МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОМ ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА
МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КАВКАЗСКИЙ РАЙОН
План-конспект занятия
по теме : «Вводное занятие по робототехнике».
Участники:
обучающиеся объединения «Робот»
1 год обучения, 11-18 лет
ст. Кавказская 2016 г.
Цель: формирование у детей интереса и желания заниматься робототехникой
Задачи:
Познакомить детей с основными направлениями робототехники и современного робототехнического производства;
Формирование политехнических знаний о наиболее распространённых и перспективных технологиях в робототехнике;
Учить применять свои знания и умения в новых ситуациях.
Воспитать аккуратность, терпение при работе с конструкторами;
Воспитать бережное отношение к материально-технической базе лаборатории робототехники;
Воспитать культуру общения.
Развивать самостоятельность и способности решать творческие, изобретательские задачи;
- развивать наблюдательность, умение рассуждать, обсуждать, анализировать, выполнять работу с опорой на схемы и технологические карты;
Развивать конструкторско-технологические способности, пространственные представления.
Соблюдение правил техники безопасности.
Оборудование: компьютер, мультимедийная презентация, готовые роботы.
Материалы: схемы сборки роботов, детали конструктора.
Инструменты: карандаш, линейка.
Основные понятия, используемые на занятии: Lego - роботы, конструирование, программирование .
Формирование УУД (универсальные учебные действия):
Личностные УУД:
Познавательные УУД:
Коммуникативные УУД:
Дополнять мнение товарищей, сотрудничать со сверстниками.
Регулятивные УУД:
рефлексию.
Используемые педагогические технологии:
Личностно-ориентированная;
Групповая технология;
Технология коллективной творческой деятельности;
Здоровьесберегающая;
Индивидуальное обучение.
План занятия:
Ход занятия.
1.Организационная часть занятия. Подготовка рабочих мест.
2. Сообщение целей и задач занятия.
Педагог: Ребята, сегодня нам предстоит познакомиться основными направлениями робототехники и современного робототехнического производства.
3.Сообщение нового материала:
Педагог: Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Робототехника - первая ступень овладения техническими знаниями в области автоматизации. Она непосредственно связана с такими науками как электроника, механика, информатика, радиотехника, электроника.
Виды робототехники: строительная, промышленная, авиационная, бытовая, экстремальная, военная, космическая, подводная.
Слово «робот», придумал в 1920 г. чешский писатель Карел Чапек в своей научно-фантастической пьесе. В ней созданные роботы, работают без отдыха, потом восстают и губят создателей
Робот – автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Робот действует по заранее заложенной программе. Информацию о внешнем мире робот получает от датчиков (аналогов органов чувств). При этом робот может, как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.
Развитие робототехники и систем искусственного интеллекта идет семимильными шагами. Ещё 10 лет назад разрабатывались только управляемые манипуляторы. Программы искусственного интеллекта были нацелены на узкий круг решаемых задач. С развитием ИКТ произошёл качественный скачок развития робототехники.
Развитие роботов в дальнейшем, сможет значительно изменить образ жизни человека. Машины, наделенные интеллектом, смогут использовать для самых различных работ, в первую очередь тех, выполнение которых небезопасно для человека.
Индустриальная робототехника – одно из самых успешно развивающихся направлений. Уже сейчас существуют фабрики, на которых 30 роботов собирают автомобили.
В настоящее время бурно развивается такое направление, как создание бионических протезов. В операционных будущего, роботы станут продолжением или заменой рук хирургов. Они более точны и позволяют проводить операции в режиме дистанционного контроля.
Роботы будут наделены способностью «самообучаться», накапливая собственный опыт и используя его в таких же ситуациях при выполнении других работ. Любое изобретение можно использовать и с добрыми намерениями и со злым умыслом, поэтому ученым необходимо рассматривать все возможные сценарии и предвидеть все возможные последствия своих открытий.
Андроидом называется человекоподобный робот.
Классы роботов:
Манипуляционные, которые в свою очередь делятся на стационарные и передвижные.
Манипуляционные роботы – автоматические машины, состоящие из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления.
Мобильные , которые в свою очередь делятся на колесные, шагающие, гусеничные. А также ползающие, плавающие, летающие.
Мобильный робот - автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами.
Компоненты робота : Приводы - это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.
4.Планирование деятельности.
