12. Практическая работа «Сборка модели робота, программирование датчика нажатия»

ЦЕЛЕВОЙ БЛОК

Образовательная организация: ГБОУ Школа № 1362
Учитель: Ахметов Рустам
Дата проведения:

Модуль: Основы робототехники
Тема урока: Практическая работа «Сборка модели робота, программирование датчика нажатия»
Цель урока: Сформировать практические навыки сборки модели робота с датчиком нажатия и его программирования для реагирования на препятствия.

Планируемые результаты:

Личностные: развитие внимательности и аккуратности при сборке модели; формирование настойчивости в достижении результата; воспитание ответственности за качество своей работы.
Предметные: овладение навыками сборки модели робота с датчиком нажатия; понимание принципа работы датчика нажатия; формирование умения программировать реакцию робота на срабатывание датчика.
Метапредметные:
- Регулятивные УУД: развитие умения планировать этапы работы; формирование навыков контроля и коррекции выполняемых действий.
- Коммуникативные УУД: развитие умения работать в паре/группе, распределяя обязанности; формирование навыков представления результатов работы.
- Познавательные УУД: развитие логического мышления при программировании условных операций; формирование умения устанавливать причинно-следственные связи между срабатыванием датчика и действиями робота.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК

Задачи урока:

Закрепить знания о датчиках, их типах и принципах работы
Познакомить с устройством и принципом работы датчика нажатия
Научить собирать модель робота с датчиком нажатия
Сформировать умение программировать реакцию робота на срабатывание датчика
Развивать навыки тестирования и отладки робототехнических моделей

Тип урока: практическая работа

Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:

Робототехнические наборы (по одному на пару учащихся)
Датчики нажатия (по одному на пару учащихся)
Компьютеры с установленной средой программирования
Инструкционные карты по сборке робота с датчиком нажатия
Демонстрационная модель робота с датчиком нажатия
Рабочие листы для записи алгоритма и результатов тестирования
Учебное поле с препятствиями для тестирования роботов
Презентация “Датчик нажатия и его применение”
Проектор и экран
Материалы для создания препятствий (кубики, коробки)

ОРГАНИЗАЦИОННО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ БЛОК

Образовательные технологии: проектное обучение, обучение в сотрудничестве, проблемное обучение, информационно-коммуникационные технологии.

Межпредметные связи:

Физика: механическое воздействие, электрические контакты, замыкание и размыкание цепи
Математика: логические операции (истина/ложь), двоичная система, ветвление в алгоритмах

Основные понятия: датчик нажатия, механическое воздействие, электрический контакт, логическое значение, условный оператор, ветвление, препятствие, алгоритм реагирования, срабатывание датчика.

