המשחק של קירצ'וף: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

הרקע המשעמם:

הוראת האלקטרוניקה קשה כיוון שרובו הוא רעיוני ויכול להיות שקשה לתפוס אותו. אחד מאותם נושאים אלקטרוניים קשים כולל את חוקי קירצ'וף (חוקי המתח והזרם, עם ראשי תיבות KVL ו- KCL בהתאמה). אני אדלג על הוראת KVL ו- KCL במדריך זה, ואשאיר זאת לקורא לגוגל. במקום זה אכסה משחק נהדר של קירצ'וף.

מצאתי את משחק הכיתה המבטיח הזה של המורה בדימוס לפיסיקה ג'ון קואנראדס באתר שלו באונטריו קנדה (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) והשתמשתי בו בהצלחה כפרופסור לרישום כפול. עם שיעור הקריירה והמרכז הטכני שלי עם בני 16 ו -17 בתיכון. רציתי לכתוב את ההוראה הזו עם הוראות לשלבים שבהם ביצעתי, התוצאות והמחשבות לשיפור עתידי.

תודה מגיעה גם למורה השני בכיתה זו, מדריך המכטרוניקה בתיכון פול לאטרופ, המבוגר המוצג בתמונות למטה. הוא זה שהקדיש את הזמן ללמד ולהעריך את התלמידים את יסודות הסדרות וחישוב ההתנגדות המקבילה - שבלעדיהם שיעורי ומשחק חוקי קירצ'וף לא היו משמעותיים. זו פחות או יותר הדרך שבה אני ואני מתייחסים עם התלמידים האלה.

בסדר, מספיק עם הדברים המשעממים - המשך למשחק!

שלב 1: אריחי המשחק

המשחק משוחק עם אריחים, כמו סקראבל. לפני השיעור, המורה יצטרך להדפיס אותם (רצוי בצבע) ולחתוך אותם לחתיכות האישיות שלהם.

חתיכות משחק הן אריחים מרובעים המייצגים רכיבי מעגל חשמלי

• סוללות

• נורות

• נתיכים

• מתגים

שלב 2: הקמת צוותים

במקום שתלמידים בודדים ישחקו את המשחק, החלטתי להקים קבוצות כדי שהקצב של המשחק יזוז מהר יותר. זה אומר שהייתי צריך ליצור מערך שלם של אריחים לכל צוות.

הנה אתה רואה שאני מערבב את האריחים לפני שאני מכניס אותם למעטפות קבוצתיות בודדות. נתתי לכל צוות שם "נשמע אלקטרוניקה", וכתבתי גם את השם בגב כל אריח לצורך ניקוי וניקוד מאוחר יותר.

שלב 3: צוותים מקבלים תפניות הצבת חתיכות משחק

כל צוות יכול לבחור 6 חלקים אקראיים

צוותים מתחלפים להוסיף כמה שיותר אריחים למעגל קיים או חדש שהם רוצים.

רצף התמונות הזה מראה את קבוצה 1 עושה את המהלך הראשון שלה באמצעות ארבע קטעי משחק.

שלב 4: צוותים אחרים יכולים לבדוק אם מדובר במעגל תקף

המעגל שנוצר על ידי חתיכות המשחק החדשות תקף אם הוא …

• אין מעגלים קצרים (מעגלים פתוחים תקינים)
• כל נורה בעלת הזרם שצוין דרכה על פי KVL
• כל נורה בעלת המתח שצוין על פי KVL

שלב 5: מאתגר וניקוד

צוותים יריבים יכולים לערער אם הם מרגישים שהמעגל אינו תקף. אם האתגר מתקיים, יש להסיר את חלקי המשחק, אך אם האתגר מתהפך, הקבוצה המאתגרת מאבדת את תורה.

הניקוד מתבצע על ידי הוספת העוצמה של הנורות שזה עתה נוספו. בדוגמה, סך הכל צברו 24 נקודות (או 24 וואט).

שלב 6: כללי המשחק הנותרים

קבוצות מחליפות את האריחים שלה מהמעטפה המעורבלת שלהן, כך שתמיד יהיו להן 6 חלקים במשחק.

כללנו גם את קטעי המשחק של "מתג" ו"פיוז "עם הכללים המיוחדים המופיעים בתמונות אלה, אך הם לא הוסיפו הרבה למשחק הכולל, וכנראה שלא אשתמש בהם בחזרות עתידיות.

המשחק מסתיים כאשר לקבוצה אין עוד מספיק אריחים במעטפה כדי להחליף את כל האריחים ששיחקו. באותו רגע המשחק נפסק והמנצח מוערך.

שלב 7: איך הלך בחיים האמיתיים

היו לנו מספר טוב של תלמידים בכיתה, והצלחנו ליצור 4 צוותים גדולים של עד 5 תלמידים כל אחד. אתה יכול לראות את התלמידים, מקובצים לקבוצות לפי קרבת מקומות ישיבה, וגם את הציונים הסופיים של הקבוצות בסוף המשחק, כאשר "Team mu" הוא המנצח הברור. אתה יכול גם לראות את המעגלים האחרונים שהם בנו.

עצות למשחקים עתידיים:

אני חושב שאפשר לדלג על קטעי המשחק "סוויץ '" ו"פיוז "מכיוון שקצב המשחק עם מספר כל כך גדול של תלמידים התברר שהוא קצת איטי מדי. באיטרציה הבאה הייתי מגדיל את מספר הנורות, ואולי מגדיל את מספר חתיכות המשחק שהקבוצה מקבלת בכל סיבוב.