Педагог: Вы узнали о роботах и робототехнике, а сейчас я предлагаю вам поработать в конструкторском бюро и нарисовать свои модели роботов, придумать их назначение, область применения и оснащение. На пример: модель контролирует порядок на улице.
5.Практическая работа. Обучающиеся работают над созданием эскиза своего робота. Описывают его технические характеристики.
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение – средняя общеобразовательная школа № 111 город Пермь
Конспект урока
на тему:
« Движение по геометрическим фигурам и картам »
учитель информатики и ИКТ
Корепанова Т.А.,
Конспект урока на тему: « Движение по геометрическим фигурам и картам »
Урок из курса Робототехники, раздел – «Программирование в среде NXT-G.». На уроке, используя конструктор LEGO Mindstorms 9797 ученики строят модель колесного робота. Затем составляют в среде программирования NXT-G программу, загружают ее в робота и демонстрируют выполнение представленных алгоритмов. Рассмотренные на уроке алгоритмы движения визуально представляют собой различные геометрические фигуры и траектории.
Цели :
ознакомление с робототехникой с помощью конструктора LEGO Mindstorms 9797;
систематизация знаний по теме «Алгоритмы» (на примере работы Роботов NXT);
усвоение понятий алгоритм, исполнитель, свойства алгоритма, дать представление о составлении простейших алгоритмов в среде программирования NXT-G.
В ходе занятия обучающиеся должны продемонстрировать следующие результаты в виде универсальных учебных действий:
Регулятивные:
систематизировать и обобщить знания по теме «Алгоритмы» для успешной реализации алгоритма работы собранного робота;
Научиться программировать роботов с помощью среды программирования NXT-G.
Познавательные:
Изучение робототехники, создание собственного робота, умение программировать в среде NXT-G;
экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.
Коммуникативные: развить коммуникативные умения при работе в группе или команде.
Личностные: развитие памяти и мышления, возможность изучения робототехники в старших классах.
Тип урока: комбинированный
Вид урока: практическая работа
Оборудование : мультимедиа проектор, конструктор LEGO Mindstorms 9797 (5 шт.), внабор которого входят 431 элемент, включая программируемый блок управления NXT, 3 сервомотора, датчики звука, расстояния, касания и освещенности, набор фигурок собранных из LEGO конструктора (экоград), поля, карты.
План урока:
Организационный момент (2 мин)
Повторение теоретического материала предыдущего урока (10 мин)
Практическая работа: разработка алгоритма для робота (28 мин)
Сборка робота для движения по картам (20 мин)
Разработка алгоритма для робота(10 мин)
Проверка работы алгоритма, исправление ошибок (10 мин)
Контрольный запуск (5 мин)
Подведение итогов урока. Рефлексия (3 мин)
Этап информации о домашнем задании (2 мин)
Ход урока:
Организационный момент.
Учитель : Добрый день, ребята! На прошлом уроке мы занимались конструированием роботов из конструктора NXT. Сегодня мы будем создавать для них программы, которые он будут выполнять. Также вы попробуете самостоятельно собрать колесного робота и напишите для него алгоритм так, чтоб он согласно карте, которую вы вытяните добрался до места назначения.
II . Повторение теоретического материала предыдущего урока.
Учитель : Для начала давайте вспомним, какие виды алгоритмов мы знаем?
Дети отвечают на вопрос (линейный, циклический и разветвляющийся)- слайд 2 .
Для какого вида алгоритмов используются следующие блоки из среды программирования NXT-G (блоки показаны на слайде 3)?
Дети отвечают на вопрос (движение, цикл, ветвление) .
3
. Какие действия может выполнить робот NXT с помощью блока «Движение»?
Дети отвечают на вопрос (Ехать вперед, Ехать назад, Поворот влево, Поворот вправо, Свободный поворот (любой угол), Разворот.) – слайд 4.
4. Какие простейшие геометрические фигуры вы знаете?
Дети отвечают на вопрос (слайд 5)
5. Укажите, какие углы могут быть у указанных геометрических фигур:
Дети отвечают на вопрос (слайд 6).
6. Каким образом можно повернуть робота NXT на определенный угол?
Дети отвечают на вопрос (слайд 7).
Учитель демонстрирует правильные ответы на слайдах 2-7.
III . Практическая работа: разработка алгоритма для робота
Теперь давайте обратимся к нашим роботам (на данном уроке это колесные роботы, созданные без инструкций), которые мы собирали на прошлом занятии.
