Конспект занятия «Изучаем сортировку мусора на базе Lego Education Spike Prime»

Конспект занятия для дополнительного образования

«Изучаем сортировку мусора

на базе Lego Education Spike Prime»

Разработал:

Абдуллов Булат Рафисович

Видео демонстрация:

https://youtu.be/Uv2Tlwh2tcA

Название объединения - «Робототехника»

Тема занятия: важность сортировки мусора

Тип занятия: комбинированный

Цель занятия: собрать модель сортировщика и запрограммировать его.

Задачи:

познакомиться с причинами сортировки твёрдых бытовых отходов.

обратить внимание на количество мусора, выбрасываемого жителями одной семьи, одного дома.

провести эксперимент по сортировке мусора в своей семье и в классе.

сделать расчеты по количеству мусора в одном доме.

формирование познавательного интереса к теме занятия.

развитие коммуникативных умений и навыков.

Ожидаемые результаты:

обучающиеся получают новые знания о необходимости сортировки мусора;

в команде собирают и программируют модель сортировщика;

у обучающихся формируются коммуникативные навыки;

повышается экологическая грамотность поведения учащихся.

Техническое оснащение занятия:

интерактивная доска или экран с проектором;

базовый набор LEGO® Education SPIKE™ Prime (45678)

Практическая значимость: уменьшение количества мусора, захороняемого на свалках. Увеличение отбора мусора, подвергаемого вторичной переработке. Если научить молодое поколение со школьной скамьи разделять отходы, можно сократить ущерб для окружающей среды.

План урока - 90 минут

Теоретическая часть: (10 мин)

Введение, цель, актуальность, значимость

Влияние ТБО на экологию

Виды сортируемого мусора

Решение проблемы

Вопросы и подводка

Практическая часть: (20 мин. – перерыв 10 мин. – 45 мин.)

Обсуждение алгоритма

Сборка

Программирование

Рефлексия: (5 мин.)

Введение

В каждом доме ежедневно появляется мусор. Откуда же он берётся? Его производит сам человек. Все созданные человеком предметы после использования частично становятся мусором. Есть продукты длительного потребления – телевизоры, холодильники, велосипеды. А есть те, что используют от года до пяти лет — это обувь, одежда, предметы домашнего обихода. Но есть и то, что используется неделю, месяц, а иногда и один день – это электрические лампочки, тюбики зубной пасты, упаковка и т.п. Все эти вещи рано или поздно становятся отходами. После использования их выбрасывают.

Повторная переработка – это выгодно не только для экологии, но и для промышленности и бизнеса, в первую очередь. По разным данным от 60% до 75% бытовых отходов подлежат повторной переработке и производителям куда дешевле и проще получать сырье именно из них. Тем более, что многие из ресурсов конечны. Например, для изготовления пластика (а это не только бутылки, но также детали бытовой техники, мебель, посуда и многое другое) нужна нефть. И да, пусть не сегодня, но однажды, она закончится. Для изготовления бумаги требуется древесина, но если использовать вторичное сырье, вырубать леса не потребуется.

Вред ТБО на экологию.

Органические отходы, такие как пищевые остатки и садовый мусор (листья, ветки и т. п.), разлагаясь, не наносят вреда экологии и даже могут использоваться в качестве удобрений. Макулатура и картон подлежат повторной переработке, например для производства туалетной бумаги, упаковки или мульчи.

Но если все это будет смешано с опасными отходами (батарейки, аккумуляторы, автопокрышки, градусники, полиэтилен и т. п.) и попадет на полигон, земля и вода будут отравлены в радиусе десятков километров.

(выслушать ответы)

Наиболее перспективным способом решения проблемы является сортировка и переработка городских отходов.

Стекло – единственный материал, подлежащий множественной переплавке без снижения качественных показателей. История сбора стеклотары началась еще в СССР. Принимаемые виды стекла: бутылки, банки, флаконы, бой.

Металл - не теряет свойств при повторной переработке. Сегодня на промплощадках производится сбор металлических отходов, входящих в понятие «бережливого производства».

Макулатура - бумага пригодна для переработки и повторного использования в течение 4-5 циклов. Подлежат сортировке: книги, печатные средства массовой информации, тетради, альбомы, рекламные буклеты.

