Παιχνίδι Kirchoff: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Το βαρετό υπόβαθρο:

Η διδασκαλία των ηλεκτρονικών είναι δύσκολη γιατί μεγάλο μέρος της είναι εννοιολογική και μπορεί να είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Ένα από αυτά τα δύσκολα ηλεκτρονικά θέματα περιλαμβάνει τους νόμους του Kirchoff (οι νόμοι τάσης και ισχύος, με τα αρκτικόλεξα KVL και KCL αντίστοιχα). Θα παραλείψω τη διδασκαλία KVL και KCL σε αυτό το Instructable και θα το αφήσω στον Google για τον αναγνώστη. Αντ 'αυτού θα καλύψω ένα μεγάλο παιχνίδι Kirchoff's.

Βρήκα αυτό το πολλά υποσχόμενο παιχνίδι στην τάξη του συνταξιούχου καθηγητή φυσικής John Coenraads στον ιστότοπό του στο Οντάριο του Καναδά (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) και το χρησιμοποίησα με καλή επιτυχία ως καθηγητής διπλής εγγραφής με την τάξη Καριέρας και Τεχνικού Κέντρου με νεαρούς μαθητές 16 και 17 ετών. Wantedθελα να γράψω αυτό το Instructable με οδηγίες για τα βήματα που ακολούθησα, τα αποτελέσματα και σκέψεις για μελλοντική βελτίωση.

Ευχαριστώ επίσης τον άλλο δάσκαλο αυτής της τάξης, τον γυμναστή καθηγητή Μηχατρονικής Paul Lathrop, τον ενήλικα που φαίνεται στις παρακάτω εικόνες. Theταν αυτός που αφιέρωσε χρόνο για να διδάξει και να αξιολογήσει στους μαθητές τα βασικά του υπολογισμού της σειράς και της παράλληλης αντίστασης - χωρίς τα οποία τα μαθήματα και το παιχνίδι των νόμων του Kirchoff δεν θα είχαν νόημα. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο ο ίδιος και εγώ συνεργαζόμαστε με αυτούς τους μαθητές.

Εντάξει, αρκετά βαρετά πράγματα - στο παιχνίδι!

Βήμα 1: Τα Πλακάκια Παιχνιδιού

Το παιχνίδι παίζεται με πλακάκια, όπως το Scrabble. Πριν από το μάθημα, ο δάσκαλος θα πρέπει να τα εκτυπώσει (κατά προτίμηση έγχρωμο) και να τα κόψει σε ξεχωριστά κομμάτια.

Τα κομμάτια παιχνιδιού είναι τετράγωνα πλακίδια που αντιπροσωπεύουν εξαρτήματα ηλεκτρικού κυκλώματος

• Μπαταρίες

• Βολβοί

• Ασφάλειες

• Διακόπτες

Βήμα 2: Ρύθμιση ομάδων

Αντί να μετέχουν μεμονωμένοι μαθητές το παιχνίδι, αποφάσισα να δημιουργήσω ομάδες που θα κρατούν τον ρυθμό του παιχνιδιού πιο γρήγορα. Αυτό σημαίνει ότι έπρεπε να δημιουργήσω ένα ολόκληρο σετ πλακιδίων για κάθε ομάδα.

Εδώ βλέπετε ανακατεύω τα πλακάκια, πριν τα βάλω σε μεμονωμένους φακέλους ομάδας. Έδωσα σε κάθε ομάδα ένα όνομα "ηχητικά ηλεκτρονικά" και έγραψα επίσης το όνομα στο πίσω μέρος κάθε πλακιδίου για αργότερα καθαρισμό και βαθμολόγηση.

Βήμα 3: Οι ομάδες παίρνουν τη σειρά τους Τοποθετούν κομμάτια παιχνιδιού

Κάθε ομάδα επιλέγει τυχαία 6 κομμάτια

Οι ομάδες εναλλάσσονται προσθέτοντας όσα περισσότερα πλακίδια σε ένα υπάρχον ή νέο κύκλωμα θέλουν.