Задание 1: Составить линейный алгоритм для движения робота по квадрату с заданной стороной.
Сначала определим, какие команды нам понадобятся, в какую сторону должен вращаться сервомотор, промежуток времени работы сервомотора для движения по одной стороне и последовательность выполнения команд.
Правильный вариант (способ поворота – отключение одного сервомотора):
Примечание: время работы сервомотора в каждом отдельном случае будет разное, т.к. ученик настраивает вращение на свое время или количество оборотов. Соответственно для каждого случая сторона квадрата будет разной. И вариант поворота каждый обучающийся применяет свой.
После выполнения данного задания ученикам задается вопрос: какой еще вид алгоритмов можно использовать для выполнения предложенного задания?
Правильный ответ: циклический.
Задание 2: изменить созданный линейный алгоритм на циклический для выполнения этого же задания.
Правильный вариант:
Способ поворота в примере тот же, что и в предыдущем. Цикл настроен на Счетчик (количество повторений - 4).
Учитель: ребята, давайте сравним разработанные алгоритмы и сделаем вывод. Какой алгоритм вам больше нравится и почему?
Ребята отвечают на вопрос (циклический, потому что алгоритм компактнее) .
Задание 3: создать алгоритм для движения робота по треугольнику:
Правильный вариант для равностороннего треугольника:
Способ поворота в примере тот же, что и в предыдущем. Цикл настроен на Счетчик (количество повторений - 3).
Задание 4
Получить карту с маршрутом
Собрать робота
Написать алгоритм
Проверить на поле
Контрольный запуск
IV . Подведение итогов урока. Рефлексия.
Итак, ребята, давайте подведем итоги нашей работы.
Какие виды алгоритмов мы с вами сегодня использовали при составлении программ?
Какой блок необходим для движения по геометрическим фигурам?
Возможно ли использовать блок цикла для движения робота по разностороннему пятиугольнику и почему?
V . Этап информации о домашнем задании.
Запишите домашнее задание: подумать и изобразить схематично пример собственного робота-исполнителя и написать алгоритм его работы на естественном языке.
Задание обязательно будет оценено!
Спасибо за урок! До свидания, ребята.
Список использованных текстовых и графических источников:
Инструкция для работы с комплектом LEGO Mindstorms 9797.
Приложение:
Карты
Доехать от центра до стадиона
Доехать от стадиона до школы
Доехать от школы до банка
Карта № 2
Доехать от центра до зоопарка
Доехать от зоопарка до кинотеатра
Доехать от кинотеатра до больницы
Карта № 3
Доехать от центра до бассейна
Доехать от бассейна до парка
Доехать от парка до школы
Корепанова Т.А. МАОУ СОШ № 111г. Пермь
Дисциплина: Робототехника. Учитель: Скирда Татьяна Ивановна. Класс: 8 Дата:
Урок № 1.4
Тема занятия: Модуль EV3.
Общие цели: Познакомить учащихся с техническим описанием модуля EV3, научить устанавливать аккумуляторы, осуществлять включение и выключение EV3, познакомить с индикаторами и кнопками, портами.
Задачи урока: Образовательная: Познакомить учащихся с техническим описанием модуля EV3, научить устанавливать аккумуляторы, осуществлять включение и выключение EV3, познакомить с индикаторами и кнопками, портами.
Развивающая: Развивать умение логического высказывания, точность в передаче фактов.
Воспитательная: Воспитывать стремление к самовоспитанию и самосовершенствованию.
Ожидаемый результат: Учащиеся будут знать:
Что такое модуль EV3 и его техническое описание; способ включения и выключения модуля; функциональное назначение индикаторов, кнопок и портов.
Учащиеся будут уметь:
Устанавливать аккумуляторы и батареи, заряжать аккумуляторы, включать и выключать модуль EV3; использовать по назначению порты и кнопки.
Ключевые идеи: Развитие критического мышления на уроках робототехники.
Формирование исследовательских навыков: распознать, сравнивать, анализировать, делать выводы.
Межпредметная связь: Интеграция урока робототехника с уроком физика и информатика.
План занятия:
№ Этапы урока, время Цель Деятельность учителя Деятельность учеников Формативное оценивание
1. Организационный момент. Приветствие. (1 мин). Создание коллабора тивной среды.
