Подготовка проекта к защите. Испытание модели робота
Образовательная организация: ГБОУ Школа № 1362
Учитель: Ахметов Рустам
Дата проведения:
Класс: 6
Модуль: Мобильная робототехника
Тема урока: Подготовка проекта к защите. Испытание модели робота
Цель урока: Создать условия для формирования навыков подготовки проекта к защите через разработку методики испытаний, тестирование модели робота и оформление протокола испытаний с количественными показателями функционирования.
Предметные:
- Умение разрабатывать методику испытаний робототехнической системы
- Навык проведения комплексного тестирования модели робота
- Понимание зависимости между конструктивными особенностями и функциональными показателями
- Умение фиксировать и анализировать количественные показатели работы робота
Метапредметные:
- Регулятивные УУД: умение планировать процесс испытаний, выявлять недостатки и корректировать их
- Познавательные УУД: умение анализировать экспериментальные данные, строить графики эффективности, делать выводы
- Коммуникативные УУД: умение представлять результаты испытаний в форме протокола, координировать работу команды
Личностные:
- Развитие ответственного отношения к качеству технических решений
- Формирование критического мышления при оценке результатов работы
- Воспитание настойчивости в достижении оптимальных показателей
- Развитие культуры технического тестирования и документирования
Образовательные:
- Познакомить с принципами разработки методики испытаний робототехнических систем
- Научить методам комплексной оценки физических характеристик робота
- Сформировать понимание значимости документирования результатов испытаний
Развивающие:
- Развивать навыки системного подхода к тестированию технических объектов
- Формировать умение анализировать количественные показатели и делать выводы
- Развивать способность выявлять взаимосвязи между конструкцией и результатами работы
Воспитательные:
- Воспитывать ответственное отношение к качеству технических проектов
- Формировать культуру научно-технического документирования
- Развивать командную работу при проведении испытаний
Тип урока: Практическая работа
Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:
- Собранные на предыдущем уроке модели роботов
- Измерительное оборудование (секундомеры, линейки, мультиметры)
- Компьютеры с программным обеспечением для анализа данных и построения графиков
- Полигоны для проведения испытаний с различными условиями
- Шаблоны протокола испытаний
- Технические задания, разработанные в начале проекта
- Фото/видеокамеры для документирования процесса испытаний
- Инструменты для корректировки конструкции робота
- Материалы для изучения: примеры методик испытаний роботов различного назначения
Образовательные технологии:
- Исследовательская деятельность
- Групповая работа
- Проектное обучение
- Экспериментальный метод
Межпредметные связи:
- Физика: Проведение комплексных испытаний для оценки физических характеристик робота (скорость, ускорение, энергопотребление, грузоподъемность, точность позиционирования)
- Математика: Анализ количественных показателей работы, построение графиков эффективности, статистическая обработка данных, нахождение средних значений
- Информатика: Сбор и обработка данных, систематизация информации, построение графических представлений
- Технология: Методы испытаний технических устройств, оценка качества конструкции, документирование результатов
Основные понятия: Методика испытаний, тестовый полигон, количественные показатели, протокол испытаний, статистическая обработка, эффективность робота, физические характеристики, надежность конструкции, отказоустойчивость, повторяемость результатов, точность, погрешность измерений, оптимизация параметров, комплексное тестирование, критические режимы работы
| Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность ученика | Планируемые результаты предметные | Планируемые результаты УУД |
|---|---|---|---|---|
| 1. Организационный момент (3 мин) | Приветствует учащихся, проверяет готовность к уроку. Проверяет наличие собранных роботов и инструментов для испытаний. | Готовят рабочие места, проверяют работоспособность роботов, подготавливают измерительные приборы | Подготовка к практической работе | Регулятивные: самоорганизация |
