Конспект открытого урока по курсу «Образовательная робототехника»
Предлагаю вам конспект
образовательной деятельности детей 10-12 лет (учащихся средней группы) по теме «В джунглях робототехники». Данная работа будет полезной как учителям школы, так и работникам дополнительного образования (руководителям кружков). Вашему вниманию предлагается конспект познавательного занятия, которое направлено
на развитии у школьников любознательности, а также воспитание у них интереса к
техническим областям, работе инженеров и программистов. Более подробно тут: https://repetitor.ru/repetitors/informatika, Вы найдете много интересного
Цель: формирование у детей представлений о том, что такое робототехника, какова её история, назначение и место в современном мире.
Демонстрационный материал:
- Презентация на тему «История робототехники и конструкторов Лего»,
- видео «Джунгли».
Раздаточный материал: конструкторы Lego Education 9580
Методические приемы: беседа-диалог, игровая ситуация, рассматривание презентации,
беседа, тематическая физкультминутка, эксперимент, продуктивная деятельность
школьников, анализ, подведение итогов.
Конспект урока «В джунглях робототехники»
Учитель: «Здравствуйте,
ребята!
Все прошлые занятия мы с вами знакомились с конструктором
Лего и программой Lego Education. Вы научились собирать роботов по готовым инструкциям и
самостоятельно программировать их действия. Сегодня мы с вами обобщим все наши
знания по разделу «Забавные животные», а именно сконструируем четыре модели. 1
отдел:
- «Рычащий лев»
- «Голодный аллигатор»
- «Обезьянка-барабанщица»
- «Танцующие птицы»
Для этого сегодня мы с Вами совершим путешествие в джунгли,
но не обычные, а джунгли робототехники. Путешественники разделятся на 4 группы.
Каждый отдел должен собрать робота за короткое время, составить программу в
среде Lego Education и
«оживить модель». Какая
же группа является самой энергичной, самой дружной, самой быстрой по научным
экспериментам, мы узнаем, наблюдая за быстротой и правильностью сборки, а также
поведением робота.
Учащиеся
приступают к сборке.
Учитель:
«Пока конструкторы заняты работой, мы приглашаем специалистов в области
Лего-роботов рассказать об истории современных конструкторов и роботов».
Учащиеся:
«Робототе?хника (от робот и техника; англ. robotics) — прикладная наука,
занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся
важнейшей технической основой интенсификации производства.
Важнейшие
классы роботов широкого назначения — манипуляционные и мобильные роботы.
Манипуляционный робот — автоматическая машина (стационарная или передвижная), состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.
Мобильный
робот — автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными, шагающими и гусеничными (существуют также ползающие, плавающие и летающие мобильные робототехнические системы.
Робототехнические комплексы также популярны в области образования как современные высокотехнологичные исследовательские инструменты в области теории автоматического управления и мехатроники. Их использование в различных учебных заведениях среднего и высшего профессионального образования позволяет реализовывать концепцию «обучение на проектах», положенную в основу такой крупной совместной образовательной программы США и Европейского союза, как ILERT.
Применение возможностей робототехнических комплексов в инженерном образовании
даёт возможность одновременной отработки профессиональных навыков сразу по
нескольким смежным дисциплинам: механика, теория управления, схемотехника, программирование, теория информации. Востребованность комплексных знаний способствует развитию
связей между исследовательскими коллективами. Кроме того, студенты уже в
процессе профильной подготовки сталкиваются с необходимостью решать реальные
практические задачи.
Существующие
робототехнические комплексы для учебных лабораторий:
- Mechatronics Control Kit
- Festo Didactic
- LEGO Mindstorms
- fischertechnik.
Робототехника
опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, а
также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную
и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику. Важным
конструктором для изучения роботов в школе стали конструкторы серии Лего.
LEGO(в переводе с датского языка— «играй хорошо») — серии игрушек, представляющие собой наборы деталей для сборки и моделирования разнообразных предметов. Наборы LEGO выпускает группа компаний LEGO Group, головной офис которой находится в Дании. Здесь же, в Дании, на полуострове Ютландия, в небольшом городке Биллунд находится и самый большой Леголенд в мире — город, полностью построенный из конструктора LEGO.
Основным
продуктом компании LEGO являются разноцветные пластмассовые кирпичики,
маленькие фигурки и т. д. Из LEGO можно собрать такие объекты, как
транспортные средства, здания, а также движущихся роботов. Все, что построено,
затем можно разобрать, а детали использовать для создания других объектов.
Компания LEGO начала производство пластмассовых кирпичиков в 1949 году. С тех
пор LEGO расширила сферу своей деятельности, создавая фильмы, игры, конкурсы, а
также семь тематических парков развлечений. Однако имеется множество клонов и
подделок конструктора.
Идет
презентация «История роботов и Лего»
Учитель:
«А теперь своими знаниями о джунглях поделятся юнные исследователи. Они
расскажут вам о джунглях».
