Конспект занятия на тему «Робот»

Муниципальное автономное учреждение

Дополнительного образования

«ЦЕНТР ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА»

разработка учебного занятия по предметной области «робототехника»

тема занятия:

«РОБОТ»

Муравленко, 2021

т ема занятия: «РОБОТ»

ЦЕЛЬ – обобщение и систематизация компетенций (знаний, умений и навыков) по разделам дополнительной общеразвивающей программы «Робототехника»: «Конструирование модели робота», «Основы программирования»

ЗАДАЧИ:

Образовательные (предметные):

- закрепить теоретические знания по разделам «Конструирование модели робота», «Основы программирования»;

- развивать навыки конструирования модели из предложенного набора деталей;

- развивать навыки программирования модели согласно поставленным задачяам;

- развивать навыки дистанционного управления моделью робота;

- развивать навыки решения базовых задач по робототехнике;

Метапредметные:

- продолжить формирование базовых навыков технического конструирования и моделирования;

- развивать логическое и пространственное мышление;

- формировать умение самостоятельно решать учебные задачи, действовать в нестандартных ситуациях, умение находить оригинальные решения;

- развивать умение работать самостоятельно и в команде;

- развивать умение работать с информацией;

Личностные:

- формировать коммуникативную и общекультурную компетенции;

- формировать культуру общения в группе;

- прививать ответственное отношение к выполнению задания;

- способствовать социализации и адаптации обучающихся в современном обществе.

Форма организации образовательной деятельности на занятии:

- образовательный квест

Форма организации деятельности обучающихся на занятии:

- коллективная;

- групповая;

- индивидуальная

Образовательные технологии, используемые на занятии

(в том числе и их элементы):

- технология решения задач;

- проектная технология;

- технология сотрудничества;

- игровая технология.

Тип занятия: 

- закрепление и применение знаний

- совершенствование компетенций

Возраст обучающихся:

9 -12 лет - обучающиеся второго года по дополнительной общеразвивающей программе «Робототехника»

Метапредметные связи:

- информатика;

- история;

- литература;

- физика;

Планируемые результаты:

Образовательный потенциал занятия «Робоквест» позволит сформировать у обучающихся следующие компетенции:

Образовательные (предметные):

обучающиеся будут знать:

– правила безопасной работы с конструкторами LEGO MINDSTORMS Education NXT;

– основные компоненты конструкторов LEGO MINDSTORMS Education NXT;

– историю развития робототехники;

– детали конструкторов и их функциональные возможности;

– основы автономного программирования;

– конструктивные особенности модели «Ветряная мельница»;

– компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

– основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ;

обучающиеся будут уметь:

– программировать базовые модели;

– решать базовые задачи робототехники;

– собирать модель из предложенного набора деталей;

– конструировать модели «Ветряная мельница»;

– дистанционно управлять моделью робота;

– применять полученные знания в практической деятельности;

обучающиеся будут владеть:

– навыками работы с моделями роботами;

– навыками работы в среде ПервоРобот NXT, Scratch, LabVIEW; Lego Mindstorms EV3;

Метапредметные:

– владение навыками технического конструирования;

– применение навыков логического и пространственного мышления;

– умение самостоятельно решать учебные задачи, действовать в нестандартных ситуациях, уметь находить оригинальные решения;

– умение работать самостоятельно и в команде;

– умение работать с информацией;

Личностные:

– владение коммуникативной и общекультурной компетенциями;

– владение культурой общения в группе;

Техническое и методическое обеспечение:

- демонстрационное оборудование: интерактивная доска, экран, проектор, компьютер (ноутбук);

- оборудование, необходимое для выполнения практических заданий: интерактивная доска, компьютер (ноутбук), набор робототехнического конструктора «LEGO MINDSTORMS Education NXT», поле для игры «Робобиатлон», приложение «Lego Mindstorms NXT»

ХОД ЗАНЯТИЯ

Организационный момент

Добрый день, ребята и гости нашего занятия. Сегодня мы – участники завершающего этапа образовательного квеста по робототехнике. Ребята, когда мы начали наш квест и с чем было связано его начало?

Актуализация знаний обучающихся

- Что для вас значит робототехника?

- С какими законами робототехники вы знакомы? Как вы их понимаете?

Законы робототехники:

- Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

- Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

- Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам.

Их сформулировал Айзек Азимов и отразил в своём рассказе «Хоровод» (1942).

Основная идея этих законов заключается в ответственности учёных за свои изобретения, которые должны быть совершены во имя человечества, во имя блага и развития цивилизации, но не во вред ей).

Основная часть

Слово педагога:

Робототехнике как науке всего 102 года. Для науки это очень и очень мало. Но, посмотрите, как далеко шагнула эта отрасль за сто лет: в начале 20 века за год на заводе собирали до 14 автомобилей, в настоящее время эта цифра увеличилась в более чем четыре с половиной тысячи раз благодаря процессам глобализации производства и достижениям в разных технических областях, в том числе и развитии роботизированных конвейеров.