| 2. Постановка задачи (7 мин) | Формулирует цель урока: “Сегодня мы будем готовить ваши проекты к защите. Вам предстоит разработать методику испытаний, провести тестирование роботов, выявить недостатки и зафиксировать результаты в протоколе испытаний”. Объясняет значимость испытаний для подтверждения соответствия робота техническому заданию. Демонстрирует пример протокола испытаний. | Слушают задание, изучают шаблон протокола испытаний, задают уточняющие вопросы | Понимание целей и задач тестирования робототехнического проекта | Познавательные: целеполагание Коммуникативные: формулирование вопросов |
| 3. Актуализация знаний (5 мин) | Задает вопросы: “Какие физические характеристики робота важно измерить?”, “Какие математические методы можно использовать для анализа данных?”, “Как подтвердить соответствие робота техническому заданию?”, “Что такое повторяемость результатов?” | Отвечают на вопросы, вспоминают материал из физики и математики, обсуждают параметры, которые необходимо измерить | Актуализация знаний о физических характеристиках и методах математической обработки данных | Познавательные: извлечение имеющихся знаний Коммуникативные: участие в обсуждении |
| 4. Разработка методики испытаний (15 мин) | Организует работу команд по разработке методики испытаний. Предлагает структуру методики: 1) Перечень проверяемых характеристик 2) Условия проведения испытаний 3) Измеряемые параметры и единицы измерений 4) Методы и средства измерений 5) Количество испытаний для достоверности результатов 6) Критерии успешности испытаний Консультирует команды в процессе разработки методики. | Работают в командах: анализируют техническое задание, выделяют ключевые характеристики для проверки, разрабатывают методику испытаний для своего робота, определяют критерии успеха, формулируют план проведения тестов | Умение разрабатывать методику испытаний с учетом физических характеристик робота | Регулятивные: планирование Познавательные: анализ, систематизация |
| 5. Подготовка тестовых полигонов (10 мин) | Руководит подготовкой тестовых полигонов для проведения испытаний. Обращает внимание на необходимость создания стандартизованных условий для получения достоверных результатов. | Подготавливают тестовые полигоны: размечают трассы, устанавливают препятствия, создают стандартизированные условия для тестирования, подготавливают объекты для перемещения (если требуется по заданию) | Умение создавать условия для объективного тестирования | Регулятивные: организация пространства Познавательные: моделирование условий |
| 6. Физкультминутка (2 мин) | Проводит короткую динамическую паузу для снятия напряжения. | Выполняют физические упражнения | - | Регулятивные: переключение внимания |
| 7. Проведение основных испытаний (20 мин) | Руководит проведением основных испытаний. Напоминает о необходимости повторных измерений для повышения достоверности результатов. Напоминает о правилах фиксации данных. | Проводят серию испытаний: выполняют последовательные тесты согласно разработанной методике, измеряют физические характеристики робота (скорость, точность, энергопотребление и др.), фиксируют результаты измерений, делают фото/видеозаписи процесса | Умение проводить комплексные испытания с измерением физических характеристик | Регулятивные: контроль процесса Познавательные: сбор данных |
| 8. Обработка результатов и построение графиков (15 мин) | Организует работу по обработке полученных данных. Объясняет методы статистической обработки результатов и построения графиков эффективности. | Обрабатывают собранные данные: вычисляют средние значения измеряемых величин, определяют погрешности измерений, строят графики зависимостей (например, скорости от нагрузки, точности от скорости), анализируют полученные результаты | Умение анализировать количественные показатели и строить графики эффективности | Познавательные: анализ данных, построение графиков Регулятивные: систематизация результатов |
