Практическая работа «Конструирование робота. Программирование поворотов робота»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Образовательная организация: ГБОУ Школа № 1362
Учитель: Ахметов Рустам
Дата проведения:
Класс: 6

ЦЕЛЕВОЙ БЛОК

Модуль: Мобильная робототехника
Тема урока: Практическая работа «Конструирование робота. Программирование поворотов робота»
Цель урока: Создать условия для формирования практических навыков конструирования мобильного робота и программирования различных типов поворотов через практическую деятельность.

Планируемые результаты:

Предметные:

Знание принципов конструирования мобильной платформы робота
Умение программировать различные типы поворотов (на месте, по дуге)
Навык оптимизации конструкции и программы для точного выполнения поворотов
Понимание взаимосвязи между конструкцией робота и точностью его движений

Метапредметные:

Регулятивные УУД: умение ставить цель, планировать этапы сборки и программирования, корректировать конструкцию и программу
Познавательные УУД: умение применять физические и математические знания для решения практической задачи
Коммуникативные УУД: умение работать в команде, распределять обязанности, обсуждать результаты испытаний

Личностные:

Формирование инженерного мышления
Развитие настойчивости в достижении результата
Воспитание ответственности за качество выполненной работы
Формирование интереса к техническому творчеству

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК

Задачи урока:

Образовательные:

Закрепить знания о принципах конструирования мобильной робототехнической платформы
Научить программировать различные типы поворотов робота
Сформировать понимание влияния конструкции на характеристики движения

Развивающие:

Развивать пространственное мышление и навыки конструирования
Формировать алгоритмическое мышление при программировании движений
Развивать умение анализировать и корректировать результаты

Воспитательные:

Воспитывать культуру работы с техническими устройствами
Формировать навыки сотрудничества при решении практических задач
Развивать внимание к деталям и точность в работе

Тип урока: Практическая работа

Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение:

Образовательные робототехнические наборы (LEGO Education, Arduino или аналоги)
Компьютеры с установленной средой программирования
Поле для тестирования роботов с разметкой углов (90°, 45°, 30°)
Линейки, транспортиры, маркеры
Инструкции по сборке базовой модели робота
Справочные материалы по программированию поворотов
Секундомер для измерения скорости выполнения заданий

ОРГАНИЗАЦИОННО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ БЛОК

Образовательные технологии:

Практико-ориентированное обучение
Проектная технология
Командная работа
Эксперимент и исследование

Межпредметные связи:

Физика: Моменты сил при повороте, центробежные силы, трение скольжения и качения
Математика: Расчет углов поворота, радиусов, программирование точных перемещений
Информатика: Алгоритмизация и программирование, циклы, условные операторы
Технология: Методы сборки конструкций, соединение деталей

Основные понятия: Платформа робота, дифференциальный привод, поворот на месте, поворот по дуге, радиус поворота, точность позиционирования, таймер, энкодеры, постоянная скорость, проскальзывание колес

