Датчик касания

Методическая разработка учебного занятия

Ф.И.О. учителя: Зукол Елена Валерьевна

Класс: 5-7 класс

Предмет: Робототехника

Тема занятия: «Датчик касания»

Место и роль урока в изучаемой теме: Занятие № 43 . Глава “ Органы чувств робота”

Цель занятия:

Сформировать представление об использование датчика касания

Задачи:

Образовательные:

Познакомиться с основными элементами конструктора Lego Mindstorms и способами их крепления

Познакомиться с принципом действия датчика касания EV3 в практической работе.

Развивающие:

Формировать коммуникативные и проектные компетентности, умение работать в группе.

Развивать смекалку, изобретательность, мыслительные и творческие способности в процессе конструирования робототехнических моделей

Развитие умения ориентироваться в пространстве.

Развитие мелкой моторики.

Воспитательная:

Воспитать уверенность в себе, ответственность и самостоятельность при решении творческих технических задач

Ожидаемые предметные результаты:

Обучающиеся научатся

Включать блок управления робота и запускать программу

Узнают основные детали конструктора и способы их крепления;

Применять полученные знания при конструировании - закреплении датчика касания на робота

Формы организации работы детей: работа в группе, работа в паре, индивидуальная, фронтальная.

Средства обучения: действующие модели из конструкторов Lego Mindstorms EV3, карточки с новым материалом, оценочные листы

Ключевые понятия: датчик касания

Меж предметные связи: чтение, физика, технология

План занятия:

Организационный момент

Изучение нового материала – работа в группах по алгоритму

Практическая работа №1 «Включение и выключение робота. Запуск программы «Hello», установленной на роботе» в группах

Практическая работа №2 «Установка датчика касания на робота и запуск программы «STOP»

Рефлексия

Итоги занятия

Ход занятия

Организационный момент

Рассадка, подготовка конструктора и организация рабочего места. Напоминание правил техники безопасности. Приветствие обучающихся.

II. Изучение нового материала

 У робота имеется «мозг», устройство которое обрабатывает информацию и посылает команды – это сам компьютер EV3 (или микрокомпьютер).

Далее дети получают готовые модели роботов, оснащенных датчиком касания.

Учитель: А теперь я предлагаю ответить на вопросы (мотивация к обучению).

Как Вы думаете, с помощью чего робот получает информацию? (с помощью датчиков)

Ответы обучающихся

Верно, молодцы!

Учитель: Робот получает информацию с помощью различных датчиков, которые фиксируют изменение разных воздействий на робота. Датчик расстояния (ультразвуковой) – изменение расстояния, звуковой датчик (микрофон) – изменение громкости звука, датчик освещенности (цвета) – изменение освещенности (цвета), датчик касания – реагирует на прикосновение.

А сейчас я предлагаю вам подумать и назвать тему нашего занятия.

Ответы обучающихся:

Учитель: Чем же мы с вами сегодня займемся и что нового узнаем? Ответы обучающихся:

Сегодня мы начинаем знакомство с понятием датчика касания и научимся его использовать.

И для работы вам сегодня нужно будет научиться включать и выключать робота, запускать программы робота, познакомиться с основные комплектующими конструктора Lego Mindstorms EV3 и далее их использование при конструировании моделей

Сейчас вы в группах по 4 человека.

Каждому выдаётся карточка с номером и цветом.

На карточке написано небольшое задание и фрагмент нового материала, вы изучаете его

Изучающие один и тот же вопрос, но состоящие в разных группах затем садятся за столы встречаются по «Цветам» и обмениваются информацией как эксперты по данному вопросу.

Эксперты возвращаются в свои группы и обучают всему новому, что узнали сами, других членов группы. Те, в свою очередь, докладывают о своей части задания

То есть принцип нашего занятия сегодня: «Помогая другим, учимся сами!»

