10. Практическая работа «Сборка модели робота, программирование мотора»
Образовательная организация: ГБОУ Школа № 1362
Учитель: Ахметов Рустам
Дата проведения:
Модуль: Основы робототехники
Тема урока: Практическая работа «Сборка модели робота, программирование мотора»
Цель урока: Сформировать практические навыки сборки простейшей модели робота и программирования его движения на заданное расстояние.
Планируемые результаты:
- Личностные: развитие инженерного мышления и творческого подхода к решению задач; формирование ответственности за результаты своей работы; воспитание настойчивости в достижении цели.
- Предметные: приобретение навыков сборки модели робота; овладение умениями программировать движение робота на заданное расстояние; понимание связи между программными параметрами и фактическим движением робота.
- Метапредметные:
- Регулятивные УУД: формирование навыков планирования этапов работы; развитие умения анализировать результаты и вносить необходимые коррективы.
- Коммуникативные УУД: развитие умения работать в паре, согласовывать действия; формирование навыков представления результатов работы.
- Познавательные УУД: развитие умения устанавливать причинно-следственные связи между программными параметрами и результатами движения робота; формирование навыков измерения и расчета погрешностей.
Задачи урока:
- Научить собирать простейшую модель робота с одним мотором
- Сформировать практические навыки программирования мотора для движения по прямой
- Научить рассчитывать время движения робота на основе заданного расстояния и скорости
- Развивать умение проводить измерения параметров движения и анализировать результаты
- Закрепить понимание физического принципа преобразования электрической энергии в механическую
Тип урока: практическая работа с элементами исследования
Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:
- Робототехнические наборы (по 1 на пару учащихся)
- Компьютеры с установленной средой программирования
- Инструкционные карты по сборке робота
- Рабочие листы для записи результатов измерений
- Измерительные инструменты (линейки, рулетки, секундомеры)
- Учебное поле с разметкой для проведения испытаний
- Презентация с алгоритмом выполнения работы
- Проектор и экран
- Калькуляторы для расчетов
Образовательные технологии: проектная деятельность, проблемное обучение, обучение в сотрудничестве, исследовательская деятельность.
Межпредметные связи:
- Физика: преобразование электрической энергии в механическую, сила трения, инерция
- Математика: расчет времени движения по заданному расстоянию и скорости, вычисление погрешности
Основные понятия: робот, мотор, движение по прямой, скорость, расстояние, время движения, программирование, мощность, погрешность измерения, калибровка.
| Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность ученика | Планируемые результаты |
|---|---|---|---|
| 1. Организационный момент (2 мин) | Приветствует учащихся, проверяет готовность к уроку, организует рабочее пространство. | Готовятся к уроку, проверяют наличие необходимых принадлежностей. | Психологическая готовность к занятию |
| 2. Актуализация знаний и постановка задачи (5 мин) | Напоминает о предыдущих занятиях по подключению мотора и программированию. Формулирует задачу: собрать модель робота и запрограммировать его для движения на заданное расстояние. Обсуждает с учащимися, какие знания потребуются для выполнения задачи. | Вспоминают материал предыдущих уроков, участвуют в обсуждении, формулируют, какие знания и навыки понадобятся для решения задачи. | Актуализация имеющихся знаний, подготовка к практической работе |
| 3. Инструктаж по выполнению практической работы (7 мин) | Объясняет порядок выполнения работы: 1) Сборка модели по инструкции; 2) Программирование движения; 3) Расчет параметров; 4) Проведение измерений; 5) Анализ результатов. Демонстрирует примеры выполнения работы. | Слушают инструкцию, знакомятся с инструкционными картами и рабочими листами, задают уточняющие вопросы. | Понимание последовательности действий |
| 4. Организация работы в парах (3 мин) | Делит класс на пары, распределяет наборы и материалы, объясняет роли в паре. | Объединяются в пары, распределяют роли (конструктор, программист), готовят рабочее место. | Формирование навыков сотрудничества |
| 5. Практическая работа. Этап 1: Сборка модели робота (15 мин) | Консультирует учащихся в процессе сборки, помогает решать возникающие проблемы, контролирует правильность сборки. | Собирают модель робота согласно инструкции, проверяют правильность сборки и надежность соединений. | Формирование навыков конструирования |
