Практические работы по робототехнике lego
Обновлено: 04.05.2024
АКТУАЛЬНОСТЬ: в связи с качественным скачком развития новых технологий современному обществу требуются люди, способные нестандартно решать новые проблемы, вносить новизну во все сферы жизнедеятельности.
Современные дети живут в эпоху активной информатизации, компьютеризации и роботостроения. Сегодня государство испытывают острую потребность в высококвалифицированных специалистах, обладающих высокими интеллектуальными возможностями. И начинать готовить будущих инженеров нужно не в вузах, а значительно раньше - в дошкольном возрасте, когда у детей особенно выражен интерес к техническому творчеству.
Развитие элементарных математических представлений у детей дошкольного возраста имеет большую ценность для интенсивного умственного развития ребенка, его познавательных интересов и любознательности, логических операций (сравнение, обобщение, классификация). По моему мнению, эта тема является одной из сложных и интересных проблем дошкольного образования, так как основы логического мышления закладываются в дошкольном детстве. Эффективным средством развития математических знаний у дошкольников можно считать конструирование. Конструирование интенсивно развивается в дошкольном возрасте благодаря потребности ребенка в этом виде деятельности. Именно в процессе конструирования возможно эффективное освоение математических представлений, так как: в процессе конструирования присутствуют игровое мотивирование и сюрпризные моменты, что близко для детей младшего дошкольного возраста. Оно основано на действенном развитии, а в формировании элементарных математических представлений ведущим принято считать практический метод, сущность которого заключается в организации практической деятельности детей, направленной на усвоение определенных способов действий с предметами и их заменителями (изображениями, графическими моделями, моделями и т. д).
Следовательно, перед нами стоит задача развивать у детей навыки конструкторской, элементарной экспериментально-исследовательской, творческой деятельности.
Благодаря разработкам компаний, производителей образовательных конструкторов сегодня появилась возможность уже в дошкольном возрасте знакомить детей с основами строения технических объектов. Работая с конструктором LEGO, дети могут экспериментировать, обсуждать идеи, воплощать их в постройке, усовершенствовать и т.д. Это повышает самооценку ребенка, а умение действовать самостоятельно формирует чувство уверенности в своих силах. Поэтому конструктивная созидательная деятельность является идеальной формой работы, которая позволяет педагогу сочетать образование, воспитание и развитие детей в режиме игры. В связи с этим мы считаем актуальным использования LEGO-технологий в образовательном процессе ДОО.
Кроме того, в соответствие с региональной моделью выявления, поддержки и развития одарённых детей России в Ханты - Мансийском автономном округе существует необходимость формирования инновационной системы, которая коренным образом изменит интеллектуальность, креативность, а также образованность людей. Для этого необходимы условия и средства, способствующие развитию одарённого ребёнка уже в дошкольном возрасте.
Мы рассматриваем LEGO – конструирование и робототехнику также как эффективное средство подготовки детей к обучению в школе, осуществлению преемственности в работе ДОО и начальной школы, кружков технического творчества. У детей формируется умение учиться, добиваться результата, получать новые знания, закладываются предпосылки первой учебной деятельности.
Сегодняшним дошкольникам предстоит работать по профессиям, которых еще нет; решать задачи, о которых можно только догадываться; использовать новейшие технологии и изучать новое. Поэтому в настоящее время LEGO и робототехника должны быть в каждом детском саду.
Идея сделать LEGO-конструирование процессом направляемым, расширить содержание конструкторской деятельности дошкольников, за счет внедрения конструкторов нового поколения, а также привлечь родителей к совместному техническому творчеству легла в основу нашего проекта.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.
Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
“Станция юных техников Устиновского района города Ижевска ”
« Сборник практических заданий по Lego -конструированию для детей младшего школьного возраста с ОВЗ »
Составитель: Зайнуллина А.Ф. педагог дополнительного образования
первой квалификационной категории
В сборнике дано описание практических заданий по LEGO -конструированию, направленных на формирование прединженерного мышления у детей младшего школьного возраста с учетом особенностей ОВЗ.