Учащиеся:
«Джу?нгли — древесно-кустарниковые заросли в сочетании с высокими
злаками. Жившие в Индии англичане позаимствовали
это слово из языка хинди.
Самые
большие джунгли существуют в бассейне реки Амазонки в
большей части Центральной
Америки (где
они называются «сельва»), в
экваториальной Африке, во многих районах Юго-Восточной
Азии,
в Австралии. Деревья
в джунглях имеют несколько общих характеристик, которые не наблюдаются у
растений менее влажных климатов: Основание
ствола у многих видов имеет широкие, дровянистые выступы.
Верхушки деревьев часто очень хорошо связаны между собой с помощью лиан. Другими характеристиками джунглей могут служить необычайно тонкая (1—2 мм) кора деревьев. В джунглях встречаются широконосые обезьяны, ряд семейств грызунов, рукокрылые, ламы, сумчатые, несколько отрядов птиц, а также некоторые пресмыкающиеся, земноводные, рыбы и беспозвоночные.
На деревьях живут многие животные с цепкими
хвостами. Очень много насекомых, особенно бабочек, много рыб. В
джунглях живёт две трети всех видов животных и растений планеты.
Предполагается, что миллионы видов животных и растений до сих пор не описаны».
Идет
видео «Джунгли».
Учащиеся
на основе конструктора Lego WeDo создают модели рычащий лев, обезьянку барабанщицу,
голодного аллигатора и танцующих птиц. Учащие
собирают роботов, программируют и демонстрируют модели. Ответственные оглашают
результаты заполнения таблицы анализа поставленных целей и задач на открытом
уроке.
Модели роботов
Группа
№1.
Ученик
№1.1: «Мы собрали модель «обезьянка-барабанщица» и запрограммировали ее.
Энергия передается от ноутбука на мотор, а от мотора крутится сначала малое
зубчатое колесо, затем коронное зубчатое колесо. Оно в свою очередь крутит ось.
Кулачки поднимают и опускают лапы нашей барабанщицы. Перед нами стояла задача
построить обезьянку, которая отбивала бы разные ритмы и это у нас получилось.
Мы попробовали создать другие движения обезьянки, меняя положение кулачков. От
изменения положения меняется звук и время ударов лапами обезьянки».
Горилла
Ученик
№1.2: «Несмотря на свой устрашающий вид эта большая, более двух метров ростом
обезьяна очень дружелюбна; самцы из одной стаи обычно не соперничают друг с
другом, а вожаку, чтобы его послушались, достаточно вытаращить глаза и издать
соответствующий крик, ударяя себя пальцами по груди. Такое поведение - всего
лишь инсценировка, за ним никогда не следует нападения.
Перед настоящей атакой горилла долго и молча смотрит в глаза противнику. Пристальный взгляд, прямо в глаза, означает вызов не только у горилл, но и почти у всех млекопитающих, в том числе у собак, кошек и даже у людей. Маленькие гориллы остаются с матерью в течение почти четырех лет. Когда рождается следующий, мать начинает отдалять от себя старшего, но никогда не делает это грубо; она как бы предлагает ему самому попробовать свои силы во взрослой жизни.
Проснувшись,
гориллы отправляются на поиски пищи. Оставшееся время они посвящают отдыху и
играм. После вечерней трапезы устраиваются на земле своего рода подстилки, на
которых и засыпают».
Группа
№2.
Ученик
№2.1: Мы собрали модель «рычащий лев». Энергия передается на мотор, который
получает энергию от компьютера. Это приводит в движение зубчатое колесо,
которое вращает коронное колесо. Коронное колесо подсоединено к той же оси, на
которой закреплены передние лапы льва при вращении оси, лев садится или
ложиться. Продемонстрируем работу модели.
Лев
Ученик
№2.2:. «Лев — вид хищных млекопитающих, один из четырёх представителей
рода пантер. Является второй по величине после тигра из ныне
живущих кошек — масса некоторых самцов может достигать 250 кг. Характерная
особенность льва - густая грива у самцов, чего нет у прочих представителей
семейства кошачьих.
Лев предпочитает открытые пространства, где находит прохладу в тени редких деревьев. Для охоты же лучше иметь широкий обзор, чтобы издали заметить стада пасущихся травоядных и разработать стратегию, как лучше приблизиться к ним незамеченным. Внешне это ленивый зверь, который по долгу дремлет и бездельничает.
Только когда лев голоден и вынужден преследовать стада
травоядных или когда должен защищать свою территорию, он выходит из оцепенения. Львы были популярны в культуре в античные времена и в Средневековье, они
нашли своё отображение в скульптуре, живописи, на национальных флагах, гербах,
в мифах, литературе и фильмах».
Группа
№3.