Приветствие учащихся. Ребята, откройте графический редактор Paint и нарисуйте смайлик своего настроения на начало урока. Сверните документ.
12851993290
Приветствуют учителя. В графическом редакторе рисуют смайлик своего настроения
2. Проверка выполнения Д/З. Информационная пятиминутка. (5 мин). Развить кругозор учащихся. 1) Проводит проверку кроссвордов.
2) Отвечает на вопросы учащихся с афиши.
3) Задания «Найди соответствие»: расставьте номера рядом с названием деталей:
Набор гусениц-
Балки различной длины и формы-
Соединительные провода-
Элементы для декора-
Различные соединительные элементы-
Шестерни различного размера-
Набор колёс различного размера-
Набор валов различной длины-
USB кабель для подключения к компьютеру-
CD-диск с програмным обеспечением-
Кривошипы-
Перезаряжаемая Li-Ion аккумуляторная батарея-
Микроконтроллер EV-.
2 х больших мотора-
Средний мотор-
Ультразвуковой датчик;
Гироскопический датчик-
Датчик касания-
Датчик цвета-
Зарядное устройство-
Взаимопроверка кроссвордов.
Работают по карточкам. Критерии оценивания кроссворда и задания «Найди соответствие»:
нет ошибок – 5 баллов
1-2 ошибки - 4 балла
3-4 ошибки- 3 балла, более 5 ошибок – стоит поработать.
3. Стадия вызова. Целеполагание. (3 мин). Определить тему и цель урока. Демонстрирует видеоролик «Модуль EV3». Задает вопросы: О чем сегодня на уроке у нас пойдет речь? Что бы вы хотели сегодня на уроке узнать? (Пишут на стикерах). Раздает листы самоконтроля. Учащиеся самостоятельно определяют тему и цель урока.
Устная похвала учителя.
4. Стадия осмысления. Изучении новой темы. (17 мин). Объяснить тему урока, используя презентацию и набор LEGO® MINDSTORMS® EV3 Education. Проводит лекцию с использованием презентации.
EV3 является мозговым центром робота.
Он содержит основной процессор, который запускает программы и контролирует другие электронные части.
Основные функции:
Воспроизводит звуки и изображения, имеет встроенные свето диоды с возможностью управления;
Возможность программирования и регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3;
Встроенный Bluetooth контроллер;
Поддержка Wi-Fi.
Данный программируемый микрокомпьютер является сердцем и мозгом роботов LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.
Микрокомпьютер включает в себя:
шестикнопочный интерфейс управления с функцией изменения подсветки для индикации режима работы микрокомпьютера;
монохромный дисплей с высоким разрешением;
встроенный спикер;
порт USB;
слот для чтения карт памяти формата mini SD;
4 порта ввода и 4 порта вывода.
Микрокомпьютер также поддерживает связь с компьютером через USB, Bluetooth и Wi-Fi, а также имеет программируемый интерфейс, позволяющий осуществлять программирование и регистрацию данных непосредственно на модуле.
Он совместим с мобильными устройствами и использует для питания батарейки АА или аккумулятор постоянного тока EV3.
Для того, чтобы начать работу и включить EV3 необходимо его подключить к источнику питания.
EV3 может функционировать от 2-ух типов источников питания:
1) 6 аккумуляторных батареек типа АА.
2) С помощью Шнура Блока Питания и Аккумуляторной Батареи.
Извлечение аккумуляторной батареи:
1) Переворачиваем EV3.
2) Снимаем аккумуляторную батарею с помощью нажатия на 2 пластиковые лапки на задней боковой стороне модуля EV3.
3) Убираем аккумуляторную батарею в сторону. Если в модуле EV3 установлены батарейки, извлекаем их.
Установка батареи:
1) Перед установкой батареек, убедитесь, что ваши батарейки имеют заряд.
2) Берем 6 батарей типа AA.
3) Вставляем батарейки в ячейки. Плюс к «+» и Минус к «–»
4) Оставляем заднею часть EV3 открытой. EV3 готов к пользованию!
Аккумуляторная батарея (АБ) имеет 2 типа индикатора:
1) Красный индикатор означает что АБ заряжается.
2) Зеленый индикатор означает, что АБ подключено к питанию.
При включении незаряженной батареи в розетку загорается красный световой индикатор.
Когда зарядка будет завершена, красный индикатор погаснет и загорится зеленый индикатор.
