Joc de Kirchoff: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Els antecedents avorrits:

L’ensenyament de l’electrònica és difícil perquè gran part és conceptual i pot ser difícil d’entendre. Un d'aquests temes relacionats amb l'electrònica difícil inclouen les lleis de Kirchoff (les lleis de tensió i actuals, amb les sigles KVL i KCL respectivament). Ignoraré l’ensenyament de KVL i KCL en aquesta instrucció i deixaré això al lector a Google. En el seu lloc tractaré un gran joc de Kirchoff.

Vaig trobar aquest prometedor joc d’aula del professor de física retirat John Coenraads al seu lloc web a Ontario, Canadà (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) i el vaig fer servir amb bon èxit com a professor de doble matrícula. amb la meva classe de Carrera i Centre Tècnic amb juniors de secundària de 16 i 17 anys. Volia escriure aquest instructiu amb instruccions sobre els passos que he seguit, els resultats i els pensaments per a una futura millora.

Gràcies també a l’altre professor d’aquesta classe, l’instructor de mecatrònica de batxillerat Paul Lathrop, l’adult que es mostra a les imatges següents. Va ser qui es va dedicar el temps a ensenyar i avaluar els estudiants els conceptes bàsics de les sèries i del càlcul de la resistència paral·lela, sense els quals les lliçons i el joc de les lleis de Kirchoff no haurien estat significatius. Aquesta és gairebé la forma en què ell i jo col·laborem amb aquests estudiants.

D'acord, hi ha prou coses avorrides en el joc.

Pas 1: les rajoles del joc

El joc es juga amb fitxes, com Scrabble. Abans de classe, el professor haurà d’imprimir-los (preferiblement en color) i tallar-los en les seves peces individuals.

Les peces de joc són rajoles quadrades que representen components del circuit elèctric

• Bateries

• Bombetes

• Fusibles

• Interruptors

Pas 2: configuració d'equips

En lloc de jugar individualment a estudiants individuals, vaig decidir crear equips per mantenir el ritme de la jugada més ràpid. Això vol dir que havia de crear un conjunt complet de fitxes per a cada equip.

Aquí veieu que estic barrejant les fitxes, abans de posar-les en sobres individuals de l'equip. Vaig donar a cada equip un nom de "sonorització electrònica" i també vaig escriure el nom a la part posterior de cada fitxa per a una posterior neteja i anotació.

Pas 3: els equips es tornen col·locant peces del joc

Cada equip pot triar 6 peces aleatòries

Els equips, per torns, afegeixen tantes fitxes a un circuit existent o nou que vulguin.

Aquesta seqüència de fotos mostra a l'equip 1 fent el seu primer moviment mitjançant l'ús de 4 peces de joc.

Pas 4: altres equips poden comprovar si és un circuit vàlid

El circuit creat per les peces de joc acabades de col·locar és vàlid si …

• no té curtcircuits (els circuits oberts estan bé)
• cada bombeta té el corrent especificat a través d’ella segons KVL
• cada bombeta té la tensió especificada a través d’ella segons KVL

Pas 5: desafiament i puntuació

Els equips contraris poden desafiar si consideren que el circuit no és vàlid. Si es manté el desafiament, s’han d’eliminar les peces del joc, però si es anul·la, l’equip desafiador perd el torn.

La puntuació es fa afegint la potència de les bombetes acabades d'afegir. A l'exemple, es van guanyar un total de 24 punts (o 24 watts).

Pas 6: Regles de joc restants

Els equips substitueixen les fitxes del sobre barrejat, de manera que sempre tenen un total de 6 peces de joc.

També vam incloure les peces del joc de "commutador" i "fusible" amb les regles especials que s'indiquen en aquestes imatges, però no van afegir gaire al joc general, i probablement no les faria servir en futures iteracions.

El joc s’acaba quan un equip ja no té prou fitxes al sobre per substituir totes les fitxes jugades. En aquest moment, el joc s’atura i es compta el guanyador.

Pas 7: Com va passar a la vida real

Vam tenir un bon nombre d’alumnes a l’aula i vam poder crear 4 grans equips de fins a 5 alumnes cadascun. Podeu veure els estudiants, agrupats per equips per proximitat dels seients, i també les puntuacions finals dels equips al final del joc, sent "Team mu" el clar guanyador. També podeu veure els circuits finals que van construir.

Consells per a futurs jocs:

Crec que es poden ometre les peces del joc "Switch" i "Fuse" perquè el ritme del joc amb un nombre tan gran d'alumnes va resultar ser una mica massa lent. A la següent iteració, augmentaria el nombre de bombetes i potser augmentaria el nombre de peces de joc que rep un equip cada torn.