Ученик
№3.1: Мы собрали модель «голодный аллигатор». Энергия передается от компьютера
на мотор, который вращает коронное зубчатое колесо. Это зубчатое колесо
насажено на одну ось с шкивом. На маленький шкив надет ремень, передающий
движение большому шкиву. Он открывает и
закрывает пасть аллигатора. Продемонстрируем работу модели: кладем рыбку - рот закрывается, достаём рыбку - рот
открывается.
Ученик
№3.2: «Аллигатор — род, включающий всего два современных вида: американский
(или миссисипский) аллигатор и китайский
аллигатор. У
крупных аллигаторов глаза отсвечивают красным цветом, у небольших особей —
зелёным. По этому признаку аллигатора можно обнаружить в тёмное время суток. Самый
крупный аллигатор, когда-либо зафиксированный в истории, был обнаружен на
острове в американском штате Луизиана — его длина
составила. Несколько гигантских особей было взвешено, вес самого крупного из
них превысил тонну.
В мире есть только две страны, где обитают представители
этого рода — это Соединённые
Штаты Америки и Китай.
Китайский аллигатор находится под угрозой исчезновения. Американский аллигатор
обитает на восточном побережье США. Только во Флориде их численность превышает
1 млн особей. Единственным местом на Земле, где аллигаторы и крокодилы
сосуществуют вместе, является Флорида.
Крупные самцы ведут одиночный образ жизни, придерживаясь
своей территории. Более мелких самцов можно увидеть большими группами в
непосредственной близости друг от друга. Крупные особи (как самцы, так и самки)
защищают свою территорию, небольшие аллигаторы более толерантны по отношению к
особям того же размера.
Разница между крокодилом и аллигатором: самое
большое различие — в их зубах. Когда челюсти у крокодила сомкнуты, то
виден большой четвёртый зуб нижней челюсти. У аллигатора же верхняя челюсть
закрывает эти зубы. Также их можно отличить по форме морды: у настоящего
крокодила морда острая, V-образная, у аллигатора — тупая, U-образная.»
Аллигатор
Группа
№4.
Ученик
№4.1: «Мы сконструировали модель «танцующие птицы». Энергия передается на мотор,
а от компьютера вращается зубчатое колесо. Оно установлено на одной оси со
шкивом, который тоже вращается. Сверху на шкив закреплена птица и на шкив надеть ремень. При вращении шкива, ремень движется и вращает другой шкив. Мы ставили
перед собой цель, создать такую конструкцию, в которой бы птицы крутились сначала
в одну сторону, а затем в разные. Продемонстрируем работу модели: меняя
передачу, можно вращать птиц в разные стороны.»
Ученик
№4.2: «В России попугаи
впервые появились, вероятно, в 1490 году:
посол римского короля Максимилиана Юрий
Делатор преподнёс подарки великой княгине Софье Фоминичне «птицу
попагал и сукно серо». Слово попугай впервые в письменных источниках
упоминается в Описи имущества Бориса Годунова в 1589 году.
В
настоящее время семейство попугаевых делят на пять подсемейств:
- Дятловые попугайчики; самые мелкие представители семейства. Длина их тела не превышает 10 см, крыла — около 6—7 см.
- Лориевые; маленькие, ярко окрашенные во все цвета радуги, древесные попугаи.
- Настоящие попугаи; с коротким прямо обрезанным или округлённым хвостом. Живут на деревьях.
- Совиные или земляные попугаи; имеют замечательно мягкие перья.
- Несторовые попугаи; 45-50 см длиной. В окрасе преобладают оливково-зелёные тона. Перья с тёмными концами.
Вопреки распространённому заблуждению, что продолжительность жизни попугаев может достигать 100 лет и более, это отнюдь не так: редко, когда их возраст превышает 50 лет. Хотя есть сведения о попугаях 65—70 лет. По данным госпиталя птиц «Зеленый попугай» продолжительность жизни волнистых попугайчиков в неволе равна 12-13 лет.
При этом 1 из 100 попугайчиков доживает
до 16 лет, а 1 из несколько тысяч волнистых попугайчиков живут до 18-19 лет.
Также в госпитале птиц определена точно продолжительность жизни в неволе
кубинских амазонов – старость у них
наступает в 35 лет, а 40 летний порог жизни они практически не переживают.»
Учитель
подводит итог открытого урока: «Модели отделами продемонстрированы, но, что
можно улучшить или изменить в конструкции робота или программе для более
качественного решения поставленной задачи?»
Учащиеся
высказывают своё мнение. Учитель
собирает заполненные таблицы анализа урока, и мы будем иметь возможность
проанализировать позже, чей отдел справился с заданием успешнее, быстрее и чей
отдел был дружнее. Кто из ребят наиболее успешно сотрудничал на открытом уроке.
Таблица анализа поставленных целей и
задач на открытом уроке (от постановки цели до работающей модели)
Автор: Богомолова Любовь Владиславовна, МБОУ «СОШ №21» г. Перми
Автор: Богомолова Любовь Владиславовна
Добавить комментарий | Комментариев к новости "Конспект открытого урока по курсу «Образовательная робототехника»" уже 0: