Die totale Sonnenfinsternis 2024

Am 8. April 2024 findet in Nordamerika eine totale Sonnenfinsternis statt, die entlang eines Pfades durch Mexiko, Teile der Vereinigten Staaten und die maritimen Provinzen Kanadas sichtbar sein wird. Obwohl es viele verschiedene Arten von Sonnenfinsternissen gibt, sind totale Sonnenfinsternisse selten - die nächste wird in Nordamerika erst in 20 Jahren auftreten! Wie viele andere ist auch VEX Robotics von diesem seltenen und bemerkenswerten Phänomen begeistert! Hier sind ein paar unterhaltsame und ansprechende Aktivitäten im Klassenzimmer, die Sie integrieren können, um sich mit Schülern über die bevorstehende Sonnenfinsternis mit vex 123, vex GO und vex IQ in Verbindung ZU setzen!

Aktivitäten für VEX 123

Mini Eclipse mit VEX 123

Diese Aktivität ist von den Phasen einer totalen Sonnenfinsternis inspiriert, die im folgenden Bild dargestellt sind. Der vex 123 Roboter wird während der Sonnenfinsternis die Rolle des Mondes spielen! 

Das Setup ist einfach - Legen Sie eine "Sonne" in die Mitte einer 123er Kachel. Die Sonne sollte nur ein wenig größer sein als der Roboter selbst. (Sie können den Kunstring verfolgen und ein wenig außerhalb dieser Linie schneiden, um die Sonne mit gelbem Baupapier herzustellen.) Sie können auch einen Ausdruck des Mondes einfügen und ihn an der Oberseite des Kunstrings des vex 123 Roboters befestigen, damit der Roboter wirklich lunar aussieht. 

Kodieren Sie den 123-Roboter so, dass er über die Sonne fährt, um die in den obigen Phasen gezeigten Sonnen-/Mondformen zu erstellen. Sehen Sie sich das Video unten an: 

Ich habe VEXcode 123 für dieses Projekt verwendet, um den Roboter so zu programmieren, dass er sich in wirklich kleinen Schritten bewegt, zwischen jeder Bewegung wartet und sich in kleineren Winkeln dreht, um die gekrümmte Bahn zu erstellen. Es bedurfte sorgfältiger Überlegungen und Visualisierungen, um die Bewegungen, Muster und Positionen des Roboters zu bestimmen. Hier ist der Code, der im obigen Video verwendet wird: 

Sie können die Aktivität auch mit Touch oder dem Coder abschließen. Anstatt den Roboter in einem kontinuierlichen Zyklus zu bewegen, lassen Sie die Schüler mit der Positionierung des Roboters experimentieren, um jede Phase der Sonnenfinsternis einzeln neu zu erstellen. Sie können Mini Eclipse vex 123 als eine eigenständige Aktivität implementieren oder jede Phase in Echtzeit durchführen, während die Sonnenfinsternis stattfindet. Da die Einrichtung einfach ist, kann die Aktivität problemlos im Freien durchgeführt werden. 

Die Sonnenfinsternis aus nächster Nähe betrachten

Werfen Sie einen genaueren Blick auf die verschiedenen Stadien einer totalen Sonnenfinsternis mit dem vex 123 Robot! Die Schüler codieren ihre Roboter, um Bilder von jeder Phase einer totalen Sonnenfinsternis zu identifizieren. 

Machen Sie Ausschnitte aus jeder Phase der Sonnenfinsternis und befestigen Sie die Ausschnitte an verschiedenen Quadraten der Vex-Kacheln. Nachdem Sie der Klasse Bilder der verschiedenen Phasen der Sonnenfinsternis gezeigt und jede Phase der Sonnenfinsternis erklärt haben, lassen Sie die Schüler den Roboter so programmieren, dass er dem Pfad jeder Phase der Sonnenfinsternis folgt. 

Sie können die Stufen auf den Kacheln nacheinander auflisten oder sie mischen, wenn Ihre Schüler den vex 123-Roboter codieren, um jede Stufe der Sonnenfinsternis in chronologischer Reihenfolge zu erreichen. 

Erwägen Sie, die folgenden Phasen einzubeziehen:

Stufe 1 (Teilfinsternis)

Der Schatten des Mondes wird über der Sonnenscheibe sichtbar. Der erste Kontakt tritt auf, wenn der Schatten des Mondes den Rand der Sonne berührt. 

