Технологія урок робототехніки ev3 конспект. Конспект уроку з робототехніки на тему Знайомство з обладнанням курсу: набір LEGO® MINDSTORMS® EV3 Education
МУНІЦИПАЛЬНЕ БЮДЖЕТНА освітні установиДОДАТКОВОГО ОСВІТИ
БУДИНОК ДИТЯЧОЇ ТВОРЧОСТІ
МУНІЦИПАЛЬНОГО ОСВІТИ
КАВКАЗЬКИЙ РАЙОН
План-конспект заняття
по темі : «Вступне заняття з робототехніки».
Учасники:
навчаються об'єднання «Робот»
1 рік навчання, 11-18 років
ст. Кавказька 2016 р
мета: формування у дітей інтересу і бажання займатися робототехнікою
завдання:
- освітні:
Ознайомити дітей з основними напрямками робототехніки та сучасного робототехнического виробництва;
Формування політехнічних знань про найбільш поширених і перспективних технологіях в робототехніці;
Вчити застосовувати свої знання і вміння в нових ситуаціях.
- виховні:
Виховати акуратність, терпіння при роботі з конструкторами;
Виховати дбайливе ставлення до матеріально-технічній базі лабораторії робототехніки;
Виховати культуру спілкування.
- розвиваючі:
Розвивати самостійність і здатності вирішувати творчі, винахідницькі завдання;
- розвивати спостережливість, вміння міркувати, обговорювати, аналізувати, виконувати роботу з опорою на схеми і технологічні карти;
Розвивати конструкторсько-технологічні можливості, просторові уявлення.
- здоров'язберігаючих:
Дотримання правил техніки безпеки.
устаткування: комп'ютер, мультимедійна презентація, готові роботи.
матеріали: схеми складання роботів, деталі конструктора.
Інструменти: олівець, лінійка.
Основні поняття, що використовуються на занятті: Lego - роботи, конструювання, програмування.
формування УУД (Універсальні навчальні дії):
Особистісні УУД:
- Розвивати допитливість, кмітливість при виконанні різноманітних завдань проблемного характеру.
- Розвивати уважність, наполегливість, цілеспрямованість, уміння долати труднощі.
- Виховувати почуття справедливості, відповідальності.
Пізнавальні УУД:
- Орієнтуватися в поняттях «Lego - роботи »,« конструювання», « програмування».
- Виділяти деталі заданої форми на готовому роботі.
- Аналізувати розташування деталей в роботі.
- Складати робота з частин.
- Визначати місце заданої деталі в конструкції.
- Зіставляти отриманий (проміжний, підсумковий) результат із заданим умовою.
- Аналізувати запропоновані можливі варіанти правильного рішення.
- Моделювати робота з деталей.
- Здійснювати розгорнуті дії контролю і самоконтролю: порівнювати готового робота зі зразком.
- Знати основні правила роботи з конструктором.
- Створювати стандартні моделі роботів з деталей.
Комунікативні УУД:
- Формувати вміння працювати індивідуально і в групах.
- Висловлювати свою думку і прислухатися до думки інших,
Доповнювати думку товаришів, співпрацювати з однолітками.
- Вміти ставити запитання.
Регулятивні УУД:
- Формувати вміння визначати мету діяльності на занятті.
- Приймати і зберігати навчальну задачу.
- Здійснювати підсумковий і покроковий контроль за результатом.
- Адекватно сприймати оцінку педагога.
- Формувати вміння здійснювати пізнавальну і особистісну
рефлексію.
Використовувані педагогічні технології:
Особистісно-орієнтована;
Групова технологія;
Технологія колективної творчої діяльності;
здоров'язберігаючих;
Індивідуальне навчання.
План заняття:
- Організаційна частина заняття. (2 хвилин)
- Повідомлення цілей і завдань заняття. (2 хвилини)
- Повідомлення нового матеріалу. (10 хвилин)
- Планування діяльності.(3 хвилин)
- Практична робота. (20 хвилин)
- Підведення підсумків роботи. (3 хвилин)
Хід заняття.
1.Організаціонний частина заняття. Підготовка робочих місць.
2. Повідомлення цілей і завдань заняття.
Педагог: Хлопці, сьогодні нам належить познайомитися основними напрямками робототехніки та сучасного робототехнического виробництва.
3.Сообщеніе нового матеріалу:
Педагог: Робототехніка - це прикладна наука, що займається розробкою автоматизованих технічних систем.
Робототехніка - перший ступінь оволодіння технічними знаннями в області автоматизації. Вона безпосередньо пов'язана з такими науками як електроніка, механіка, інформатика, радіотехніка, електроніка.
Види робототехніки: будівельна, промислова, авіаційна, побутова, екстремальна, військова, космічна, підводний.
Слово «робот», придумав в 1920 р чеський письменник Карел Чапек у своїй науково-фантастичній п'єсі. У ній створені роботи, працюють без відпочинку, потім повстають і гублять творців
Робот - автоматичний пристрій, створене за принципом живого організму. Робот діє по заздалегідь закладеною програмою. Інформацію про зовнішній світ робот отримує від датчиків (аналогів органів чуття). При цьому робот може, як і мати зв'язок з оператором (отримувати від нього команди), так і діяти автономно.
