Spørsmål:
Spill for å lære grunnleggende om orbitalmekanikk
ben
2018-12-12 05:42:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg leter etter et spill som passer for undervisning i grunnleggende banemekaniske begreper til grunnskoleelever (trinn 6-8). I motsetning til de fleste spørsmålene som stilles om romflysimulatorer og lignende, er jeg ikke ute etter superrealistiske representasjoner av orbitalmekanikk. Jeg vil la elevene fikle rundt med grunnleggende sentral kraftbevegelse og se hvordan kjeglesnitt blir endret ved skyvekraft, etc. Å se / vedta et eksempel på stevnemøte (kanskje i en CW-ramme?) Vil også være pent.

Jeg tror Kerbal Space Program kommer til å være et vanlig svar, og det er passende, men dessverre gjør det at det er kommersielt vanskeligere å bruke det i en pedagogisk setting. Ekstra poeng hvis det er noe nettleserbasert, men håpet mitt er ikke høyt for det.

EDIT: Wow, blåst bort av mangfoldet og hjelpen til svarene! Elsker virkelig at dette nettstedet eksisterer. Jeg kan se hvorfor spørsmålet hadde en tett stemme for meningsbasert, da det er flere svar her som i fravær av andre lett kunne aksepteres. For å lukke dette går jeg med mengden av visdom og godtar det beste svaret. Og mens jeg vet at det ikke er det samme som det søte, søte omdømmet , er jeg veldig takknemlig for all den tiden folk legger inn for å gi nyttige svar. Hederlig omtale til @ Paul for en god praktisk metode og @ Steve for et veldig kult nettleserbasert svar.

Avstemningen stemmer ikke overens med et annet, men beslektet spørsmål som ble veldig godt mottatt her: [Hva er gode måter å lære en 7 år gammel gutt astronomi (og romflukt)?] (Https://space.stackexchange.com/ q / 28335/12102) har * 12 stemmer opp * og tre svar med totalt 13 flere. Et velskrevet spørsmål som ber om hjelp til å finne nøye begrensede, spesifikke ressurser, virker perfekt på temaet. Spørsmålet stiller ikke "hva tror du?" men i stedet noen alternativer som deretter kan vurderes av OP.
Hei ben, jeg synes spørsmålet ditt er greit. Det er en tett stemme for meningsbasert, men tydeligvis ber du om ressurser, ikke meninger.
Et annet mykt spørsmål om utdanning: [Hvordan bygger du en rakett?] (Https://space.stackexchange.com/q/27729/12102)
Har du sett [KerbalEdu] (https://kerbaledu.com/)?
Kan du [redigere] spørsmålet ditt for å inkludere den faktiske aldersgruppen? Jeg aner ikke hvor gammel en åttendeklassing er. Mitt første gjetning ville være 5 (skolens startalder) + 8. Men det er 13, som er to år eldre enn jeg ville sett på som "primær".
Hva er problemet med KSP som et kommersielt produkt? Prisen? Det faktum at det er et kommersielt produkt? Etc. (spør om KSP tilbyr rabatterte priser for utdanningsinstitusjoner, hvis du ellers tror KSP ville fungere.
KSP passer for 12-åringer? Jeg tror ikke. Hvis det noen gang var et spill som skulle bli vurdert modent, er dette det. ** Å spille KSP i 40 minutter to ganger i uken kommer ikke til å bringe deg noe sted **, uansett alder (gitt, jeg hadde ingen hjelp, men bane tok meg * uker * å spille spillet hver dag i * timer * ). Også, kanskje det bare er mitt oppsett, men lastetider er en morder.
@Mazura Hvis det tok deg timer å komme i bane, mangler du nøyaktig den slags kunnskap som Ben prøver å undervise på på en interaktiv måte. Med den tøffeste forståelsen av rakettvitenskap og orbitalmekanikk, kan en fersk fyr komme i bane i omtrent fem lanseringer (jeg gjorde det i tre, men jeg hadde * omfattende * "utdannelse" fra hard sci-fi, i tillegg til å være en fan av Tsiolkovski :). Med støtte er det enkelt å vise de grunnleggende utfordringene og la barna leke med dem for å se hvordan ting oppfører seg.
KSP er DRM-fri, så du kan kjøpe den en gang, sette den på USB og deretter kopiere den til hver datamaskin.
@Luaan - Kjennskap til hele ordforrådet i [dette innlegget] (https://space.stackexchange.com/a/22839/6667) (* Hva kan KSP-spillet faktisk lære? *) Er juks;) men det vil lære , eller få deg til å lære alt. Bruk av forhåndsfartøy er juks også, men de er perfekte for OP. Å vite alt det og bruke forhåndsinnstilt, kan jeg se 3 ~ 5 forsøk.
det er et android-spill som heter - 'Orbit- spiller med tyngdekraften'. sjekk det ut, jeg kan for øyeblikket ikke legge ut lenker til playstore, men hvis du vil søke, vil det være et enkelt funn som har rundt 4,5 stjerner.
@qazwsx - Så er det ikke lisensiert per datamaskin?
Hva er galt med kommersielle produkter? Kommersielle produkter brukes til å undervise hele tiden. De fleste ting som mennesker har laget er kommersielle.
Å ta tak i min skuffing fra "kommersielle" produkter: Jeg har ingen problemer med å betale for å spille, og innholdsskapere bør definitivt kompenseres for kvalitetsprodukter. Men i et utdanningsmiljø er det ofte hindringer for å skaffe midler til programvare, uansett hvor liten. Dette var også motivasjonen for å søke nettleserbaserte svar, siden man ikke alltid kan sikre maskinvaren som brukes eller de administrative kravene til installering av programvare.
@DonBranson: Nøyaktig; de sørger for at du har betalt for spillet ved å få deg til å logge på kontoen din for å laste den ned (og bare la deg få tilgang til nedlastingskoblingen hvis du har betalt opp), men når du har lastet den ned, kan du installer den på så mange datamaskiner du vil.
Ti svar:
Russell Borogove
2018-12-12 06:56:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg vil la elevene tukle rundt med grunnleggende sentral kraftbevegelse og se måtene koniske seksjoner endres av skyvekraft osv. Å se / vedta et eksempel på rendezvous (kanskje i en CW-ramme?) ville vær ryddig også.