Stufe 2 (Total Eclipse beginnt)

Während dieser Phase ist fast die gesamte Sonnenscheibe vom Mond bedeckt. 

Zu Beginn dieser Phase erscheint das Licht der Sonne in „Perlen“ zerlegt. Diese sind als „Bailey's Beads“ bekannt, benannt nach dem britischen Wissenschaftler Francis Bailey, der dieses Phänomen 1836 entdeckte. 

Schließlich verschwinden die Perlen und bilden einen hellen Punkt des Sonnenlichts, der einem Diamanten am Himmel ähnelt, und die Atmosphäre der Sonne bildet das Band des Rings. Das Aussehen des Diamantrings ist ein Zeichen dafür, dass die Sonnenfinsternis fast die Totalität erreicht hat.

Stufe 3 (Gesamtheit)

Der Mond bedeckt die Scheibe der Sonne vollständig. Nur die Sonnenkorona ist sichtbar. Der Himmel wird dunkel, die Temperaturen sinken und die Tierwelt wird oft still.

Stufe 4 (Total Eclipse Ends)

Auch als dritter Kontakt bekannt, beginnt sich der Schatten des Mondes zu entfernen und die Sonne erscheint wieder. Baileys Perlen und der Diamantring erscheinen wieder. 

Stufe 5 (Teilfinsternis endet)

Der Mond hört auf, die Sonnenscheibe zu überlappen. Der Schatten auf der Sonne wird immer kleiner und verlässt schließlich die Sonne. Der vierte Kontakt findet an dem Punkt statt, an dem der Schatten die Sonne verlässt. 

Sie können mehr oder weniger Bilder hinzufügen, um die Phasen der Sonnenfinsternis basierend auf den Bedürfnissen Ihrer Schüler darzustellen. Erwägen Sie außerdem, Zeitstempel für jede Phase hinzuzufügen, um darzustellen, zu welcher Zeit Ihr bestimmter Bereich jede Phase der totalen Finsternis erleben wird. 

Um zusätzliche Unterstützung zu erhalten, stellen Sie den Schülern ein Diagramm der verschiedenen Phasen einer totalen Sonnenfinsternis zur Verfügung, wie im folgenden Bild: 

Die Schüler lernen gerne etwas über die Sonnenfinsternis und sehen sich echte Bilder an, insbesondere in Bereichen, in denen die Sonnenfinsternis möglicherweise nicht aus erster Hand auftritt. Diese Aktivität wäre eine großartige Gelegenheit, die Schüler in das Konzept einer Sonnenfinsternis einzuführen, bevor die Sonnenfinsternis eintritt. 

Aktivitäten für VEX GO und VEX IQ

Eclipse Pathfinder

Inspiriert von Bildern des Pfades der Sonnenfinsternis, fahren Sie Colonel Jo auf einer Code-Basis oder einem BaseBot oder bauen und schieben Sie einen Moon Buggy über eine große Karte, um den Pfad der totalen Sonnenfinsternis zu replizieren! 

Sie können den Roboter sogar in verschiedenen Positionen drehen, um den Winkel des Mondes nachzuahmen! Diese Aktivität kann als eigenständige Aktivität oder in Echtzeit während der Sonnenfinsternis abgeschlossen werden. Das Herausfinden der Bewegungsschritte, um den Roboter in einer bestimmten gekrümmten Bahn zu fahren, würde auch für eine unterhaltsame Erkundung sorgen! 

Mondrotationsmodell 

Lassen Sie die Schüler mit VEX GO oder VEX IQ ihren eigenen rotierenden Mond bauen, der den Weg der Totalität der Sonnenfinsternis verfolgt! Drucken Sie zum Einrichten eine Karte des Gesamtpfads aus, z. B. das Bild in der Eclipse Pathfinder-Aktivität. Befestigen Sie die Karte mit durch das Papier gesteckten Stiften an einer GO-Kachel. Drucken Sie ein ausgeschnittenes Bild des Mondes aus und befestigen Sie es mit einem Stift am Aufbau, wie folgt: 

Die Aktivität ist offen - Lassen Sie die Schüler ihr eigenes Rotationsmodell des Mondes entwerfen und bauen, das den Weg der Totalität verfolgt. Es gibt SO viele Möglichkeiten, wie Schüler dies tun können, und diese Aktivität wird eine großartige Übung für kollaboratives Bauen und Kreativität sein! 

