План конспекты, мастер классы

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

дополнительного образования детей

Центр детского творчества

г. Томари Сахалинской области

ЗАНЯТИЕ ОБЪЕДИНЕНИЯ: «Робототехника»

ТЕМА: «Введение в робототехнику»

Составитель: И.С. Михалёв

педагог дополнительного образования

2022 год.

Цель: Познакомить учащихся с конструктором LEGO Mindstorms, с предметом Робототехника, ввести понятие "робот", "андроид", "манипулятор".

Задачи:

Обучающие:

- формирование умений работы конструктором;

- развитие исследовательских навыков учащихся;

-обучение техники безопасности.

Развивающие:

-развитие познавательной активности;

- развитие внимания и памяти учащихся.

Воспитательные:

- воспитание интереса к программированию.

Дидактические и методические материалы: Презентация.

Оборудование занятия: Проектор, Lego-конструкторы 45544.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый. Закрепление в

памяти учащихся знаний и умений, необходимых для дальнейшего обучения.

Форма обучения: коллективная, индивидуальная.

Формы контроля: наблюдение в ходе обучения с фиксацией результата.

План занятия

1. Организационный момент.

– Здравствуйте, ребята!

Тема нашего первого урока — «Введение в робототехнику. Знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3.». Сегодня на уроке мы познакомимся с предметом Робототехника, с конструктором LEGO Mindstorms, узнаем, что такое "робот".

2. Изучение нового материала

Робототехника - (от робот и техника; англ. robotics) прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Робот - (чеш. robot, от robota — подневольный труд или rob — раб) — автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Как вы думаете, для чего создан робот? (Для помощи людям.)

  Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животным).  

 При этом робот может как и иметь связь с человеком (то есть получать от него команды), так и действовать автономно (самостоятельно).

Обычный робот создается лишь с некоторыми качествами от человека, нужными для выполнения определенных работ. Но есть такие роботы, созданные по абслютному подобию живого организма. Такие роботы называются Андроиды.

Все роботы делятся на классы. Мы разберем только два класса основных класса:

1. Манипуляционные роботы - автоматическая машина, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора и устройства программного управления, которое служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

Такие роботы делятся на передвижные( передвигаются только по заранее заложенной траектории) и стационарные (не передвигаются вообще).

Манипулятор — это механизм для управления пространственным положением предметов. Для этого у таких роботов существует два вида движения: Поступательное движение и угловое перемещение.

Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства похожи на  руку человека — захват осуществляется с помощью механических «пальцев». Как вы думаете, где можно использовать таких роботов? (На производстве: фабриках, цехах и т.д.)

2. Мобильные роботы в свою очередь делятся на колесные, шагающие, гусеничные, ползающие, плавающие и летающие.

В этом году мы будем работать с мобильными роботами, но в следующем познакомимся и с манипуляторами.

Итак, что такое робот мы узнали, теперь познакомимся с конструктором. Наш конструктор называется Lego Minstorms EV3, в его состав входит более 300 деталей.

Все эти детали можно разделить на 5 групп:

1. Моторы (приводят робота в движение)

2. Датчики (средство для получения роботом информации из внешнего мира)

3. Кабели (для подключения моторов и датчиков к микрокомпьютеру)

4. Детали (для сборки робота)

5. Микрокомпьютер (цент всего набора)

Разберемся по порядку с каждой группой.

1. Моторы. В состав конструктора входят два больших мотора и один средний. 

Большой мотор — это мощный «умный» мотор. У него есть встроенный датчик вращения, который измеряет обороты мотора (в градусах или оборотах).Эта особенность позволяет делать движения робота очень точными.

Средний мотор также имеет встроенный датчик вращения (с разрешением 1 градус), но он меньше и легче, чем большой мотор. Это означает, что он способен реагировать быстрее, чем большой мотор.

2. Датчики. В состав конструктора входят три вида датчиков: датчик цвета, датчик расстояния и датчик касания и гироскопический датчик (о немпоговорим чуть позже).

Датчик касания - это аналоговый датчик, который может определять, когда красная кнопка датчика нажата, а когда отпущена. Имеет три варианта работы: нажатие, отпускание и щелчок. 

Датчик цвета - это цифровой датчик, который может определять цвет или яркость света, поступающего в небольшое окошко на лицевой стороне датчика.

Режимы работы:

«Цвет»

В режиме «Цвет» датчик цвета распознает: черный, синий, зеленый, желтый, красный, белый, коричневый цвета. Также датчик может обнаружить отсутствие цвета (когда определить цвет невозможно).

«Яркость отраженного света»

В режиме «Яркость отраженного света» датчик цвета определяет яркость света, отраженного от лампы, излучающей красный свет.

