Методическая разработка занятия по робототехнике «Кулачок. Модель «Обезьяна-барабанщица»

Этапы занятия

Формируемые УУД

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Целеполагание и мотивация

(15 мин)

Регулятивные УУД

(Самоорганизация и организация своего рабочего места)

Личностные УУД

(Осмысление внутренней позиции ученика на уровне положительного отношения к уроку, проявлять интерес к новому учебному материалу)

Коммуникативные УУД

- формулировать собственное мнение;

- устанавливать и сравнивать разные точки зрения, прежде чем принимать решения и делать выбор.

Регулятивные УУД

- определять и формулировать цель деятельности на уроке с помощью учителя.

Познавательные УУД

- строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей;

- выдвигать гипотезы о связях и закономерностях событий, процессов, объектов.

Проверяет готовность кружковцев к занятию.

Формулирует задание.

На прошлых занятиях мы познакомились с вами с зубчатыми передачами, ременными передачами. Сегодня мы познакомимся с еще одним новым для нас механизмом, который применяется в двигателях внутреннего сгорания, в металлорежущих станках и других машинах для воспроизведения сложной траектории движения и выполнения функций управления.

Давай посмотрим, как выглядит этот механизм (сборка механизма)

Из набора выберите все детали, которые показаны на слайде:

Из данных деталей постройте следующую модель:

Для данной модели напишите программу:

Понаблюдайте за движением модели.

Что заставляет колесо двигаться вверх-вниз? Какая деталь используется? Какой она формы?

Эта деталь называется кулачок.

При вращении кулачка, колесо над кулачком движется вверх-вниз, отслеживая форму кулачка. То есть вращение кулачка создает колебательное движение колеса и его оси.

Такой механизм называется кулачковым.

И сегодня мы исследуем с вами работу этого механизма.

Дети проверяют.

Дети собирают механизм по инструкции

Составляют программу и проверяют действие механизма.

Отвечают на вопросы учителя, определяя тему и цель урока.

Установление взаимосвязей

(15 мин)

Познавательные УУД

- устанавливать причинно-следственные связи;

-проводить анализ;

- высказываться в устной форме.

Регулятивные УУД

- выполнять учебные действия в материале,

- устанавливать причинно-следственные связи.

Познавательные УУД.

- уметь ориентироваться в своей системе знаний

Прежде чем приступить к конструированию, посмотрим фильм (ПО «LEGO WeDo»)

Беседа по просмотренной анимации:

За счёт чего двигаются руки обезьянки?

Что является источником звука барабанной дроби?

Примеры каких других механизмов, совершающих похожие движения (вверх-вниз), вы можете привести? (Ручной насос, железнодорожный семафор, рука с молотком при забивании гвоздя)

Обезьянка-барабанщица двигает руками вверх-вниз с определённым ритмом. Можно использовать рычаги, чтобы заставить руки обезьянки двигаться вверх и вниз, а кулачки - чтобы сделать эти движения разнообразными.

Расскажите каким образом приводятся в движение руки обезьяны? (Энергия передается от компьютера на мотор. От мотора энергия передается сначала маленькому зубчатому колесу, затем, с поворотом оси вращения на 90° - коронному зубчатому колесу, насаженному на одну ось с кулачками. Кулачки поворачиваются и нажимают на рычаги, которые поднимают и опускают «руки» модели)

Энергия превращается из электрической (компьютера и мотора) в механическую (вращение зубчатых колес, кулачков, движение рычагов).

Как работает кулачок?

Кулачок имеет яйцеобразную форму, поэтому соприкасающаяся с ними деталь совершает колебательное движение.

Смотрят анимированную презентацию.

Отвечают на вопросы.

Ученик показывает механизм на примере видео, рассказывает принцип действия

Конструирование

(20 мин с перерывом 10 мин.)

Коммуникативные УУД

- контролировать действия партнёра;

- использовать речь для регуляции своего действия;

- умение работать в паре;

- умение работать с пошаговой инструкцией.

Коммуникативные УУД

- формулировать собственное мнение;

Познавательные УУД

- проводить сравнение, анализ;

- добывать новые знания;

Регулятивные УУД

- планировать своё действие в соответствии с поставленной задачей;

- высказывать свои предположения

Ваша задача собрать конструкцию «Обезьянки-барабанщицы» и исследовать работу механизма.

