Tentativa e erro

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.

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.

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?

Instruções de construção

• Bevel Bot

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.

Programa

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

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.

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.

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)