13. Создание кодов программ для двух датчиков нажатия

ЦЕЛЕВОЙ БЛОК

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

Модуль: Основы робототехники
Тема урока: Создание кодов программ для двух датчиков нажатия
Цель урока: Сформировать у обучающихся навыки создания алгоритмов и программ для обработки информации от нескольких датчиков нажатия с использованием логических операций.

Планируемые результаты:

Личностные: развитие логического мышления; формирование ответственности за результаты своей работы; воспитание настойчивости в достижении цели при решении сложных алгоритмических задач.
Предметные: понимание принципов обработки сигналов от нескольких датчиков; овладение навыками программирования с использованием логических операций; умение создавать алгоритмы, реагирующие на различные комбинации состояний датчиков.
Метапредметные:
- Регулятивные УУД: развитие умения планировать алгоритм действий; формирование навыков самоконтроля и отладки программ.
- Коммуникативные УУД: развитие умения объяснять логику работы программы; формирование навыков совместной работы при решении алгоритмических задач.
- Познавательные УУД: развитие умения анализировать и комбинировать различные состояния датчиков; формирование навыков построения логических выражений и условий.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК

Задачи урока:

Закрепить знания о работе датчика нажатия и его программировании
Научить анализировать возможные комбинации состояний двух датчиков
Сформировать понимание логических операций И, ИЛИ, НЕ и их применения в программировании
Научить создавать программы, обрабатывающие информацию от нескольких датчиков
Развивать навыки тестирования и отладки программ с логическими условиями

Тип урока: комбинированный (изучение нового материала + практическая работа)

Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:

Робототехнические наборы с контроллерами (по одному на пару учащихся)
Датчики нажатия (по два на пару учащихся)
Компьютеры с установленной средой программирования
Презентация “Логические операции в программировании робототехнических систем”
Раздаточный материал с таблицами истинности логических операций
Карточки с заданиями для программирования различных комбинаций датчиков
Схемы подключения двух датчиков к контроллеру
Рабочие листы для составления алгоритмов и записи результатов тестирования
Учебное поле для тестирования роботов с препятствиями

ОРГАНИЗАЦИОННО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ БЛОК

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

Межпредметные связи:

Математика: логические операции (И, ИЛИ, НЕ), комбинаторика состояний датчиков, таблицы истинности
Физика: обработка входных сигналов от нескольких источников, электрические цепи с параллельным подключением

Основные понятия: логические операции, конъюнкция (И), дизъюнкция (ИЛИ), отрицание (НЕ), комбинации состояний, таблица истинности, условный оператор, ветвление, алгоритм, обработка сигналов, совпадение состояний.