Включение модуля EV3:
1) Для включения EV3 нажмите на Центральную (ОК) кнопку (по середине).
2) После нажатия кнопки загорится красный индикатор статуса модуля и отобразится окно запуска. Подождите пока EV загрузится. Это займет около 20 секунд.
3) Когда индикатор станет зеленым, ваш модуль EV3 включен и готов к работе!
Выключение модуля EV3:
1) Нажимаем на кнопку «Назад» до тех пор, пока не появится окно завершения работы.
2) Нажимаем на кнопку «Вправо» для выбора ответа галочки «Да».
3) Нажимаем на кнопку «Подтвердить» по середине.
4) Ждем свет под кнопками перестанет гореть и EV3 полностью выключится.
EV3 выключен!
Порты:
SD порт. Порт SD-карты увеличивает доступную память вашего блока EV3 за счет SD-карты (максимум 32 ГБ - не входит в набор). Слушают, записывают в тетрадях основные моменты. 6. Реализация полученных знаний.
(15 мин). Формирование исследовательских навыков: распознать, сравнивать, анализировать, делать выводы.
Выдает задание:
1) Исследуйте модуль EV3 и выполните следующие действия:
1) Извлеките аккумуляторную батарею.
2) Установите батарею.
3) Включите модуль EV3.
4) Выключите модуль EV3.
2) Подпишите название кнопок и значков:
3) Подпишите название портов:
.
Выполняют задание.
Критерии оцени -вания практики: нет ошибок 5 баллов, 1 ошибка – 4 балла, 2 ошибки – 3 балла, более 2 ошибок – нужно поработать.
6.
Оценивание. (1 мин).
Провести оценивание работы учащихся. Суммативно оцениваю по результатам самооценки учащихся. Подсчитывают итоговую оценку и заносят в оценочный лист. Учащиеся воспринимают анализ их работы и оценку. Суммативная оценка по формуле: И.О.= (ИП – информационная пятиминутка, П – практика)
5 баллов – оценка 5,
4 балла оценка – 4,
3 балла оценка – 3
менее 3 баллов – нужно поработать. Выставление отметок в дневники и в классный журнал.
7. Домашнее задание. (1 мин).
Развивать творческие способности учащихся. Выучить состав модуля EV3. Создание кластера по теме «Технические характеристики модуля EV3».
Учащиеся записывают домашнее задание в дневники. 8. Рефлексия на стикерах. (2 мин).
Получить обратную связь. Предлагает создать смайлик настроения в конце урока, посмотрим, изменилось ли оно? И ответить на предложенные вопросы:
Сегодня на уроке я узнал…
Было интересно…
Было трудно…
Теперь я могу…
Меня удивило…
Урок мне…
Мое настроение на уроке… Учащиеся отвечают на вопросы, анализируя процесс своей работы.
Учащиеся отмечают на стикерах галочкой те вопросы, на которые они получили ответы на уроке, вывешивают на афишу. Ресурсы: Презентация к уроку, раздаточный материал, видеоролик https://youtu.be/iTH-WwrldLY
Конспект урока
на тему:
«Робот LEGO Mindstorms EV3 – исполнитель циклических и условных алгоритмов»
Разработал:
учитель информатики и ИКТ
Ковригин Д.Ю.
2014 г.
Конспект урока на тему: «Робот LEGO Mindstorms EV3 – исполнитель циклических алгоритмов»
Урок из курса информатики и ИКТ, раздел – «Алгоритмы». На уроке, используя конструктор, ученики строят Лего-модель (Трехколесный бот), подключают ее к ЛЕГО-коммутатору и управляют им посредством компьютерной программы, построенной по определенному алгоритму замкнутому в цикл.
Цели :
Вид урока: практическая работа
Оборудование
: мультимедиа проектор, конструктор LEGO Mindstorms EV3 45544 (6 шт.), внабор которого входят 541 элемент, включая USB ЛЕГО-коммутатор, 2 больших сервомотора, датчик ультразвуковой, датчик цвета, датчик касания.
План урока:
Ход урока:
Учитель : Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т.д. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, вы хорошо знаете, как сажать деревья. Но допустим, нам надо научить этому младшего брата или сестру. Значит, нам придется четко указать действия и порядок их выполнения.
Что это будут за действия и какой их порядок?
Учащиеся составляют правило посадки деревьев.
