Il gioco di Kirchoff: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Lo sfondo noioso:

Insegnare l'elettronica è difficile perché molto è concettuale e può essere difficile da comprendere. Uno di questi difficili argomenti di elettronica include le leggi di Kirchoff (le leggi della tensione e della corrente, rispettivamente con gli acronimi KVL e KCL). Tralascerò l'insegnamento di KVL e KCL in questo Instructable e lo lascerò a Google per il lettore. Invece tratterò un grande gioco di Kirchoff.

Ho trovato questo promettente gioco in classe dell'insegnante di fisica in pensione John Coenraads sul suo sito web in Ontario Canada (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) e l'ho usato con buon successo come professore a doppia iscrizione con la mia classe di Carriera e Centro Tecnico con ragazzi delle scuole superiori di 16 e 17 anni. Volevo scrivere questo Instructable con le istruzioni per i passaggi che ho seguito, i risultati e i pensieri per il miglioramento futuro.

Un ringraziamento va anche all'altro insegnante di questa classe, l'istruttore di Meccatronica del liceo Paul Lathrop, l'adulto mostrato nelle immagini sottostanti. È stato lui a prendersi il tempo necessario per insegnare e valutare agli studenti le basi del calcolo della resistenza in serie e in parallelo, senza le quali le lezioni e il gioco delle Leggi di Kirchoff non sarebbero stati significativi. Questo è più o meno il modo in cui io e lui facciamo squadra con questi studenti.

OK, basta con le cose noiose, avanti con il gioco!

Passaggio 1: le tessere del gioco

Il gioco si gioca con le tessere, come Scrabble. Prima della lezione, l'insegnante dovrà stamparli (preferibilmente a colori) e tagliarli nei singoli pezzi.

I pezzi del gioco sono tessere quadrate che rappresentano i componenti del circuito elettrico

•Batterie

•Lampadine

•Fusibili

•Interruttori

Passaggio 2: configurazione dei team

Piuttosto che far giocare i singoli studenti, ho deciso di formare delle squadre per mantenere il ritmo del gioco più veloce. Ciò significa che ho dovuto creare un intero set di tessere per ogni squadra.

Qui vedete che sto mescolando le tessere, prima di inserirle nelle buste delle singole squadre. Ho dato a ogni squadra un nome "che suona elettronico" e ho anche scritto il nome sul retro di ogni tessera per la successiva pulizia e punteggio.

Passaggio 3: le squadre si alternano nel posizionare i pezzi del gioco

Ogni squadra può scegliere 6 pezzi casuali

Le squadre, a turno, aggiungono tutte le tessere a un circuito esistente o nuovo che desiderano.

Questa sequenza di foto mostra la squadra 1 che fa la sua prima mossa usando 4 pezzi di gioco.

Passaggio 4: altre squadre possono verificare se si tratta di un circuito valido

Il circuito creato dalle pedine appena posizionate è valido se…

• non ha cortocircuiti (i circuiti aperti sono OK)
• ogni lampadina avente la corrente specificata attraverso di essa secondo KVL
• ogni lampadina avente la tensione specificata ai suoi capi secondo KVL

Passaggio 5: sfida e punteggio

Le squadre avversarie possono sfidarsi se ritengono che il circuito non sia valido. Se la sfida viene accettata, i pezzi del gioco devono essere rimossi, ma se la sfida viene annullata, la squadra sfidante perde il proprio turno.

Il punteggio si ottiene sommando la potenza delle lampadine appena aggiunte. Nell'esempio, sono stati guadagnati un totale di 24 punti (o 24 Watt).

Passaggio 6: Regole di gioco rimanenti

Le squadre rimpiazzano le proprie tessere dalla busta mischiata, in modo da avere sempre un totale di 6 pezzi di gioco.

Abbiamo anche incluso i pezzi di gioco "switch" e "fuse" con le regole speciali annotate in queste immagini, ma non hanno aggiunto molto al gioco complessivo e probabilmente non li userei nelle iterazioni future.

Il gioco termina quando una squadra non ha più abbastanza tessere nella busta per sostituire tutte le tessere giocate. In quel momento, il gioco viene interrotto e viene conteggiato il vincitore.

Passaggio 7: come è andata nella vita reale

Avevamo un buon numero di studenti in classe e siamo stati in grado di creare 4 grandi team di massimo 5 studenti ciascuno. Puoi vedere gli studenti, raggruppati in squadre in base alla vicinanza dei posti a sedere, e anche i punteggi finali delle squadre alla fine del gioco, con "Team mu" come chiaro vincitore. Puoi anche vedere i circuiti finali che hanno costruito.

Consigli per i giochi futuri:

Penso che i pezzi del gioco "Switch" e "Fuse" possano essere saltati perché il ritmo del gioco con un numero così elevato di studenti si è rivelato un po' troppo lento. Nella prossima iterazione, aumenterei il numero di lampadine e forse aumenterei il numero di pezzi di gioco che una squadra ottiene ogni turno.