Kirchoffi mäng: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Igav taust:

Elektroonika õpetamine on keeruline, sest suur osa sellest on kontseptuaalne ja seda võib olla raske mõista. Üks nendest keerulistest elektroonikateemadest hõlmab Kirchoffi seadusi (pinge- ja vooluseadused koos lühenditega KVL ja KCL). Jätan selles juhendis KVL ja KCL õpetamise vahele ning jätan selle lugejale Google'i otsustada. Selle asemel kajastan suurepärast Kirchoffi mängu.

Leidsin pensionärist füüsikaõpetaja John Coenradsi selle paljutõotava klassimängu oma veebisaidilt Kanadas Ontarios (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) ja kasutasin seda edukalt kahekordse registreerimise professorina minu karjääri- ja tehnikakeskuse klassiga 16 ja 17 -aastaste keskkooli juunioridega. Tahtsin kirjutada selle juhendi koos juhistega sammude kohta, mida ma järgisin, tulemuste ja mõtetega edasiseks täiustamiseks.

Aitäh ka selle klassi teisele õpetajale, keskkooli mehhatroonika juhendajale Paul Lathropile, allolevatel piltidel näidatud täiskasvanule. Tema oli see, kes võttis aega, et õpetada ja hinnata õpilastele seeriate ja paralleelse vastupanu arvutamise põhitõdesid - ilma selleta poleks Kirchoffi seaduste tunnid ja mäng tähenduslikud olnud. See on peaaegu nii, nagu tema ja mina nende õpilastega kokku lööme.

OK, piisab igavast värgist - mängu juurde!

Samm: mänguplaadid

Mängu mängitakse plaatidega, nagu Scrabble. Enne tundi peab õpetaja need välja printima (eelistatavalt värvilised) ja lõikama nende osadeks.

Mänguosad on ruudukujulised plaadid, mis tähistavad elektriahela komponente

• Patareid

• Sibulad

• Kaitsmed

• Lülitid

2. samm: meeskondade seadistamine

Selle asemel, et üksikud õpilased mängu mängiksid, otsustasin luua meeskonnad, et hoida mängutempot kiiremini. See tähendab, et pidin looma igale meeskonnale terve plaatide komplekti.

Siin näete, et segan plaate, enne kui panen need individuaalsetesse tiimide ümbrikutesse. Andsin igale meeskonnale "elektrooniliselt kõlava" nime ja kirjutasin ka nime iga plaadi taha, et seda hiljem puhastada ja punkte saada.

3. samm: meeskonnad asetavad mängupalasid kordamööda

Iga meeskond saab valida juhuslikult 6 tükki

Meeskonnad lisavad kordamööda ühele olemasolevale või uuele ringile nii palju plaate, kui nad soovivad.

See fotode jada näitab, et meeskond 1 teeb oma esimese käigu, kasutades 4 mängutükki.

Samm: teised meeskonnad saavad kontrollida, kas see on kehtiv ahel

Äsja paigutatud mängutükkide loodud skeem on kehtiv, kui see…

• puudub lühis (avatud ahelad on korras)
• iga pirn, millel on KVL -i kohaselt määratud vool läbi selle
• igal pirnil on KVL -i järgi määratud pinge

5. samm: väljakutsed ja punktiarvestus

Vastased meeskonnad saavad väljakutseid esitada, kui nad arvavad, et ringrada on kehtetu. Kui väljakutse rahuldatakse, tuleb mänguosad eemaldada, kuid kui väljakutse ümber lükatakse, kaotab väljakutsuv meeskond oma käigu.

Skoorimine toimub äsja lisatud pirnide võimsuse lisamisega. Näites teeniti kokku 24 punkti (või 24 vatti).

6. samm: ülejäänud mängureeglid

Meeskonnad asendavad oma plaadid segatud ümbrikust, nii et neil on alati kokku 6 mängutükki.

Kaasasime mängud "lüliti" ja "kaitsme" koos nendel piltidel märgitud erireeglitega, kuid need ei lisanud mängule palju ja ma ilmselt ei kasutaks neid tulevastes kordustes.

Mäng on lõppenud, kui meeskonna ümbrikus pole enam piisavalt plaate, et asendada kõik mängitud plaadid. Sel hetkel mäng peatatakse ja võitja loetakse kokku.

Samm: kuidas see reaalses elus läks

Meil oli klassiruumis hea arv õpilasi ja saime luua 4 suurt kuni 5 õpilase meeskonda. Näete õpilasi, kes on rühmitatud istekohtade läheduse järgi, ja ka meeskondade lõpptulemusi mängu lõpus, kusjuures "Team mu" on selge võitja. Näete ka nende ehitatud ahelaid.

Nõuanded tulevasteks mängudeks:

Arvan, et "Switch" ja "Fuse" mängutükid võib vahele jätta, sest nii suure õpilaste hulgaga mängutempo osutus natuke liiga aeglaseks. Järgmisel kordamisel suurendaksin pirnide arvu ja võib -olla suurendaksin mängude arvu, mille meeskond saab iga kord.