Сборник, является оптимальной формой работы, который позволяет педагогу сочетать образование, воспитание и развитие детей в режиме игры и является актуальным использованием LEGO -технологий в образовательном процессе.
Актуальность.
Образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.
Для учащихся с ограниченными возможностями здоровья предметно-практическое обучение занимает центральное место, а в системе современных информационных технологий образовательная робототехника приобретают ведущую роль в когнитивном и социально-эмоциональном развитии обучающихся с ограниченными возможностями здоровья. Техническое конструирование является одним из продуктивных методов формирования творческой, разносторонне развитой личности, позволяет включать детей с ограниченными возможностями здоровья в социально значимую деятельность, способствует их самореализации.
Новизна заключается в общедоступности научно-технического образования для всех социальных групп, в первую очередь, для детей с ограниченными возможностями здоровья с целью их социальной адаптации и ранней профориентации.
Цель: Создание условий для развития детей с ограниченными возможностями здоровья и дальнейшая их поддержка в области научно-исследовательской работы и технического творчества, способствующие их профессиональному и личностному становлению, социальной адаптации средствами образовательной робототехники.
1. Мотивирование детей с ОВЗ к научно-техническому творчеству и самореализации, а также включение детей с ОВЗ в социально значимую деятельность.
2. Повышение интереса детей к инженерным и техническим специальностям и мотивация их на продолжение образования в научно-технической сфере.
3. Эффективное использование инновационных форм организации учебных занятий с использованием образовательной робототехники для детей с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ).
Особенности данных материалов.
Для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ) предметно-практическое обучение (системно-деятельностный подход) занимает центральное место, а в системе современных информационных технологий Lego - технологии приобретают ведущую роль в когнитивном и социально-эмоциональном развитии обучающихся с ОВЗ.
Данные материалы подобраны с учетом особенностей развития детей с ОВЗ и могут использоваться в работе со следующими категориями:
1. Нарушение слуха.
· глухие и слабослышащие;
· двустороннее нарушение слуховой функции;
· речевое общение затруднено или невозможно;
· нарушен вестибулярный аппарат.
2. Задержка психического развития (ЗПР).
· замедлен темп формирования высших психических функций;
· стойкое состояние незрелости эмоционально-волевой сферы;
3. Тяжелые нарушения речи.
· нарушения коммуникативной и познавательной (обобщающей) функций речи (алексия – отсутствие речи, неспособность к ее усвоению, дислексия – трудность овладения чтением; заикание);
· разные психофизические отклонения.
4. Расстройство поведения и общения.
· разнородная группа, в т.ч расстройство аутического спектра (РАС) и синдром дифицита внимания и гиперактивности (СДВГ);
· психологические особенности ведут к нарушению развития средств коммуникации и социальных навыков.
Предполагаемый результат .
Данные задания помогут педагогам активизировать скрытые возможности обучающихся с ОВЗ, что позволит повысить их творческую активность, коммуникабельность и в результате будут способствовать успешной социализации обучающихся с ОВЗ, обеспечивающей их полноценное участие в жизни общества, эффективной самореализации в различных видах профессиональной и социальной деятельности.
Универсальные учебные действия, которыми овладеют обучающиеся при работе с данным материалом:
· Постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно.
· Определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата; составление плана и последовательности действий.
· Контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений от него.
· Самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; поиск и выделение необходимой информации; применение методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств.
· Выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий.
· Осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной и письменной форме.
· Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.
· Самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера.
· Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками – определение целей, функций участников, способов взаимодействия.
· Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами родного языка
Материально техническое обеспечение.
Аппаратные средства
1. Персональный компьютер/планшет.
2. Конструктор Lego Wedo 2.0.
3. Конструктор Lego «Построй свою историю».
Программные средства
1. Операционная система Windows 7 и выше;
2. Программа Lego Wedo 2.0
Основная часть
Задания распределены по разделам:
· конструирование по образцу;
· конструирование по условиям;
· конструирование по модели;
· конструирование по простейшим чертежам и наглядным схемам.