Розвиток робототехніки та систем штучного інтелекту йде семимильними кроками. Ще 10 років тому розроблялися тільки керовані маніпулятори. Програми штучного інтелекту були націлені на вузьке коло вирішуваних завдань. З розвитком ІКТ стався якісний стрибок розвитку робототехніки.
Розвиток роботів надалі, зможе значно змінити спосіб життя людини. Машини, наділені інтелектом, зможуть використовувати для самих різних робіт, в першу чергу тих, виконання яких небезпечно для людини.
Індустріальна робототехніка - одне з найбільш успішно розвиваються напрямків. Вже зараз існують фабрики, на яких 30 роботів збирають автомобілі.
В даний час бурхливо розвивається такий напрямок, як створення біонічних протезів. В операційних майбутнього, роботи стануть продовженням або заміною рук хірургів. Вони більш точні і дозволяють проводити операції в режимі дистанційного контролю.
Роботи будуть наділені здатністю «самообучаться», накопичуючи власний досвід і використовуючи його в таких же ситуаціях при виконанні інших робіт. Будь-який винахід можна використовувати і з добрими намірами і зі злим умислом, тому вченим необхідно розглядати всі можливі сценарії і передбачити всі можливі наслідки своїх відкриттів.
Андроидом називається людиноподібний робот.
Класи роботів:
маніпуляційні, які в свою чергу діляться на стаціонарні та пересувні.
Маніпуляційні роботи - автоматичні машини, що складаються з виконавчого пристрою у вигляді маніпулятора, що має кілька ступенів рухливості, і пристрої програмного управління.
Мобільні , Які в свою чергу діляться на колісні, крокуючі, гусеничні. А також плазують, плаваючі, літаючі.
Мобільний робот - автоматична машина, в якій є рухоме шасі з автоматично керованими приводами.
компоненти робота: Приводи - це «м'язи» роботів. В даний час найпопулярнішими двигунами в приводах є електричні, але застосовуються і інші, що використовують хімічні речовини або стиснене повітря.
4.Планірованіе діяльності.
Педагог: Ви дізналися про роботів і робототехніки, а зараз я пропоную вам попрацювати в конструкторському бюро і намалювати свої моделі роботів, придумати їх призначення, область застосування і оснащення. На приклад: модель контролює порядок на вулиці.
5.Практіческая робота. Ті, що навчаються працюють над створенням ескізу свого робота. Описують його технічні характеристики.
учитель: Тарасова Анна Іванівна
предмет: Гурток з робототехніки
клас: 5-6
Тема уроку: Циклічні алгоритми в середовищі програмування mindstorms EV3
завдання:
освітня:
Дати уявлення про застосування циклічних алгоритмів в середовищі програмування mindstorms EV3
Виховна:
Залучення в активну практичну діяльність
розвиваюча:
Уміння аналізувати. узагальнювати і робити висновки, розвиток комунікативних навичок роботи в групі.
Плановані результати:
особистісні:
Формування цілісного світогляду, відповідного сучасному рівню розвитку науки і суспільної практики.
Предметні:
Опис з використанням конструкції повторення
Уміння створювати програми в середовищі програмування mindstorms EV3
Уміння створювати і виконувати програми середовищі програмування mindstorms EV3
метапредметние:
Уміння встановлювати причинно-наслідкові зв'язки
Уміння будувати логічні міркування і висновки і робити висновки.
Міжпредметні зв'язки:
форми діяльності: парна
форми навчання: Дослідження, групова і парна робота
ресурси: ПК вчителя, ПК учнів, інтерактивна дошка, середовище програмування mindstorms EV3, медіапроектор, презентація на тему, лего - конструктор mindstorms EV3.
Тип уроку: урок формування первинних предметних навичок, оволодіння предметними вміннями.
мета: розвиток алгоритмічного мислення необхідного для професійної діяльності в сучасному суспільстві.
Хід уроку
Організаційний момент: Підготовка робочого місця і конструктора до роботи.
Актуалізація знань:
Що означають дані піктограми?
1. 2.
3.
4.
(На інтерактивній дошці потрібно правильно з'єднати піктограми з їх назвою) (Слайд 2)
На минулому уроці ми зібрали з вами робота і вивчили рух робота по траєкторії з одним датчиком. Які алгоритмічні структури використовуються для побудови даного алгоритму?
Виберіть потрібні піктограми і створіть програму руху робота по траєкторії з одним датчиком використовуючи програму mindstorms EV3. (На інтерактивній дошці один з учнів збирає схему, інші перевіряють правильність складання)
Як ви думаєте, як повинна виглядати програма, якщо у робота 2 датчика освітленості?
Первинне засвоєння нових знань:
Нам необхідно визначити. Як змінитися програма. Розгляд слід почати з найпростішого релейного регулятора і положення датчиків щодо лінії.
(Слайд 3)
Також є положення для проходження складних трас, де є перехрестя або потовщення.
(Слайд 3)
У підсумку, всі перераховані положення можна звести до наступної класифікації:
лівий датчик, також як і правий - над світлою поверхнею
лівий датчик над світлою поверхнею, правий датчик над темною
лівий датчик над темною поверхнею, правий датчик над світлою
обидва датчика знаходяться над темною поверхнею
(Слайд 4)
Якщо в певний момент часу програма на роботі виявляє одне і з цих положень, вона повинна буде зреагувати відповідним чином:
Якщо обидва датчика над білою поверхнею, то це нормальна ситуація, в якій лінія знаходиться між датчиками, тому робот повинен їхати прямо.