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Планируемые результаты предметные	Планируемые результаты УУД
1. Организационный момент (3 мин)	Приветствует учащихся, проверяет готовность к уроку. Проводит инструктаж по технике безопасности при работе с конструктором и электронными компонентами.	Готовят рабочие места, проверяют наличие необходимых компонентов конструктора, включают компьютеры	Знание правил техники безопасности	Регулятивные: самоорганизация
2. Постановка задачи (5 мин)	Объясняет задачи практической работы: “Сегодня вам предстоит собрать мобильного робота и запрограммировать его для выполнения различных поворотов. Робот должен уметь поворачиваться на точно заданный угол и двигаться по различным траекториям”. Показывает видео с примерами движения робота по различным траекториям.	Слушают, задают уточняющие вопросы, обсуждают особенности поворотов роботов разного типа	Понимание принципов поворота робота и влияния конструкции на характер движения	Познавательные: мотивация к практической деятельности
3. Мини-лекция “Физика поворотов робота” (7 мин)	Объясняет физические основы поворотов робота: моменты сил, центробежные силы, трение. Поясняет математические расчеты для программирования точных поворотов.	Слушают, делают записи. Отвечают на вопросы о взаимосвязи физических величин и программных параметров	Понимание физических принципов поворота робота и математических расчетов	Познавательные: установление межпредметных связей
4. Конструирование базовой модели робота (15 мин)	Демонстрирует основные элементы конструкции робота, раздает инструкции по сборке базовой модели. Консультирует группы по вопросам оптимального расположения колес, моторов и центра тяжести.	Работают в парах/малых группах, собирают базовую модель робота согласно инструкции или по собственному проекту с учетом требований к точности движений	Умение конструировать базовую модель мобильного робота с учетом требований к выполнению задачи	Регулятивные: планирование последовательности сборки Коммуникативные: взаимодействие в группе
5. Программирование поворотов робота (15 мин)	Объясняет принципы программирования разных типов поворотов: на месте (разнонаправленное вращение колес) и по дуге (различные скорости колес). Демонстрирует пример программы, объясняет параметры, влияющие на точность поворота.	Создают программы для управления роботом, задавая параметры поворотов. Программируют: 1) поворот на месте на 90° 2) поворот на месте на произвольный угол 3) движение по дуге заданного радиуса	Умение программировать различные типы поворотов робота, настраивать параметры для достижения точности	Познавательные: алгоритмическое мышление Регулятивные: самоконтроль и коррекция
6. Практические испытания и корректировка (10 мин)	Организует тестирование роботов на поле с разметкой. Консультирует по вопросам отладки программ и корректировки конструкции.	Проводят испытания своих роботов, измеряют точность поворотов, выявляют проблемы, корректируют программы и конструкцию	Умение анализировать результаты испытаний и вносить изменения для улучшения точности	Познавательные: анализ результатов Регулятивные: корректировка действий
7. Демонстрация и оценка результатов (8 мин)	Организует демонстрацию работы роботов. Предлагает учащимся оценить точность выполнения поворотов и движения по заданной траектории.	Демонстрируют работу своих роботов, комментируют особенности конструкции и программы, отвечают на вопросы	Умение демонстрировать и объяснять принципы работы созданного робота	Коммуникативные: представление результатов Познавательные: рефлексия
8. Подведение итогов и рефлексия (2 мин)	Подводит итоги практической работы, отмечает успешные решения и типичные проблемы. Задает вопросы: “Что влияло на точность поворотов?”, “Какой тип поворота оказался сложнее реализовать?”	Отвечают на вопросы, делятся впечатлениями о работе, оценивают свои достижения	Понимание факторов, влияющих на точность движения робота	Регулятивные: оценка результатов Познавательные: обобщение опыта

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Базовый уровень:

Завершить программирование робота (если не успели на уроке)
Подготовить краткий отчет о проделанной работе с описанием конструкции робота и особенностей программирования поворотов

Повышенный уровень:

Разработать программу для движения робота по сложной траектории (восьмерка, спираль)
Исследовать зависимость точности поворота от скорости движения робота

ОЦЕНИВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Критерии оценивания практической работы:

Качество сборки робота (прочность, симметричность, оптимальное расположение центра тяжести) (1-5 баллов)
Работоспособность программы для поворота на месте (1-5 баллов)
Работоспособность программы для поворота по дуге (1-5 баллов)
Точность выполнения поворотов на заданные углы (1-5 баллов)
Оригинальность решения и дополнительная функциональность (0-5 баллов)

Шкала оценивания:

“5” - 20-25 баллов
“4” - 15-19 баллов
“3” - 10-14 баллов
“2” - менее 10 баллов

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

По итогам урока учащиеся должны:

Знать:

Принципы конструирования шасси мобильного робота
Физические основы поворотов робота
Методы программирования различных типов поворотов
Факторы, влияющие на точность движения робота

Уметь:

Конструировать базовую модель мобильного робота
Программировать повороты робота на месте и по дуге
Настраивать параметры программы для достижения требуемой точности движений
Анализировать и корректировать работу робота

Владеть:

Навыками конструирования мобильной робототехнической платформы
Приемами программирования движения робота по заданной траектории
Методами отладки и оптимизации программы управления роботом

Дополнительные материалы к уроку:

Схемы сборки базовой модели робота
Примеры программ для различных типов поворотов
Формулы для расчета параметров поворота
Шаблоны траекторий для тестирования роботов
Таблица для записи результатов измерений точности поворотов