Для этого соберите модель, следуя пошаговым инструкциям.

Для безотказной работы модели «Обезьянка-барабанщица» необходимо, чтобы рычаги, опирающиеся на кулачки, могли свободно подниматься и опускаться. Поверхность, по которой должна барабанить модель, устанавливается непосредственно под руками обезьянки.

Чтобы наша обезьянка могла двигать руками, что нам необходимо еще сделать?

Как должна выглядеть наша программа?

Напишите программу для запуска мотора

Дети конструируют модель.

Каждая пара показывает свою модель.

Ответы учащихся (Надо запрограммировать нашу модель)

Ответы детей (должен быть блок движения, мощности).

Составляют программы.

Исследование

(15 мин)

Коммуникативные УУД

- осуществлять контроль, коррекцию, оценку действий партнера, уметь убеждать;

- уметь работать в группе;

Познавательные УУД

- проводить наблюдение, эксперимент под руководством учителя;

- устанавливать причинно-следственные связи;

Регулятивные УУД

- адекватно самостоятельно оценивать правильность выполнения действий;

- умение прилагать волевые усилия и преодолевать трудности на пути достижения цели.

Может ли обезьянка менять ритм игры на барабане?

За счет чего этого можно добиться? (за счет изменения положения кулачка)

В таблице экспериментирования  зафиксируйте изменения положения кулачков, а также то, как каждое положение влияет на характер движений рычагов.

Учащиеся делают предположения

Проводят эксперимент, фиксируют полученные результаты.

Рефлексия

(10 мин)

Личностные УУД

- потребность в самовыражении и самореализации, социальном признании;

Коммуникативные УУД

- учитывать разные мнения и интересы и обосновывать свою позицию;

- осуществлять коммуникативную рефлексию как осознание оснований собственных действий и действий партнера.

Регулятивные

- умение адекватно оценивать свои возможности достижения цели определенной сложности в области исследовательской деятельности.

Закончив исследование кулачков и рычагов, обсудим выводы для таблицы экспериментирования.

Опишите, что вы видите и слышите, когда один кулачок сориентирован вверх, а другой - вниз, как это показано в первом ряду таблицы.

Когда одна рука обезьянки поднимается, то другая опускается. При этом раздаётся равномерная барабанная дробь с частотой примерно два удара в секунду.

Что происходит после изменения положения правого кулачка, как показано во втором ряду таблицы?

Обе руки по-прежнему поднимаются и опускаются в разное время, но ритм барабанной дроби изменяется: тук-тук - пауза. При этом частота стука составит те же два удара в секунду.

Что происходит после добавления ещё одного кулачка с правой стороны, как показано в третьем ряду таблицы?

Правый рычаг поворачивается и наносит удары вдвое быстрее левого рычага. При этом частота стука возрастает до трех ударов в секунду: быстрые тук-тук-тук – пауза.

Что происходит после добавления еще одного кулачка с левой стороны?

Руки опять поднимаются и опускаются не одновременно, но в два раза быстрее, чем в первом примере, с частотой четыре удара в секунду: тук-тук-тук-тук.

Беседует, связывая результаты урока с его целями.

- Какие знания вам понадобились, чтобы создать вот такую модель «Обезьянки-барабанщицы»?

- Ребята, а в жизни пригодятся эти знания? Как вы думаете где?

- Молодцы! Вы хорошо потрудились.

Обсуждают полученные результаты с учителем, другими учащимися.

Ответы учащихся

Домашнее задание

(5 мин)

Ребята, дома подумайте над следующими вопросами:

Как нужно изменить конструкцию рычажного механизма, чтобы укоротить плечо груза? А чтобы удлинить его? (Для этого следует изменить положение центра вращения, установив ось в другое отверстие балки)

Что произойдет, если перенести центр вращения рычагов (ось) в другое отверстие в балке, чтобы изменить длину плеча силы рычагов и высоту, на которую они поднимаются? (В результате изменится сила ударов, что можно будет услышать)

Записывают домашнее задание