Якщо лівий датчик ще над світлою поверхнею, а правий датчик вже над темною, значить, робот заїхав своєю правою частиною на лінію, а значить йому потрібно повертати направо, щоб лінія знову опинилася між датчиками.
Якщо лівий датчик виявився над темною поверхнею, а правий ще над світлою, то для вирівнювання роботу треба повертати ліворуч.
Якщо обидва датчика над темною поверхнею, то в загальному випадку, робот знову продовжує рухатися прямо.
(Слайд 5)
На схемі відразу ж показано, як конкретно в програмі має змінюватися поведінка моторів. Тепер, написання програми не повинно скласти великих труднощів. Почати варто з того, щоб вибрати який датчик опитуватиметься першим. Це не має великого значення, тому нехай буде лівий. Необхідно визначити, над світлою або над темною він поверхнею:
(Слайд 6)
Ця дія ще не дозволяє сказати в яку сторону роботу треба їхати. Але воно розділить стану, перераховані вище, на дві групи: (I, II) для верхньої гілки і (III, IV) для нижньої. У кожній з груп тепер по два стану, тому необхідно вибрати якийсь з них. Якщо уважно подивитися на перші два стану I і II, то вони відрізняються становищем правого датчика - в одному випадку він над світлою поверхнею, в іншому - над темною. Саме це і визначить вибір, яку дію зробити:
(Слайд 7)
Тепер можна вставити блоки, що визначають поведінку моторів згідно з таблицями вище: верхня гілка вкладеного умови визначає комбінацію "обидва датчика на світлому", верхня - "лівий на світлому, правий на темному":
(Слайд 8)
Утворені дві гілки наповнюються блоками руху. Верхня гілка відповідає за за стан "лівий на темному, правий на світлому", а нижня - за "обидва датчика на темному".
(Слайд 9)
Слід зазначити, що дана конструкція всього лише визначає, як включити мотори в залежності від показань сенсорів в певному місці поля, природно через мить програма повинна перевірити чи не змінилися показання, щоб відповідним чином підправити поведінку моторів, а через мить ще раз, ще й т . Д. Тому вона повинна бути поміщена в цикл, який буде забезпечувати таку повторювану перевірку:
(Слайд 10)
Така досить проста програма буде забезпечувати досить високу швидкість пересування робота вздовж лінії без вильоту за її межі, якщо правильним чином налаштувати максимальну швидкість при русі в станах I і IV, а також задати оптимальний спосіб гальмування в станах II і III - чим крутіше повороти на трасі , тим "жорсткіше" має бути гальмування - швидкість повинна скидатися швидше, і навпаки - при плавних поворотах цілком можна застосовувати гальмування через вимкнення енергії або навіть взагалі через незначний скидання швидкості.
Первинна перевірка розуміння
Пропоную вам забезпечити робота другим датчиком світла.
Датчики будуть розташовуватися по різні боки від лінії і, відповідно, допоможуть роботу більш оперативно реагувати на зміну напрямку руху.
Написати програму для робота, перевірити роботу робота на траєкторії та налагодити.
Знайти оптимальну швидкість для пригоди траєкторії. (Слайд 11)
Підсумок уроку:
1. Які піктограми використовували при написанні програми для двох датчиків?
2. Як ви думаєте, робот з одним датчиком світла більш точно проходить траєкторію, ніж з двома? (Відповідь обгрунтувати)
3. Чи потрібно проводити калібрування обох датчиків освітленості, або вистачить даних з одного датчика?
4. Що повинен зробити робот, якщо правий датчик повністю на світлій частині поля, а лівий повністю на чорному? (Слайд 12)
Урок підготовлений з використанням матеріалу розміщеним на сайті http://www.prorobot.ru/lego/line-following-2-sensors.php - Pro robot.ru
На другому занятті ми детальніше познайомимося з середовищем програмування і детально вивчимо команди, що задають рух нашому роботові-візку, зібраному на першому занятті. Отже, давайте запустимо середу програмування Lego mindstorms EV3, завантажимо наш проект lessons.ev3, створений раніше і додамо в проект нову програму - lesson-2-1. Програму можна додати двома способами:
- вибрати команду "Файл" - "Додати програму" (Ctrl + N).
- натиснути "+" на вкладці програм.
Палітри програмування і програмні блоки
Давайте тепер звернемо свій погляд в нижній розділ середовища програмування. З матеріалу першого заняття ми вже знаємо, що тут знаходяться команди для програмування робота. Розробники застосували оригінальний прийом і, згрупувавши програмні блоки, привласнили кожній групі свій колір, назвавши групи палітрами.
Зелена палітра називається: "Дія":
На даній палітрі розташовані програмні блоки управління моторами, блок виведення на екран, блок управління індикатором стану модуля. Зараз ми почнемо вивчення цих програмних блоків.
Зелена палітра - блоки дії
Перша програмна блок зеленої палітри призначений для управління середнім мотором, другий блок - для управління великим мотором. Так як параметри цих блоків ідентичні - розглянемо настройку на прикладі блоку - великий мотор.
