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VEX比赛中屡获评审奖的工程笔记是如何炼成的

VEX比赛中屡获评审奖的工程笔记是如何炼成的 创想乌托邦机器人实验室
2024-04-25
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导读:创想乌托邦VEX战队在比赛中屡获评审大奖,一份好的工程笔记在评比中占有重要位置。

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引言  创想乌托邦VEX战队在比赛中屡获评审大奖,一份好的工程笔记在评比中占有重要位置。
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创想乌托邦VEX战队在比赛中屡获评审大奖,一份好的工程笔记在评比中占有重要位置。

为什么工程笔记如此重要

创想乌托邦VEX战队在比赛中屡获评审大奖,一份好的工程笔记在评比中占有重要位置。


在工程笔记中记录工作是一种广泛使用的工程和设计行业实践。它可以帮助学生培养他们在未来的学术和职业中可能用到的技能。


工程笔记不仅是个人或团队工作的记录,也是一种沟通工具。通过清晰、系统地记录和呈现信息,有效向他人传达复杂技术和设计概念。


遵循工程设计流程,工程笔记记录、分析、梳理解决方案,让学生们可以学习并实践项目管理、时间管理、学习用头脑风暴等创新工具寻找解决方案、用数学思维解决核心问题并优化设计,用工程笔记传达设计思路及结果,并提升有效人际协作及书面工程设计梳理。



工程笔记评审标准

VEX 官网给出工程笔记评分标准,从评分标准里看出,一份好的工程笔记是一份好的工程项目管理及设计手册,也是综合STEAM教学的结果体现。


工程设计过程是迭代的:学生识别并定义问题,集体讨论解决问题方法,测试设计思路,完善设计,重复测试达到满意解决方案。学生在完成工程设计过程时会遇到障碍、成功和挫折。所有这些都应该由学生记录在工程笔记中。


那么,一篇好的工程笔记是什么样的呢?


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首先有一个好的工作学习方法论


SMART目标法目标和改进的项目管理


在VEX比赛中我们教会创想乌托邦战队等孩子们用SMART目标法来管理并实施赛事目标。SMART目标可以帮助团队明确他们希望达成的具体技术和战略目标,并形成一步步的行动计划。这些目标可以记录在工程笔记本中,确保团队所有成员都清晰地了解目标和行动计划,并能够根据实际进展进行调整



通过设定SMART目标,团队可以更好地管理时间和资源,持续跟踪进度,确保各项工作都朝着既定目标前进。同时,这也有助于在项目结束时评估团队的表现和学习成果。


项目管理计划同时也是团队管理计划,详细记录团队各成员负责内容,定期团队沟通,并在相关阶段详实记录会议内容、讨论过程和解决方案选择过程。教会学生用SMART目标管理,是工程管理和团队领导力学习并提升的过程。



工程笔记清晰的目录结构,反映团队的工程逻辑思路和架构


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工程笔记主要内容


使用项目领导方式(PLTW)设计解决方案,并贯穿工程笔记的机器设计及实施表现。




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确定问题并设定目标
对于设计过程的第一次迭代,工程笔记应该包含对整个赛事的简短描述,并将目标细分为必须完成的小目标,并且分析哪些细分目标/任务是彼此相连,哪些是独立任务/目标。

通过这个过程,列出想要的机器功能列表,以及规则要求和限制。
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工程笔记分析由简到深


工程笔记分析过程也是学会数据分析和提供解决方案的过程,任何结论都应该在真实、客观、详实/丰富的数据基础上进行对比分析,并得出结论及建议。


关于相同测试过程,不同阶段学生对于数据分析熟练和专业程度,记录的工程笔记可能不同,随着学习深入,数据分析和见解逐渐加深:(以下为模拟数据)


笼统分析:


"测试

我们对新旧机器进行了 10 次测试,并计算出平均值。 

A和 B同学测试时各跑 5 次。

旧机器分数:60、73、80、81、56、73、69、73、70、65;平均值70;