Попробуем в специальной программе составить циклический алгоритм, который они будут исполнять с помощью вот таких команд:
| | Начать исполнение алгоритма |
 | Управление большим мотором (включить на количество оборотов) |
 | Управление большим мотором (включить на количество секунд) |
 | Управление двумя моторами (рулевое управление, включить на количество оборотов) |
 | Повторение действия или набора действий (цикл) |
 | Пауза (в секундах) |
Задание 1: написать линейный алгоритм, с помощью которого робот будет двигаться по прямой и поворачивать на угол (90 градусов).
Сначала определим, какие команды нам понадобятся, в какую сторону должен крутить мотор, промежуток времени работы мотора и последовательность выполнения команд.
Правильный вариант:
Примечание: время работы мотора в каждом отдельном случае будет разное, в зависимости от требуемого угла поворота подбираются значения работы мотора (время/мощность).
Задание 2: изменить созданный линейный алгоритм на циклический (возможно задать количество повторений цикла).
Правильный вариант:
Примечание: Проанализировать какую геометрическую фигуру нарисует робот маркером на поле. (Будет нарисован квадрат)
Задание 3: изменить алгоритм (изменяя параметры движения вперед НО! не изменяя угол поворота, и зациклив робота на конечное число повторений тела цикла - 4) и посмотреть какую фигуру будет рисовать робот. Пример:
Описание действий: проехать вперед 2 секунды, повернуть на угол 90 градусов, проехать вперед 4 секунды, повернуть на угол 90 градусов. В итоге получится прямоугольник.
Примечание: Проанализировать какую геометрическую фигуру нарисует робот маркером на поле. (Будет нарисован прямоугольник)
Задание 4: изменить алгоритм на свое усмотрение (изменяя параметры движения вперед и изменяя угол поворота, и зациклив робота на бесконечное число повторений тела цикла) и посмотреть какие фигуры будет рисовать робот. Поговорить с ребятами о термине «геометрический узор». Например:
Проанализировать получившиеся фигуры. Обратить внимание на алгоритм для каждой из них. Скорее всего, у каждой группы учеников получится какой-то свой узор.
IV. Подведение итогов урока. Рефлексия.
Итак, ребята, давайте подведем итоги нашей работы.
V. Этап информации о домашнем задании.
Запишите домашнее задание: разработать алгоритм движения робота, чтобы он нарисовал следующую фигуру.
Задание обязательно будет оценено!
Спасибо за урок! До свидания, ребята.
Список использованного УМК:
«Программирование робота LEGO Mindstorms EV 3»
учитель информатики и ИКТ
Меркулова Г. В.
р.п. Ольховатка, 2017 г.
Цели :
ознакомление с робототехникой с помощью образовательного набора LEGO Mindstorms EV 3 (LEGO Education Mindstorms EV 3);
систематизация знаний по теме « Алгоритмы » (на примере работы Роботов LEGO Mindstorms EV 3 );
усвоение понятий исполнитель, алгоритм, циклический алгоритм, свойства циклического алгоритма, дать представление о составлении простейших циклических алгоритмов в среде LEGO Education . Дополнительно усваивается понятие геометрического узора.
В ходе занятия, обучающиеся должны продемонстрировать следующие результаты в виде универсальных учебных действий:
Регулятивные:
систематизировать и обобщить знания по теме «Алгоритмы» для успешной реализации циклического алгоритма работы собранного робота;
Научиться программировать роботов с помощью программы LEGO Education Mindstorms EV3.
Познавательные:
Изучение робототехники, создание собственного робота, умение программировать с помощью программы для LEGO Mindstorms EV 3;
э кспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов .
Коммуникативные: развить коммуникативные умения при работе в группе или команде.
Личностные: развитие памяти и мышления, возможность изучения робототехники на старших курсах.
Тип урока: комбинированный
Вид урока: практическая работа
Оборудование : мультимедиа проектор, конструктор LEGO Mindstorms EV 3 45544 (4 шт.), в набор которого входят 541 элемент, включая USB ЛЕГО-коммутатор, 2 больших сервомотора, датчик ультразвуковой, датчик цвета, датчик касания.
План урока:
Организационный момент (2 мин)
Повторение теоретического материала предыдущего урока (10 мин)
Практическая работа: разработка алгоритма для робота (23 мин)
Подведение итогов урока. Рефлексия (3 мин)
Этап информации о домашнем задании (2 мин)
Ход урока:
Организационный момент.