In diesem Beispiel habe ich die Gleitbalken im Kit verwendet, damit ich die Position des Mondes einstellen konnte, während er sich in einer gekrümmten Bahn bewegte. Sehen Sie sich das Video unten als Beispiel an. Während das Beispiel ein GO-Kit verwendet, funktioniert die Aktivität genauso gut mit GO oder IQ. 

Tag- UND Nachtstammlabor: Sonnenfinsternisanpassung

Passen Sie das VEX GO Stem Lab für Tag und Nacht an, um sich auf die Sonnenfinsternis mit VEX GO oder VEX IQ zu konzentrieren! Im Tag- und Nacht-MINT-Labor untersuchen die Schüler die Rotation der Erde. Warum also nicht den Mond in die Mischung aufnehmen, um die Sonnenfinsternis zu präsentieren? Während GO und IQ viele ähnliche Teile haben, musste ich einige Änderungen vornehmen, damit der Bau funktioniert, und ich entschied mich, VEX IQ-Teile zu verwenden, um das Modell zu bauen.  

Ich habe das Gehirn seitlich montiert, damit es als kleine Plattform für die Sonne dienen kann, und dann einen kleinen Korb für den Motor erstellt, da der IQ-Motor nur auf einer Seite Befestigungslöcher hat. Aber insgesamt funktionierte das genau wie beim GO-Build!

Um den Mond hinzuzufügen, benutzte ich einen Teil dieses Motor- "Korbs", um einen weiteren langen Balken mit einem kleineren Zahnrad zu montieren, der als mein Mond fungierte.

Während sich die Erde dreht, kann ich den Mond manuell zwischen der Erde (der Styroporkugel) und der Sonne (der LED auf dem optischen Sensor) bewegen, um meinen eigenen Schatten/meine eigene Finsternis zu erzeugen. Sie können sogar die Styroporkugel bemalen, um mehr wie die Erde auszusehen. Siehe die Sonnenfinsternis im Video unten: 

Die Schüler könnten den gleichen Prozess durchlaufen, um ihre eigenen Modelle der Erdrotation zu erstellen und verschiedene Höhen für Sonne und Mond auszuprobieren und zu sehen, wie sich das auch auf die Schatten auswirkt.

Auch in einer lustigen, thematischen Anwendung, als ich mein VEXcode-Projekt machte, benannte ich meinen Motor und optischen Sensor basierend auf dem, was modelliert wurde (die Erde und die Sonne). Dies könnte den Schülern helfen, diese Verbindungen zwischen den Verhaltensweisen in ihrem Modell und den Verhaltensweisen in VEXcode herzustellen!

Modell mit Sonnenfinsternis-Skala

Führe deine Schüler an, VEX GO-TEILE ZU verwenden, um ein einfaches maßstabsgetreues Modell einer Sonnenfinsternis zu erstellen! Ihre Schüler müssen wissen, dass

• Der Mond ist ¼ so groß wie die Erde 
• Zwischen Erde und Mond gibt es etwa 30 Erddurchmesser. 

Beginnen Sie mit dem Sammeln der folgenden Materialien:

• 1 Yardstick 
• GO Large Beams (um nach dem Verbinden eine Gesamtlänge von mindestens 33 Zoll zu erreichen)
• Rote große Balken und rote Stifte zum Anschließen der großen Balken
• 2 grüne Balken
• 6 rote Stecknadeln
• 2 rote Steckverbinder
• 2 gelbe Stecknadeln
• Perlen, Pompons oder andere runde Objekte, um die Erde und den Mond darzustellen. Ihr Erdobjekt sollte etwa 1 Zoll groß sein, und Ihr Mondobjekt sollte etwa 1/4 Zoll groß sein. Ich habe Pompons für mein Modell verwendet.
• Klebepunkte oder doppelseitiges Klebeband

Verbinden Sie zuerst große Balken miteinander, um einen längeren Balken zu erhalten, der etwa 33 Zoll lang ist.

