13. Создание кодов программ для двух датчиков нажатия
Образовательная организация: ГБОУ Школа № 1362
Учитель: Ахметов Рустам
Дата проведения:
Модуль: Основы робототехники
Тема урока: Создание кодов программ для двух датчиков нажатия
Цель урока: Сформировать у обучающихся навыки создания алгоритмов и программ для обработки информации от нескольких датчиков нажатия с использованием логических операций.
Планируемые результаты:
- Личностные: развитие логического мышления; формирование ответственности за результаты своей работы; воспитание настойчивости в достижении цели при решении сложных алгоритмических задач.
- Предметные: понимание принципов обработки сигналов от нескольких датчиков; овладение навыками программирования с использованием логических операций; умение создавать алгоритмы, реагирующие на различные комбинации состояний датчиков.
- Метапредметные:
- Регулятивные УУД: развитие умения планировать алгоритм действий; формирование навыков самоконтроля и отладки программ.
- Коммуникативные УУД: развитие умения объяснять логику работы программы; формирование навыков совместной работы при решении алгоритмических задач.
- Познавательные УУД: развитие умения анализировать и комбинировать различные состояния датчиков; формирование навыков построения логических выражений и условий.
Задачи урока:
- Закрепить знания о работе датчика нажатия и его программировании
- Научить анализировать возможные комбинации состояний двух датчиков
- Сформировать понимание логических операций И, ИЛИ, НЕ и их применения в программировании
- Научить создавать программы, обрабатывающие информацию от нескольких датчиков
- Развивать навыки тестирования и отладки программ с логическими условиями
Тип урока: комбинированный (изучение нового материала + практическая работа)
Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:
- Робототехнические наборы с контроллерами (по одному на пару учащихся)
- Датчики нажатия (по два на пару учащихся)
- Компьютеры с установленной средой программирования
- Презентация “Логические операции в программировании робототехнических систем”
- Раздаточный материал с таблицами истинности логических операций
- Карточки с заданиями для программирования различных комбинаций датчиков
- Схемы подключения двух датчиков к контроллеру
- Рабочие листы для составления алгоритмов и записи результатов тестирования
- Учебное поле для тестирования роботов с препятствиями
Образовательные технологии: проблемное обучение, обучение в сотрудничестве, проектная деятельность, информационно-коммуникационные технологии.
Межпредметные связи:
- Математика: логические операции (И, ИЛИ, НЕ), комбинаторика состояний датчиков, таблицы истинности
- Физика: обработка входных сигналов от нескольких источников, электрические цепи с параллельным подключением
Основные понятия: логические операции, конъюнкция (И), дизъюнкция (ИЛИ), отрицание (НЕ), комбинации состояний, таблица истинности, условный оператор, ветвление, алгоритм, обработка сигналов, совпадение состояний.
| 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 работе с одним датчиком нажатия: “Вспомните, как мы программировали реакцию робота на срабатывание одного датчика нажатия?”, “Какие условия мы использовали в программе?” | Отвечают на вопросы, вспоминают материал прошлого урока о работе с датчиком нажатия и использовании условных операторов. | Актуализация знаний о программировании датчика нажатия |
| 3. Целеполагание и мотивация (3 мин) | Ставит проблемный вопрос: “Как робот должен реагировать, если у него два датчика нажатия? Как понять, какой датчик сработал или сработали оба?” Помогает сформулировать цель урока. | Размышляют над вопросом, предлагают варианты решения, участвуют в формулировке цели урока. | Осознание цели и задач урока |
| 4. Изучение нового материала: комбинаторика состояний датчиков (7 мин) | Объясняет, что при использовании двух датчиков нажатия возможны 4 различные комбинации их состояний: оба не нажаты, нажат только первый, нажат только второй, нажаты оба. Строит таблицу всех возможных комбинаций. | Записывают таблицу комбинаций состояний двух датчиков, анализируют возможные ситуации. | Понимание вариативности состояний нескольких датчиков |
| 5. Межпредметная связь с математикой: логические операции (10 мин) | Объясняет понятие логических операций И, ИЛИ, НЕ, демонстрирует их таблицы истинности. Показывает, как с помощью этих операций можно описать различные комбинации состояний датчиков. Приводит примеры логических выражений. | Изучают таблицы истинности, записывают их в тетрадь, составляют примеры логических выражений для описания состояний датчиков. | Понимание логических операций и их применения |
| 6. Демонстрация примеров программ с логическими операциями (8 мин) | Демонстрирует примеры программ с использованием логических операций для обработки сигналов от двух датчиков. Показывает, как задать различную реакцию робота на разные комбинации срабатывания датчиков. | Анализируют примеры программ, записывают основные конструкции, задают уточняющие вопросы. | Понимание принципов программирования с логическими операциями |
