Урок по технологии в 5 классе: «Изучение деталей конструктора и этапов его сборки на примере робота mBot»
методическая разработка по технологии (5 класс)

Этап урока

Обучающие и развивающие компоненты, задания и упражнения

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

УУД

Организация пространства

Организационный момент по подготовке учащихся к деятельности на уроке

 Проверка готовности к уроку

Проверка рабочих мест. На столах учеников ноутбуки, рабочие тетради и чертежные инструменты.

Учитель выставляет на два отдельных стола по набору конструктора mBot. Включает интерактивную доску и готовит презентацию на тему: «История развития робототехники».

Воспринимают на слух, визуально контролируют свою готовность к уроку

Личностные: 

самоорганизация

Регулятивные:

способность регулировать свои действия, прогнозировать деятельность на уроке, правильная реакция на замечания и предложения учителя

Коммуникативные:

планирование совместного сотрудничества

Мотивация к деятельности на уроке

Эмоциональная и мотивационная подготовка, самостоятельноевхождение в тему урока

Объявляется общая тема: «Урок по изучению деталей конструктора и этапов его сборки на примере робота mBot».

 Опрос детей: -Что такое робот? - Как вы себе представляете совершенного робота? –Чем может заниматься робот? Какую работу он может выполнять? – Может ли робот полностью заменить человеческий труд? Должен ли робот походить на человека?

Историческая справка о развитии робототехники.
Первый чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Его записи были найдены только в 1950-х годах и содержали подробные чертежи рыцаря, способного двигать руками и головой.
Первого действующего человекоподобного робота создал французский изобретатель Жак де Вокансон в 1737 году. Андроид представлял из себя человека в натуральную величину способного на флейте. Флейтист Вокансона имел в репертуаре 12 произведений! Но самое известное изобретение Жака де Вокансона - пищеварительные утки, созданные им в 1739 году. Эти роботы состояли примерно из 400 деталей, и умели хлопать крыльями, пить воду. Также утки клевали зерна и через секунду - испражнялись. Но, на самом деле, утка не переваривала пищу: съеденные зерна, помещались в специальный контейнер, а "продукт на выходе" был заготовлен в другом. Датой рождения первого по-настоящему серьезного робота, о котором услышал весь мир, можно считать 18 мая 1966 года. В этот день Григорий Николаевич Бабакин, главный конструктор машиностроительного завода имени С.А.Лавочкина в Химках подписал головной том аванпроекта E8. Это был «Луноход-1», луноход 8ЕЛ в составе автоматической станции E8 №203, — первый в истории аппарат, успешно покоривший лунную поверхность 17 ноября 1970.

Идет пояснение о разновидностях роботов по их целевому предназначению: медицинские, роботы по обезвреживанию взрывных устройств, бытовые и др.

Воспринимают информацию, вступают в диалог, вносят свои предложения, делятся своими знаниями, вспоминают фильмы с участием роботов. Некоторые учащиеся имеют ЛЕГО конструкторы и у них есть опыт по сборке роботов на их основе. Делятся своим опытом.

Личностные:

Самоопределение

Регулятивные: 

постановка учебной задачи Познавательные:

- систематизация информации;

Сообщение темы и цели урока

Целеполагание, подготовительная беседа для определения проблемы, а она состоит в том, что на первом этапе необходимо знакомство с комплектующими элементами робота.  

Весь робототехнический мир очень не прост. Чтобы создавать или разрабатывать такую сложную технику, надо иметь инженерное образование. – Как вы думаете, люди каких профессий разрабатывают подобные конструкторы? Правильно: инженеры-конструкторы, дизайнеры, проектировщики, научные сотрудники. Вот эти люди создали много различной игровой продукции по робототехнике.

Что же по силам освоить нам. Есть много детских конструкторов по сборке роботов, которые тоже могут двигаться, реагировать на преграды, координирующие знаки, на свет за счет определенных датчиков. Элементы, а лучше сказать детали этих мини-роботов имеют такие формы, что позволяют собранной конструкции ходить, ездить, поворачиваться, поднимать и подниматься, вращаться. Вот сегодня мы и будем изучать детали на примере одного вида робота mBot.

