конспект занятия по робототехнике "Что такое "Робот"."
план-конспект занятия (5 класс)

Тема. Что такое "Робот".

Цель:

• ознакомление с робототехникой через практическую деятельность посредством Легоконструирования и программирования

Задачи:

Образовательные

- познакомить детей с основными направлениями робототехники и современного робототехнического производства;

-познакомить с видами и названиями деталей конструктора; азами программирования.

Развивающие

- побудить интерес к занятиям робототехникой;

- развивать наблюдательность, умение рассуждать, обсуждать, анализировать, выполнять работу с опорой на схемы и технологические карты;

- развивать конструкторско-технологические способности, пространственные представления.

Воспитательные

- воспитывать воспитать аккуратность, терпение при  работе с конструкторами;

- воспитать бережное отношение к материально-технической базе лаборатории робототехники;

- воспитать культуру общения.

Здоровьесберегающая:

- соблюдение правил техники безопасности.

В ходе занятия обучающиеся должны продемонстрировать следующие результаты в виде универсальных учебных действий:

• Регулятивные: 
• научиться собирать роботов по технологической карте
• программировать роботов через задание внутренних команд;
• Познавательные: 
• Знакомство с робототехникой, создание собственного робота, его программирование через задание внутренних команд.
• Коммуникативные: развить коммуникативные навыки при работе в группе или в паре.
• Личностные: развитие памяти и мышления, возможность изучения робототехники в старших классах.

Тип урока: комбинированный

Вид урока: практическая работа

Оборудование: мультимедийный проектор, конструктор LEGO (3 шт.), программируемый блок управления NXT, 2 сервомотора, технологические и инструкционные карты

План урока:

1. Организационный момент (2 мин)
2. Теоретическая часть. (7-10 мин)
3. Практическая работа (23-25 мин)

- знакомство с деталями конструктора и их названиями;

- сборка робота по технологической карте;

- программирование собранных роботов через задание внутренних команд.

4. Подведение итогов урока. Рефлексия (5-7 мин)

Ход урока:

1. Организационный момент.

Учитель: (Слайд 1) Здравствуйте ребята. Я педагог Центра технического творчества, веду занятия в «Клубе любителей робототехники» Сегодня мы с вами познакомимся с миром роботов.

Тема нашего занятия «Знакомство с робототехникой».

Мы узнаем, что же такое «робот», где их применяют, познакомимся с видами и названиями деталей конструктора; азами программирования.

2. Теоретическая часть. (Слайд 2) 

Но для начала, ответьте на несколько вопросов:

• Как вы считаете, что такое робот? (автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе).
• Где мы встречаемся с роботами? (в быту, на производстве, в медицине и т.д.)
• Для чего нужны роботы? (для облегчения труда людей, выполнения опасных работ, работ, требующих особой точности).

(Слайд 3)

Робот – автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе.

(Слайд 4) Учитель: Теперь давайте попробуем ответить на вопрос: «Чем занимается наука робототехника?».

(Слайд 5) Робототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, кибернетика, телемеханика, мехатроника, информатика, а также радиотехника и электротехника.

Выделяют строительную, промышленную, бытовую, медицинскую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Какие же бывают роботы?

(Слайд 6) 

Манипуляционный робот — автоматическая машина (стационарная или передвижная).

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, см. ниже)

(Слайд 7)

К настоящему времени роботы внедрены во многие сферы деятельности человека и продолжают дополнять и иногда заменять людской труд как в опасных видах деятельности, так и в повседневной жизни.

3. Практическая работа: сборка и программирование робота.

(Слайд 8)

Сборка робота

Учитель: Теперь перейдем от теории к практике и попробуем самостоятельно собрать и запрограммировать робота (дети объединяются в пары).

Но вначале я хочу напомнить вам о соблюдении правил техники безопасности.

Работай с деталями только по назначению. 

Нельзя глотать, класть детали конструктора в рот и уши.

(Слайд 9)

Перед вами лежат необходимые детали.

элемент 1 – руки; элемент 2 – изгибы в форме L; элемент 3 – большие зубчатые передачи; элемент 4 – колеса; элемент 5 – NXT блок; элемент 6 – маленькие черные сцепки; элемент 7 – большие черные сцепки; элемент 8 – маленькие черные сцепки; элемент 9 – небольшие светло-серые сцепки; элемент 10 – большие светло-серые сцепки; элемент 11 – голубые сцепки; элемент 12 – темно-серые сцепки; элемент 13 – колпачки; элемент 14 – шасси

Мы будем использовать конструктор LEGO MINDSTORMS NXT 2.0

Теперь пошагово выполняем сборку робота. У вас на столах лежат технологические карты, в которых отображены этапы конструирования нашего робота.

(ученики смотрят в технологические карты (на слайды презентации с 10 по 22) и собирают простейшего робота)

Учитель: Наш робот сконструирован. Теперь вспомним, что же такое робот?

(Слайд 23)

Робот – автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе.

Сейчас мы и займемся программированием нашего робота при помощи задания внутренних команд.

Программирование робота.

Рефлексия.

- Что нового вы узнали на занятии?

- Из каких деталей мы собирал наших роботов?

- Что такое робот? (автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе).

- Где мы встречаемся с роботами? (в быту, на производстве, в медицине и т.д.)