| 7. Физкультминутка (2 мин) | Проводит короткую физкультминутку с элементами логических игр. | Выполняют упражнения, следуя логическим условиям. | Снятие физического напряжения |
| 8. Межпредметная связь с физикой: обработка сигналов (5 мин) | Объясняет, как физически происходит обработка сигналов от нескольких датчиков в контроллере робота. Рассказывает о мультиплексировании входных сигналов и их преобразовании в цифровой код. | Слушают объяснение, связывают физические процессы с логическими операциями в программе. | Понимание физических принципов обработки сигналов |
| 9. Практическая работа. Этап 1: Подключение двух датчиков нажатия (7 мин) | Объясняет схему подключения двух датчиков нажатия к контроллеру, обращает внимание на правильность соединений и необходимость использования разных портов ввода. | Подключают два датчика нажатия к контроллеру робота согласно схеме, проверяют правильность соединений. | Формирование навыков подключения нескольких датчиков |
| 10. Практическая работа. Этап 2: Программирование с использованием операции И (12 мин) | Предлагает задачу: запрограммировать робота так, чтобы он начинал движение только при нажатии обоих датчиков (операция И). Консультирует при создании программы. | Создают программу с использованием логической операции И, тестируют ее работу, проверяют реакцию на различные комбинации нажатия датчиков. | Формирование навыков программирования с операцией И |
| 11. Практическая работа. Этап 3: Программирование с использованием операции ИЛИ (10 мин) | Предлагает задачу: изменить программу так, чтобы робот останавливался при нажатии любого из датчиков (операция ИЛИ). | Модифицируют программу, используя логическую операцию ИЛИ, тестируют ее работу с различными комбинациями нажатия датчиков. | Формирование навыков программирования с операцией ИЛИ |
| 12. Практическая работа. Этап 4: Использование операции НЕ и комбинированных условий (12 мин) | Предлагает более сложную задачу: запрограммировать робота так, чтобы он двигался вперед, когда нажат только первый датчик, поворачивал направо, когда нажат только второй датчик, и двигался назад, когда нажаты оба датчика. | Создают программу с использованием комбинации логических операций, реализуют различные реакции на разные комбинации состояний датчиков. | Формирование навыков программирования сложных логических выражений |
| 13. Проверка работоспособности программ (7 мин) | Организует проверку работоспособности созданных программ, предлагает учащимся продемонстрировать работу своих роботов. | Демонстрируют работу своих роботов, показывают реакцию на различные комбинации нажатия датчиков, объясняют логику работы программы. | Развитие навыков представления и объяснения своих решений |
| 14. Творческое задание: создание “умного” робота (10 мин) | Предлагает творческое задание: придумать и реализовать алгоритм поведения робота, который будет использовать два датчика нажатия для интеллектуальной навигации в лабиринте. | Разрабатывают алгоритм “умного” робота, программируют его, тестируют на учебном поле с препятствиями. | Развитие творческого мышления и умения применять знания на практике |
| 15. Представление результатов творческого задания (5 мин) | Организует представление результатов творческого задания, предлагает учащимся рассказать о своих решениях. | Представляют свои решения, демонстрируют работу роботов, объясняют использованные логические условия. | Развитие коммуникативных навыков |
| 16. Рефлексия (3 мин) | Предлагает учащимся оценить свое понимание темы с помощью “логических карточек”: зеленая - “понял все логические операции”, желтая - “есть некоторые вопросы”, красная - “нужна помощь”. | Оценивают свое понимание темы, поднимают соответствующие карточки, формулируют вопросы по неясным моментам. | Развитие навыков самооценки и рефлексии |
| 17. Домашнее задание (3 мин) | Объясняет домашнее задание: 1) Составить таблицу истинности для трех логических переменных с операциями И, ИЛИ; 2) Придумать и записать алгоритм для робота с тремя датчиками нажатия. | Записывают домашнее задание, задают уточняющие вопросы. | Понимание домашнего задания |
| 18. Подведение итогов урока (4 мин) | Обобщает изученный материал, акцентирует внимание на важности логических операций для программирования роботов, отмечает успехи учащихся, выставляет оценки. | Слушают, задают возникшие вопросы, помогают собрать оборудование. | Осознание результатов урока |
- Оценка правильности подключения двух датчиков к контроллеру
- Анализ корректности составленных программ с логическими операциями
- Проверка работоспособности робота при различных комбинациях состояний датчиков
- Оценка творческого задания по созданию “умного” робота
- Наблюдение за активностью учащихся в процессе урока
- Анализ ответов на вопросы и выполнения практических заданий
- Результаты рефлексии с использованием “логических карточек”