Показываю ученикам коробку с деталями, которые в ней находятся. Деталей в ней ровно столько, сколько надо для данного робота. В наборе имеется инструкция, где изображены прилагаемые детали, но она на английском языке.

Попробуем прочесть названия деталей, приведенные в инструкции. Получается плохо. У кого-то есть опыт работы с конструктором любой модификации, поэтому постарайтесь перенести свои знания на эту инструкцию и попробуем дать определения этим деталям по сравнительной характеристике из своего опыта.

Вот сразу появляется первая проблема, а какая?  Дети отвечают, что они не знают многие названия деталей конструктора.

Исходя из этого, напрашивается сама собой тема урока: «Робот mBot и изучение его комплектующих». Пояснение и знакомство с задачами урока.

Дети слушают, задают вопросы по теме, отвечают на вопросы, дополняют информацию, приводят свои примеры. Участвуют в раскрытии темы урока и в диалоге используют свой багаж знаний, свои наблюдения, проводят исследование.

Личностные:

-самоопределение.

Регулятивные:

- целепологание.

Познавательные:

- формулирование познавательной цели; Коммуникативные:

планирование совместного сотрудничества, выявление коллективного мнения по определению темы урока по выявленной проблеме.

Работа с индивидуальным компьютером.

Практическая деятельность.

На столах разложен дидактический материал в виде таблицы, где есть графические рисунки деталей конструктора mBot и   пронумерованы. Все просматривают  видео урок в Ютубе https://www.youtube.com/watch?v=6D5RKmpR3-c по сборке данного робота, вместе с учителем изучают названия деталей и вносят записи согласно этим рисункам. Для первого просмотра видео урок выводится на демонстрационный  экран интерактивной доски.

Сверяют эти записи еще раз, просмотрев вторично самостоятельно в своих индивидуальных ноутбуках эту презентацию, сличают правильность записей. Выполнив эту часть работы, ученики делятся на две группы по 5 человек, рассаживаются за двумя первыми столами, где имеются два одинаковых  конструктора mBot.  Ученики находят детали уже по просьбе учителя из конструктора, пользуясь личной «картой памяти», где есть соответствующие названия деталей. Таким образом, закрепив полученные знания и зрительно и на слух, ученики возвращаются на свои первоначальные рабочие места.

Дети слушают, выполняют задание, делают соответствующие  записи по комплектующим элементам робота согласно приложению № 1 «Робот mBot и его комплектующие детали».

Личностные: 

осознание своих возможностей,

умение работать в команде.

Регулятивные: 

умение регулировать свои действия

Познавательные:

поиск и выделение информации, применение знаний на практике

Диагностика качества учебно-познавательной деятельности

Практическая деятельность

Раньше был в нашей  школе предмет «Черчение». В учебнике изучался целый раздел под названием «Сборочные чертежи». (Показываю учебник Черчение Боголюбова и рис. из учебника). Что это обозначает? По таким чертежам собирают целое изделие, агрегат, машину, тот же робот. Чтобы изготовить каждую деталь для робота, необходимо выполнить чертеж этой детали. В чертеже указываются следующие данные: название детали, ее размеры, материал, из которого она изготовлена. Давайте определим хотя бы визуально, из каких материалов изготовлены детали данного конструктора.

Ответьте на вопросы: Платформа-шасси из чего изготовлена? – А теперь посмотрите на органайзер для батареек, на шины колес, на диски колес, на болты и на гайки и скажите, какие здесь задействованы материалы при их производстве?    

Так как все детали каким-то образом соединяются друг с другом, то для этого придуманы соединительные детали. К ним относятся как раз болты, шпонки, гайки, шпильки, штифты, заклепки, шурупы, винты.  Соединительные детали могут быть разъемными и неразъемными. Вопрос: - Как вы думаете, в наборе есть хоть какие-то соединительные детали из перечисленных мною сейчас? Я вам раздам список этих соединений и вы сверитесь со своими записями в таблице деталей.

Следующее задание: отсортируйте одиночные детали и детали, состоящие уже в сборке. Для примера рассмотрим Плату mCore  –контроллер, из чего она собрана посмотрим  по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=eSlRj6xOiG8  Такую плату изготавливают на заводе, самостоятельно собрать ее мы не сможем. На ней много припаянных элементов.

