12. Практическая работа «Сборка модели робота, программирование датчика нажатия»
ЦЕЛЕВОЙ БЛОК
Образовательная организация: ГБОУ Школа № 1362
Учитель: Ахметов Рустам
Дата проведения:
Модуль: Основы робототехники
Тема урока: Практическая работа «Сборка модели робота, программирование датчика нажатия»
Цель урока: Сформировать практические навыки сборки модели робота с датчиком нажатия и его программирования для реагирования на препятствия.
Планируемые результаты:
- Личностные: развитие внимательности и аккуратности при сборке модели; формирование настойчивости в достижении результата; воспитание ответственности за качество своей работы.
- Предметные: овладение навыками сборки модели робота с датчиком нажатия; понимание принципа работы датчика нажатия; формирование умения программировать реакцию робота на срабатывание датчика.
- Метапредметные:
- Регулятивные УУД: развитие умения планировать этапы работы; формирование навыков контроля и коррекции выполняемых действий.
- Коммуникативные УУД: развитие умения работать в паре/группе, распределяя обязанности; формирование навыков представления результатов работы.
- Познавательные УУД: развитие логического мышления при программировании условных операций; формирование умения устанавливать причинно-следственные связи между срабатыванием датчика и действиями робота.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК
Задачи урока:
- Закрепить знания о датчиках, их типах и принципах работы
- Познакомить с устройством и принципом работы датчика нажатия
- Научить собирать модель робота с датчиком нажатия
- Сформировать умение программировать реакцию робота на срабатывание датчика
- Развивать навыки тестирования и отладки робототехнических моделей
Тип урока: практическая работа
Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:
- Робототехнические наборы (по одному на пару учащихся)
- Датчики нажатия (по одному на пару учащихся)
- Компьютеры с установленной средой программирования
- Инструкционные карты по сборке робота с датчиком нажатия
- Демонстрационная модель робота с датчиком нажатия
- Рабочие листы для записи алгоритма и результатов тестирования
- Учебное поле с препятствиями для тестирования роботов
- Презентация “Датчик нажатия и его применение”
- Проектор и экран
- Материалы для создания препятствий (кубики, коробки)
ОРГАНИЗАЦИОННО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ БЛОК
Образовательные технологии: проектное обучение, обучение в сотрудничестве, проблемное обучение, информационно-коммуникационные технологии.
Межпредметные связи:
- Физика: механическое воздействие, электрические контакты, замыкание и размыкание цепи
- Математика: логические операции (истина/ложь), двоичная система, ветвление в алгоритмах
Основные понятия: датчик нажатия, механическое воздействие, электрический контакт, логическое значение, условный оператор, ветвление, препятствие, алгоритм реагирования, срабатывание датчика.
| 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 (5 мин) | Задает вопросы о датчиках, изученных на предыдущем уроке: “Какие типы датчиков вы знаете?”, “Как датчики преобразуют физические величины в электрические сигналы?” | Отвечают на вопросы, вспоминают материал прошлого урока, активно участвуют в обсуждении. | Актуализация имеющихся знаний о датчиках |
| 3. Постановка цели и задач урока (3 мин) | Формулирует проблему: “Что должен делать робот, если на его пути возникло препятствие?” Объясняет, что на уроке предстоит создать робота, способного реагировать на препятствия с помощью датчика нажатия. | Участвуют в обсуждении проблемы, формулируют вместе с учителем цель урока. | Понимание цели и задач практической работы |
| 4. Изучение устройства датчика нажатия (7 мин) | Объясняет устройство и принцип работы датчика нажатия, демонстрирует его конструкцию, рассказывает о принципе замыкания/размыкания электрической цепи при механическом воздействии. | Слушают объяснение, рассматривают датчик нажатия, делают зарисовки в тетрадях, задают уточняющие вопросы. | Понимание принципа работы датчика нажатия |
| 5. Межпредметная связь с физикой (5 мин) | Объясняет физические принципы работы датчика нажатия: механическое воздействие на кнопку, замыкание электрических контактов, прохождение электрического тока. | Устанавливают связь между изученными физическими явлениями и принципом работы датчика нажатия. | Понимание физических основ работы датчика |
| 6. Межпредметная связь с математикой (5 мин) | Объясняет, как датчик нажатия преобразует физическое воздействие в логическое значение (истина/ложь, 1/0). Рассказывает о роли логических операций в программировании робота. | Записывают основные логические операции, вспоминают элементы двоичной системы счисления, обсуждают, как использовать логические значения в программе. | Понимание математических основ работы с датчиком |