В каждом разделе содержится несколько заданий, разных по уровню сложности (1 – простое, 2 – средней сложности, 3 – высокий уровень сложности).
Каждое задание в своём описании содержит следующие компоненты:
- сфера использования (в рамках занятий в ОУ)
Время на выполнение заданий рекомендуется не ограничивать – это связано с тем, что у каждого ребенка свой темп деятельности и мышления и ограничение по времени приведет к тому, что ребенок либо не доделает поделку до конца, либо не сделает качественно.
После выполнения заданий рекомендуется устно оценивать поделку ребенка, отмечая следующие показатели:
- правильность поделки (в поделках из 1, 2, 4 разделов);
- соответствие замыслу (3 раздел);
- оригинальность идеи (3 раздел);
- качество выполнения поделки (правильность скрепления деталей, надежность скрепления, аккуратность выполнения).
Оценивание работы ребенка рекомендуется на первых этапах проводить взрослому, на последующих этапах, когда дети освоят критерии оценивания – привлекать детей к оцениванию поделки сверстника.
Практическое задание 1. Простейшее управление роботом, движение по заданной траектории.
Задания на перемещения:
Робот проезжает вперед на 3 поворота колеса с мощностью 100;
Робот проезжает назад на 180 градусов с мощностью 20;
Робот проезжает вперед в течение 3 секунд с мощностью 50;
Робот проезжает вперед 3 оборота колеса, останавливается, затем проезжает назад 300 градусов;
Задания на повороты:
Робот вращает одно колесо:
Поворот налево на 90 градусов;
Поворот направо на 45 градусов;
Разворот на месте:
Поворот направо на 180 градусов;
Поворот налево на 90 градусов.
Движение робота по траектории:
Робот проезжает вперед на 20 см. Рекомендации по решению: для решения задачи используйте формулу длины окружности: L=2r. Измерьте радиус колеса, умножьте на 3,14(значение ) и на 2. Вы получите расстояние, которое робот проедет за 1 оборот колеса.
Организуйте движение робота по букве Т;
Организуйте движение робота по букве Z;
Организуйте движение робота по периметру квадрата со стороной 60 см (на полу).
Организуйте движение робота по периметру квадрата со стороной 30 см. В программе используйте блок Цикл. Рекомендации по решению: посмотрите внимательно на предыдущую программу. Найдите в ней повторяющиеся элементы. (движение вперед и поворот на 90 градусов). Поместите внутрь блока Цикл повторяющиеся действия и настройте блок на работу по количеству раз.
Решение задач с использованием цикла:
Робот двигается вперед в течение 5 с ( настройки блока: мощность моторов 100);
Робот двигается вперед в течение 5 с (используйте цикл по времени, настройка блока движения: мощность моторов 100, «Включить»);
Сравните результат этих двух программ. Выполняя какую программу, робот проехал большее расстояние?
Задание «Чертежник» (VII региональная олимпиада по робототехнике в Алтайском крае, 2017 г.). Задача робота состоит в том, чтобы за минимальное время проехать по полю, начертив рисунок с помощью закрепленного маркера. Рисунок состоит из последовательности правильно соединенных точек. Образец рисунка команда получает за 2 часа до начала соревнований.
Практическое задание 2. Расчет расстояния, пройденного роботом.
Робот при одном повороте колеса проедет примерно 12 сантиметров. Рассчитайте, сколько оборотов колеса роботу нужно сделать, чтобы проехать 96 сантиметров.
Робот имеет радиус колеса примерно 1,5 сантиметра. Рассчитайте, сколько сантиметров он проедет за 1 оборот колеса?
Робот проедет 25 сантиметров, повернув свои колеса на 600 degrees. Рассчитайте необходимое количество поворотов колес роботу, для преодоления им расстояния в 30 сантиметров.
Робот при одном повороте колеса проедет примерно 18 сантиметров. Рассчитайте диаметр колеса робота в этом случае.