Отвечают на вопросы, анализируют и определяют вид  материала, из чего изготовлены детали робота. Сортируют изделия и детали. Объясняют свою поисковую деятельность. Проводят исследование. Обсуждают и защищают свой выбор.

Изучают раздаточный материал со следующей информацией: соединительные  детали и их названия: болты, шпонки, гайки, шпильки, штифты, заклепки, шурупы, винты, сварка. Проводят исследование и подчеркивают только штифты и болты с гайками- их они видят в наборах и в записанном перечне из деталей конструктора.

 Коммуникативные:

формируем готовность к сотрудничеству, умение договариваться

Личностные: 

формируем уважительное отношение к труду одноклассников, к их ответам и к их мнению.

Контроль и оценка результатов деятельности

Оценка результатов деятельности

Закрепление полученных знаний, которые нам пригодятся через несколько минут. Сейчас появится на интерактивной доске интерактивное задание в виде теста. Попробуйте стрелочками соотнести название детали с изображением. За правильные ответы вы получите положительные оценки.

В определенной последовательности мы должны собрать данный конструктор. На каждом столе комплект запчастей на один робот. Ни одна деталь не должна потеряться или быть лишней. Поясняю, что этот набор имеет отличительную особенность от того же конструктора Лего  тем, что здесь детали выглядят по-другому, названия другие, материал другой.

Оценивают работу товарища, в рекомендательной форме указывают на недочеты в работе у доски. Корректируют ответы, дополняют ответы, сравнивают, экспериментируют, научно обосновывают.

Регулятивные:

оценивают свою работу, умеют адекватно воспринимать информацию учителя или товарища, содержащую оценочный характер о проделанных испытаниях

Личностные:

формируем умение описать свои чувства

Коммуникативные:

формируем готовность к сотрудничеству

Диагностика качества учебно-познавательной деятельности

Практическая деятельность

Вторая часть практического задания – это собрать из имеющихся деталей робо-мобиль. Ученики снова пересаживаются за центральные парты, где находятся конструкторы. Есть ли у нас тут проблема, а если есть, то какая? - Инструкция не дает нам полную информацию, в какой последовательности проводить сборочные работы – отвечают дети. Схема есть, но с чего начать сборку робота, неясно. Предлагаю обратить внимание на Ютуб сайт, где мы только что были. Попробуем производить сборку за ведущей этого мастер-класса: https://www.youtube.com/watch?v=6D5RKmpR3-c или по схеме, приведенной на сайте: https://ypapa.ru/files/uploads/mBot_Blue__RUS.pdf 

Этот выбор самостоятелен. У каждого есть ноутбук и имеются ссылки на сайты.

Приступаем к сборке робота и смотрим видео-урок. Корректирую действия детей, соответствуют ли они тому, что видят в Ютуб- программе. Можно пользоваться и приложением № 2, а еще есть и презентация с этапами монтажа от начала до конца.

Анализируют и определяют фронт работы. Вслед за ведущей с Ютуба, делая частые остановки- паузы, ученики производят сборку робота mBot, а  также можно собирать с помощью приложения № 2 «Описание алгоритма сборки робота mBot».

Некоторые учащиеся выбирают презентацию, разработанную учителем на тему: «Сборка робота mBot».

Регулятивные:

оценивают свою работу, умеют адекватно воспринимать информацию учителя или товарища, содержащую оценочный характер о проделанных испытаниях

Личностные:

формируют умение описать свои чувства

Коммуникативные:

формируем готовность к сотрудничеству

Контроль и оценка результатов деятельности.

Оценка результатов деятельности

Чья группа завершает первой сборку, тем предлагается проверка работы робота. Под руководством учителя осуществляется контактное управление роботом.  Включаем переключатель, который есть на корпусе контроллера и смотрим, загорелся ли красный огонек. Если горит, значит, мы собрали верно Мбот. Впереди на контролере есть кнопка и если мы ее нажмем, то робот начнет выполнять движение, но будет реагировать на препятствия, меняя траекторию движения. Ребята подставляют руки перед роботом, Мбот быстро перестраивается, останавливается и сворачивает в другую сторону продолжая двигаться. Оживает смотровая площадка, которая организуется тут же на полу кабинета. У детей много эмоций и радости. Все получилось!