Для правильного налаштування блоку управління великим мотором ми повинні:
- Вибрати порт, до якого підключений мотор (A, B, C або D) (Рис. 3 поз. 1)
- Вибрати режим роботи мотора (Рис. 3 поз. 2)
- Налаштувати параметри обраного режиму (Рис. 3 поз. 3)
Чим же відрізняються режими? режим: "Увімкнути" включає мотор з заданим параметром "Потужність" і після цього управління передається наступному програмному блоку програми. Мотор буде продовжувати обертатися, поки не буде зупинений наступним блоком "Великий мотор" з режимом "Вимкнути" або наступний блок "Великий мотор" нічого очікувати утримувати інші параметри виконання. режим "Включити на кількість секунд" включає великий мотор з встановленою потужністю на вказану кількість секунд, і тільки по завершенню часу мотор зупиниться, а управління в програмі перейде до наступного програмного блоку. Аналогічно поведе мотор себе в режимах "Включити на кількість градусів" і "Включити на кількість оборотів": Тільки після виконання встановленого обертання мотора, він зупиниться і управління в програмі перейде до наступного блоку.
Параметр потужність (на Рис. 3 потужність встановлена \u200b\u200bв 75) може приймати значення від -100 до 100. Позитивні значення потужності задають обертання мотора за годинниковою стрілкою, негативні - проти годинникової. При значенні потужності рівному 0 мотор обертатися не буде, чим "вище" значення потужності, тим швидше обертається мотор.
Параметр потужність задається тільки цілими значеннями, параметри: секунди, градуси, обороти можуть набувати значень з десятковим дробом. Але слід пам'ятати, що мінімальний крок обертання мотора дорівнює одному градусу.
Окремо слід сказати про параметр "Гальмувати в кінці". Даний параметр, якщо встановлений в значення "Гальмувати" змушує мотор гальмувати після виконання команди, а якщо встановлений в значення "Рухатися накатом", То мотор буде обертатися за інерцією, поки сам не зупиниться.
Наступні два програмних блоку "Рульове управління" і реалізують управління парою великих моторів. За замовчуванням лівий великий мотор підключається до порту "В", А правий - до порту "З". Але ви можете в настройках блоку поміняти порти підключення відповідно до вимог вашої конструкції ( Рис. 4 поз. 1).
параметр "Рульове управління" (Рис. 4 поз. 2) Може приймати значення від -100 до 100. Негативні значення параметра змушують робота повертати наліво, при значенні рівному 0 робот рухається прямо, а позитивні значення змушують робота повертати направо. Стрілка над числовим параметром змінює свою орієнтацію в залежності від значення, підказуючи тим самим напрямок руху робота ( Рис. 5).
програмний блок "Незалежне керування моторами" схожий на програмний блок "Рульове управління". Він також керує двома великими моторами, тільки замість параметра "Рульове управління" з'являється можливість незалежного управління потужністю кожного мотора. При рівному значенні параметра "Потужність" для лівого і правого мотора робот буде рухатися прямолінійно. Якщо на один мотор подати від'ємне значення потужності (наприклад -50), а на другий - позитивне значення (наприклад 50), то робот буде розгортатися на місці ( Рис. 6).
Режими роботи цих блоків аналогічні режимам блоку управління одним мотором, тому додаткового опису не вимагають ...
Прямолінійний рух, повороти, розворот на місці зупинка
Отже, тепер ми можемо написати програму руху робота по якомусь маршруту.
завдання 1
Екран, звук, індикатор стану модуля
програмний блок "Екран" дозволяє виводити текстову або графічну інформацію на рідкокристалічний екран блоку EV3. Яке це може мати практичне застосування? По-перше, на етапі програмування і налагодження програми можна виводити на екран поточні показники датчиків під час роботи робота. По-друге, можна виводити на екран назву проміжних етапів виконання програми. Ну а по-третє, за допомогою графічних зображень можна "оживити" екран робота, наприклад за допомогою мультиплікації.
програмний блок "Екран" має чотири режими роботи: режим "Текст" дозволяє виводити текстову рядок на екран, режим "Фігури" дозволяє відображати на екрані одну з чотирьох геометричних фігур (пряма, коло, прямокутник, точка), режим "Зображення" може вивести на екран одне зображення. Зображення можна вибрати з багатої колекції зображень або намалювати своє, використовуючи редактор зображень. режим "Вікно скидання налаштувань" скидає екран модуля EV3 до стандартного інформаційного екрану, показуваному під час роботи програми.
Розглянемо параметри програмного блоку "Екран" в режимі "Текст" (Рис. 9 поз.1). Рядок, призначена для виведення на екран, вводиться в спеціальне поле (Рис. 9 поз. 2). На жаль, в поле введення тексту можна вводити тільки букви латинського алфавіту, цифри і розділові знаки. якщо режим "Очистити екран" встановлений в значення "Істина", То екран перед виведенням інформації буде очищений. Тому, якщо вам потрібно об'єднати поточний висновок з інформацією вже знаходиться на екрані, то встановіть цей режим в значення "Брехня". режими "X" і "Y" визначають точку на екрані, з якої починається висновок інформації. Екран блоку EV3 має 178 пікселів (точок) в ширину і 128 пікселів у висоту. режим "X" може приймати значення від 0 до 177, режим "Y" може приймати значення від 0 до 127. Верхня ліва точка має координати (0, 0), права нижня (177, 127)
Під час налаштування програмного блоку "Екран" можна включити режим попереднього перегляду (Рис. 9 поз. 3) і візуально оцінити результат налаштувань виведення інформації.