- Для чего нужны роботы? (для облегчения труда людей, выполнения опасных работ, работ, требующих особой точности).

 -Понравилось вам наше занятие?

- Приходите к нам в Центр технического творчества

План работы над роботом

1. Подготовьтесь

• Ознакомьтесь с материалами для учащихся в приложении LEGO® Education SPIKE ™.

2. Участвуйте (5 мин.)

• Используйте идеи из раздела "Зажги дискуссию" ниже, чтобы вовлечь своих учеников в обсуждение, связанное с этим уроком.
• Используйте видео для объяснения урока.

3. Исследуйте (25 мин.)

• Разбейте учеников на пары и постройте модель хоппера.
• Попросите их воспроизвести программу, чтобы увидеть, как движется хоппер.
• Попросите их создать прототипы новых ног, чтобы тело хоппера быстрее двигалось вперед. Подчеркните, что они не могут использовать колеса для передвижения.

4. Объясните (5 мин.)

• Проведите дискуссию, попросив учащихся описать методы, которые они использовали, чтобы улучшить движение своего хоппера.

5. Разработка (10 мин.)

• Подготовьте тестовую трассу, установив линии старта и финиша с помощью кубиков LEGO.
• Дайте командам 5 минут, чтобы протестировать и улучшить свои модели перед финальной гонкой.
• Если позволяет время, предложите им придать своим хопперам характер, добавив кирпичи и другие материалы со всего класса. Они также могут класть кирпичи на испытательную дорожку, создавая неровную поверхность, по которой труднее ходить.
• Не забудьте оставить немного времени для уборки.

6. Оцените

• Дайте отзыв об успеваемости каждого ученика.
• Вы можете использовать предоставленные рубрики оценки, чтобы упростить процесс.

Разжечь дискуссию

Начните обсуждение создания прототипов, задав соответствующие вопросы, такие как:

• Что такое прототип?
• В чем преимущество наличия нескольких вариантов решения?
• Как вы обычно генерируете идеи перед их прототипированием?
• Вы когда-нибудь создавали прототип идеи? Как ты это сделал?

Попросите своих учеников посмотреть это видео, чтобы увидеть, что они собираются делать.

Создавайте оригинальные решения
Существует практически бесконечное количество решений этой проблемы, и этот урок дает вашим ученикам возможность по-настоящему мыслить нестандартно. Как только они решат, что нашли лучшее решение, предложите им найти другое.

Гонка против учителя
Бросьте вызов своим ученикам, чтобы обогнать вашего кузнечика! Используйте этот пример, чтобы продемонстрировать, как ваши ученики могут создавать ловкие ноги и придавать характер своим хопперам.

Предложите элементы для дальнейшего изучения, такие как:

• Длина ног или шага
• Скорость двигателя
• Поверхность для ходьбы (на гладкой поверхности стола меньше трения)

Советы по кодированию

Основная программа

Дифференциация

Упростите этот урок,:

• Изучение генерации идей с использованием идей, урок LEGO Way

Поднимите этот урок на новый уровень,:

• Сделайте тестовую трассу неровной, добавив незакрепленные кирпичи между линией старта и финиша (изменение критериев для гонки)
• Включение дополнительных предметов по математике или языковым искусствам

Возможности оценки

Контрольный список наблюдений за учителем
Создайте масштаб, соответствующий вашим потребностям, например:

1. Частично выполнено
2. Полностью выполнено
3. Перевыполнено

Используйте следующие критерии успеха для оценки прогресса ваших учеников:

• Учащиеся могут описать проблему, которую они пытаются решить.
• Учащиеся выдвинули различные идеи для решения проблемы.
• Учащиеся разработали, пусть и не работающие, несколько решений проблемы.

Самооценка
Попросите каждого ученика выбрать кирпич, который, по его мнению, лучше всего отражает его производительность.

• Синий: я создал прототип одного функционирующего набора ног.
• Желтый: я создал прототип двух или более функционирующих пар ног.
• Вайолет: Я несколько раз модифицировала свои прототипы и улучшила эффективность моего хоппера.

Оценка со стороны коллег
Поощряйте своих учеников делиться отзывами с другими,:

• Попросите одного ученика оценить производительность другого, используя шкалу цветных кирпичей выше.
• Попросите их предоставить конструктивную обратную связь друг другу, чтобы они могли улучшить результаты своей группы на следующем уроке.

Расширение языковых навыков

Для развития языковых навыков:

• Попросите ваших учеников подготовить презентацию о биомиметике.
• Попросите их описать, как их хоппер имитирует движения животного.

Примечание: Это займет больше времени.

Расширение математики

Для развития математических навыков:

• Попросите учеников определить скорость своего хоппера в см/ сек (или в / сек).
• Попросите их составить это уравнение для своего хоппера:

Пройденное расстояние = Скорость * Время

• Попросите их предсказать расстояние, которое их хоппер преодолеет за 8, 16 и 24 секунды.

Примечание: Это займет больше времени.

Карьерные связи

Учащимся, которым понравился этот урок, может быть интересно изучить эти карьерные пути:

• Производство и проектирование (предварительное проектирование)
• Медиа и коммуникационные искусства (цифровые медиа)
• Транспорт (автомобильные технологии)