Jeg tror absolutt Kerbal Space Program er det rette svaret her. Måtene det avviker fra den virkelige verdensrommet (for eksempel en mye mindre hjemmeplanet, som fører til oppstigning til lav bane som tar ~ 3 minutter i stedet for ~ 10 minutter) gir mening for klasserommet.

det faktum at det er kommersielt, gjør det tøffere å bruke i en pedagogisk setting.

KerbalEDU -versjonen tilbys med lærerrabatt.

Det gratis alternativet er Orbiter, som er mer realistisk på noen måter enn KSP, men mindre brukervennlig.

KerbalEDU har også noen ting som ikke er til stede i standardversjonen av spillet, som Flight Recorder som lar deg se grafer over hva som skjedde etter en flytur.
Hadde ingen anelse om KerbalEDU! Det er enten godt skjult eller mine søkeferdigheter mangler. Med "midler" som en barriere i de fleste utdanningsmiljøer, er billigere lisensiering en stor avtale.
Paul
2018-12-12 08:44:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Personlig lærer jeg omløpsmekanikktimer til førskolebarn, barne- og ungdomsskolebarn ved å bruke en provisorisk trampoline med en strekkbar klut festet til kanten. Plasser en tung vekt (f.eks. En dumbell) i midten for å simulere en stor massiv kropp som jorden eller solen. Bruk marmor til å illustrere et romfartøy eller planeter. Du kan enkelt vise den grunnleggende sammenhengen og variasjonen i hastighet som en funksjon av avstand i en banevei ved å rulle kulene i elliptisk, hyperbolsk eller (hvis du trener veldig hardt) en parabolsk bane. Å gi kulene et trykk mens de er i "bane" viser også hvordan impulsstøt også påvirker formen på banen. Enda viktigere, denne demo hjelper til med å gi barna en intuisjon i einsteinisk fysikk, hvor tilstedeværelsen av materie bøyer rommet rundt det og er grunnen til at objekter naturlig følger buede baner i rommet i stedet for rette linjer.

Se denne YouTube-videoen for andre ideer du kan illustrere ved hjelp av denne typen demo

De kan enkelt konstrueres ved hjelp av PVC-rør og tøybare tøystoffer. Se disse instruksjonene for å konstruere din egen tyngdekraftbrønn. Etter min erfaring er jo større brønnen, desto lettere er det å demonstrere banemekanikk.

I Singapore lærer de bare småbarn kalkulator.
@Erik: jeg vil gjerne lære å gjøre det! Har du noen lenker til kalkuleringsmaterialer for småbarn?
Jeg har hørt at trampoliner er vanskelige å forsikre seg mot ansvar fordi [Å bruke en trampoline kan være farlig] (https://en.wikipedia.org/wiki/Trampoline#Safety) Å, du setter ikke studentene * på trampolinen ! * Ok ikke bry deg. ;-)
@uhoh nei du setter dem på den strukne duken. Mye tryggere.
Å, da _Jeg var spedbarn, pleide vi å tegne endelige tilstandsdiagrammer på sidene av barnesengene våre! Og vi _elsatte_ det! Barn har det så enkelt i våre dager.
@Paul grunnen til at USA ikke underviser i de fleste barnekalkulus før universitetet er at med dogmen om "ingen barn etterlatt" egentlig betyr "at ingen barn har lov til å komme foran det tykkeste barnet i klassen, fordi det er diskriminering, og diskriminering er et baaaaad-ord. "
Dette er så kult takk for at du delte! Selv om dette ikke akkurat passer til parametrene for spørsmålet, skal jeg definitivt gi mitt eget oppsett et skudd. Rekvisitter til deg (ingen ordspill ment) for en ganske nyskapende og praktisk måte å lære dette emnet på!
@Ben: Ikke noe problem. Jeg pleier å gå med et analogt spill når det er mulig. Barn får nok skjermtid uansett.
Manuel J. Diaz
2018-12-12 08:46:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

UC Boulder har et prosjekt, PhET, som har mange gratis, interaktive matematikk- og naturvitenskapsmoduler i nettleseren. De har en kalt Gravity and Orbits som er skrevet i HTML5, noe som gjør den kompatibel med de fleste moderne nettlesere (inkludert Safari på iPads). Hvis du klikker på rullegardinmenyen "For lærere", vil du finne at den til og med har ganske mange ressurser for leksjonsplanlegging for ungdomsskoler.

Jeg tror dette vil tilfredsstille dine behov for at det er hensiktsmessig for et klasserom og nettleservennlig (og gratis!).

Som en sidemerknad, hvis du vil knytte Gravity and Orbits, eller annen programvare du ender opp med å velge, til hvordan hele solsystemet fungerer , NASA har et flott interaktivt nettsted kalt Solar System. Hvis du klikker på de konsentriske kretsene på menylinjen, kan du se planetene (og mer) som kretser rundt solen vår. Du kan også zoome inn og ut som om det var Google Maps. Du kan klikke på en planet (eller et annet objekt) for å finne ut mer informasjon om den.

Liker virkelig PhET og NASAs forskjellige visualiseringsverktøy! Dessverre er disse ikke helt "omtalt" nok til å komme dit jeg vil, men de kan godt ende opp som hjelpeverktøy. Det faktum at PhET er nettleserbasert er kjempebra.
vsz
2018-12-12 13:10:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Spaceflight Simulator

En Android-programvare, men det er også mulig å kjøre den på en PC.

Spaceflight simulator screenshot

Det er 2d, så det er mye enklere å bruke enn 3d-programvare. Det er noen premiumfunksjoner ($ 4 låser dem alle for alltid), men den gratis versjonen er nok til å starte oppdrag til alle planetene i det indre solsystemet, og å plassere romstasjoner i bane og legge til dem.

Læringskurven for enkle oppdrag er veldig enkel, antall grunnleggende deler er veldig lite. Du kan oppnå bane i løpet av få minutter etter at du har installert den.

Det er mye enklere enn Kerbal Space Program, men for de formålene som presenteres i spørsmålet, ser det ut til å være en stor fordel.

Ser ut til å være tilgjengelig på iOS også: https://itunes.apple.com/gb/app/spaceflight-simulator/id1308057272
Definitivt nok en god takk! Med mangel på evne til å bruke på faktisk OSx kan det fungere eller ikke (du vil kanskje bli overrasket over hvor mange Mac-er som er klassifiserte i dag).
Eric Nolan
2018-12-12 18:26:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sannsynligvis for grunnleggende for det du vil ha, men Osmos ( https://osmos-game.com/) har modus der spilleren i utgangspunktet kretser rundt en tiltrekker og må bytte bane for å treffe andre gjenstander i forskjellige baner. Dette lærer den grunnleggende ideen om at du ikke bare kan skyve mot målet ditt og forvente å komme dit. En annen modus involverer flere tiltrekkere som kretser rundt en sentral, og spilleren må sette opp en overføringsbane mellom dem. til ideen om at banemekanikk fungerer veldig annerledes enn hvordan du beveger deg på overflaten av en planet eller til og med i luften. Du kan finne det nyttig å la dem leke med dette for å lære at gjetting ikke er en fin måte å bevege seg i rommet, og at en matematisk tilnærming ikke bare er bedre, men i utgangspunktet viktig.

Det er en gratis demo men jeg vet ikke om det inkluderer modusene som har omløpsmekanikk som spill.

Jeg liker det! Mens du har rett i at det sannsynligvis er for forenklet for undervisning, tror jeg det vil være en morsom måte å "bruke det du har lært." Takk!
icc97
2018-12-12 14:50:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg tror bokstavelig talt det første spillet noensinne opprettet av Stephen R. Russell (jeg hørte om det gjennom en bok JCR Licklider) var et spill som heter SpaceWar.