Αυτή η σειρά φωτογραφιών δείχνει την ομάδα 1 να κάνει την πρώτη της κίνηση χρησιμοποιώντας 4 κομμάτια παιχνιδιού.

Βήμα 4: Άλλες ομάδες μπορούν να ελέγξουν αν είναι έγκυρο κύκλωμα

Το κύκλωμα που δημιουργήθηκε από τα νέα κομμάτια παιχνιδιού είναι έγκυρο εάν…

• δεν έχει βραχυκυκλώματα (τα ανοιχτά κυκλώματα είναι εντάξει)
• κάθε λαμπτήρας που έχει το καθορισμένο ρεύμα μέσω αυτού σύμφωνα με το KVL
• κάθε λαμπτήρας που έχει την καθορισμένη τάση σε αυτό σύμφωνα με το KVL

Βήμα 5: Πρόκληση και μοριοδότηση

Οι αντίπαλες ομάδες μπορούν να αμφισβητήσουν εάν θεωρούν ότι το κύκλωμα είναι άκυρο. Εάν η πρόκληση υποστηρίζεται, τα κομμάτια του παιχνιδιού πρέπει να αφαιρεθούν, αλλά αν η πρόκληση ανατραπεί, η ομάδα που αμφισβητεί χάνει τη σειρά της.

Η βαθμολόγηση γίνεται προσθέτοντας την ισχύ των λαμπτήρων που μόλις προστέθηκαν. Στο παράδειγμα, συγκεντρώθηκαν συνολικά 24 πόντοι (ή 24 Watt).

Βήμα 6: Υπολειπόμενοι κανόνες παιχνιδιού

Οι ομάδες αντικαθιστούν τα πλακίδια τους από τον ανακατεμένο φάκελό τους, έτσι ώστε να έχουν πάντα συνολικά 6 κομμάτια παιχνιδιού.

Συμπεριλάβαμε επίσης τα κομμάτια του παιχνιδιού "switch" και "fuse" με τους ειδικούς κανόνες που σημειώνονται σε αυτές τις εικόνες, αλλά δεν πρόσθεσαν πολλά στη συνολική λειτουργία του παιχνιδιού και πιθανότατα δεν θα τα χρησιμοποιούσα σε μελλοντικές επαναλήψεις.

Το παιχνίδι τελειώνει όταν μια ομάδα δεν έχει πλέον αρκετά πλακάκια στο φάκελό της για να αντικαταστήσει όλα τα πλακίδια που έπαιξε. Εκείνη τη στιγμή, το παιχνίδι διακόπτεται και ο νικητής υπολογίζεται.

Βήμα 7: Πώς πήγε στην πραγματική ζωή

Είχαμε έναν καλό αριθμό μαθητών στην τάξη και μπορούσαμε να δημιουργήσουμε 4 μεγάλες ομάδες έως 5 μαθητών η κάθε μία. Μπορείτε να δείτε τους μαθητές, ομαδοποιημένους σε ομάδες κατά προσέγγιση θέσεων, καθώς και τις τελικές βαθμολογίες των ομάδων στο τέλος του παιχνιδιού, με τον "Team mu" να είναι ο σαφής νικητής. Μπορείτε επίσης να δείτε τα τελικά κυκλώματα που κατασκεύασαν.

Συμβουλές για μελλοντικά παιχνίδια:

Νομίζω ότι τα κομμάτια του παιχνιδιού "Switch" και "Fuse" μπορούν να παραλειφθούν επειδή ο ρυθμός του παιχνιδιού με τόσο μεγάλο αριθμό μαθητών αποδείχθηκε πολύ αργός. Στην επόμενη επανάληψη, θα αυξήσω τον αριθμό των λαμπτήρων και ίσως να αυξήσω τον αριθμό των κομματιών παιχνιδιού που παίρνει μια ομάδα σε κάθε στροφή.