Рассчитайте, на сколько градусов повернется колесо робота, для того чтобы робот проехал 52см? (диаметр колеса D=7,2см)
Робот проезжает 5 см, повернув колеса на 500 градусов. Рассчитайте, сколько оборотов колеса нужно сделать роботу, чтобы проехать 15 см?
Измерьте радиус колеса вашего робота. Рассчитайте, какое расстояние робот проедет за 5 оборотов колеса. Проверьте полученный результат. Рекомендации по решению: напишите соответствующую программу, загрузите программу в робота и измерьте расстояние, пройденное роботом.
Практическое задание 3. Решение задач с использованием датчика цвета.
Установите на робота сенсор цвета.
Зайдите в меню, проверьте, работает ли сенсор. Исследуйте, какие значения, отображаются на дисплее робота при установке на:
Решите задачи, используя датчик цвета:
Робот «учит английский язык». На тестовом поле робот должен правильно «назвать» все цвета.
Напишите программу для робота таким образом, чтобы при установке робота на черную поверхность он проехал вперед 20 см, на поверхности другого цвета он должен развернуться на 180 градусов.
«Робот-следопыт». Дан круг белого цвета (радиус равен 1 м), ограниченный черной линией шириной 5 см. Задача робота проехать по окружности черного цвета. Робот устанавливается на черную линию. Рекомендации по решению: Определите цвет поверхности. Если цвет черный, то робот должен проехать 0,3 поворота колеса вперед, а если цвет белый, то робот должен повернуть на 10 градусов вправо. Усовершенствуйте данное решение таким образом, чтобы робот проехал полный круг.
Используя решение предыдущей задачи, робот должен проехать полный круг в обратном направлении.
Напишите программу движения робота по траектории, изображенной на рисунке
Рекомендации по решению: в предыдущих задачах робот ехал внутри черной линии. Данное решение задачи не является оптимальным, если траектория будет содержать повороты в разные стороны, то таким способом решить задачу будет невозможно. Для решения таких задач робот должен перемещаться не внутри линии, а по границе черного и белого цветов. Если робот «видит» белый цвет, то он поворачивает в одну сторону, а если робот «видит» черный цвет, то он поворачивает в другую сторону.
Движение робота по границе черного и белого цветов можно реализовать с использованием двух сенсоров цвета. Это позволит роботу грамотно преодолевать перекрестки. Рекомендации по решению: Разместите датчики цвета с разных сторон от линии, подключите их в 3 и 4 порты на корпусе блока NXT. Составьте программу, рассмотрев все возможные ситуации:
Датчик, подключенный в 3 порт, находится на поверхности белого цвета и датчик, подключенный в 4 порт, находится на поверхности белого цвета: оба мотора едут вперед;
Датчик, подключенный в 3 порт, находится на поверхности белого цвета, а датчик, подключенный в 4 порт, находится на поверхности черного цвета: робот поворачивает влево одним мотором;
Датчик, подключенный в 3 порт, находится на поверхности черного цвета, а датчик, подключенный в 4 порт, находится на поверхности белого цвета: робот поворачивает вправо одним мотором;
Датчик, подключенный в 3 порт, находится на поверхности черного цвета и датчик, подключенный в 4 порт, находится на поверхности черного цвета: оба мотора едут вперед.
«Робот-разведчик». Робот устанавливается за пределами круга белого цвета, очерченного черной линией. Роботу необходимо попасть внутрь круга, в линии имеется только 1 въезд внутрь круга.
Задание «Траектория» (II очная олимпиада по робототехнике в Алтайском крае, 2012 г.). Робот, двигаясь из базового лагеря по черной линии, должен захватить шарик и преодолев все преграды вернуться с ним в базовый лагерь.
Задание «Черепащка» ( Мероприятие "РобоROOM - 2012", г. Томск). Дано поле, состоящее из квадратов разного цвета со стороной 20 см. Робот двигается из зоны старта(зеленый квадрат), руководствуясь инструкцией должен добраться до зоны финиша (красный квадрат). Инструкция задается посредством цветных квадратов, размещенных на поле. Квадраты разделены между собой черной линией толщиной 20 мм. Желтый квадрат — повернуть направо на 90 градусов и проехать вперед до другого квадрата. Синий квадрат — повернуть налево на 90 градусов и проехать вперед до другого квадрата. Белый квадрат — проехать вперед до другого квадрата, не поворачивая. Красный квадрат — остановиться — финиш. Расположение квадратов задается непосредственно перед попытками. Рекомендации по решению: в теле цикла можно последовательно установить несколько условий; используйте цикл по сенсору цвета.
