12+  Свидетельство СМИ ЭЛ № ФС 77 - 70917
Лицензия на образовательную деятельность №0001058
Пользовательское соглашение     Контактная и правовая информация
 
Педагогическое сообщество
УРОК.РФУРОК
Материал опубликовала
Спицына Любовь Ивановна14633
Инженер по образованию, учитель по призванию, романтик в душе, трудоголик по сути. Требовательна к себе и окружающим.
Россия, Краснодарский край, Краснодар

Уже пять лет на базе лицея работает группа МУ ДО «Малая академия». На организационном сборе 4 сентября восьмиклассникам, обучающимся в группе в рамках дополнительного образования, было предложено познакомиться с конструктором LEGO® Education, который можно использовать для образовательно-обучающих целей.

Провела короткий экскурс по истории возникновения конструкторов компании LEGO [1], задала вопрос: знаком ли ребятам этот современный конструктор, в том числе роботов? Оказалось, что в группе есть школьники, которые в Артеке проходили курс ознакомления и работы с конструкторами LEGO® Education, а у Ярослава и Егора есть такие собственные наборы конструктора!

Было принято общее решение о внесение корректировки в программу дополнительного образования с целью прохождения в сентябре – октябре 2019 года образовательного маршрута: «Робот – помощник на лабораторных работах по физике».

Пояснительная записка

Общие сведения

Группа дополнительного образования МУ ДО «Малая академия», II года обучения,

Программа «Физика: от познания к творчеству»

8 класс, 15 чел.

Образовательный маршрут «LEGO-конструирование»

Тип занятия:

- решение проектно-конструкторских задач


Цель занятия:

Образовательная

 (содержательная)-

Расширение деятельностной базы за счет включения в процесс новых элементов, таких, как моделирование схемы, конструирование устройства, программирование на основе базовых возможностей LEGO-конструктора

Деятельностная -

Формирование способностей ребенка к новым способам действий

Задачи:

Воспитательные:

- способствовать формированию ответственного отношения к творческому, деятельностному самообучению,

- создать условия для реальной самооценки учащихся, реализации их как личности;

Развивающие

- продолжить развитие умений устанавливать причинно-следственные связи в условиях решения нестандартной образовательной задачи;

- формирование коммуникативных навыков работы в группах.

Проектируемые

(планируемые) результаты

Предметные:

- овладение умениями самостоятельной экспериментальной деятельности в процессе LEGO-конструирования,

- умение давать краткие и точные ответы на вопросы по теме проекта;

- объяснять полученные результаты и делать выводы.

Личностные:

- овладение навыками предвидеть возможные результаты своих действий, корректировать их в зависимости от задания;

Метапредметные:

- овладение приемами действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими методами решения проблем.

Формы деятельности:

- индивидуальная,

- парная;

Формы обучения:

- смешанная;

Межпредметные связи:

- информатика, физика, математика, технология, черчение.

Технология (и) урока:

- педагогика сотрудничества

Образователь-ные ресурсы:


Основные -

ПК, интерактивная доска

Дополнительные -

- конструктор LEGO (LEGO® MINDSTORMS® Education EV3)


Организация и содержание занятий:

Занятие 1 «Знакомство с конструкторами серии LEGO® Education» (11.09.2019)

Цель: провести обзор - знакомство участников кружка с историей возникновения, продукцией и особенностями работы с набором конструктора 31313 EV3 компании LEGO.

Ход занятия: 

Теоретическая часть: (5 минут) Для ребят, мало знакомых с этим конструктором, точнее, с этой современной робототехнической платформой, Катя подготовила сообщение о возможностях конструкторов серии LEGO, предложила к просмотру видеофрагмент о LEGO-роботах. На примере набора для создания робота LEGO 31313 Mindstorms® EV3 предложила познакомиться с основными составными частями конструкции.

Среди них: главный блок – мозг робота, инфракрасный датчик, который измеряет расстояние до объекта и принимает сигналы с пульта, пульт управления и двигатели, цветовой датчик, детали для конструирования различных форм и провода.

t1570067929aa.jpg На фото: знакомимся с конструктором.

Практическая часть: (15 - 20 минут) Кружковцы, работая в группах по три - четыре человека, выполнили практическое задание по сборке робота "Пятиминутка". Это стандартный трёхколесный робот, позволяющий школьнику увидеть возможности данной модификации конструктора. Участники кружка, владеющие навыками работы с LEGO EV3, консультировали  и оказывали помощь остальным кружковцам.

t1570067929ad.jpg

На фото: Ярослав поясняет, как работает робот - "пятиминутка". Такое название робота ребята узнали от Ярослава.

