Конспект открытого урока по курсу «Образовательная робототехника»


Предлагаю вам конспект
образовательной деятельности детей
10-12 лет (учащихся средней группы) по
теме «В джунглях робототехники». Данная работа будет полезной как учителям
школы, так и работникам дополнительного образования (руководителям кружков).
Вашему вниманию предлагается конспект познавательного занятия, которое направлено
на развитии у школьников любознательности, а также воспитание у них интереса к
техническим областям, работе инженеров и программистов.


Цель: формирование у детей представлений о том, что такое робототехника, какова её история, назначение и место в современном мире.


Демонстрационный материал:


  • Презентация на тему «История робототехники и конструкторов Лего»,
  • видео «Джунгли». 


Раздаточный материал: конструкторы Lego Education 9580


Методические приемы: беседа-диалог, игровая ситуация, рассматривание презентации,
беседа, тематическая физкультминутка, эксперимент, продуктивная деятельность
школьников, анализ, подведение итогов.


Конспект урока «В джунглях робототехники»




Учитель: «Здравствуйте,
ребята!

Все прошлые занятия мы с вами знакомились с конструктором
Лего и программой Lego Education. Вы научились собирать роботов по готовым инструкциям и
самостоятельно программировать их действия. Сегодня мы с вами обобщим все наши
знания по разделу «Забавные животные», а именно сконструируем четыре модели. 1
отдел: 


  • «Рычащий лев»
  • «Голодный аллигатор»
  • «Обезьянка-барабанщица»
  • «Танцующие птицы»


Для этого сегодня мы с Вами совершим путешествие в джунгли,
но не обычные, а джунгли робототехники. Путешественники разделятся на 4 группы.
Каждый отдел должен собрать робота за короткое время, составить программу в
среде Lego Education и
«оживить модель». Какая
же группа является самой энергичной, самой дружной, самой быстрой по научным
экспериментам, мы узнаем, наблюдая за быстротой и правильностью сборки, а также
поведением робота. 

Учащиеся
приступают к сборке. 

Учитель:
«Пока конструкторы заняты работой, мы приглашаем специалистов в области
Лего-роботов рассказать об истории современных конструкторов и роботов».

Учащиеся:
«Робототе́хника (от робот и техника; англ. robotics) — прикладная наука,
занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся
важнейшей технической основой интенсификации производства.


Важнейшие
классы роботов широкого назначения — манипуляционные и мобильные роботы.


Манипуляционный робот — автоматическая машина
(стационарная или передвижная), состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора,
имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления,
которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и
управляющих функций. Такие роботы производятся в напольном, подвесном и
портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных
и приборостроительных отраслях.


Мобильный
робот
— автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с
автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными,
шагающими и гусеничными (существуют также ползающие, плавающие и летающие
мобильные робототехнические системы.


Робототехнические комплексы также
популярны в области образования как современные высокотехнологичные
исследовательские инструменты в области теории автоматического управления и мехатроники. Их
использование в различных учебных заведениях среднего и высшего
профессионального образования позволяет реализовывать концепцию «обучение на проектах»,
положенную в основу такой крупной совместной образовательной программы США и
Европейского союза, как ILERT.


Применение возможностей робототехнических комплексов в инженерном образовании
даёт возможность одновременной отработки профессиональных навыков сразу по
нескольким смежным дисциплинам: механика, теория управления, схемотехника, программирование, теория информации. Востребованность комплексных знаний способствует развитию
связей между исследовательскими коллективами. Кроме того, студенты уже в
процессе профильной подготовки сталкиваются с необходимостью решать реальные
практические задачи.


Существующие
робототехнические комплексы для учебных лабораторий:


  • Mechatronics Control
    Kit 
  • Festo Didactic 
  • LEGO Mindstorms 
  • fischertechnik. 


Робототехника
опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, а
также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную
и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику. Важным
конструктором для изучения роботов в школе стали конструкторы серии Лего.


LEGO(в переводе с датского языка— «играй хорошо») — серии игрушек,
представляющие собой наборы деталей для сборки и моделирования разнообразных
предметов. Наборы LEGO выпускает группа компаний LEGO
Group,
головной офис которой находится в Дании.
Здесь же, в Дании, на полуострове Ютландия, в
небольшом городке Биллунд
находится и самый большой Леголенд в
мире — город, полностью построенный из конструктора LEGO.


Основным
продуктом компании LEGO являются разноцветные пластмассовые кирпичики,
маленькие фигурки и т. д. Из LEGO можно собрать такие объекты, как
транспортные средства, здания, а также движущихся роботов. Все, что построено,
затем можно разобрать, а детали использовать для создания других объектов.
Компания LEGO начала производство пластмассовых кирпичиков в 1949 году. С тех
пор LEGO расширила сферу своей деятельности, создавая фильмы, игры, конкурсы, а
также семь тематических парков развлечений. Однако имеется множество клонов и
подделок конструктора.


Идет
презентация «История роботов и Лего»


Учитель:
«А теперь своими знаниями о джунглях поделятся юнные исследователи. Они
расскажут вам о джунглях».