«Яркость внешнего освещения»

В режиме «Яркость внешнего освещения» датчик цвета определяет силу света, входящего в окошко из окружающей среды (солнечного света или луча фонарика).

Датчик расстояния

С помощью ультразвукового датчика робот сможет обнаруживать препятствия и определять их удаленность в дюймах или сантиметрах.

5. Микрокомпьютер

Кнопки управления модулем:

1. Назад - отмена действий, прерывание выполняемой программы и завершение работы модуля EV3.

2. Центральная - подтверждение различных запросов — завершить работу, выбрать необходимые настройки или блоки в программе модуля.

3. Влево, Вправо, Вверх, Вниз - перемещение по содержанию модуля EV3.

4. Техника безопасности – как влияет электрический ток на человека.

5. Заключение. Рефлексия

Наш урок подходит к концу. Давайте проанализируем, что мы с вами сегодня успели сделать (ответы учеников)

• узнали, что такое "робот", "робототехника", "андроид", "манипулятор"
• познакомились с конструктором LEGO Mindstorms
• узнали что бывает при ударе током.

Тема: «Основы роботехники в начальной школе»

Цель: популяризация возможностей использования конструктора LEGO ведо 2.0

Задачи:

- ознакомление с образовательной робототехникой;

- развитие логического и алгоритмического мышления и навыков;

- ознакомление с основной палитрой языка программирования

- анализ готовой программы по поведению робота;

- программирование робота на языке программирования

Форма проведения:

- с педагогами и для них без детей;

- лекция с элементами презентации, практическая работа.

Оформление:

- презентация по теме мастер-класса;

- демонстрационные работы детей.

Материалы и инструмента для работы: ноутбуки, проектор, удлинители, наборы LEGO.

Структура мастер-класса:

1. Вступительная часть. Объявление темы и цели МК. Содержание МК в целом и отдельных составных частей.

2. Теоретико-демонстрационная часть. Основные этапы проекта.

3. Практическая часть. Основные приемы выполнения.

4. Рефлексия участников МК. Подведение итогов.

Ход мастер-класса

1. Организационный момент.

Здравствуйте, уважаемые коллеги! Рада видеть вас на мастер- классе. Чтобы определить тему нашего мастер-класса я предлагаю вам посмотреть фрагмент из фильма «Электроник»

( фрагмент фильма «Электроник») До чего дошел прогресс!!!

Как вы думаете, в чем суть этого фрагмента. До чего именно дошел прогресс?

(ответы  конкурсантов). Правильно, достаточно давно люди пытаются создать автоматизированный механизм, который будет выполнять сложную работу за человека, оставляя ему только интеллектуальную деятельность.

Учитывая специфику современной жизни, когда её неотъемлемой частью стали информационные технологии; когда современного человека окружают сложнейшие электронные устройства, остро стоит вопрос грамотного, последовательного, профессионального приобщения ребенка к ИКТ-технологиям и робототехника является одними из важнейших направлений научно- технического прогресса.

Итак, РОБОТОТЕХНИКА –это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Она опирается на такие дисциплины как: электроника, механика, программирование.

Робототехника стала неотъемлемой частью учебного процесса, она легко вписалась в программу дополнительного образования.

Сегодня тема моего мастер-класса «Основы робототехники в начальных классах». (Слайд 1)

«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире»

Д. А. Медведев(Слайд 2)

Современные технологии настолько стремительно входят в нашу повседневную жизнь,  что справиться с компьютером или любой  электронной игрушкой для ребенка не проблема. Смышленый школьник, используя современный конструктор от компании ЛЕГО, может собрать настоящего интеллектуального робота.

Нанотехнологии дают нам такую возможность в школе окунуться в мир робототехники.

-Сейчас почти во всех школах России доступен конструктор LEGO Education WeDo , который дает возможность ученикам собрать и запрограммировать простые модели LEGO через приложения в компьютере. (Слайд 3) В наборе более 150 элементов, в том числе двигатель, датчики движения и положения, а также LEGO USB Hub (коммутатор). Совмещая программное обеспечение и учебное пособие, можно выполнить 12 тематических заданий.

Основные принципы обучения:

1.Проектирование и сборка;

2.Обдумывание и поиск нестандартных решений;

3.Навыки общения, совместной работы и обсуждение идей.

-Вот и сегодня наша цель продемонстрировать, как работает данный конструктор Lego, сконструировав изделие. А  что мы будем конструировать, вы узнаете, прослушав песню. (Робот Бронислав).

-Кто является главным героем песни?

-Вы правы, это робот.