| 7. Инструктаж по выполнению практической работы (5 мин) | Объясняет порядок выполнения практической работы, демонстрирует образец сборки робота с датчиком нажатия, обращает внимание на правильное подключение датчика к контроллеру. | Слушают инструкции, изучают инструкционные карты, задают уточняющие вопросы. | Понимание последовательности действий |
| 8. Организация работы в парах (3 мин) | Делит класс на пары, распределяет оборудование, объясняет роли в паре (конструктор и программист). | Объединяются в пары, распределяют роли, готовят рабочие места и материалы. | Формирование навыков командной работы |
| 9. Практическая работа. Этап 1: Сборка модели робота с датчиком нажатия (15 мин) | Консультирует учащихся в процессе сборки, помогает решать возникающие проблемы, обращает внимание на правильность установки датчика и его подключения. | Собирают модель робота с датчиком нажатия согласно инструкции, проверяют надежность конструкции и правильность подключений. | Формирование навыков сборки робота с датчиком |
| 10. Физкультминутка (2 мин) | Проводит короткую физкультминутку с имитацией работы робота с датчиком нажатия. | Выполняют физические упражнения, имитируя движения робота и срабатывание датчика. | Снятие физического напряжения |
| 11. Практическая работа. Этап 2: Программирование реакции на срабатывание датчика (15 мин) | Объясняет структуру программы для работы с датчиком нажатия, показывает, как использовать условные операторы для изменения поведения робота при срабатывании датчика. Предлагает базовый алгоритм: “Если датчик не нажат - движение вперед, если нажат - разворот и движение в другом направлении”. | Создают программу для управления роботом с использованием данных от датчика нажатия, применяют условные операторы, загружают программу в контроллер робота. | Формирование навыков программирования с использованием условных операторов |
| 12. Практическая работа. Этап 3: Тестирование и отладка (10 мин) | Организует тестирование роботов на учебном поле с препятствиями. Предлагает проанализировать работу робота и внести необходимые коррективы в программу. | Тестируют робота, наблюдают за его поведением при встрече с препятствиями, выявляют недостатки, вносят коррективы в программу или конструкцию. | Развитие навыков тестирования и отладки |
| 13. Усложнение задачи (7 мин) | Предлагает усложнить программу: добавить подсчет количества столкновений с препятствиями, изменить характер движения в зависимости от количества столкновений. | Модифицируют программу, добавляя переменные для подсчета столкновений и логику для изменения поведения робота, тестируют усовершенствованную программу. | Развитие навыков программирования переменных и сложных алгоритмов |
| 14. Соревнование роботов (8 мин) | Организует мини-соревнование: роботы должны пройти от старта до финиша по трассе с препятствиями, минимизируя количество столкновений. | Участвуют в соревновании, запускают роботов на трассе, наблюдают за их поведением, подсчитывают количество столкновений. | Развитие соревновательного духа, мотивация к совершенствованию конструкции и программы |
| 15. Представление результатов (7 мин) | Предлагает командам представить свои модели роботов, рассказать об особенностях конструкции и программы, поделиться трудностями и их решениями. | Представляют свои модели роботов, демонстрируют их работу, рассказывают о реализованной программе, отвечают на вопросы. | Развитие коммуникативных навыков, формирование умения представлять результаты работы |
| 16. Рефлексия (3 мин) | Предлагает учащимся оценить свою работу по критериям: 1) Правильность сборки модели; 2) Надежность работы датчика; 3) Эффективность программы; 4) Слаженность работы в паре. | Оценивают свою работу по предложенным критериям, анализируют успехи и трудности, делятся впечатлениями. | Развитие навыков самооценки и рефлексии |
| 17. Домашнее задание (3 мин) | Объясняет домашнее задание: 1) Предложить усовершенствование конструкции робота для более эффективного обнаружения препятствий; 2) Подумать, как можно использовать вместе с датчиком нажатия другие типы датчиков для улучшения навигации робота. | Записывают домашнее задание, задают уточняющие вопросы. | Понимание домашнего задания |
| 18. Подведение итогов урока (5 мин) | Обобщает результаты практической работы, отмечает успехи учащихся, комментирует наиболее удачные решения, выставляет оценки. | Слушают, задают возникшие вопросы, помогают собрать оборудование. | Осознание результатов урока |
Диагностика результатов:
- Оценка качества сборки модели робота с датчиком нажатия
- Анализ работоспособности созданной программы
- Наблюдение за поведением робота при встрече с препятствиями
- Оценка эффективности внесенных корректив и усовершенствований
- Результаты участия в мини-соревновании
- Качество представления результатов работы
- Анализ коммуникации и сотрудничества в парах