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 работе с одним датчиком нажатия: “Вспомните, как мы программировали реакцию робота на срабатывание одного датчика нажатия?”, “Какие условия мы использовали в программе?”	Отвечают на вопросы, вспоминают материал прошлого урока о работе с датчиком нажатия и использовании условных операторов.	Актуализация знаний о программировании датчика нажатия
3. Целеполагание и мотивация (3 мин)	Ставит проблемный вопрос: “Как робот должен реагировать, если у него два датчика нажатия? Как понять, какой датчик сработал или сработали оба?” Помогает сформулировать цель урока.	Размышляют над вопросом, предлагают варианты решения, участвуют в формулировке цели урока.	Осознание цели и задач урока
4. Изучение нового материала: комбинаторика состояний датчиков (7 мин)	Объясняет, что при использовании двух датчиков нажатия возможны 4 различные комбинации их состояний: оба не нажаты, нажат только первый, нажат только второй, нажаты оба. Строит таблицу всех возможных комбинаций.	Записывают таблицу комбинаций состояний двух датчиков, анализируют возможные ситуации.	Понимание вариативности состояний нескольких датчиков
5. Межпредметная связь с математикой: логические операции (10 мин)	Объясняет понятие логических операций И, ИЛИ, НЕ, демонстрирует их таблицы истинности. Показывает, как с помощью этих операций можно описать различные комбинации состояний датчиков. Приводит примеры логических выражений.	Изучают таблицы истинности, записывают их в тетрадь, составляют примеры логических выражений для описания состояний датчиков.	Понимание логических операций и их применения
6. Демонстрация примеров программ с логическими операциями (8 мин)	Демонстрирует примеры программ с использованием логических операций для обработки сигналов от двух датчиков. Показывает, как задать различную реакцию робота на разные комбинации срабатывания датчиков.	Анализируют примеры программ, записывают основные конструкции, задают уточняющие вопросы.	Понимание принципов программирования с логическими операциями
7. Физкультминутка (2 мин)	Проводит короткую физкультминутку с элементами логических игр.	Выполняют упражнения, следуя логическим условиям.	Снятие физического напряжения
8. Межпредметная связь с физикой: обработка сигналов (5 мин)	Объясняет, как физически происходит обработка сигналов от нескольких датчиков в контроллере робота. Рассказывает о мультиплексировании входных сигналов и их преобразовании в цифровой код.	Слушают объяснение, связывают физические процессы с логическими операциями в программе.	Понимание физических принципов обработки сигналов
9. Практическая работа. Этап 1: Подключение двух датчиков нажатия (7 мин)	Объясняет схему подключения двух датчиков нажатия к контроллеру, обращает внимание на правильность соединений и необходимость использования разных портов ввода.	Подключают два датчика нажатия к контроллеру робота согласно схеме, проверяют правильность соединений.	Формирование навыков подключения нескольких датчиков
10. Практическая работа. Этап 2: Программирование с использованием операции И (12 мин)	Предлагает задачу: запрограммировать робота так, чтобы он начинал движение только при нажатии обоих датчиков (операция И). Консультирует при создании программы.	Создают программу с использованием логической операции И, тестируют ее работу, проверяют реакцию на различные комбинации нажатия датчиков.	Формирование навыков программирования с операцией И
11. Практическая работа. Этап 3: Программирование с использованием операции ИЛИ (10 мин)	Предлагает задачу: изменить программу так, чтобы робот останавливался при нажатии любого из датчиков (операция ИЛИ).	Модифицируют программу, используя логическую операцию ИЛИ, тестируют ее работу с различными комбинациями нажатия датчиков.	Формирование навыков программирования с операцией ИЛИ
12. Практическая работа. Этап 4: Использование операции НЕ и комбинированных условий (12 мин)	Предлагает более сложную задачу: запрограммировать робота так, чтобы он двигался вперед, когда нажат только первый датчик, поворачивал направо, когда нажат только второй датчик, и двигался назад, когда нажаты оба датчика.	Создают программу с использованием комбинации логических операций, реализуют различные реакции на разные комбинации состояний датчиков.	Формирование навыков программирования сложных логических выражений
13. Проверка работоспособности программ (7 мин)	Организует проверку работоспособности созданных программ, предлагает учащимся продемонстрировать работу своих роботов.	Демонстрируют работу своих роботов, показывают реакцию на различные комбинации нажатия датчиков, объясняют логику работы программы.	Развитие навыков представления и объяснения своих решений
14. Творческое задание: создание “умного” робота (10 мин)	Предлагает творческое задание: придумать и реализовать алгоритм поведения робота, который будет использовать два датчика нажатия для интеллектуальной навигации в лабиринте.	Разрабатывают алгоритм “умного” робота, программируют его, тестируют на учебном поле с препятствиями.	Развитие творческого мышления и умения применять знания на практике
15. Представление результатов творческого задания (5 мин)	Организует представление результатов творческого задания, предлагает учащимся рассказать о своих решениях.	Представляют свои решения, демонстрируют работу роботов, объясняют использованные логические условия.	Развитие коммуникативных навыков
16. Рефлексия (3 мин)	Предлагает учащимся оценить свое понимание темы с помощью “логических карточек”: зеленая - “понял все логические операции”, желтая - “есть некоторые вопросы”, красная - “нужна помощь”.	Оценивают свое понимание темы, поднимают соответствующие карточки, формулируют вопросы по неясным моментам.	Развитие навыков самооценки и рефлексии
17. Домашнее задание (3 мин)	Объясняет домашнее задание: 1) Составить таблицу истинности для трех логических переменных с операциями И, ИЛИ; 2) Придумать и записать алгоритм для робота с тремя датчиками нажатия.	Записывают домашнее задание, задают уточняющие вопросы.	Понимание домашнего задания
18. Подведение итогов урока (4 мин)	Обобщает изученный материал, акцентирует внимание на важности логических операций для программирования роботов, отмечает успехи учащихся, выставляет оценки.	Слушают, задают возникшие вопросы, помогают собрать оборудование.	Осознание результатов урока

Диагностика результатов:

Оценка правильности подключения двух датчиков к контроллеру
Анализ корректности составленных программ с логическими операциями
Проверка работоспособности робота при различных комбинациях состояний датчиков
Оценка творческого задания по созданию “умного” робота
Наблюдение за активностью учащихся в процессе урока
Анализ ответов на вопросы и выполнения практических заданий
Результаты рефлексии с использованием “логических карточек”