Распределяю так же роли в группах:

организатор

хранитель времени

контролёр

протоколист

Организатор следит, чтобы каждый докладчик выступил

Хранитель времени следит за временем

Контролёр следит чтобы все задания в карточках были выполнены

Протоколист заполняет оценочный лист группы и выставляет баллы за активность в работе

Алгоритм работы в группах:

А далее ваша задача научиться запускать программу “Hello”. Работает она так: при нажатии на датчик касания робот произносит «Хелоу» и СОБРАТЬ такую конструкцию робота из исходного образца и комплектующих деталей, которая при запуске программы будет ехать и упираться датчиком касания в любое препятствие останавливается и говорит «Стоп». Программа уже загружена в микропроцессор. Вам нужно проявить своё воображение и додумать такую конструкцию, чтобы при движении вперёд, робот упираться в препятствие и датчик касания нажимался. После этого робот остановится и скажет «Стоп»

1.Итак, вы приступаете к изучению карточек и на это у вас 3 мин

2.По истечению времени, вы встречаетесь за столами по цветам и обсуждаете, что расскажите в группах по своему материалу, дополняя друг друга. 2 мин

3. Теперь в группах начинаете рассказывать по очереди своё задание на это 7 мин

III. Практическая работа №1

4. Каждый включите, запустите программу «HELLO» - понажимайте на датчик касания-робот скажет «HELLO» и выключите робота 2 мин

IV. Практическая работа №2

5. В группе придумайте крепление датчика касания 5 мин

6. Запустите программу «STOP»: опустите робота на пол, пусть он проедет у вас и упрётся в препятствие

V. Рефлексия:

А теперь ответьте мне, пожалуйста:

Среди этапов занятия мне особенно понравился…;

- Во время занятия я приобрел…;

- Изучаемая тема побудила меня задуматься о …;

- Мне хотелось бы еще спросить…;

- Я испытывал(а) трудности…;

- Меня удивило…;

- Я приобрел/ я научился…;

- Я почувствовал(а), что…

- У меня получилось…;

- Мне захотелось…

8. Заполнение оценочного листа

После того как вы ответите на вопросы я прошу оценить свою работу во время занятия. Для этого протоколист заполнит оценочные листы и напишет сколько баллов заработала каждая группа

Оцените работу своих товарищей по группе

Далее ведется подсчет баллов.

VI. Итоги занятия

Дорогие ребята, сегодня мы познакомились с понятием датчика, научились применять датчик касания EV3.

Благодарю всех, вы были очень активными и внимательными.

Источники:

Овсяницкая, Л.Ю. Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства / Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий. – Челябинск: ИП Мякотин И.В., 2014. – 204 с.

http://xn----itbbmalqd7b5a5d8a.xn--p1ai/wp-content/uploads/2015/11/Petrushenko-O.V.-Akademiya-Lego.pdf

http://ped-kopilka.ru/blogs/irina-aleksandrovna-podolskaja/refleksija-kak-odin-iz-priemov-osoznanogo-usvoenija-znanii.html

Приложение 1

Оценочный лист

Оцени работу группы в баллах(от 1 до 5 , где 5 баллов –это был активен, представленный материал был понятен группе)

Приложение 2

Организатор

Хранитель времени

Контролёр

Протоколист

Приложение 3

Карточка 1

Включение и выключение робота, запуск программы.

Задание:

Прочитайте текст, проанализируйте карту.

Подготовьте своё выступление по плану:

-как включать и выключать робота

-как запускать программу, уже загруженную в робота

Включение модуля EV3

Для включения модуля EV3 нажмите центральную кнопку. После нажатия кнопки загорится красный индикатор статуса модуля и отобразится окно запуска.

Когда индикатор станет зелёным, ваш модуль EV3 готов к работе.

Для выключения модуля EV3 нажимайте кнопку «Назад» до тех пор, пока не увидите окно завершения работы.