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Планируемые результаты
1. Организационный момент (2 мин)	Приветствует учащихся, проверяет готовность к уроку, организует рабочее пространство.	Готовятся к уроку, проверяют наличие необходимых принадлежностей.	Психологическая готовность к занятию
2. Актуализация знаний (5 мин)	Задает вопросы о датчиках, изученных на предыдущем уроке: “Какие типы датчиков вы знаете?”, “Как датчики преобразуют физические величины в электрические сигналы?”	Отвечают на вопросы, вспоминают материал прошлого урока, активно участвуют в обсуждении.	Актуализация имеющихся знаний о датчиках
3. Постановка цели и задач урока (3 мин)	Формулирует проблему: “Что должен делать робот, если на его пути возникло препятствие?” Объясняет, что на уроке предстоит создать робота, способного реагировать на препятствия с помощью датчика нажатия.	Участвуют в обсуждении проблемы, формулируют вместе с учителем цель урока.	Понимание цели и задач практической работы
4. Изучение устройства датчика нажатия (7 мин)	Объясняет устройство и принцип работы датчика нажатия, демонстрирует его конструкцию, рассказывает о принципе замыкания/размыкания электрической цепи при механическом воздействии.	Слушают объяснение, рассматривают датчик нажатия, делают зарисовки в тетрадях, задают уточняющие вопросы.	Понимание принципа работы датчика нажатия
5. Межпредметная связь с физикой (5 мин)	Объясняет физические принципы работы датчика нажатия: механическое воздействие на кнопку, замыкание электрических контактов, прохождение электрического тока.	Устанавливают связь между изученными физическими явлениями и принципом работы датчика нажатия.	Понимание физических основ работы датчика
6. Межпредметная связь с математикой (5 мин)	Объясняет, как датчик нажатия преобразует физическое воздействие в логическое значение (истина/ложь, 1/0). Рассказывает о роли логических операций в программировании робота.	Записывают основные логические операции, вспоминают элементы двоичной системы счисления, обсуждают, как использовать логические значения в программе.	Понимание математических основ работы с датчиком
7. Инструктаж по выполнению практической работы (5 мин)	Объясняет порядок выполнения практической работы, демонстрирует образец сборки робота с датчиком нажатия, обращает внимание на правильное подключение датчика к контроллеру.	Слушают инструкции, изучают инструкционные карты, задают уточняющие вопросы.	Понимание последовательности действий
8. Организация работы в парах (3 мин)	Делит класс на пары, распределяет оборудование, объясняет роли в паре (конструктор и программист).	Объединяются в пары, распределяют роли, готовят рабочие места и материалы.	Формирование навыков командной работы
9. Практическая работа. Этап 1: Сборка модели робота с датчиком нажатия (15 мин)	Консультирует учащихся в процессе сборки, помогает решать возникающие проблемы, обращает внимание на правильность установки датчика и его подключения.	Собирают модель робота с датчиком нажатия согласно инструкции, проверяют надежность конструкции и правильность подключений.	Формирование навыков сборки робота с датчиком
10. Физкультминутка (2 мин)	Проводит короткую физкультминутку с имитацией работы робота с датчиком нажатия.	Выполняют физические упражнения, имитируя движения робота и срабатывание датчика.	Снятие физического напряжения
11. Практическая работа. Этап 2: Программирование реакции на срабатывание датчика (15 мин)	Объясняет структуру программы для работы с датчиком нажатия, показывает, как использовать условные операторы для изменения поведения робота при срабатывании датчика. Предлагает базовый алгоритм: “Если датчик не нажат - движение вперед, если нажат - разворот и движение в другом направлении”.	Создают программу для управления роботом с использованием данных от датчика нажатия, применяют условные операторы, загружают программу в контроллер робота.	Формирование навыков программирования с использованием условных операторов
12. Практическая работа. Этап 3: Тестирование и отладка (10 мин)	Организует тестирование роботов на учебном поле с препятствиями. Предлагает проанализировать работу робота и внести необходимые коррективы в программу.	Тестируют робота, наблюдают за его поведением при встрече с препятствиями, выявляют недостатки, вносят коррективы в программу или конструкцию.	Развитие навыков тестирования и отладки
13. Усложнение задачи (7 мин)	Предлагает усложнить программу: добавить подсчет количества столкновений с препятствиями, изменить характер движения в зависимости от количества столкновений.	Модифицируют программу, добавляя переменные для подсчета столкновений и логику для изменения поведения робота, тестируют усовершенствованную программу.	Развитие навыков программирования переменных и сложных алгоритмов
14. Соревнование роботов (8 мин)	Организует мини-соревнование: роботы должны пройти от старта до финиша по трассе с препятствиями, минимизируя количество столкновений.	Участвуют в соревновании, запускают роботов на трассе, наблюдают за их поведением, подсчитывают количество столкновений.	Развитие соревновательного духа, мотивация к совершенствованию конструкции и программы
15. Представление результатов (7 мин)	Предлагает командам представить свои модели роботов, рассказать об особенностях конструкции и программы, поделиться трудностями и их решениями.	Представляют свои модели роботов, демонстрируют их работу, рассказывают о реализованной программе, отвечают на вопросы.	Развитие коммуникативных навыков, формирование умения представлять результаты работы
16. Рефлексия (3 мин)	Предлагает учащимся оценить свою работу по критериям: 1) Правильность сборки модели; 2) Надежность работы датчика; 3) Эффективность программы; 4) Слаженность работы в паре.	Оценивают свою работу по предложенным критериям, анализируют успехи и трудности, делятся впечатлениями.	Развитие навыков самооценки и рефлексии
17. Домашнее задание (3 мин)	Объясняет домашнее задание: 1) Предложить усовершенствование конструкции робота для более эффективного обнаружения препятствий; 2) Подумать, как можно использовать вместе с датчиком нажатия другие типы датчиков для улучшения навигации робота.	Записывают домашнее задание, задают уточняющие вопросы.	Понимание домашнего задания
18. Подведение итогов урока (5 мин)	Обобщает результаты практической работы, отмечает успехи учащихся, комментирует наиболее удачные решения, выставляет оценки.	Слушают, задают возникшие вопросы, помогают собрать оборудование.	Осознание результатов урока

Диагностика результатов:

Оценка качества сборки модели робота с датчиком нажатия
Анализ работоспособности созданной программы
Наблюдение за поведением робота при встрече с препятствиями
Оценка эффективности внесенных корректив и усовершенствований
Результаты участия в мини-соревновании
Качество представления результатов работы
Анализ коммуникации и сотрудничества в парах