新机器分数:74、81、85、72、71、87、85、89、91、85;平均值82;

新机器将平均分提高了 12 分,我们计划使用新机器。"


深入分析:


我们在同时间段内对新旧机器进行了 10 次测试。A同学和 B同学测试时各跑5次,以显示数据客观有效。

其中:

旧机器平均分:70,最低分56分,最高分81分;

新机器平均分:82,最低分71分,最高分91分;

相比旧机器,新机器将平均分提高了12 分,最低分提高15分,最高分提高10分;

新机器各项指标优于旧机器,我们计划使用新机器。


具体数据图表如下:






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头脑风暴和图表的使用



良好的头脑风暴始于对问题的共同理解,包括所有要求和限制条件。


工程笔记需要记录有潜力的解决方案,包括带标签的图纸或图片,选择解决方案并制定计划。


和队友头脑风暴产生几个想法,应该客观地评估每个想法。详细分析考虑和比较每个想法相对于特定设计需求和限制的优缺点


例如每个标准均按 0-5 分等级进行评估,其中 0 分不符合预期,5 分超出预期。下图中“想法 4”的综合得分最高,所以它是最优选。



在工程笔记中记录此过程,并完整描述该解决方案,包括如何构建该解决方案的计划,并解释他们选择解决方案的方式和原因






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构建和编程




这是团队花费大部分时间的地方,也是创建原型和最终机器和程序部分。编程和构建通常从基本设计开始,并随着设计过程后期添加细节而不断发展。


在构建和编程时应该在笔记本上做详细的笔记,记录原始看到的,找出为什么A方案比B方案好,然后创建新原型或程序来测试新想法。收集数据并将其记录在笔记本中是构建和编程的重要部分。


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测试解决方案






测试构建或编程的内容,需要详细记录有效、无效以及可以改进部分。测试程序应在笔记本中详细记录,并应包括所有可测量的结果。此步骤的主要目的是确定构建或编程是否满足目标计划并按预期执行。

8
重复设计过程




每当对机器进行修改时,更改的设计和开发都应完整记录在笔记本中,包括设计过程的所有步骤。对于每项更改,记录内容应包括:

  • 变更原因(例如测试、比赛结果等)

  • 考虑所有解决方案(包括外部来源方案)

  • 所选计划的完整描述,包括图形标记

  • 所选计划的优点和缺点,包括限制条件

  • 实施时间表和期限

  • 在实施或设计期间对计划进行修改



9
比赛模拟与反思


团队创造一个模拟比赛环境,测试战术、机器稳定性,记录每次模拟测试的流程包括机器配置、任务 、时间和出现的问题,并搜集机器性能数据,为机器升级迭代做准备


同时记录成员间的协作与沟通,评估团队合作对比赛的影响。反思在模拟比赛中的成功因素及需要改进因素,制定后续训练及改进计划明确下阶段目标







创想乌托邦创新实验室在过去一年VEX比赛中屡获评审奖

VEX 2023-2024赛季创想乌托邦战队先后获得:

VEX 亚洲公开赛华北赛 初中IQ组 最佳建造奖

VEX 亚洲公开赛总决赛 初中 IQ组 活力奖

VEX 亚洲公开赛总决赛 小学 IQ组 评审奖

VEX 亚洲公开赛总决赛 小学 GO组 创意奖

VEX 亚洲公开赛总决赛 小学 GO组 进步奖


关于创想乌托邦

About UTOPIA


每个孩子心中都有一个理想国。在这个国度里:飞机在海里游,轮船在天上飞,自行车能骑到月亮上去……童年时的敢想敢做能带给孩子一生的创造力和勇敢力,让他能披着光、迎着风、奔向无尽想象的未来空间。

为此,我们打造一个自由的创想空间,通过领先的机器人和编程课程,培养“新工科”思维;鼓励孩子们大胆创新,在创客教室里把天马行空的创意变成现实作品,一起去实现心中的未来世界。


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