Дети середины двадцатого века и мечтать не могли подержать в руках робота. А вот мы с вами уже сами конструируем модели роботов и программируем их на выполнение различных функций.

- Какими функциями может наделить человек робота?

- А каких роботов создавали мы с вами на занятиях?

- Какие способы управления роботами вам знакомы?

- Какие правила техники безопасности при работе с робототехническими конструкторами мы должны соблюдать?

Первый этап квеста - игра «Робобиатлон».

Группа делится на две команды. Команды устанавливают робота в начало поля на секцию «СТАРТ/ФИНИШ». Командам даётся 1 минута для подготовки движения роботов. Команды по очереди запускают робота. Задача – провести робота по траектории поля, останавливая на секциях «1», «2», «3», обозначенных шестерёнками (Приложение № 1). Во время остановки команды выполняют задания (Приложение № 2), которые представлены на интерактивной доске. Один из участников команды выбирает задание и зачитывает команде. Если задание выполнено верно, то команда продолжает движение, если допущена ошибка, то начисляются штрафные баллы к общему времени заезда (за ошибку на первой секции – 1 секунда, на второй – 2 секунды, на третьей – 3 секунды).

Задача команд – пройти дистанцию и верно выполнить задания за максимально короткий период времени.

Победитель игры – команда, показавшее минимальное время.

Второй этап квеста – игра «Кулибин-PRO»

Группа делится на две команды. Командам необходимо сконструировать из деталей конструктора и предложенного подручного материала (Приложение № 3) ветряную мельницу, которая за 5 секунд работы замотает на ось как можно больше троса (нитки). Ветер создается участниками команды при помощи рта или разрешенных элементов материала. Победитель игры – команда, у которой за 5 секунд работы ветряной мельницы на ось намоталось нитка большей длины.

Третий этап квеста – игра «Юные программисты»

Этот этап квеста является коллективной игрой. Задание – составить программу для модели робота-«пятиминутки» в соответствии с поставленными задачами. Каждый участник игры получает блок-схему и должен найти того участника, у которого находится блок-схема предыдущего действия. Каждый участник и группа в целом должны ориентироваться на предложенные задачи-функции робота (Приложение № 4). После того, как участники выстроили верную на их взгляд последовательность, педагог заносит предложенную участниками программу в приложение Lego Mindstorms NXT, которая отображается на интерактивной доске. Далее программа загружается на микроконтроллер. Если робот выполняет действия в соответствии с указанной программой, то обучающиеся верно справились с заданием.

Подведение итогов

- Какие основные процессы робототехники мы сегодня повторили?

- Какие способы конструирования мы используем при создании моделей?

- Что важно помнить при блок-схемном программировании моделей? Можете ли вы назвать другой вид программирования и его отличия от блок-схемного?

- Какие виды управления роботами вам знакомы? Кратко раскройте их суть.

Задание для самостоятельной работы

Разработать концепцию робота для индивидуального проекта.

Рефлексия «Пьедестал моих компетенций»

Педагог предлагает обучающимся оценить уровень своих достижений на пьедестале компетенций. Для этого каждому обучающемуся предлагается форма, на которой символически изображён пьедестал и набор карточек-компетенций: «работаю в команде», «программирую робота-«пятиминутку», «управляю роботом с помощью пульта», «конструирую модель из предложенных деталей», «решаю задачи по робототехнике» (Приложение № 5). Обучающиеся должны разместить карточки-компетенции на одном из уровней пьедестала: «Уверенно», «Почти уверенно», «Неуверенно».

Приложение № 1

Поле для игры «РОБОБИАТЛОН»

Приложение № 2

Задание для I этапа игры «РОБОБИАТЛОН»

Задание для II этапа игры «РОБОБИАТЛОН»

Как называется робот, разработанный NASA и General Motors и доставленный на МКС?

А) Робонавт-2

Б) Валли

В) ASIMO

Как называется человекоподобный робот?

А) Андроид

Б) Киборг

В) Механоид

Задание для III этапа игры «РОБОБИАТЛОН»

Как обычно называют конечности робота?

А) Механические конечности

Б) Руки

В) Манипуляторы

2. Как называется разработанный Aldebaran Robotics человекоподобный робот, поступивший в массовую продажу?

А) Atlas

Б) Pepper

В) ASIMO

Приложение № 3

Рекомендуемый набор ко второму этапу - игра «Кулибин-PRO»

«Ветряная мельница»

(на команду)

Приложение № 4

Предлагаемая программа задач-функций робота:

Движение прямо вперед;

Движение прямо назад;

Повернуть двумя моторами налево;

Повернуть двумя моторами направо;

Повернуть одним мотором влево;

Повернуть одним мотором направо.

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Рисунок 5.

Рисунок 6.

Рисунок 7.

Приложение № 5

«Пьедестал моих компетенций»