В режимі "Фігури" (Рис. 11 поз. 1) Настройки програмного блоку змінюються в залежності від типу фігури. Так при відображенні кола необхідно буде задати координати "X" і "Y" центра кола, а також значення "Радіус". параметр "Заповнити" (Рис. 11 поз. 2) відповідає за те, що буде відображений або контур фігури, або внутрішня область фігури буде заповнена кольором, заданим в параметрі "Колір" (Рис. 11 поз. 3).
Для відображення прямий необхідно задати координати двох крайніх точок, між якими розташовується пряма.
Щоб відобразити прямокутник слід задати координати "X" і "Y"лівого верхнього кута прямокутника, а також його "Ширину" і "Висоту".
Відобразити точку найпростіше! Вкажіть лише її координати "X" і "Y".
режим "Зображення", Напевно, найцікавіший і найбільш використовуваний режим. Він дозволяє виводити на екран зображення. Середовище програмування містить величезну бібліотеку зображень, відсортовану за категоріями. На додаток до наявних зображень ви завжди можете створити свій малюнок і, вставивши його в проект, вивести на екран. ( "Головне меню середовища програмування" - "Інструменти" - "Редактор зображення"). Створюючи своє зображення, ви можете також вивести на екран символи російського алфавіту.
Як ви бачите - відображення інформації на екрані головного модуля EV3 середовище програмування надає величезного значення. Давайте розглянемо наступний важливий програмний блок "Звук". За допомогою цього блоку ми можемо виводити на вбудований динамік блоку EV3 звукові файли, тони довільної тривалості і частоти, а також музичні ноти. Давайте розглянемо настройки програмного блоку в режимі "Відтворити тон" (Рис. 15). В цьому режимі необхідно задати "Частоту" тони (Рис. 15 поз. 1), "Тривалість" звучання в секундах (Рис. 15 поз. 2), А також гучність звучання (Рис. 15 поз. 3).
В режимі "Відтворити ноту" вам замість частоти тону необхідно вибрати ноту на віртуальній клавіатурі, а також встановити тривалість звучання і гучність (Рис. 16).
В режимі "Відтворити файл" ви можете вибрати один з звукових файлів з бібліотеки (Рис. 17 поз. 1), Або, підключивши до комп'ютера мікрофон, за допомогою Редактора звуку ( "Головне меню середовища програмування" - "Інструменти" - "Редактор звуку")записати власний звуковий файл і включити його в проект.
Давайте окремо розглянемо параметр "Тип відтворення" (Рис. 17 поз. 2), Загальний для всіх режимів програмного блоку "Звук". Якщо даний параметр встановлено в значення "Очікувати завершення", То управління наступному програмному блоку буде передано тільки після повного відтворення звуку або звукового файлу. У разі встановлення одного з двох наступних значень почнеться відтворення звуку і управління в програмі перейде до наступного програмного блоку, тільки звук або звуковий файл буде відтворено один раз або буде повторюватися, поки не його не зупинить інший програмний блок "Звук".
Нам залишилося познайомитися з останніми програмним блоком зеленої палітри - блоком "Індикатор стану модуля". Навколо кнопок управління модулем EV3 змонтована колірна індикація, яка може світитися одним з трьох кольорів: зеленим, помаранчевим або червоним. За включення - вимикання колірної індикації відповідає відповідний режим (Рис. 18 поз. 1). параметр "Колір" задає колірне оформлення індикації (Рис. 18 поз. 2). параметр "Імпульсний" відповідає за включення - відключення режиму мерехтіння колірної індикації (Рис. 18 поз. 3). Як можна використовувати кольорову індикацію? Наприклад, можна під час різних режимів роботи робота використовувати різні колірні сигнали. Це допоможе зрозуміти: так чи виконується програма, як ми запланували.
Давайте використаємо отримані знання на практиці і трохи "розфарбуємо" нашу програму з Завдання 1.
завдання 2
Спробуйте вирішити задачу самостійно, не підглядаючи в рішення!
Муніципальне бюджетне загальноосвітній заклад
Ольховатська середня загальноосвітня школа
«Програмування робота LEGO Mindstorms EV3»
учитель інформатики та ІКТ
Меркулова Г. В.
р.п. Ольховатка 2017 р
цілі:
ознайомлення з робототехнікою за допомогою освітнього набору LEGO Mindstorms EV3 (LEGO Education Mindstorms EV3);
систематизація знань з теми «Алгоритми» (на прикладі роботи Роботів LEGO Mindstorms EV3);
засвоєння понять виконавець, алгоритм, циклічний алгоритм, властивості циклічного алгоритму, дати уявлення про складання найпростіших циклічних алгоритмів в середовищі LEGO Education. Додатково засвоюється поняття геометричного візерунка.
