Играта на Кирчоф: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Скучният фон:

Преподаването на електроника е трудно, тъй като голяма част от нея е концептуална и може да бъде трудна за разбиране. Една от тези трудни теми за електрониката включва законите на Кирхоф (законите за напрежението и тока, със съкращения съответно KVL и KCL). Ще пропусна преподаването на KVL и KCL в тази инструкция и ще оставя това за читателя на Google. Вместо това ще отразя страхотна игра на Кирчоф.

Намерих тази обещаваща игра в класната стая от пенсиониран учител по физика Джон Коенраадс на неговия уебсайт в Онтарио, Канада (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) и я използвах с добър успех като преподавател по двойно записване с моя клас „Кариера и технически център“с 16 и 17 годишни гимназисти. Исках да напиша тази инструкция с инструкции за стъпките, които следвах, резултатите и мислите за бъдещо подобрение.

Благодаря и на другия учител в този клас, инструктора по мехатроника в гимназията Пол Латроп, възрастен, показан на снимките по -долу. Той беше този, който отдели време да преподава и оценява учениците на основите на серийното и паралелно изчисляване на съпротивлението - без което уроците и играта по законите на Кирхоф нямаше да имат смисъл. Това е почти начинът, по който той и аз се свързваме с тези студенти.

Добре, стига с скучните неща - към играта!

Стъпка 1: Плочките за игра

Играта се играе с плочки, като Scrabble. Преди час учителят ще трябва да ги разпечата (за предпочитане в цвят) и да ги нарязва на отделните им парчета.

Игралните фигури са квадратни плочки, представляващи компоненти на електрическата верига

• Батерии

•Електрически крушки

• Предпазители

• Превключватели

Стъпка 2: Създаване на екипи

Вместо да накарам отделни ученици да играят играта, реших да създам екипи, които да поддържат темпото на играта по -бързо. Това означава, че трябваше да създам цял набор от плочки за всеки отбор.

Тук виждате, че разбърквам плочките, преди да ги сложа в отделни пликове на екип. Дадох на всеки отбор име, което звучи „с електроника“, а също така написах името на гърба на всяка плочка за по-късно почистване и точкуване.

Стъпка 3: Екипите се редуват, като поставят части от играта

Всеки отбор трябва да избере произволни 6 парчета

Екипите се редуват да добавят колкото се може повече плочки към една съществуваща или нова верига, която искат.

Тази последователност от снимки показва, че отбор 1 прави първия си ход, като използва 4 игрални фигури.

Стъпка 4: Други екипи могат да проверят дали е валидна верига

Веригата, създадена от новопоставените игрални фигури, е валидна, ако …

• няма къси съединения (отворените вериги са ОК)
• всяка крушка с определен ток през нея според KVL
• всяка крушка с определено напрежение върху нея съгласно KVL

Стъпка 5: Предизвикателство и точкуване

Противоположните отбори могат да предизвикат, ако смятат, че веригата е невалидна. Ако предизвикателството бъде потвърдено, парчетата от играта трябва да бъдат премахнати, но ако предизвикателството бъде отменено, предизвикателният отбор губи своя ред.

Оценяването се извършва чрез добавяне на мощността на току -що добавените крушки. В примера са спечелени общо 24 точки (или 24 вата).

Стъпка 6: Оставащи правила за игра

Отборите заменят плочките си от размесения плик, така че винаги да имат общо 6 парчета игра.

Ние също така включихме частите на играта „превключвател“и „предпазител“със специалните правила, отбелязани в тези изображения, но те не добавиха много към цялостната игра и вероятно няма да ги използвам в бъдещи повторения.

Играта е завършена, когато отбор вече няма достатъчно плочки в плика си, за да замени всички изиграни плочки. В този момент играта се спира и се изчислява победителят.

Стъпка 7: Как се случи в реалния живот

Имахме голям брой ученици в класната стая и успяхме да създадем 4 големи екипа с до 5 ученици всеки. Можете да видите учениците, групирани в отбори по близостта на местата, както и крайните резултати на отборите в края на играта, като „Team mu“е явен победител. Можете също да видите крайните вериги, които са изградили.

Съвети за бъдещи игри:

Мисля, че игрите „Switch“и „Fuse“могат да бъдат пропуснати, защото темпото на играта с толкова голям брой ученици се оказа малко бавно. В следващата итерация бих увеличил броя на крушките и може би бих увеличил броя на игралните фигури, които екипът получава на всеки ход.