Tanken er å skyte motstanderen din mens du unngår å bli sugd å falle i tyngdekraften i midten.

Det er mange emulatorer for det - for eksempel https://www.masswerk.at/spacewar/

enter image description here

Rettelse: ikke * sugd * der. Bare unngå kollisjon med tomrommet (i mange versjoner krasjer dette inn i en planet). Tyngdekraften suger ikke. Uansett, spillet lærer deg definitivt noen grunnleggende om orbitale bevegelser - men det er også et fartsfylt arkadespill i sanntid, så det kan være vanskelig å innse hva som skjer. Du ser bare skipenes nåværende posisjon, og tidsrammene er ekstremt korte.
@Luaan Jeg endret den til 'fall' i stedet for å suge. Hvis du ikke gjør noe, faller du i tomrommet, så det er ikke bare et tilfelle å unngå det.
Jeg brukte veldig mye tid på å rote med dette. Overraskende vanedannende for et ganske enkelt spill. Dette kan absolutt ende opp med å være en hjelpressurs (bruk det du har lært og etabler romdominans, osv ...).
qazwsx
2018-12-12 19:20:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg kan ikke tro at ingen nevnte Orbiter 2010! Det er et gratis spill, lik KSP, men uten bygningsdelen, og med fullskala, n-kroppsfysikk. Det er et mod for det som heter Interplanetary som lar deg legge inn posisjonen din, destinasjonen din og maksimal tid du har for å komme dit, og den vil fortelle deg hvor mye dV du trenger og gi deg en bane. Den har imidlertid en bratt læringskurve.

Det mangler visualisering av banemekanikk som gjør dem "enkle" å forstå i KSP
@JCRM Hvis du går til cntr f1 eller f2, kan du slå på banestier.
Orbiter er flott, men også ekstremt uvennlig (også, jeg har spilt DOS Shuttle, som føltes mye bedre til tross for alderen: D). KSPs suksess skyldes i stor grad dens praktiske holdning - du spiller rundt for å oppdage ting, og trenger egentlig ikke å lese noen dokumentasjon :)
Orbiter ble nevnt, men ja definitivt et fint gratis alternativ! Jeg tror jeg må finne ut om den brattere læringskurven er verdt å ikke måtte håndtere lisensiering.
Steve
2018-12-13 21:05:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Selv om det ikke ser ut til å tilby fremdrivende baneendringer, viser TestTubeGames Gravity Simulator bane bevegelse i et nettgrensesnitt.

Jeg brukte et litt enklere lite 2d-spill som lignet på dette på en Mac Classic tilbake i 7. eller 8. klasse, og jeg skulle se om noen reimplementerte det, og jeg sjekket ditt forslag. IMO dette er det beste / et flott sted å begynne med å få en mental følelse for en delmengde av orbitale problemer!
Jeg kan ikke tro at dette ikke fikk flere oppvoter! Gitt at det ikke er noen fremdrivende komponent, men forbannet hvis det ikke er en god måte å utforske himmelmekanikk på. Tusen takk for en veldig solid ressurs (pluss - nettleserbasert)! Dette vil definitivt finne veien inn i en leksjon.
James Fulton
2018-12-12 21:20:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Her er to morsommere som ikke har blitt nevnt før

  • Super Planet Crash: Nettleserbasert spill der du legger planeter til et solsystem. Målet med spillet er å score så høyt som mulig. Få poeng for større planeter (som opprører andre baner mer), for flere planeter (som fører til mer kompleks dynamikk) og for å få solsystemet ditt til å vare lenger (spillet slutter når en planet blir kastet ut av solsystemet). http://www.stefanom.org/spc/

  • Kaotiske planeter: Ikke egentlig et spill, men mer en demo. Oppretter tilfeldige planetsystemer slik at du kan se dynamikken spille. http://labs.minutelabs.io/Chaotic-Planets/

Jeg har nettopp fått # 1 på Super Planet Crash, men kan ikke finne ut hvordan jeg får en visning av høye poengsum.
Dette er kult! Super Planet Crash minner meg om Gravity Simulator, men med en poeng / konkurransedyktig komponent, som studentene pleier å like. Takk for innspillene! Vil definitivt bruke disse som noen morsomme eksempler.
Joshua
2018-12-13 00:53:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I teorien kan du bruke KSpaceDuel https://www.kde.org/applications/games/kspaceduel/ til dette formålet.

Romfartøyets kraftpotensiale er langt utenfor rekkevidde for en typisk rakett, men orbitale overføringer fungerer som de skal til de berører skjermkanten.

Dette er en annen morsom, som SpaceWar. Definitivt kommer til å kaste bort litt av min egen tid med å spille dette. Takk!


Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 4.0-lisensen den distribueres under.
Loading...