Le jeu de Kirchoff : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

L'arrière-plan ennuyeux:

L'enseignement de l'électronique est difficile car une grande partie est conceptuelle et peut être difficile à saisir. L'un de ces sujets électroniques difficiles comprend les lois de Kirchoff (les lois de tension et de courant, avec les acronymes KVL et KCL respectivement). Je vais sauter l'enseignement du KVL et du KCL dans ce Instructable et laisser le lecteur à Google. Au lieu de cela, je couvrirai un grand jeu de Kirchoff.

J'ai trouvé ce jeu de classe prometteur du professeur de physique à la retraite John Coenraads sur son site Web en Ontario au Canada (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) et je l'ai utilisé avec succès en tant que professeur à double inscription. avec ma classe Carrière et Centre Technique avec des collégiens de 16 et 17 ans. Je voulais écrire ce Instructable avec des instructions pour les étapes que j'ai suivies, les résultats et les réflexions pour une amélioration future.

Merci également à l'autre enseignant de cette classe, l'instructeur de mécatronique du secondaire Paul Lathrop, l'adulte montré dans les images ci-dessous. C'est lui qui a pris le temps d'enseigner et d'évaluer aux étudiants les bases du calcul de résistance en série et en parallèle - sans lesquels les leçons et le jeu des Lois de Kirchoff n'auraient pas eu de sens. C'est à peu près la façon dont lui et moi faisons équipe avec ces étudiants.

OK, assez de trucs ennuyeux - au jeu !

Étape 1: Les tuiles du jeu

Le jeu se joue avec des tuiles, comme le Scrabble. Avant le cours, l'enseignant devra les imprimer (de préférence en couleur) et les découper en morceaux individuels.

Les pièces de jeu sont des tuiles carrées représentant les composants du circuit électrique

•Piles

• Ampoules

• Fusibles

• Commutateurs

Étape 2: Configuration des équipes

Plutôt que de laisser les élèves jouer individuellement, j'ai décidé de créer des équipes pour que le rythme du jeu soit plus rapide. Cela signifie que je devais créer un ensemble complet de tuiles pour chaque équipe.

Ici, vous voyez que je mélange les tuiles avant de les mettre dans des enveloppes d'équipe individuelles. J'ai donné à chaque équipe un nom "à consonance électronique", et j'ai également écrit le nom au dos de chaque tuile pour un nettoyage et un score ultérieurs.

Étape 3: les équipes placent à tour de rôle les pièces de jeu

Chaque équipe choisit au hasard 6 pièces

Les équipes ajoutent à tour de rôle autant de tuiles à un circuit existant ou nouveau qu'elles le souhaitent.

Cette séquence de photos montre l'équipe 1 faisant son premier pas en utilisant 4 pièces de jeu.

Étape 4: d'autres équipes peuvent vérifier s'il s'agit d'un circuit valide

Le circuit créé par les pièces de jeu nouvellement placées est valide s'il…

• n'a pas de court-circuit (les circuits ouverts sont OK)
• chaque ampoule ayant le courant spécifié à travers elle selon KVL
• chaque ampoule ayant la tension spécifiée à ses bornes selon KVL

Étape 5: Challenger et marquer des points

Les équipes adverses peuvent contester si elles estiment que le circuit est invalide. Si le défi est maintenu, les pièces de jeu doivent être retirées, mais si le défi est annulé, l'équipe qui défie perd son tour.

La notation se fait en ajoutant la puissance des ampoules qui viennent d'être ajoutées. Dans l'exemple, un total de 24 points (ou 24 Watts) ont été gagnés.

Étape 6: Règles de jeu restantes

Les équipes remplacent leurs tuiles de leur enveloppe mélangée, de sorte qu'elles ont toujours un total de 6 pièces de jeu.

Nous avons également inclus les éléments de jeu « switch » et « fuse » avec les règles spéciales indiquées dans ces images, mais ils n'ont pas ajouté grand-chose au jeu global, et je ne les utiliserais probablement pas dans les prochaines itérations.

Le jeu est terminé lorsqu'une équipe n'a plus assez de tuiles dans son enveloppe pour remplacer toutes les tuiles jouées. A ce moment-là, le jeu est arrêté et le vainqueur est compté.

Étape 7: Comment ça s'est passé dans la vraie vie

Nous avions un bon nombre d'étudiants dans la classe et avons pu créer 4 grandes équipes de 5 étudiants chacune maximum. Vous pouvez voir les étudiants, regroupés en équipes par proximité des sièges, ainsi que les scores finaux des équipes à la fin du jeu, "Team mu" étant le grand gagnant. Vous pouvez également voir les circuits finaux qu'ils ont construits.

Conseils pour les futurs jeux:

Je pense que les pièces de jeu "Switch" et "Fuse" peuvent être ignorées car le rythme du jeu avec un si grand nombre d'étudiants s'est avéré un peu trop lent. Dans la prochaine itération, j'augmenterais le nombre d'ampoules, et peut-être augmenterais le nombre de pièces de jeu qu'une équipe obtient à chaque tour.