Дополнительная информация. Использование датчика цвета в режиме освещенности.
В некоторых модулях NXT нет проверки датчика цвета в режиме освещенности. Напишите программу для отображения показаний датчика цвета на экране модуля NXT:
При запуске данной программы на экране будут отображаться значения, полученные с датчика цвета. Протестируйте программу на поверхности разного цвета, посмотрите, какие значения передает сенсор.
Напишите программу движения робота по черной линии, используя показания, полученные датчиком на поверхностях черного и белого цветов.
Рекомендации по решению: Измерьте показания на поверхности черного цвета и на поверхности белого цвета. Вычислите среднее арифметическое значение между показаниями черного и белого цветов. Данное значение считается значением границы черного и белого цветов, его мы будем использовать как пороговое значение в настройке условия. Значения, большие порогового, робот будет считать белым, а меньшие порогового – черным. Остальная часть программы следования робота по границе черного и белого цветов остается такой же, как и при решении с использованием датчика цвета.
Замечание: в приведенном решении пороговое значение равно 20.
Практическое задание 4. Знакомство с ультразвуковым сенсором.
Установите на робота сенсор ультразвука.
Зайдите в меню, проверьте, работает ли сенсор.
Проверьте, с какими единицами измерения может работать датчик.
Решите задачи, используя датчик ультразвука:
Робот определяет расстояние до предмета. Если расстояние меньше 30 см, то робот продвигается назад в течение 2 секунд, иначе робот продвигается вперед на 3 оборота колеса. Рекомендации по решению: используйте условие.
Робот определяет расстояние до предмета. Если расстояние больше 20 см, то робот продвигается вперед на 5 см, иначе робот произносит «Stop». Рекомендации по решению: используйте условие.
Робот двигается вперед, пока расстояние до предмета более 10 см. Рекомендации по решению: используйте цикл по сенсору или бесконечный цикл с условием.
Робот перемещается по комнате, объезжая препятствия.
«Пугливый робот». Робот перемещается по комнате, при появлении предмета на расстоянии 20 см до робота он «пугается» и убегает назад.
«Робот-сыщик». Дан квадрат со стороной 1 м. В углах квадрата произвольно расставлены 3 баночки. Робот, стартуя из центра квадрата, должен найти все баночки. При обнаружении баночки робот произносит фразу «Yes».
«Робот-уборщик». Робот находится в центре круга белого цвета (радиус равен 1 м), ограниченного черной линией шириной 5 см. В круге находятся баночки, которые робот должен убрать из круга.
Задание «Кегельринг плюс» (V очная олимпиада по робототехнике в Алтайском крае, 2015 г.). Задача робота состоит в том, чтобы за минимальное время вытолкнуть из круга кегли, расположенные на белой поверхности; кегли, расположенные на зеленой поверхности, робот не должен выталкивать. Робот перед стартом устанавливается в центр круга. Расположение кеглей на цветных кругах определяется методом жеребьевки перед попыткой.
Практическое задание 5. Знакомство с блоком Sound (работа со звуком).
Робот проезжает вперед на 20 см, останавливается и произносит «Hello»;
Робот проезжает вперед на 3 поворота колеса, произносит «Stop» разворачивается на 180 градусов, приезжает обратно и произносит «Ok»;
Робот двигается вперед в течение 6 секунд и все время произносит стандартный звук Bravo.
Практическое задание 6. Работа со звуком и с сенсором ультразвука.