Всовременном обществе идет внедрение роботов в повседневную жизнь, очень многие процессы заменяются   роботами.   Сферы   применения   роботов   различны:   медицина,   строительство,геодезия, метеорология и т.д. Очень многие процессы в жизни человек уже и не мыслит без робототехнических   устройств   (мобильных   роботов):   робот   для   всевозможных   детских   и взрослых игрушек, робот – сиделка, робот – нянечка, робот – домработница и т.д.   Специалисты,   обладающие   знаниями   в   области   инженерной   робототехники,   в   настоящее время достаточно востребованы. Поэтому необходимо внедрять занятия по робототехнике в учебный   процесс   в   школе,   так   как   они   способствуют     развитию   технического   и аналитического  мышления школьников. А сейчас, вашему вниманию представлю небольшой фрагмент  занятия по робототехнике.  .

Сегодня на мастер-классе  у вас есть уникальная возможность создать своего первого робота.  Для сборки робота  мы будем использовать конструктор Lego ведо  2.0

  1 шаг. Конструирование идет по инструкции….

Слайды из презентации из фиксиков

2 шаг. Программируем…

 Легкое для восприятия и удобное в работе, программное обеспечение для компьютера с наглядными изображениями поможет без труда составить алгоритм для новых программ по управлению роботом. Также присутствуют звуковые и визуальные редакторы, при помощи которых вы можете передать своему роботу любой звук или картинку для придания ему уникальности. Для того, чтобы создать программу требуется распределить последовательность иконок, которые показывают то или иное действие.

- В данном случае нужны иконки:

1. Пуск;

2………

3 шаг-  запускаем….

сейчас проверим, все ли мы сделали правильно, и если это так, то наш робот подаст сигнал при движении. Поздравляю всех! Робот шпион ожил, а это значит ошибок нет! Молодцы!

Вспомним советские мультики, где встречались роботы. Одним из таких мультиков был «Ну , погоди».

-Скажите какие команды произносил заяц – робот? (заяц-волк, заяц-волк) (4.42-5.05)

-Давайте попробуем записать эти команды для нашего робота.  

Произнесем три раза хором заяц-волк.  

Поднесите руку к роботу, имитируя движение.

Итак, наш робот выполняет только те команды, которые мы задаем.

Мир не стоит на месте, всегда развивается, и кто знает, может именно ваши ученики, создадут нанотехнологичный аппарат! (Слайд 7)

Основы робототехники в начальной школе приобретают актуальность и более широкие возможности.

Законы техники, программирование открывает ученикам двери в современный мир и дает им найти своё место в нем.

7. Рефлексия.

Мы все живем в мире техники. Нас окружают различные машины. Мир машин очень велик. Занятия конструированием позволяют лучше познать его, развивают конструкторские способности и техническое мышление. Занимаясь конструированием, вы можете познакомиться с различными видами роботов, с их устройством и назначением.

МАСТЕР-КЛАСС

БЕЗОПАСНОСТЬ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ

Цель: формирование компетентности в сфере самостоятельной познавательной деятельности.

Задачи:

• научить применять данную технологию на практике;
• формировать коммуникативные универсальные учебные действия при  совместной деятельности в группе, ситуации общения;
• научить владеть умениями искать и находить компромиссы;
• способствовать саморазвитию каждого участника.

1. Оргмомент

Наш предмет актуализирует внимание на безопасности. В наши дни очень актуальна тема безопасности в Интернете. Этот вопрос касается не только предмета информатики, как это кажется сначала, но и ОБЖ. Как вы знаете, предмет ОБЖ  изучает опасности, угрожающие человеку и способы защиты от них.

2. Актуализация

Тема нашего занятия – «Безопасность в сети Интернет».

• Что такое безопасность? (Безопасность  –  это состояние защищённости).
  Вы все пользуетесь ресурсами сети Интернет.
• А что такое Интернет? (Интернет – глобальная мировая система передачи информации с помощью информационно-вычислительных ресурсов).
• В каких случаях люди пользуются его ресурсами? (учеба, поиск необходимой информации, перевод денежных средств, отдых, онлайн покупки, заказы билетов, запись на прием к врачу, оплата коммунальных услуг и пр.)
• А все ли так безопасно?

Однако многие пользователи даже не задумываются о том, какая опасность поджидает нас во Всемирной паутине.

Какая цель нашего занятия? (как обезопасить себя в сети Интернет).

Сегодня мы предлагаем остановиться и разобрать  вопросы, касающиеся безопасности в сети Интернет.  

- Онлайн и оффлайн угрозы;

- Что такое Интернет-зависимость. 

- Что такое социальные сети и влияние их на жизнь людей и общества.

- Безопасный контент.

