Trial and error

1. Förbered

• Läs igenom elevmaterialet i EV3 Classroom App.
• Samla information om processer och rutiner som ingenjörer och fysiker använder.
• För den här lektionen behövs ett måttband och tuschpennor.
• Om du tycker att det behövs, kan du planera en lektion med hjälp av komma-igång-aktiviteterna i appen. På så vis får eleverna bekanta sig med LEGO^® MINDSTORMS^® Education EV3.

2. Engagera (10 minuter)

• Titta på videon som hör till enheten och använd idéerna i avsnittet Starta en diskussion nedan för att få eleverna att diskutera enheten och lektionsinnehållet.
• Dela in eleverna i par.

3. Utforska (15 minuter)

• Låt varje elevpar bygga en Bevel Bot.
• Ge dem tid att provköra för att kontrollera att modellen är rätt byggd och fungerar som den ska.

4. Förklara (10 minuter)

• Låt varje grupp utföra experimenten och registrera resultatet.
• Se till att de kan skapa egna testtabeller.
• Utmana eleverna att göra små justeringar av robotens program och konstruktion, så att den förflyttar sig 100 cm med ännu högre precision.

5. Utveckla (10 minuter)

• Låt eleverna analysera vilka justeringar som ledde till minsta möjliga fel.
• Be varje grupp att sammanfatta experimentresultatet kortfattat.
• Glöm inte att avsätta tid för att plocka undan.

6. Utvärdera

• Ge återkoppling kring varje elevs prestation.
• Du kan förenkla processen genom att använda utvärderingsmatrisen.

Ingen maskin är perfekt. Även om ingenjörerna gör sitt bästa för att få dem så noggranna och exakta som möjligt, kommer det att förekomma vissa fel ändå. En maskins specifikationer baseras vanligtvis på beräkningar och simuleringar, men en fysisk maskin måste ändå testas på ett labb. Maskinens prestanda kan optimeras genom att man testar, korrigerar, upprepar testningen och provar sig fram.

Titta på filmen som hör till den här enheten, och starta en diskussion om de processer som ingenjörer använder. Ställ relevanta frågor, som:

• Hur arbetar ingenjörer när de utvecklar nya maskiner?
• Hur kan de skapa experiment för att mäta en maskins prestanda?
• Vilka faktorer avgör hur stort fel som kan godtas och om maskinen har tillräckligt bra prestanda?

Bygginstruktioner

• Bevel Bot

Använda modellen
Placera modellen på en stabil och plan yta, och markera startpositionen. Kör programmet och markera slutpositionen när modellen har slutat förflytta sig. Beräknade motorrotationer, faktiska motorrotationer och beräknad körsträcka (i cm) visas på displayen.

Utföra experimentet
Påminn eleverna om följande när de utför experimentet:

• Beräknade motorrotationer, faktiska motorrotationer och beräknad körsträcka (i cm) visas på displayen.
• Använd ett måttband för att mäta den faktiska körsträckan.
• Registrera experimentets nummer, den beräknade körsträckan och den uppmätta körsträckan i en testtabell. Se till att lämna plats för fler kolumner och beräkningar.
• Utför experimentet minst tre gånger och använd genomsnittsvärdena för att få så tillförlitliga resultat som möjligt.

Program

Förenkla lektionen genom att:

• Hjälpa eleverna att analysera hur hastigheten inverkar på felets storlek

Ta lektionen till nästa nivå genom att:

• Förklara genomsnittsvärden (t.ex. aritmetiskt medelvärde, median, känslighet för extremvärden osv.) och hur de kan användas för att utjämna mätresultaten i en serie av upprepade experiment
• Uppmuntra eleverna att förbättra robotarnas konstruktion, så att deras noggrannhet och precision förbättras

Observationschecklista för läraren
Skapa en lämplig skala, till exempel:

1. Delvis genomfört
2. Helt genomfört
3. Genomfört över förväntan

Använd följande kriterier för att utvärdera elevernas prestationer:

• Eleverna identifierade vilka faktorer på robotens konstruktion eller program som gav upphov till precisionsfel och dålig noggrannhet.
• Eleverna identifierade externa faktorer som påverkade robotens noggrannhet och precision.
• Eleverna lyckades minska felet (dvs. avvikelsen från förväntat eller önskat resultat) genom att ändra robotens konstruktion eller program.

Självutvärdering
Låt eleverna välja den nivå som de tycker bäst motsvarar deras individuella prestationer.

• Brons: Jag har utfört experimenten, men hittade inget i konstruktionen eller programmet som gav upphov till precisionsfel eller dålig noggrannhet.
• Silver: Med lite hjälp hittade jag sådant i konstruktionen, eller i programmet, som orsakade precisionsfel eller dålig noggrannhet.
• Guld: Jag identifierade själv sådant i konstruktionen, eller i programmet, som gav upphov till precisionsfel eller dålig noggrannhet, och jag utförde ändringar som förbättrade noggrannheten och precisionen.
• Platina: Jag identifierade själv sådant i konstruktionen, eller i programmet, som gav upphov till precisionsfel och dålig noggrannhet, och jag utförde ändringar som förbättrade noggrannheten och precisionen. Jag identifierade också externa faktorer som påverkade robotens noggrannhet och precision.

För att integrera språkfärdighetsutveckling kan du låta eleverna:

• Skapa en kortfattad rapport med fokus på experimentresultaten och verkliga situationer när det är avgörande med noggrannhet och precision
• Skapa en presentation där de förklarar experimentresultaten och vad de har lärt sig

OBS! Det här gör att lektionen tar längre tid.

Elever som uppskattar den här lektionen kanske är intresserade av att utforska följande yrkesområden:

• Tillverkning och konstruktion (ingenjör)
• Naturvetenskap, teknik, ingenjörskonst och matematik (forskare och matematiker)