Учащиеся:
«Джу́нгли — древесно-кустарниковые заросли в сочетании с высокими
злаками.  Жившие в Индии англичане позаимствовали
это слово из языка хинди.

Самые
большие джунгли существуют в бассейне реки Амазонки в
большей части Центральной
Америки (где
они называются «сельва»), в
экваториальной Африке,  во многих районах Юго-Восточной
Азии,
в Австралии. Деревья
в джунглях имеют несколько общих характеристик, которые не наблюдаются у
растений менее влажных климатов: Основание
ствола у многих видов имеет широкие, дровянистые выступы. 


Верхушки
деревьев часто очень хорошо связаны между собой с помощью лиан. Другими
характеристиками джунглей могут служить необычайно тонкая (1—2 мм) кора
деревьев. В
джунглях встречаются  широконосые
обезьяны,
ряд семейств грызунов, рукокрылые,
ламы, сумчатые, несколько отрядов птиц, а также некоторые пресмыкающиеся,
земноводные, рыбы и беспозвоночные.


На деревьях живут многие животные с цепкими
хвостами. Очень много насекомых, особенно бабочек, много рыб. В
джунглях живёт две трети всех видов животных и растений планеты.
Предполагается, что миллионы видов животных и растений до сих пор не описаны». 

Идет
видео «Джунгли».

Учащиеся
на основе конструктора Lego WeDo создают модели рычащий лев, обезьянку барабанщицу,
голодного аллигатора и танцующих птиц. Учащие
собирают роботов, программируют и демонстрируют модели. Ответственные оглашают
результаты заполнения таблицы анализа поставленных целей и задач на открытом
уроке.


Модели роботов 


Группа
№1. 

Ученик
№1.1: «Мы собрали модель «обезьянка-барабанщица» и запрограммировали ее.
Энергия передается от ноутбука на мотор, а от мотора крутится сначала малое
зубчатое колесо, затем коронное зубчатое колесо. Оно в свою очередь крутит ось.
Кулачки поднимают и опускают лапы нашей барабанщицы. Перед нами стояла задача
построить обезьянку, которая отбивала бы разные ритмы и это у нас получилось.
Мы попробовали создать другие движения обезьянки, меняя положение кулачков. От
изменения положения меняется звук и время ударов лапами обезьянки».


Горилла 


Ученик
№1.2: «Несмотря на свой устрашающий вид эта большая, более двух метров ростом
обезьяна очень дружелюбна; самцы из одной стаи обычно не соперничают друг с
другом, а вожаку, чтобы его послушались, достаточно вытаращить глаза и издать
соответствующий крик, ударяя себя пальцами по груди. Такое поведение - всего
лишь инсценировка, за ним никогда не следует нападения.


Перед настоящей атакой горилла долго и молча смотрит в глаза противнику. Пристальный взгляд, прямо в
глаза, означает вызов не только у горилл, но и почти у всех млекопитающих, в
том числе у собак, кошек и даже у людей. Маленькие
гориллы остаются с матерью в течение почти четырех лет. Когда рождается
следующий, мать начинает отдалять от себя старшего, но никогда не делает это
грубо; она как бы предлагает ему самому попробовать свои силы во взрослой
жизни.


Проснувшись,
гориллы отправляются на поиски пищи. Оставшееся время они посвящают отдыху и
играм. После вечерней трапезы устраиваются на земле своего рода подстилки, на
которых и засыпают».


Группа
№2. 

Ученик
№2.1: Мы собрали модель «рычащий лев». Энергия передается на мотор, который
получает энергию от компьютера. Это приводит в движение зубчатое колесо,
которое вращает коронное колесо. Коронное колесо подсоединено к той же оси, на
которой закреплены передние лапы льва при вращении оси, лев садится или
ложиться. Продемонстрируем работу модели. 


Лев


Ученик
№2.2:. «Лев — вид хищных млекопитающих, один из четырёх представителей
рода пантер. Является второй по величине после тигра из ныне
живущих кошек — масса некоторых самцов может достигать 250 кг. Характерная
особенность льва - густая грива у самцов, чего нет у прочих представителей
семейства кошачьих.


Лев предпочитает открытые пространства, где находит прохладу в тени редких
деревьев. Для охоты же лучше иметь широкий обзор, чтобы издали заметить стада
пасущихся травоядных и разработать стратегию, как лучше приблизиться к ним
незамеченным. Внешне это ленивый зверь, который по долгу дремлет и
бездельничает.


Только когда лев голоден и вынужден преследовать стада
травоядных или когда должен защищать свою территорию, он выходит из оцепенения. Львы были популярны в культуре в античные времена и в Средневековье, они
нашли своё отображение в скульптуре, живописи, на национальных флагах, гербах,
в мифах, литературе и фильмах».


Группа
№3. 


Ученик
№3.1: Мы собрали модель «голодный аллигатор». Энергия передается от компьютера
на мотор, который вращает коронное зубчатое колесо. Это зубчатое колесо
насажено на одну ось с шкивом. На маленький шкив надет ремень, передающий
движение большому шкиву.  Он открывает и
закрывает пасть аллигатора. Продемонстрируем работу модели: кладем рыбку -  рот закрывается, достаём рыбку - рот
открывается.


