
  • Certifique-se de que eles consigam construir suas próprias tabelas de teste.
  • Desafie seus alunos a fazerem pequenos ajustes ao programa e ao projeto do robô para que ele se mova 100 cm com mais exatidão.

5. Elaborar (10 min.)

  • Faça seus alunos analisarem quais ajustes resultaram no menor erro.
  • Peça que cada equipe resuma brevemente os resultados dos seus experimentos.
  • Não se esqueça de dar a eles algum tempo para a limpeza.

6. Avaliar

  • Dê um retorno quanto ao desempenho de cada aluno.
  • Você pode usar as rubricas de avaliação fornecidas para simplificar o processo.

Iniciar uma Discussão

Nenhuma máquina é perfeita. Os engenheiros fazem de tudo para que elas sejam o mais precisas e exatas possível, mas sempre haverá algum grau de erro. Embora as especificações de uma máquina sejam normalmente baseadas em cálculos e simulações, uma máquina física deve sempre ser testada em laboratório. O desempenho da máquina pode ser otimizado a partir de testes, iterações e um pouco de tentativa e erro.

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Assista ao vídeo da unidade e comece uma discussão sobre os processos usados pelos engenheiros. Faça perguntas relevantes, como:

  • Como os engenheiros desenvolvem novas máquinas?
  • Como eles podem configurar experimentos para medir o desempenho da máquina?
  • Que fatores determinam a quantidade de erro que é aceitável e se o desempenho da máquina está bom o suficiente?

Ideias de Montagem

Instruções de construção

Usando o modelo
Posicione o modelo em uma superfície sólida e nivelada e marque sua posição inicial. Execute o programa e marque a posição final assim que ele parar de se mover. As rotações calculadas do motor, as rotações reais do motor e a distância calculada de deslocamento (em cm) são mostradas na tela.

Executando o experimento
Enquanto eles estiverem executando seus experimentos, lembre seus alunos do seguinte:

  • As rotações calculadas do motor, as rotações reais do motor e a distância calculada de deslocamento (em cm) serão mostradas na tela.
  • Use uma trena para medir a distância real de deslocamento.
  • Registre o número do experimento, distância calculada de deslocamento e distância medida de deslocamento em uma tabela de teste. Certifique-se de deixar espaço suficiente para colunas adicionais para os próximos cálculos
  • Realize o experimento pelo menos três vezes e use os valores médios para garantir os resultados mais confiáveis.

Dicas de Programação

Programa

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Diferenciação

Simplifique essa aula:

  • Trabalhando com seus alunos para ajudá-los a analisar o impacto do parâmetro de velocidade na quantidade de erro

Leve essa aula a outro patamar:

  • Explique o significado dos valores médios (por exemplo, média aritmética em relação à mediana, suscetibilidade a interferências) que podem ser usadas para equalizar a medição de erros em uma série de experimentos
  • Incentivando seus alunos a melhorar o projeto de seus robôs para melhorar ainda mais sua exatidão e precisão

Oportunidades de Avaliação

Lista de verificação de observação do professor
Crie uma escala que corresponda com suas necessidades, por exemplo:

  1. Concluído parcialmente
  2. Concluído completamente
  3. Objetivos excedidos

Use os seguintes critérios de sucesso para avaliar o progresso de seus alunos:

  • Os alunos identificaram os aspectos do projeto do robô ou do programa que causaram imprecisões ou inexatidões.
  • Os alunos identificaram fatores externos que tiveram um impacto na precisão e na exatidão do robô.
  • Alunos reduziram o erro com sucesso (por exemplo, o desvio do resultado esperado ou desejado) implementando alterações ao projeto do robô ou ao programa.

Autoavaliação
Faça com que cada aluno escolha o nível que ele sente que melhor representa seu desempenho

  • Bronze: Realizei os experimentos, mas não identifiquei quaisquer aspectos do projeto do robô que causaram imprecisões ou inexatidões
  • Prata: Com alguma ajuda, identifiquei aspectos do projeto do robô que causaram imprecisões ou inexatidões
  • Ouro: Identifiquei aspectos do projeto do robô que causaram imprecisões ou inexatidões e fiz alterações que melhoraram sua precisão e exatidão.
  • Platina: Identifiquei aspectos do projeto do robô que causaram imprecisões e inexatidões e fiz alterações que melhoraram sua precisão e exatidão. Eu também identifiquei fatores externos que impactaram a precisão e exatidão do robô.
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Extensão de Linguagem e Literatura

Para integrar o desenvolvimento de habilidades Área de Linguagens, faça com que seus alunos:

  • Criem um breve relatório focando nos resultados dos seus experimentos e exemplos do mundo real de quando a precisão e a exatidão são fundamentais
  • Criem uma apresentação explicando os resultados dos seus experimentos e que eles aprenderam

Observação: Isto tornará a aula mais longa.

Conexões de Carreira

Pode ser que os alunos que gostaram dessa aula fiquem interessados em explorar esses caminhos de carreira:

  • Produção e engenharia (Pré-Engenharia)
  • Ciência, tecnologia, engenharia e matemática (Ciência e Matemática)

Suporte ao Professor

Os alunos vão:

  • Aprender quais aspectos do projeto de um robô e de um programa estão causando inexatidões e precisões

Conjunto principal LEGO® MINDSTORMS® Education EV3
Aplicativo EV3 Classroom
Fita métrica
Marcadores

BNCC
EF06MA24
Resolver e elaborar problemas que envolvam as grandezas comprimento, massa, tempo, temperatura, área (triângulos e retângulos), capacidade e volume (sólidos formados por blocos retangulares), sem uso de fórmulas, inseridos, sempre que possível, em contextos oriundos de situações reais e/ou relacionadas às outras áreas do conhecimento.

BNCC
EF07MA29
Resolver e elaborar problemas que envolvam medidas de grandezas inseridos em contextos oriundos de situações cotidianas ou de outras áreas do conhecimento, reconhecendo que toda medida empírica é aproximada.

BNCC
EF07MA33
Estabelecer o número π como a razão entre a medida de uma circunferência e seu diâmetro, para compreender e resolver problemas, inclusive os de natureza histórica.

BNCC
EF07MA35
Compreender, em contextos significativos, o significado de média estatística como indicador da tendência de uma pesquisa, calcular seu valor e relacioná-lo, intuitivamente, com a amplitude do conjunto de dados.

BNCC
EF69LP35
Planejar textos de divulgação científica, a partir da elaboração de esquema que considere as pesquisas feitas anteriormente, de notas e sínteses de leituras ou de registros de experimentos ou de estudo de campo, produzir, revisar e editar textos voltados para a divulgação do conhecimento e de dados e resultados de pesquisas, tais como artigo de divulgação científica, artigo de opinião, reportagem científica, verbete de enciclopédia, verbete de enciclopédia digital colaborativa , infográfico, relatório, relato de experimento científico, relato (multimidiático) de campo, tendo em vista seus contextos de produção, que podem envolver a disponibilização de informações e conhecimentos em circulação em um formato mais acessível para um público específico ou a divulgação de conhecimentos advindos de pesquisas bibliográficas, experimentos científicos e estudos de campo realizados.

BNCC
EF69LP36
Produzir, revisar e editar textos voltados para a divulgação do conhecimento e de dados e resultados de pesquisas, tais como artigos de divulgação científica, verbete de enciclopédia, infográfico, infográfico animado, podcast ou vlog científico, relato de experimento, relatório, relatório multimidiático de campo, dentre outros, considerando o contexto de produção e as regularidades dos gêneros em termos de suas construções composicionais e estilos.

Material do aluno

Planilha do Aluno

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