Kirchoffs spil: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Den kedelige baggrund:

Undervisning i elektronik er svært, fordi meget af det er konceptuelt og kan være svært at forstå. Et af de vanskelige elektronikemner inkluderer Kirchoffs love (spændings- og strømlovene med henholdsvis akronymer KVL og KCL). Jeg vil springe undervisningen i KVL og KCL over i denne Instructable og overlade det til læseren til Google. I stedet vil jeg dække et fantastisk Kirchoff's Game.

Jeg fandt dette lovende klasseværelsesspil af den pensionerede fysiklærer John Coenraads på hans websted i Ontario Canada (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game), og jeg brugte det med god succes som professor i dobbelt indskrivning med min Karriere og Teknisk Center klasse med 16 og 17 årige gymnasialer. Jeg ville skrive denne instruks med instruktioner til de trin, jeg fulgte, resultaterne og tanker om fremtidig forbedring.

Tak skal også gå til den anden lærer i denne klasse, gymnasiemekatroniklæreren Paul Lathrop, den voksne, der er vist på billederne herunder. Det var ham, der tog sig tid til at undervise og vurdere eleverne det grundlæggende i serier og parallel modstandsberegning - uden hvilken Kirchoffs love -lektioner og spil ikke ville have været meningsfulde. Det er stort set den måde, han og jeg tag-team med disse studerende.

OK, nok af de kedelige ting - videre til spillet!

Trin 1: Game Fliser

Spillet spilles med fliser, som Scrabble. Inden timen skal læreren printe dem ud (helst i farver) og skære dem i deres individuelle stykker.

Spillebrikker er firkantede fliser, der repræsenterer elektriske kredsløbskomponenter

• Batterier

• Pærer

• Sikringer

• Afbrydere

Trin 2: Opsætning af teams

I stedet for at få individuelle elever til at spille spillet, besluttede jeg at oprette hold for at holde tempoet i spillet hurtigere. Det betyder, at jeg var nødt til at oprette et helt sæt fliser til hvert hold.

Her ser du, at jeg blander fliserne, inden jeg lægger dem i individuelle teamkonvolutter. Jeg gav hvert hold et "elektronik-klingende" navn, og skrev også navnet på bagsiden af hver flise til senere oprydning og scoring.

Trin 3: Holdene vender sig ved at placere spilstykker

Hvert hold vælger 6 tilfældige tilfældige

Hold skiftes til at tilføje så mange brikker til et eksisterende eller nyt kredsløb, som de ønsker.

Denne billedsekvens viser, at Team 1 foretager deres første træk ved hjælp af 4 spilstykker.

Trin 4: Andre hold kan kontrollere, om det er et gyldigt kredsløb

Kredsløbet skabt af de nyligt placerede spilstykker er gyldigt, hvis det …

• har ingen kortslutninger (åbne kredsløb er OK)
• hver pære har den specificerede strøm igennem den ifølge KVL
• hver pære har den angivne spænding på tværs af den i henhold til KVL

Trin 5: Udfordrende og scoring

Modsatte hold kan udfordre, hvis de føler, at kredsløbet er ugyldigt. Hvis udfordringen fastholdes, skal brikkerne fjernes, men hvis udfordringen vælter, mister det udfordrende hold deres tur.

Scoring sker ved at tilføje kraften i de pærer, der lige er tilføjet. I eksemplet blev der optjent i alt 24 point (eller 24 Watt).

Trin 6: Resterende spilleregler

Hold udskifter deres fliser fra deres blandede kuvert, så de altid har i alt 6 spilstykker.

Vi inkluderede også stykkerne "switch" og "fuse" med de særlige regler, der er angivet i disse billeder, men de tilføjede ikke meget til det samlede spil, og jeg ville sandsynligvis ikke bruge dem i fremtidige iterationer.

Spillet er færdigt, når et hold ikke længere har nok brikker i deres kuvert til at erstatte alle deres spillede brikker. I det øjeblik stoppes spillet, og vinderen tælles.

Trin 7: Sådan gik det i virkeligheden

Vi havde et godt antal elever i klasseværelset og kunne oprette 4 store teams på op til 5 elever hver. Du kan se eleverne, grupperet i hold i nærheden af siddepladser, og også holdenes endelige score ved afslutningen af spillet, hvor "Team mu" er den klare vinder. Du kan også se de sidste kredsløb, de konstruerede.

Råd til fremtidige spil:

Jeg tror, at "Switch" og "Fuse" spilstykker kan springes over, fordi tempoet i spillet med et så stort antal elever viste sig at være lidt for langsomt. I den næste iteration ville jeg øge antallet af pærer og måske øge antallet af spilstykker, et hold får hver tur.