Раскладываем маршрутную трассу в форме 8-ки на полу и учитель со своего гаджета через Bluetooth управляет роботом, запрограммировав его на движение по конкретной трассе. Есть в этом программном приложении разные функции, вплоть до вращения на одном месте робота. Ученики интересуются, как это сделать и им на своих сотовых.

Оценивают свой труд, находят ошибки, путают где-то местами детали, подключение кабелей выполняют некачественное. Надо до щелчка заводить в разъемы шнуры. После включения робот пятится, значит надо менять местами подключение шнуров от моторов к М2 и М3. Учащиеся находят специальный пульт для безконтактного управления Мбот.

Регулятивные:

оценивают свою работу, умеют адекватно воспринимать информацию учителя, содержащую оценочный характер о проделанных испытаниях

Личностные:

проявляется в основном гордость за себя и появляется ощущение успеха

Коммуникативные:

формируем готовность к сотрудничеству, выполняя групповую работу на данном этапе урока

Диагностика качества учебно-познавательной деятельности

Практическая деятельность

Хочу познакомить вас с контактным и безконтактным режимом работы робота. В приложении № 3 «Режимы движения робота контактный и безконтактный» описано как выполняются все виды управления роботом. Робот программируется через USB кабель или Bluetooth.
Управлять роботом, можно по Bluetooth через мобильное приложение mBot или входящим в комплект ИК-пультом.

Для робота mBot, можно выбрать среду программирования: это может быть либо обычная Arduino IDE или визуальная объектно-ориентированная среда программирования mBlock.

mBlock — это инструмент для графического программирования, который создан на базе очень простого в использовании Scratch 2.0. Это мы будем изучать на следующем уроке. Можете найти материал по программированию самостоятельно в Интернете.

Попробуем следующий урок провести в режиме перевернутого обучения. Начнем его с вашей информации и завершим коллективным автопробегом роботов.

Анализ своих действий, осмысление нового задания. Сотворчество с учителем и с одноклассниками.

Регулятивные:

оценивают свою работу, умеют адекватно воспринимать информацию учителя или товарища, содержащую оценочный характер о проделанных испытаниях

Личностные:

формируем умение описать свои чувства

Коммуникативные:

формируем готовность к сотрудничеству

Контроль и оценка результатов деятельности.

 Рефлексия

Итог урока

Оценка результатов деятельности

Подведение итога урока.

Закрепление полученных знаний через ряд вопросов.

- Из каких материалов изготовлены  детали конструктора  mBot?

-А из каких материалов изготавливается Лего-конструктор?

-Какие профессии связаны с робототехникой?

-Какие изделия робота реагирует на расстояние, на движение по начерченной трассе?

-Можно ли вносить изменения в общий вид этой модели?

Знаете ли вы, что первые Лего модели изготавливались из деревянных брусочков.

Если есть вопросы по уроку, отвечаю по мере их поступления.

Объявляю оценки за урок. Благодарю учащихся за активность и творческую обстановку на уроке.

Дети слушают и делают выводы о проделанной работе, отвечают на вопросы, делятся своими наблюдениями и предложениями.

Регулятивные:

оценивают свою работу, умеют адекватно воспринимать информацию учителя или товарища, содержащую оценочный характер о проделанных испытаниях

Личностные:

формируем умение описать свои чувства

Коммуникативные:

формируем готовность к сотрудничеству

Контроль итоговых действий. Рефлексия.

Оценивание информации

Объявляю домашнее задание.

Таблицу с деталями робота и лист с перечнем соединительных деталей вклейте в тетрадь.

Найдите дома предметы робототехники, которые используются нами в повседневной жизни, запишите их названия в тетрадь.

Найдите материал по программированию самостоятельно в Интернете.

Дети выполняют запись в дневник и размещают материал в рабочей тетради, если остается время до звонка.

Личностные:

- нравственно-этическое оценивание 

Коммуникативные:

формируем готовность к сотрудничеству