В ході заняття, учні повинні продемонструвати такі результати у вигляді універсальних навчальних дій:
регулятивні:
систематизувати та узагальнити знання по темі «Алгоритми» для успішної реалізації циклічного алгоритму роботи зібраного робота;
Навчитися програмувати роботів за допомогою програми LEGO Education Mindstorms EV3.
Пізнавальні:
Вивчення робототехніки, створення власного робота, вміння програмувати за допомогою програми для LEGO Mindstorms EV3;
експериментальне дослідження, оцінка (вимір) впливу окремих факторів.
Комунікативні: розвинути комунікативні вміння при роботі в групі або команді.
Особистісні: розвиток пам'яті та мислення, можливість вивчення робототехніки на старших курсах.
Тип уроку: комбінований
Вид уроку: практична робота
Обладнання: мультимедійний проектор, конструктор LEGO Mindstorms EV3 45544 (4 шт.), В набір якого входять 541 елемент, включаючи USB ЛЕГО-комутатор, 2 великих сервомотора, датчик ультразвукової, датчик кольору, датчик дотику.
План уроку:
Організаційний момент (2 хв)
Повторення теоретичного матеріалу попереднього уроку (10 хв)
Практична робота: розробка алгоритму для робота (23 хв)
Підведення підсумків уроку. Рефлексія (3 хв)
Етап інформації про домашнє завдання (2 хв)
Хід уроку:
Організаційний момент.
Завдання даного заняття - познайомити вас з конструктором Lego mindstorms. Навчити програмувати їх під певні завдання, розібрати з вами базові рішення найбільш поширених завдань.
Група деталей служить для з'єднання балок між собою, з блоком і датчиками. Деталі, що мають хрестоподібне перетин, називаються осями (іноді штифтами) і служать для передачі обертання від моторів до коліс і шестерень.
II. Повторення теоретичного матеріалу попереднього уроку.
Учитель: Кожен з нас щодня використовує різні алгоритми: інструкції, правила, рецепти і т.д. Зазвичай ми це робимо не замислюючись. Наприклад, ви добре знаєте, як садити дерева. Але припустимо, нам треба навчити цьому молодшого брата або сестру. Значить, нам доведеться чітко вказати дії і порядок їх виконання.
Що це будуть за дії і який їх порядок?
Учні складають правило посадки дерев.
Викопати ямку.
Опустити в ямку саджанець.
Засипати ямку з саджанцем землею.
Полити саджанець водою.
Перейти далі.
Викопати ямку.
Опустити в ямку саджанець.
І т.д.
Тепер давайте відповімо на наступні питання:
Чим характеризується циклічний алгоритм?
Для чого потрібні циклічні алгоритми?
Якими властивостями володіють циклічні алгоритми?
Як виконавець реалізує циклічний алгоритм?
Ті, що навчаються відповідають на запропоновані питання, а вчитель демонструє правильні відповіді на слайдах.
III. Практична робота: розробка циклічного алгоритму для робота
Тепер давайте звернемося до наших роботам (на даному уроці це «триколісні боти з встановленим маркером для малювання на поле», створені за інструкцією), які ми збирали на минулому занятті.
Спробуємо в спеціальній програмі скласти циклічний алгоритм, який вони будуть виконувати за допомогою ось таких команд:
Почати виконання алгоритму
Управління великим мотором (включити на кількість оборотів)
Управління великим мотором (включити на кількість секунд)
Управління двома моторами (рульове управління, включити на кількість оборотів)
Повторення дії або набору дій
(Цикл)
Пауза (в секундах)
Завдання 1: написати лінійний алгоритм, за допомогою якого робот буде рухатися по прямій і повертати на кут (90 градусів).
Спочатку визначимо, які команди нам знадобляться, в який бік повинен крутити мотор, проміжок часу роботи мотора і послідовність виконання команд.
Правильний варіант:
Примітка: час роботи мотора в кожному окремому випадку буде різний, в залежності від необхідного кута повороту підбираються значення роботи мотора (час / потужність).
Завдання 2: змінити створений лінійний алгоритм на циклічний (можливо задати кількість повторень циклу).
Правильний варіант:
Примітка: Проаналізувати яку геометричну фігуру намалює робот маркером на поле. (Буде намальований квадрат)
Завдання 3: змінити алгоритм (змінюючи параметри руху вперед АЛЕ чи ж не змінюючи кут повороту, і зациклені робота на кінцеве число повторень тіла циклу - 4) і подивитися яку фігуру буде малювати робот. приклад:
Опис дій: проїхати вперед 2 секунди, повернути на кут 90 градусів, проїхати вперед 4 секунди, повернути на кут 90 градусів. У підсумку вийде прямокутник.
Примітка: Проаналізувати яку геометричну фігуру намалює робот маркером на поле. (Буде намальований прямокутник)
Завдання 4: змінити алгоритм на свій розсуд (змінюючи параметри руху вперед і змінюючи кут повороту, і зациклені робота на нескінченне число повторень тіла циклу) і подивитися які фігури буде малювати робот. Поговорити з хлопцями про термін «геометричний візерунок». наприклад:
Проаналізувати отримані фігури. Звернути увагу на алгоритм для кожної з них. Швидше за все, у кожної групи учнів вийде якийсь свій візерунок.