| 6. Межпредметная связь с физикой (5 мин) | Объясняет физический принцип работы мотора - преобразование электрической энергии в механическую. Обращает внимание на факторы, влияющие на движение (трение, сцепление с поверхностью). | Слушают объяснение, задают вопросы, делают записи о факторах, влияющих на движение робота. | Понимание физических принципов работы робота |
| 7. Практическая работа. Этап 2: Программирование движения мотора (10 мин) | Объясняет основные параметры программирования движения (мощность, время работы или количество оборотов), помогает с созданием программы. | Создают простую программу для движения робота вперед на заданное расстояние, загружают программу в контроллер. | Формирование навыков программирования |
| 8. Физкультминутка (2 мин) | Проводит короткую физкультминутку, связанную с темой урока. | Выполняют физические упражнения. | Снятие физического напряжения |
| 9. Межпредметная связь с математикой (7 мин) | Объясняет, как рассчитать время движения на основе заданного расстояния и скорости (t = s/v). Приводит примеры расчетов. | Слушают объяснение, записывают формулу, выполняют пример расчета для своей модели робота. | Применение математических знаний к решению практической задачи |
| 10. Практическая работа. Этап 3: Расчет параметров движения (8 мин) | Помогает учащимся рассчитать параметры для программирования движения на заданное расстояние (30, 50 и 100 см). | Рассчитывают параметры движения (время работы мотора или количество оборотов) для заданных расстояний, вносят коррективы в программу. | Развитие навыков математических расчетов |
| 11. Практическая работа. Этап 4: Проведение измерений (15 мин) | Организует измерение фактического расстояния, которое проходит робот при различных параметрах программы. Напоминает о необходимости проведения нескольких испытаний для получения более точных результатов. | Проводят испытания робота на учебном поле, измеряют фактическое расстояние, которое проходит робот, записывают результаты в рабочий лист. Проводят по 3 испытания для каждого заданного расстояния. | Развитие навыков измерения и фиксации результатов |
| 12. Практическая работа. Этап 5: Расчет погрешности (5 мин) | Объясняет методику расчета погрешности между заданным и фактическим расстоянием по формуле: погрешность = | (факт - план) / план | × 100%. |
| 13. Оптимизация работы робота (7 мин) | Предлагает внести корректировки в программу для уменьшения погрешности движения. Дает советы по калибровке движения. | Вносят коррективы в программу, проводят дополнительные испытания, стремясь уменьшить погрешность. | Развитие навыков оптимизации и отладки |
| 14. Представление результатов (8 мин) | Организует представление результатов работы пар, направляет обсуждение причин различий в результатах. | Представляют результаты своей работы, демонстрируют движение робота, объясняют, какие факторы влияли на точность движения, участвуют в обсуждении. | Развитие коммуникативных навыков, формирование умения анализировать результаты |
| 15. Рефлексия (3 мин) | Предлагает оценить свою работу по критериям: 1) Точность сборки модели; 2) Правильность программы; 3) Точность расчетов; 4) Минимальная погрешность движения. | Оценивают свою работу по предложенным критериям, анализируют успехи и трудности. | Развитие навыков самоанализа и рефлексии |
| 16. Домашнее задание (3 мин) | Объясняет домашнее задание: 1) Придумать способ повышения точности движения робота; 2) Подготовить идею для программирования робота, который должен пройти заданный маршрут по прямоугольной траектории. | Записывают домашнее задание, задают уточняющие вопросы. | Понимание домашнего задания |
| 17. Подведение итогов урока (5 мин) | Обобщает результаты практической работы, отмечает успехи учащихся, комментирует типичные ошибки, выставляет оценки. | Слушают, задают возникшие вопросы, подводят итоги своей работы. | Осознание результатов урока |
- Оценка качества сборки модели робота
- Проверка правильности программы для управления движением
- Анализ точности расчетов времени движения
- Оценка проведенных измерений и расчета погрешности
- Наблюдение за работой в парах и индивидуальным вкладом каждого ученика
- Анализ представления результатов и умения объяснять причины погрешностей
- Заполнение рабочих листов с расчетами и измерениями