Для выяснения этих вопросов предлагаем вам распределиться по группам. В своей группе выбрать руководителя, который будет управлять работой группы.

3. Постановка проблемы. Формулировка заданий.

Я предлагаю руководителям групп подойти и выбрать кейс с заданиями.

Ознакомьтесь с содержимым кейса. На выполнение данного этапа деятельности отводится 20 мин.

4. Аналитический этап

Все участники групп знакомятся с содержимым кейсов и готовят отчет по данной теме.

КЕЙС 1. Сетевые угрозы и способы защиты от них.

Задания.

1. В сети Интернет найдите информацию об онлайн и оффлайн угрозах.

2. Заполните схему «Сетевые угрозы».

3. Определите, о какой угрозе идет речь в предложенных задачах.

1. Михаилу  на почту пришло сообщение с информацией о том, что его аккаунт в социальной сети пытались взломать. Для устранения этого он должен перейти по предлагаемой ссылке и  подтвердить персональные данные. Михаил поверил в сообщение, выполнил требуемые действия не подумав о подвохе, внес  пароль и логин. После этого от его имени в социальной сети  начали рассылаться странные письма, его фотографии заменились непристойными картинками
2. Однажды девочке в ее профиле в  социальной сети пришло приглашение на конкурс красоты, в котором ей было предложено принять участие.  Для этого она должна была отправить свои фотографии в купальнике, якобы для того,  чтобы можно было оценить природную красоту. Но для участия в конкурсе требовалось еще заплатить некоторую сумму, только после оплаты организаторы обещали связаться с девочкой и сообщить место конкурса и время.  

4. Подготовьте краткий отчет по этой теме.

КЕЙС 2. Интернет-зависимость

Задания.

1. В сети Интернет найдите информацию об Интернет-зависимости у детей и подростков.

2. Подготовьте памятку для родителей по этой теме.

3. Подготовьте краткий отчет по теме.

КЕЙС 3. Социальные сети.

Задания.

1. Найдите информацию в сети Интернет о видах социальных сетей, о вреде и пользе социальных сетей.

2. Заполните таблицу.

3. Подготовьте краткий отчет по этой теме.

КЕЙС 4 Безопасный контент

Задания.

1. В сети Интернет найдите информацию о том,  как можно обезопасить себя в сети Интернет.
2. Подготовьте рекомендации по правилам безопасного поведения в Интернете.
3. Оформите их в виде плаката.
4. Рефлексия

Все группы справились с заданием. Каждая группа подвела итог своей деятельности. И теперь мы знаем, какие опасности подстерегают нас в сети Интернет и как их избежать.

Ответы  к заданиям

КЕЙС 1

1. Сетевые угрозы: онлайн и оффлайн.

2. Онлайн угрозы – это любые возникающие проблемы, которые опасны для компьютера.

Оффлайн угрозы – это угрозы для жизни человека.

3. Онлайн угрозы: компьютерные вредители и вирусы, винлокеры, подключение к платным номерам, фишинг, попадание в базу спама.

Оффлайн угрозы: телефонный шпионаж, встреча с незнакомцем, вымогательство, ограбление, мошенничество.

4. Ситуационные задачи

1.  Онлайн угроза – фишинг
2. Ооффлайн угроза – вымогательство

КЕЙС 2

ПАМЯТКА ДЛЯ РОДИТЕЛЕЙ

1. Регламентировать количество времени, которое ребенок проводит за компьютером.

2. Контролировать виртуальную жизнь ребенка.

3. Использовать возможности компьютера в учебных и воспитательных целях.

4. Предложить другие формы времяпрепровождения.

5. Воспользоваться позитивными возможностями компьютера.

6. Показывать личный пример.

КЕЙС 3. СОЦИАЛЬНЫЕ СЕТИ

КЕЙС 4

1. Установка комплексной системы защиты.

2. Пользование браузерами.

3. Проявление осторожности при переходе по ссылкам.

4. Использование сложных паролей.

5. Не размещение персональной информации в Интернете.

6. Игнорирование просьб о встрече с незнакомыми людьми.

Используемые электронные ресурсы

1. Безопасность в сети Интернет [Электронный ресурс]. URL: http://a-vir.chalna.edusite.ru/p12aa1.html
2. Мартынова Нина Михайловна. Урок по теме «Безопасность учащихся в сети Интернет» [Электронный ресурс]. URL: https://открытыйурок.рф/статьи/659119/
3. Портал Сети творческих учителей. [Электронный ресурс]. URL: http://www.itn.ru/communities.aspx?cat_no=71586&tmpl=com
4. Специальный портал созданный по вопросам безопасного использования сети интернет. Безопасный интернет [Электронный ресурс]. URL http://www.saferinternet.ru/.