IV. Підведення підсумків уроку. Рефлексія.
Отже, хлопці, давайте підведемо підсумки нашої роботи.
Який вид алгоритмів ми з вами сьогодні розглянули на практиці?
Якими властивостями володіє циклічний алгоритм?
Які завдання можна реалізовувати за допомогою циклічних алгоритмів?
V. Етап інформації про домашнє завдання.
Запишіть домашнє завдання: розробити алгоритм руху робота, щоб він намалював таку фігуру.
Завдання обов'язково буде оцінено!
Дякую за урок! До побачення, хлопці.
Список використаної УМК:
Інструкція для роботи з комплектом LEGO Mindstorms EV3 45544.
В'язів С.М., Калягіна О.Ю., Слєзін К.А. Змагальна робототехніка: прийоми програмування в середовищі EV3: навчально-практичний посібник. - М. Видавництво «Перо», 2014 р
Програма LabView для комплектів Lego EV3 45544.
Програма ПервоЛого 3.0.
Інтернет ресурси.
13PAGE 14- 2 -15
Великий мотор секундиуправленіе двома мотораміпрограмма 1Фігура для дзЗаголовок 1Заголовок 3Заголовок 4Заголовок 515
Дисципліна: Робототехніка. Учитель: Скирда Тетяна Іванівна. Клас: 8 Дата:
Урок № 1.4
Тема заняття: Модуль EV3.
Загальні цілі: Ознайомити учнів з технічним описом модуля EV3, навчити встановлювати акумулятори, здійснювати включення і виключення EV3, познайомити з індикаторами і кнопками, портами.
Завдання уроку: Освітня: познайомити учнів з технічним описом модуля EV3, навчити встановлювати акумулятори, здійснювати включення і виключення EV3, познайомити з індикаторами і кнопками, портами.
Розвиваюча: Розвивати уміння логічного висловлювання, точність у передачі фактів.
Виховна: Виховувати прагнення до самовиховання і самовдосконалення.
Очікуваний результат: Учні знатимуть:
Що таке модуль EV3 і його технічний опис; спосіб включення і виключення модуля; функціональне призначення індикаторів, кнопок і портів.
Учні вмітимуть:
Встановлювати акумулятори та батареї, заряджати акумулятори, включати і вимикати модуль EV3; використовувати за призначенням порти і кнопки.
Ключові ідеї: Розвиток критичного мислення на уроках робототехніки.
Формування дослідницьких навичок: розпізнати, порівнювати, аналізувати, робити висновки.
Міжпредметних зв'язків: Інтеграція уроку робототехніка з уроком фізика і інформатика.
План заняття:
№ Етапи уроку, час Мета Діяльність учителя Діяльність учнів формативного оцінювання
1. Організаційний момент. Привітання. (1 хв). Створення коллабора тивной середовища.
Привітання учнів. Хлопці, відкрийте графічний редактор Paint і намалюйте смайлик свого настрою на початок уроку. Поверніть документ.
12851993290
Вітають вчителя. У графічному редакторі малюють смайлик свого настрою
2. Перевірка виконання Д / З. Інформаційна п'ятихвилинка. (5 хв). Розвинути кругозір учнів. 1) Проводить перевірку кросвордів.
2) Відповідає на запитання учнів з афіші.
3) Завдання «Знайди відповідність»: розставте номера поруч з назвою деталей:
набір гусеніц-
Балки різної довжини і форми-
сполучні Проводу-
Елементи для декору-
Різні сполучні елементи-
Шестерні різного розміру-
Набір коліс різного розміру-
Набір валів різної дліни-
USB кабель для підключення до компьютеру-
CD-диск з програмним обеспеченіем-
Крівошіпи-
Перезаряджається Li-Ion акумуляторна батарея-
Мікроконтролер EV-.
2 х великих мотора-
середній мотор
Ультразвуковий датчик;
гіроскопічний датчик-
датчик касанія-
датчик кольори-
Зарядний пристрій-
Взаимопроверка кросвордів.
Працюють за картками. Критерії оцінювання кросворду і завдання «Знайди відповідність»:
немає помилок - 5 балів
1-2 помилки - 4 бали
3-4 помилки-3 бали, більше 5 помилок - варто попрацювати.
3. Стадія виклику. Цілепокладання. (3 хв). Визначити тему і мету уроку. Демонструє відеоролик «Модуль EV3». Задає питання: Про що сьогодні на уроці у нас піде мова? Що б ви хотіли сьогодні на уроці дізнатися? (Пишуть на стікерах). Роздає листи самоконтролю. Учні самостійно визначають тему і мету уроку.
Усна похвала вчителя.
4. Стадія осмислення. Вивченні нової теми. (17 хв). Пояснити тему уроку, використовуючи презентацію і набір LEGO® MINDSTORMS® EV3 Education. Проводить лекцію з використанням презентації.
EV3 є мозковим центром робота.
Він містить основний процесор, який запускає програми і контролює інші електронні частини.
Основні функції:
Відтворює звуки і зображення, має вбудовані світло діоди з можливістю управління;
Можливість програмування і реєстрації даних безпосередньо на мікрокомп'ютері EV3;
Вбудований Bluetooth контролер;
Підтримка Wi-Fi.
Даний програмований мікрокомп'ютер є серцем і мозком роботів LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.