Будет выбран вариант «Прервать X». С помощью кнопки «Вправо» выберите вариант «Принять», затем нажмите центральную кнопку (OK). Теперь ваш модуль EV3 выключен. Если вы нажмете OK, когда выбран вариант Х, вы вернётесь в окно «Запустить последнюю программу».

Модуль EV3 — это центр управления, который приводит в действие ваших роботов. Благодаря экрану, кнопкам управления модулем и интерфейсу модуля EV3, содержащему четыре основных окна, вам открывается доступ к потрясающему разнообразию уникальных функций модуля EV3. Это могут быть простые функции, как, например, запуск и остановка программы, или сложные, как написание самой программы. С помощью кнопки «Вправо» выберите вторую папку

Запустить последнюю программу

Это окно будет оставаться пустым до тех пор, пока вы не начнете загружать и запускать программы. В этом окне будут отображаться программы, которые вы запускали недавно. Программа вверху списка, которая выбирается по умолчанию, — это программа, запусавшаяся последней.

Выбор файла

Из этого окна вы будете осуществлять доступ и управление всеми файлами в вашем модуле EV3, включая файлы, хранящиеся на SD-карте.

Файлы организованы по папкам проектов, которые помимо собственно программных файлов также содержат звуки и изображения, используемые в каждом проекте. Файлы можно перемещать или удалять с помощью навигатора по файлам – кнопками «Вверх» и «Вниз»

Вы же сейчас самостоятельно включите своих роботов и каждый поучитесь запускать программу URA.

А после конструирования готовой модели, запустите программу STOP

Карточка №2

Датчик касания

Задание.

Прочитайте текст.

Подготовьте своё выступление, указав:

что передаёт датчик касания роботу .

привести примеры использования датчика касания

каждый член группы должен научиться запускать программу “Hello”. Работает она так: при нажатии на датчик касания робот произносит «Хелоу»

Датчик касания один из самых простых датчиков. Он копирует органы чувств человека и животных

Датчик касания является обычной подпружиненной кнопкой. Очень похожая кнопка у обычных дверных звонков. Когда нажимаешь на кнопку раздаётся звонок

Такое хорошо всем знакомое устройство как компьютерная мышь, так же использует датчик касания. В клавишах мыши расположены кнопочные микровыключатели, которые при нажатии издают характерный щелчок

Датчик касания  — это аналоговый датчик, то есть он может определять, когда красная кнопка датчика нажата, а когда отпущена. Он не определяет с какой силой происходит нажатие на кнопку, но может осуществлять подсчёт нажатий.

Это означает, что датчик касания можно запрограммировать для действия в зависимости от трех условий:1. нажатие 2. отпускание 3. щелчок (нажатие и отпускание).

Используя вводы датчика касания, робота можно запрограммировать таким образом, чтобы он воспринимал мир, как его может воспринимать слепой человек, когда он протягивает руку и реагирует при соприкосновении с чем-либо (нажатие).

Вы можете построить робота с датчиком касания, который прижат к поверхности под ним. Вы можете запрограммировать робота так, чтобы он реагировал (Стоп!), когда он вот-вот скатится с края стола (когда датчик отпущен).

Боевой робот может быть запрограммирован так, чтобы он продолжал двигаться вперед на своего соперника до тех пор, пока соперник не отступит. Эта пара действий — нажатие и затем отпускание — образуют щелчок.

Карточка №3

Элементы конструктора

Задание: составьте описание элементов конструктора

Карточка №4

Способы крепления

Задание: показать на картинках как можно крепить датчик. Вместе сделать крепление датчика на робот используя представленные идеи

Часто датчик касания служит для остановки робота на определённом расстоянии от препятствия. Это расстояние может регулироваться закреплёнными красной кнопкой осями. Для крепления осей есть специальное крестообразное отверстие

оси имеют различную длину от двухмодульной до двенадцати модульной

Пример 1

Пример 2 Пример 3

Пример 4