Ich habe verwendet:

• 2 graue große Strahlen
• 2 schwarze große Strahlen
• 1 weißer großer Balken
• 1 gelber Großstrahler
• 5 rote quadratische Balken
• 20 rote Stecknadeln

Führen Sie die folgenden Schritte aus, um das Modell zu erstellen: 

Schritt 1

Verwenden Sie die roten quadratischen Balken und Stifte, um jeden Balken zu einem stabilen, langen Balken zu verbinden. Der Balken sollte mindestens 33 Zoll lang sein. Ermutigen Sie die Schüler, selbstständig die genaueste Kombination von Strahlen zu bestimmen, um den 33-Zoll-Langstrahl zu erzeugen! Die Schüler können einen Maßstab verwenden, um die Genauigkeit ihres Langstrahls zu messen.

Schritt 2

Befestigen Sie jeden roten Verbinder an einem Ende jedes Ihrer grünen Balken und befestigen Sie den gelben Verbinder am roten Verbinder. Verwenden Sie dann Ihre Klebepunkte, um Ihre Erde und Ihren Mond an den gelben Anschlüssen zu befestigen. 

Schritt 3

Nun befestige deine Erde und deinen Mond an dem Strahl, den du gemacht hast. Da Ihre Erde einen Durchmesser von 1 Zoll hat, können Sie Ihren Mond 30 Zoll von ihm entfernt auf Ihrem Strahl platzieren, so dass Ihr Modell im Grunde maßstabsgetreu ist. Mein Strahl ist 33 Zoll lang, also befestigte ich meinen Mond an einem Ende und maß dann 30 Zoll vom Ende, um meine Erde zu befestigen.

Schritt 4

Jetzt sind Sie bereit, es auszuprobieren! Idealerweise haben Sie einen schönen sonnigen Tag und können Ihre Schüler nach draußen bringen und die eigentliche Sonne dafür nutzen. Eine Taschenlampe in einem dunklen Raum funktioniert auch ziemlich gut.

Halten Sie das Modell so, dass sich der Mond zwischen der Sonne (oder Ihrer Lichtquelle) und der Erde befindet. Der Mond wirft einen Schatten auf die Erde und zeigt, was während einer Sonnenfinsternis passiert! Sie müssen wahrscheinlich mit dem Winkel spielen, in dem Sie das Modell halten, um den bestmöglichen Schatten zu erhalten. Wenn Sie sich im Inneren befinden und eine Taschenlampe verwenden, lassen Sie einen Schüler die Taschenlampe in unterschiedlichen Abständen von der Mondseite des Modells halten, um den besten Schatten zu testen.

Wenn Sie das Modell so umdrehen, dass die Erde Ihnen am nächsten ist (zwischen Sonne und Mond), haben Sie ein Modell einer Mondfinsternis, bei der die Erde einen Schatten auf den Mond wirft!

Hinweis: Diese Aktivität sollte während der Sonnenfinsternis nicht abgeschlossen werden. Bei partiellen oder ringförmigen Sonnenfinsternissen ist es niemals sicher, ohne geeigneten Augenschutz direkt auf die Sonnenfinsternis zu schauen. Wenn Sie eine partielle oder ringförmige Sonnenfinsternis direkt mit Ihren Augen beobachten, müssen Sie jederzeit durch eine sichere Sonnenbrille („Eclipse-Brille“) oder einen sicheren Sonnenbetrachter schauen. Eclipse-Brillen sind KEINE normalen Sonnenbrillen; normale Sonnenbrillen, egal wie dunkel, sind nicht sicher für die Betrachtung der Sonne. Erfahre mehr über die Sicherheit der totalen Finsternis von NASA-Ressourcen.

Es gibt unzählige Möglichkeiten, wie Sie pädagogische Robotik implementieren können, um Ihren Schülern etwas über die Sonnenfinsternis beizubringen! Posten Sie Ihre eigenen Ideen in der PD+ Community, um andere zu inspirieren, oder melden Sie sich für eine Einzelveranstaltung mit Experten von VEX an, um Unterstützung bei der Umsetzung dieser Aktivitäten zu erhalten. Wir sind gespannt, wie Sie das vex Continuum integrieren, um sich mit diesem historischen Ereignis zu verbinden!