Рефлексия: (5 минут) Группы обменялись впечатлениями от сборки робота, обсудили особенности программных заданий, которые может реализовать такой робот.

Домашнее задание: (до 5 минут)

Провести дополнительное знакомство с особенностями и возможностями конструктора «LEGO® MINDSTORMS» [1]

Придумать и предложить свой вариант робота – помощника на уроках физики. [2]

Занятие 2. «Есть идеи? Готовим их реализацию и воплощение в жизнь.» (18.09.2019)

Цель: активизируя познавательную деятельность, выяснить качество и уровень овладения умениями и навыками в конструировании с использованием LEGO-коструктора. 

Ход занятия:

Актуализация навыков программирования: (10 минут) Зашли на сайт LEGO [1] Познакомились с представленной программой, изучили её особенности и основные блоки. Учащимся рекомендована программа для прохождения самостоятельного обучения основам программирования, например, робота 31313 EV3. [3]

Основной этап занятия: (20 минут). Обсудили предложения ребят, среди которых многие оказались интересными, даже фантастическими.

Остановились на предложении Андрея сконструировать робота, который умел бы выполнять оценочные измерения размеров физических тел правильной формы. Оказалось, что в базовом наборе LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 есть все необходимые детали, но готовой конструкции такого робота-помощника нет.

Идею участники кружка поддержали потому, что такой робот будет иметь практическое применение. Так как в курсе физики 7 класса рассматривается алгоритм действий учащихся при определении цены деления шкалы прибора, проводятся измерения линейных характеристик тел, почему бы не привлечь робота к таким измерениям? Эти умения школьников практически закрепляются при выполнении ими лабораторных работ «Измерение размеров малых тел», «Определение цены деления шкалы прибора», поэтому демонстрацию причин возникновения погрешностей измерений можно поручить роботу – помощнику.

Никита рассказал об общих возможностях  конструктора LEGO® MINDSTORMS® EV3, обратил внимание кружковцев на то, что возможности конструктора позволяют собирать любых роботов, главное, чтобы программа его деятельности была выполнена качественно и устойчиво работала.t1570067929ac.jpg На фото:  работаем с информацией, представленной на официальном сайте корпорации.

Констультации (5 минут) Для кружковцев были проведены групповые консультации по работе с LEGO-конструктором.

  Появилась группа конструкторов нового робота, ее возглавил Ярослав.

Домашнее задание: (3 минуты)

Для группы конструкторов: собрать робота – помощника, начать разработку программы.

Для остальных участников кружка: познакомиться с сериями LEGO-конструкторов для детей разных возрастов, изучить основы LEGO-конструирования на сайте. [3, 4]

Занятие 3 «Тестируем робота – помощника» (25.09.2019)

Цель: проверка качества выполнения группой образовательного задания, выявление недочетов в работе робота, анализ возникших проблем для их последующей корректировки и исправления.

Ход занятия:

t1570067929ae.jpg Первый вариант робота-помощника собран, с его конструктивными элементами знакомятся участники кружка.

t1570067929af.jpg Ярослав демонстрирует возможности робота, рассказывает ребятам о программе управления роботом при выполнении им измерений.

Озвучиваются проблемы, которые во время занятия обсуждаются, идет поиск их решения (30 минут):

1. В конструкции робота установленный датчик приближения нарушает баланс устройста, конструкции требуется усовершенствание. Предлагается установить ограничитель-барьер, чтобы обеспечить устойчивый баланс конструкции.

2. Необходимо обеспечить наличие матовой поверхности, на которой размещено тело для измерения его размеров. Оказалось, что на глянцевой поверхности парты (в кабинете физики столешницы вскрыты лаком) не фиксирует изменение расстояния до  поверхности.

3. Проверка учениками результатов электронных измерений линейных размеров тела показала, что из-за несовершенства разработанной программы робот допускает существенную погрешность при измерении длины и высоты бруска.

Результаты занятия: (5 минут) Тестовая проверка проведена, получены первичные результаты робото-измерений длины и высоты бруска.

Для устранения обнаруженных дефекта и значительной ошибки в результатах требуется как корректировка программы, так и внесение изменений в конструкцию робота.