Задача данного занятия - познакомить вас с конструктором Lego mindstorms. Научить программировать их под определенные задачи, разобрать с вами базовые решения наиболее распространенных задач.
Группа деталей служит для соединения балок между собой, с блоком и датчиками. Детали, имеющие крестообразное сечение, называются осями (иногда штифтами) и служат для передачи вращения от моторов к колесам и шестерням.
II . Повторение теоретического материала предыдущего урока.
Учитель : Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т.д. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, вы хорошо знаете, как сажать деревья. Но допустим, нам надо научить этому младшего брата или сестру. Значит, нам придется четко указать действия и порядок их выполнения.
Что это будут за действия и какой их порядок?
Учащиеся составляют правило посадки деревьев.
Выкопать ямку.
Опустить в ямку саженец.
Засыпать ямку с саженцем землей.
Полить саженец водой.
Выкопать ямку.
Опустить в ямку саженец.
И т.д.
Теперь давайте ответим на следующие вопросы:
Чем характеризуется циклический алгоритм?
Для чего нужны циклические алгоритмы?
Какими свойствами обладают циклические алгоритмы?
Как исполнитель реализует циклический алгоритм?
Обучающиеся отвечают на предложенные вопросы, а учитель демонстрирует правильные ответы на слайдах.
III . Практическая работа: разработка циклического алгоритма для робота
Теперь давайте обратимся к нашим роботам (на данном уроке это «трехколесные боты с установленным маркером для рисования на поле», созданные по инструкции), которые мы собирали на прошлом занятии.
Попробуем в специальной программе составить циклический алгоритм, который они будут исполнять с помощью вот таких команд:
Повторение действия или набора действий(цикл)
Пауза (в секундах)
Задание 1: написать линейный алгоритм, с помощью которого робот будет двигаться по прямой и поворачивать на угол (90 градусов).
Сначала определим, какие команды нам понадобятся, в какую сторону должен крутить мотор, промежуток времени работы мотора и последовательность выполнения команд.
Правильный вариант:
Примечание: время работы мотора в каждом отдельном случае будет разное, в зависимости от требуемого угла поворота подбираются значения работы мотора (время/мощность).
Задание 2: изменить созданный линейный алгоритм на циклический (возможно задать количество повторений цикла).
Правильный вариант:
Примечание: Проанализировать какую геометрическую фигуру нарисует робот маркером на поле. (Будет нарисован квадрат)
Задание 3: изменить алгоритм (изменяя параметры движения вперед НО! не изменяя угол поворота, и зациклив робота на конечное число повторений тела цикла - 4) и посмотреть какую фигуру будет рисовать робот. Пример:
Описание действий: проехать вперед 2 секунды, повернуть на угол 90 градусов, проехать вперед 4 секунды, повернуть на угол 90 градусов. В итоге получится прямоугольник.
Примечание: Проанализировать какую геометрическую фигуру нарисует робот маркером на поле. (Будет нарисован прямоугольник)
Задание 4: изменить алгоритм на свое усмотрение (изменяя параметры движения вперед и изменяя угол поворота, и зациклив робота на бесконечное число повторений тела цикла) и посмотреть какие фигуры будет рисовать робот. Поговорить с ребятами о термине «геометрический узор». Например:
Проанализировать получившиеся фигуры. Обратить внимание на алгоритм для каждой из них. Скорее всего, у каждой группы учеников получится какой-то свой узор.
IV . Подведение итогов урока. Рефлексия.
Итак, ребята, давайте подведем итоги нашей работы.
Какой вид алгоритмов мы с вами сегодня рассмотрели на практике?
Какими свойствами обладает циклический алгоритм?
Какие задачи можно реализовывать с помощью циклических алгоритмов?
V . Этап информации о домашнем задании.
Запишите домашнее задание: разработать алгоритм движения робота, чтобы он нарисовал следующую фигуру.
Задание обязательно будет оценено!
Спасибо за урок! До свидания, ребята.
Список использованного УМК:
Инструкция для работы с комплектом LEGO Mindstorms EV 3 45544.
Вязовов С.М., Калягина О.Ю., Слезин К.А. Соревновательная робототехника: приемы программирования в среде EV 3: учебно-практическое пособие. – М. Издательство «Перо», 2014 г.
Программа LabView для комплектов Lego EV 3 45544.
Программа ПервоЛого 3.0.
Интернет-ресурсы.