Ученик
№3.2: «Аллигатор — род, включающий всего два современных вида: американский
(или миссисипский) аллигатор и китайский
аллигатор. У
крупных аллигаторов глаза отсвечивают красным цветом, у небольших особей —
зелёным. По этому признаку аллигатора можно обнаружить в тёмное время суток. Самый
крупный аллигатор, когда-либо зафиксированный в истории, был обнаружен на
острове  в американском штате Луизиана — его длина
составила. Несколько гигантских особей было взвешено, вес самого крупного из
них превысил тонну.


В мире есть только две страны, где обитают представители
этого рода — это Соединённые
Штаты Америки и Китай.
Китайский аллигатор находится под угрозой исчезновения. Американский аллигатор
обитает на восточном побережье США. Только во Флориде их численность превышает
1 млн особей. Единственным местом на Земле, где аллигаторы и крокодилы
сосуществуют вместе, является Флорида.


Крупные самцы ведут одиночный образ жизни, придерживаясь
своей территории. Более мелких самцов можно увидеть большими группами в
непосредственной близости друг от друга. Крупные особи (как самцы, так и самки)
защищают свою территорию, небольшие аллигаторы более толерантны по отношению к
особям того же размера.


Разница между крокодилом и аллигатором: самое
большое различие — в их зубах. Когда челюсти у крокодила сомкнуты, то
виден большой четвёртый зуб нижней челюсти. У аллигатора же верхняя челюсть
закрывает эти зубы. Также их можно отличить по форме морды: у настоящего
крокодила морда острая, V-образная, у аллигатора — тупая, U-образная.»


Аллигатор


Группа
№4. 

Ученик
№4.1: «Мы сконструировали модель «танцующие птицы». Энергия передается на мотор,
а от компьютера вращается зубчатое колесо. Оно установлено на одной оси со
шкивом, который тоже вращается. Сверху на шкив закреплена птица и  на шкив надеть ремень. При вращении шкива, ремень движется и вращает другой шкив. Мы ставили
перед собой цель, создать такую конструкцию, в которой бы птицы крутились сначала
в одну сторону, а затем в разные. Продемонстрируем работу модели: меняя
передачу, можно вращать птиц в разные стороны.»


Попугай Ара


Ученик
№4.2: «В России попугаи
впервые появились, вероятно, в 1490 году:
посол римского короля Максимилиана Юрий
Делатор преподнёс подарки великой княгине Софье Фоминичне «птицу
попагал и сукно серо». Слово попугай впервые в письменных источниках
упоминается в Описи имущества Бориса Годунова в 1589 году.


В
настоящее время семейство попугаевых делят на пять подсемейств:


  • Дятловые
    попугайчики;
    самые мелкие представители семейства. Длина их тела не превышает 10 см,
    крыла — около 6—7 см.
  • Лориевые;
    маленькие, ярко окрашенные во все цвета радуги, древесные попугаи.
  • Настоящие
    попугаи;
    с коротким прямо обрезанным или округлённым хвостом. Живут на деревьях.
  • Совиные или
    земляные попугаи; имеют замечательно мягкие перья.
  • Несторовые попугаи;
    45-50 см длиной. В окрасе преобладают оливково-зелёные тона. Перья с
    тёмными концами. 


Вопреки
распространённому заблуждению, что продолжительность жизни попугаев может
достигать 100 лет и более, это отнюдь не так: редко, когда их возраст превышает
50 лет. Хотя есть сведения о попугаях 65—70 лет.  По
данным госпиталя птиц «Зеленый попугай» продолжительность жизни волнистых
попугайчиков в неволе равна 12-13 лет.


При этом 1 из 100 попугайчиков доживает
до 16 лет, а 1 из несколько тысяч волнистых попугайчиков живут до 18-19 лет.
Также в госпитале птиц определена точно продолжительность жизни в неволе
кубинских амазонов –  старость у них
наступает в 35 лет, а 40 летний порог жизни они практически не переживают.»


Учитель
подводит итог открытого урока: «Модели отделами продемонстрированы, но, что
можно улучшить или изменить в конструкции робота или программе для более
качественного решения поставленной задачи?»

Учащиеся
высказывают своё мнение. Учитель
собирает заполненные таблицы анализа урока, и мы будем иметь возможность
проанализировать позже, чей отдел справился с заданием успешнее, быстрее и чей
отдел был дружнее. Кто из ребят наиболее успешно сотрудничал на открытом уроке.



Таблица анализа поставленных целей и
задач на открытом уроке (от постановки цели до работающей модели)

Конспект открытого урока по курсу «Образовательная робототехника»


Автор:
Богомолова Любовь Владиславовна, МБОУ «СОШ №21» г. Перми 








Автор: Богомолова Любовь Владиславовна

скачать dle 10.3фильмы бесплатно

Поделись этой страничкой со своими друзьями

Смотреть как сделать Конспект открытого урока по курсу «Образовательная робототехника» своими руками

Смотрите новые поделки своими руками Педагогам, воспитателям, учителям, школьникам