Мікрокомп'ютер включає в себе:
шестікнопочний інтерфейс управління з функцією зміни підсвічування для індикації режиму роботи мікрокомп'ютера;
монохромний дисплей з високою роздільною здатністю;
вбудований спікер;
порт USB;
слот для читання карт пам'яті формату mini SD;
4 порту введення і 4 порту виведення.
Мікрокомп'ютер також підтримує зв'язок з комп'ютером через USB, Bluetooth і Wi-Fi, а також має програмований інтерфейс, що дозволяє здійснювати програмування і реєстрацію даних безпосередньо на модулі.
Він сумісний з мобільними пристроями і використовує для харчування батарейки АА або акумулятор постійного струму EV3.
Для того, щоб почати роботу і включити EV3 необхідно його підключити до джерела живлення.
EV3 може функціонувати від 2-ух типів джерел живлення:
1) 6 акумуляторних батарей типу АА.
2) За допомогою Шнура Блоку Харчування і Акумуляторної Батареї.
Витяг акумуляторної батареї:
1) Перевертаємо EV3.
2) Знімаємо акумуляторну батарею за допомогою натискання на 2 пластикові лапки на задній бічній стороні модуля EV3.
3) Прибираємо акумуляторну батарею в сторону. Якщо в модулі EV3 встановлені батарейки, витягаємо їх.
Установка батареї:
1) Перед установкою батарейок, переконайтеся, що ваші батарейки мають заряд.
2) Беремо 6 батарей типу AA.
3) Вставляємо батарейки в осередку. Плюс до «+» і Мінус до «-»
4) Ми залишаємо заднею частина EV3 відкритою. EV3 готовий до користування!
Акумуляторна батарея (АБ) має 2 типу індикатора:
1) Червоний індикатор означає що АБ заряджається.
2) Зелений індикатор означає, що АБ підключено до живлення.
При включенні незарядженою батареї в розетку спалахує червоний індикатор.
Коли зарядка буде завершена, червоний індикатор згасне і загориться зелений індикатор.
Включення модуля EV3:
1) Для включення EV3 натисніть на Центральну (ОК) кнопку (по середині).
2) Після натискання кнопки загориться червоний індикатор статусу модуля і відобразиться вікно запуску. Зачекайте поки EV завантажиться. Це займе близько 20 секунд.
3) Коли індикатор стане зеленим, ваш модуль EV3 включений і готовий до роботи!
Вимкнення модуля EV3:
1) Натискаємо на кнопку «Назад» до тих пір, поки не з'явиться вікно завершення роботи.
2) Натискаємо на кнопку «Вправо» для вибору відповіді галочки «Так».
3) Натискаємо на кнопку «Підтвердити» по середині.
4) Чекаємо світло під кнопками перестане горіти і EV3 повністю вимкнеться.
EV3 вимкнений!
порти:
SD порт. Порт SD-карти збільшує доступну пам'ять вашого блоку EV3 за рахунок SD-карти (максимум 32 ГБ - не входить в набір). Слухають, записують в зошитах основні моменти. 6. Реалізація отриманих знань.
(15 хвилин). Формування дослідницьких навичок: розпізнати, порівнювати, аналізувати, робити висновки.
Видає завдання:
1) Дослідіть модуль EV3 і виконайте наступні дії:
1) Вийміть акумуляторну батарею.
2) Встановіть батарею.
3) Увімкніть модуль EV3.
4) Вимкніть модуль EV3.
2) Підпишіть назву кнопок і значків:
3) Підпишіть назву портів:
.
Виконують завдання.
Критерії оціни -вання практики: немає помилок 5 балів, 1 помилка - 4 бали, 2 помилки - 3 бали, більше 2 помилок - потрібно попрацювати.
6.
Оцінювання. (1 хв).
Провести оцінювання роботи учнів. Суммативная оцінюю за результатами самооцінки учнів. Підраховують підсумкову оцінку і заносять в оцінний лист. Учні сприймають аналіз їх роботи і оцінку. Суммативная оцінка за формулою: І.О. \u003d (ІП - інформаційна п'ятихвилинка, П - практика)
5 балів - оцінка 5,
4 бали оцінка - 4,
3 бали оцінка - 3
менше 3 балів - потрібно попрацювати. Виставлення оцінок в щоденники і в класний журнал.
7. Домашнє завдання. (1 хв).
Розвивати творчі здібності учнів. Вивчити склад модуля EV3. Створення кластера по темі «Технічні характеристики модуля EV3».
Учні записують домашнє завдання в щоденники. 8. Рефлексія на стікерах. (2 хв).
Отримати зворотній зв'язок. Пропонує створити смайлик настрою в кінці уроку, подивимося, чи змінилося воно? І відповісти на запропоновані питання:
Сьогодні на уроці я дізнався ...
Було цікаво…
Було тяжко…
Тепер я можу ...
Мене здивувало ...
Урок мені ...
Мій настрій на уроці ... Учні відповідають на питання, аналізуючи процес своєї роботи.
Учні відзначають на стікерах галочкою ті питання, на які вони отримали відповіді на уроці, вивішують на афішу. Ресурси: Презентація до уроку, роздатковий матеріал, відеоролик https://youtu.be/iTH-WwrldLY