| 9. Выявление и исправление недочетов (15 мин) | Руководит процессом выявления недостатков в конструкции и программе робота. Предлагает сравнить полученные результаты с требованиями технического задания. Консультирует по вопросам оптимизации конструкции и алгоритмов. | Выявляют несоответствия и недочеты: сравнивают полученные результаты с требованиями ТЗ, выявляют проблемные места в конструкции или программе, вносят корректировки для улучшения показателей, проводят повторные тесты для проверки эффективности изменений | Умение выявлять и устранять недостатки в робототехнической системе | Регулятивные: коррекция Познавательные: анализ причин и следствий |
| 10. Составление протокола испытаний (15 мин) | Организует работу по составлению протокола испытаний. Объясняет структуру протокола: 1) Информация о проекте и команде 2) Цели испытаний 3) Методика испытаний 4) Таблицы с результатами измерений 5) Графики и диаграммы 6) Выводы о соответствии ТЗ 7) Рекомендации по дальнейшему совершенствованию | Составляют протокол испытаний: структурируют и оформляют все полученные данные, включают графики и таблицы, формулируют выводы о соответствии робота техническому заданию, описывают выявленные проблемы и способы их решения, дают рекомендации по дальнейшей оптимизации | Умение документировать результаты испытаний в форме протокола | Познавательные: систематизация информации Коммуникативные: письменное изложение результатов |
| 11. Подготовка к защите проекта (10 мин) | Дает рекомендации по подготовке к защите проекта. Обращает внимание на необходимость использования количественных показателей в презентации. | Готовятся к защите проекта: выделяют ключевые результаты для презентации, обсуждают структуру выступления, определяют порядок демонстрации робота, распределяют роли при защите | Понимание принципов представления проекта на основе результатов испытаний | Регулятивные: планирование Коммуникативные: подготовка выступления |
| 12. Рефлексия и подведение итогов (3 мин) | Подводит итоги урока, задает вопросы: “Какие характеристики вашего робота оказались наилучшими?”, “Какие изменения вы внесли после испытаний?”, “Как проведенные испытания помогли вам улучшить проект?” | Отвечают на вопросы, делятся впечатлениями, оценивают результаты испытаний своего робота, анализируют процесс подготовки к защите | Осознание значимости испытаний для совершенствования проекта | Регулятивные: оценка результатов Познавательные: рефлексия |
Базовый уровень:
- Завершить оформление протокола испытаний (если не успели на уроке)
- Подготовить презентацию проекта на основе результатов испытаний
Повышенный уровень:
- Разработать предложения по дальнейшему совершенствованию робота с обоснованием ожидаемого улучшения характеристик
- Проанализировать возможность использования альтернативных методик испытаний и их влияние на оценку эффективности робота
Критерии оценивания протокола испытаний:
- Полнота и корректность описания методики испытаний (1-5 баллов)
- Качество представления количественных результатов (1-5 баллов)
- Адекватность выводов полученным данным (1-5 баллов)
- Обоснованность рекомендаций по совершенствованию (1-5 баллов)
- Оформление и структурированность протокола (1-5 баллов)
Шкала оценивания:
- “5” - 21-25 баллов
- “4” - 16-20 баллов
- “3” - 10-15 баллов
- “2” - менее 10 баллов
По итогам урока учащиеся должны:
Знать:
- Принципы разработки методики испытаний робототехнических систем
- Методы измерения физических характеристик роботов
- Способы обработки и представления экспериментальных данных
- Структуру и требования к оформлению протокола испытаний
Уметь:
- Разрабатывать методику испытаний для конкретного робототехнического проекта
- Проводить комплексное тестирование робота с измерением количественных показателей
- Анализировать результаты испытаний и строить графики зависимостей
- Выявлять недостатки и вносить корректировки в конструкцию и программу
Владеть:
- Навыками системного подхода к тестированию технических объектов
- Методами статистической обработки результатов испытаний
- Техникой документирования результатов в форме протокола
- Приемами подготовки проекта к защите на основе результатов испытаний
Дополнительные материалы к уроку:
- Шаблоны протоколов испытаний различных типов роботов
- Примеры графического представления результатов испытаний
- Методические рекомендации по обработке статистических данных
- Чек-лист проверки соответствия робота техническому заданию
- Таблицы типовых физических характеристик для разных классов роботов
- Советы по эффективной презентации результатов испытаний