เกมของ Kirchoff: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

พื้นหลังที่น่าเบื่อ:

การสอนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นยากเพราะส่วนใหญ่เป็นแนวคิดและเข้าใจยาก หนึ่งในหัวข้ออิเล็กทรอนิกส์ที่ยากเหล่านั้น ได้แก่ กฎของ Kirchoff (กฎหมายแรงดันและกระแสไฟ โดยมีตัวย่อ KVL และ KCL ตามลำดับ) ฉันจะข้ามการสอน KVL และ KCL ในคำแนะนำนี้ และปล่อยให้ผู้อ่านเป็น Google แต่ฉันจะพูดถึงเกมของ Kirchoff ที่ยอดเยี่ยมแทน

ฉันพบเกมในห้องเรียนที่น่าสนใจนี้โดย John Coenraads ครูสอนฟิสิกส์ที่เกษียณแล้วบนเว็บไซต์ของเขาในออนแทรีโอแคนาดา (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) และฉันใช้มันอย่างประสบความสำเร็จในฐานะศาสตราจารย์ที่ลงทะเบียนเรียนสองคน กับชั้นเรียน Career and Technical Center ของฉันกับรุ่นน้องมัธยมปลายอายุ 16 และ 17 ปี ฉันต้องการเขียนคำแนะนำนี้พร้อมคำแนะนำสำหรับขั้นตอนที่ฉันทำตาม ผลลัพธ์ และแนวคิดสำหรับการปรับปรุงในอนาคต

ขอบคุณครูคนอื่นในชั้นเรียนนี้ Paul Lathrop ผู้สอนเมคคาทรอนิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลายซึ่งเป็นผู้ใหญ่ที่แสดงในภาพด้านล่าง เขาเป็นคนที่ใช้เวลาในการสอนและประเมินนักเรียนเกี่ยวกับพื้นฐานของการคำนวณแบบอนุกรมและความต้านทานแบบคู่ขนาน โดยที่บทเรียนและเกมกฎของ Kirchoff จะไม่มีความหมาย นั่นเป็นวิธีที่เขาและฉันแท็กทีมกับนักเรียนเหล่านี้

โอเค พอแล้วกับเรื่องน่าเบื่อ - เข้าสู่เกม!

ขั้นตอนที่ 1: แผ่นเกม

เกมนี้เล่นด้วยกระเบื้องเช่น Scrabble ก่อนเริ่มชั้นเรียน ครูจะต้องพิมพ์ออกมา (ควรเป็นสี) แล้วตัดเป็นชิ้นๆ

ตัวเกมเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมแทนส่วนประกอบวงจรไฟฟ้า

•แบตเตอรี่

•หลอดไฟ

•ฟิวส์

•สวิตช์

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่าทีม

แทนที่จะให้นักเรียนแต่ละคนเล่นเกม ฉันตัดสินใจตั้งทีมเพื่อให้จังหวะของการเล่นดำเนินไปเร็วขึ้น นั่นหมายความว่าฉันต้องสร้างไทล์ทั้งชุดสำหรับแต่ละทีม

ที่นี่คุณจะเห็นว่าฉันกำลังสับไพ่ก่อนที่จะใส่ลงในซองจดหมายของแต่ละทีม ฉันตั้งชื่อ "เสียงอิเล็กทรอนิกส์" ให้แต่ละทีม และยังเขียนชื่อที่ด้านหลังของแต่ละไทล์สำหรับการล้างและให้คะแนนในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 3: ทีมผลัดกันวางชิ้นส่วนเกม

แต่ละทีมจะสุ่มเลือก 6 ชิ้น

ทีมผลัดกันเพิ่มไทล์ลงในวงจรที่มีอยู่หรือวงจรใหม่ที่พวกเขาต้องการ

ลำดับรูปภาพนี้แสดงให้เห็นว่าทีม 1 เคลื่อนไหวครั้งแรกโดยใช้ชิ้นส่วนเกม 4 ชิ้น

ขั้นตอนที่ 4: ทีมอื่นสามารถตรวจสอบว่าเป็นวงจรที่ถูกต้องหรือไม่

วงจรที่สร้างขึ้นโดยชิ้นส่วนเกมที่วางใหม่นั้นใช้ได้ถ้า…

• ไม่มีไฟฟ้าลัดวงจร (วงจรเปิดก็โอเค)
• แต่ละหลอดมีกระแสที่ระบุผ่านตาม KVL
• แต่ละหลอดมีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดตาม KVL

ขั้นตอนที่ 5: ท้าทายและให้คะแนน

ทีมตรงข้ามสามารถท้าทายได้หากพวกเขารู้สึกว่าวงจรไม่ถูกต้อง หากการท้าทายยังคงดำเนินต่อไป ชิ้นส่วนของเกมจะต้องถูกลบออก แต่ถ้าการท้าทายนั้นถูกพลิกกลับ ทีมที่ท้าทายจะแพ้เทิร์นของพวกเขา

การให้คะแนนทำได้โดยการเพิ่มพลังของหลอดไฟที่เพิ่งเพิ่มเข้าไป ในตัวอย่าง ได้รับทั้งหมด 24 คะแนน (หรือ 24 วัตต์)

ขั้นตอนที่ 6: กฎที่เหลือของการเล่นเกม

ทีมต่างๆ จะเปลี่ยนแผ่นกระเบื้องจากซองที่สับแล้ว เพื่อให้มีชิ้นส่วนเกมทั้งหมด 6 ชิ้นเสมอ

นอกจากนี้เรายังรวมชิ้นส่วนของเกมของ "สวิตช์" และ "ฟิวส์" ด้วยกฎพิเศษที่ระบุไว้ในภาพเหล่านี้ แต่ไม่ได้เพิ่มการเล่นเกมโดยรวมมากนัก และฉันอาจจะไม่ใช้มันในการทำซ้ำในอนาคต

เกมจะจบลงเมื่อทีมมีไทล์ไม่เพียงพอในซองอีกต่อไปเพื่อแทนที่ไทล์ที่เล่นทั้งหมด ในขณะนั้น เกมหยุดและนับผู้ชนะ

ขั้นตอนที่ 7: มันเป็นอย่างไรในชีวิตจริง

เรามีนักเรียนจำนวนมากในห้องเรียน และสามารถสร้างทีมขนาดใหญ่ได้ 4 ทีม ทีมละไม่เกิน 5 คน คุณสามารถดูนักเรียน จัดกลุ่มเป็นทีมตามที่นั่งใกล้กัน และคะแนนสุดท้ายของทีมเมื่อจบเกม โดย "Team mu" เป็นผู้ชนะที่ชัดเจน คุณยังสามารถดูวงจรสุดท้ายที่พวกเขาสร้างได้

คำแนะนำสำหรับเกมในอนาคต:

ฉันคิดว่าชิ้นส่วนของเกม "สวิตช์" และ "ฟิวส์" สามารถข้ามได้เนื่องจากความเร็วของเกมที่มีนักเรียนจำนวนมากนั้นช้าเกินไปเล็กน้อย ในการทำซ้ำครั้งต่อไป ฉันจะเพิ่มจำนวนหลอดไฟ และอาจเพิ่มจำนวนชิ้นส่วนในเกมที่ทีมได้รับในแต่ละตา