Пластик - пластиковые изделия составляют значительную часть бытового мусора. Период его разложения в естественной среде составляет от 100 до 500 лет. Пластиковые бутылки, пакеты, контейнеры для еды, пластмассовые предметы домашнего обихода и игрушки подлежат вторичной переработке. Их следует выделять при раздельном сборе мусора.

Сначала задаем вопрос. Выслушиваем ответы. Подводим итог с детьми.

- Какие виды мусора можно сортировать и собирать отдельно дома?

Металл, пластик, стекло, бумага.

- Как уменьшить количество отходов?

Надо отказаться от потребления одноразовых предметов. Металл, пластик, стекло и бумагу обязательно необходимо сдавать в переработку. Пищевые и садовые отходы – прекрасный материал для приготовления компоста, который можно использовать на садовом участке и для комнатных растений. Соблюдение всех перечисленных правил позволит нам внести большой вклад в дело охраны природы.

- Почему важно сортировать мусор?

Уменьшение количества, захороняемого на свалках, увеличение отбора мусора, подвергаемого вторичной переработке.

- Ребята скажите у вас дома есть стиральная машина, посудомойка, а робот пылесос? (Выслушать ответы)

- А теперь представьте, как было бы классно также автоматизировать сортировку мусора в домашних условиях с помощью робота.

- Предлагаю вам сегодня собрать модель такого робота-сортировщика из доступных деталей LEGO.

Информация для судей. Автор этого конспекта пока только мечтает стать счастливым обладателем наборов LEGO® Education SPIKE™ Prime. Поэтому на фотографиях можно заметить, что электрика заменена на аналогичную (только другого цвета) от набора Mindstorms Robot Invertor. В целом я старался максимально приблизиться к использованию деталей доступных в наборе 45678. В качестве образца мусора можно использовать цветные шарики или конфеты.

*Маркировка контейнеров для раздельного сбора мусора

- Ребята давайте представим, что красные шарики – это пластик и они будут собираться в первый контейнер, синий – это бумага и они будут собираться во второй контейнер, желтый – это металл, зеленый – это стекло. Таким образом каждый цвет представляет собой один из видов отходов.

Теперь, когда мы определились с цветом шариков и контейнеров, мы можем собрать из доступных деталей контейнерную площадку.

Мне очень хотелось, используя весь набор доступных моторов и датчиков, сортировать максимально возможное количество видов мусора (цветов). Поэтому для перемещения самого мусора (цветных шариков) используется притяжение земли. Это умное решение используется и на настоящей автоматизированной сортировочной станции для экономии электричества.

- Ребята давайте теперь подумаем над общим алгоритмом работы нашего помощника. (выслушать ответы)

Перерыв (10 мин)

Сборка (35 мин)

- т.к для перемещения мусора мы решили использовать гравитацию, давайте для создания маршрута будем использовать ключи – лопатки как на промышленных конвейерах.

Ниже представлены маршруты шарика в зависимости от положения ключей.

1 (шарик скатится в красный контейнер)

2 (шарик скатится в синий контейнер)

3 (шарик скатится в желтый контейнер)

4 (шарик скатится в зеленый контейнер)

Два нижних ключа двигаются параллельно и управляются одним мотором.

Для определения цвета шарика используется датчик цвета.

Для перемещения и захвата только одного шарика используем вот такую конструкцию:

Оставшиеся части робота можно собирать из подручных деталей или по фото ниже. Амортизатор используется для перетряхивания шариков в каждом цикле работы, чтобы они не застревали.

Программирование (10 мин.)

Программирование блока выполнено в среде визуального программирования

        Lego Education SPIKE https://education.lego.com/ru-ru/downloads/spike-app/software

Рефлексия (5 мин.)

Спросите, что понравилось на уроке, что было легким, что было сложным.

Ответить на вопросы.

Подведите вместе с детьми итог занятия.

Видео демонстрация: https://youtu.be/Uv2Tlwh2tcA

Список литературы.

А.А. Дрейнер, А.Н. Сачков, К.С. Никольский, Ю.И. Маринин, А.В. Миронов, «Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка» // «Экология городов», 1997г.

Большая энциклопедия для дошкольника. Москва «Олма – Пресс», 2002 г.

Энциклопедия эрудита. ООО «Издательская Группа «Азбука – Аттикус»,2011 Machaon

https://education.lego.com/ru-ru/downloads/spike-app/software

https://mos-konteiner.ru/article-item/chto-takoe-razdelnyj-sbor-musora/

https://vtor-othod.ru/othody/zachem-sortirovat-musor/