Домашнее задание:

Группе разработчиков: анализ ошибок, поиск и устранение ошибок программы

Для кружковцев: предложить свои способы измерения линейных размеров тел, при которых ошибки робота станут минимальными.

Занятие 4 «Результаты получены. Робот – помощник готов трудиться на лабораторных работах по физике» (2.10.2019)

Цель: Выполнить измерения размеров бруска, оценить эффективность работы самостоятельно сконструированного робота - помощника.

t1570067929ag.jpg Ход занятия:

Практическая часть: (30 минут) Группами участников кружка выполнены неоднократные пуски робота - помощника, определены с его помощью длина и толщина (высота) брусков различных размеров (5 брусков).

Для этого в программе была задана мощность двигателя, рассчитана скорость движения робота, в программу заложены функции измерения высоты и длины бруска.

t1570067929ah.jpg

Участниками кружка параллельно с робото-измерениями выполнены с помощью ученической линейки измерения длины, ширины и высоты брусков для оценки эффективности работы программы. Рассчитаны погрешности. 

 Измерения выполнены. Результат на дисплее:

х = 9,177 (см);       z = 7(cм)

Решили проверить робото-измерения традиционным способом – ученической линейкой. С измерением длины бруска робот справился успешно, она равна 9 см, но, оказалось, что пока робот фиксирует не саму высоту бруска, а расстояние от датчика до поверхности бруска.t1570067929ai.jpg

Рефлексия: (5 минут) Тестирование робота и исправление допущенных ошибок позволило наладить программу и внести дополнительные усовершенствования в конструкцию робота.

​​​​​​​Значит, работа над совершенствованием робота в рамках внеурочной деятельности продолжится!t1570067929aj.jpg

Подводим итоги прохождения образовательного маршрута:

Выбор LEGO для реализации заявленных целей  оказался эффективным, так как  данный конструктор позволяет заинтересовать каждого ребенка, показать ему возможности сборки и программирования различных устройств и без глубокого изучения языков программирования.

Достоинством конструктора является и то, что он блочный. 

Образовательно-деятельностные цели, поставленные при проектировании и прохождении данного маршрута достигнуты, работающее устройство создано и может быть использовано для решения образовательных задач.


Cписок литературы:

1. Обзор конструктора LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 и его возможностей: http://smartep.ru/index.php?page=lego_mindstorms_review

2. LEGO-сайт. Собери робота: https://www.lego.com/ru-ru/themes/mindstorms/buildarobot

3. LEGO-сайт. https://www.lego.com/ru-ru/themes/mindstorms

Опубликовано в группе «УРОК.РФ: группа для участников конкурсов»


Комментарии (20)

сменить сортировку
Спицына Любовь Ивановна, 03.10.19 в 09:05 2 Ответить Пожаловаться
Дети работали с удовольствием, а я получала позитивные эмоции от общения с ними на занятиях!
Спицына Любовь Ивановна, 04.10.19 в 17:12 2 Ответить Пожаловаться
Благодарю, Маргарита Владимировна! Дети у меня в группе замечательные!
Смоленцева Татьяна Григорьевна, 05.10.19 в 20:46 3 Ответить Пожаловаться
Увлечённый педагог увлекает и своих воспитанников! Какие молодцы!!!
Спицына Любовь Ивановна, 05.10.19 в 21:54 2 Ответить Пожаловаться
Благодарю, Татьяна Григорьевна!
Синяк Татьяна Ивановна, 15.10.19 в 13:16 3 Ответить Пожаловаться
Интересный материал!Детей увлекает! У нас был один комплект, тоже вела кружок, детям интересно.В этом году на базе нашей школы открыта "Точка роста", там немного не такие "лего", но тоже интересно.Спасибо Любовь Ивановна за материал, беру в избранное, поработаю со ссылками!
Спицына Любовь Ивановна, 15.10.19 в 17:45 2 Ответить Пожаловаться
Благодарю, Татьяна Ивановна, за интерес к работе коллег. Для каждого из нас это важно и ценно!
Лещёва Светлана Николаевна, 26.10.19 в 13:55 2 Ответить Пожаловаться
Любовь Ивановна, спасибо! С удовольствием познакомилась с публикацией!
Спицына Любовь Ивановна, 26.10.19 в 17:28 2 Ответить Пожаловаться
Рада, Светлана Николаевна, что зашли ко мне на страничку! Благодарю за позитивный отзыв.
показать еще Чтобы написать комментарий необходимо авторизоваться.