Робот ищет препятствия вокруг себя на расстоянии 30 см;
Робот ищет препятствия, которые находятся от него на расстоянии не менее 15 см. Каждый раз, когда робот находит препятствие, он останавливается и произносит «свою любимую фразу»;
Напишите программу, выполняя которую робот здоровается со своим другом, только когда подъезжает к нему на расстояние, меньшее 10 см;
Два робота выехали на встречу друг другу. Напишите программу, используя которую, роботы смогут избежать столкновения (необходимо учесть следующие факторы: правостороннее движение, скорость робота, расстояние до встречного робота).
Практическое задание 7. Знакомство с сенсором нажатия.
Установите на робота сенсор нажатия.
Зайдите в меню, проверьте, работает ли сенсор.
Напишите программу для работы «смелого» робота: робот пугается объекта только тогда, когда наталкивается на него. Поведение робота при испуге может быть различным: робот может «закричать» или «убежать» в другую сторону.
«Умный» робот. Робот находится в одном из углов квадрата со стороной 1 м. В центре квадрата расположен кубик со стороной 10 см. Роботу необходимо попасть в противоположный угол квадрата, объехав кубик. При решении задачи используется сенсор нажатия.
«Робот-спринтер». Объявляются соревнования на выявление самого быстрого робота. Робот должен проехать дистанцию за наиболее короткое время. По команде «старт» ответственный за робота нажимает кнопку, и робот начинает движение.
Практическое задание 8. Работа с блоком Display (задания для самостоятельного выполнения).
Установите в программу блок Display.
Выберите в настройках блока необходимый объект: Image(картинка), Text(текст), Drawing(геометрический объект), Reset(очистка);
Выполните настройку координат для вывода в соответствующее место на дисплее.
После блока Display установите блок Time, чтобы увидеть результат на экране.
Напишите программу вывода на экран:
Смайла с улыбкой по центру экрана;
Часов в левом нижнем углу экрана;
Напишите программу вывода на экран:
Точки с координатами (50, 50);
Окружности, у которой центр находится в точке (20, 20), а радиус равен 15;
Напишите программу, которая выводит на экран текущее расстояние до объекта;
Исследуйте, какое максимальное количество точек на экране робота по горизонтали и по вертикали.
В настоящее время образовательная робототехника достигла мировых масштабов. В начале 2000-х годов в несколько десятков российских школ было внезапно закуплено много конструкторов Лего. Стоимость комплекта на школу составляла около миллиона рублей. В большинстве своем эти комплекты числятся на балансе, но не используются, а вот в некоторых школах им нашли применение. Работая во внеурочное время ребята многих школ учатся моделировать, программировать, фантазировать, строят действующие модели реальных механизмов, живых организмов и\или машин, проводят естественнонаучные эксперименты, осваивают основы информатики, алгоритмики и робототехники, попутно укрепляя свои знания по математике и физике, а также приобретают навыки работы в творческом коллективе. [1]. Свои достижения ребята проявляют на различных конкурсах, выставках и фестивалях. Более подробно о результатах проявленных в этом направлении можно найти на робототехнических порталах и сайтах. [2] На них можно найти наиболее полную и качественную коллекцию ссылок на сайты, посвященные робототехнике.
Так же, в интернете, можно найти много материала, начиная с исторических данных возникновения робототехники, классификации роботов, применением в современном производстве и всевозможных проектов посвященных этой теме. [2]
Основоположником образовательной робототехники в Алтайском крае является Ушаков Алексей Александрович, учитель гимназии №42, города Барнаул. Целью его работы в этом направлении является разработка комплекта
дидактических и методических материалов по использованию робототехники в начальной и средней школе в классах без политехнического профиля.[3] Так же в развитии робототехники в Алтайском крае принимают участие: кафедра теоретических основ информатики АлтГПА (Елена Викторовна Пузырная); МБОУ "Гимназия № 42" г.Барнаула (Антонина Валерьевна Миллер).
Добавляя к выше сказанному в школы Алтайского края, как и в ряд других школ по всей России, были завезены конструкторы Lego Wedo, которые по мнению самого изготовителя и «Министерства образования и науки РФ», представляют хорошую платформу для развития детей, начиная с первого класса.[4]
Но, как всякая новая отрасль, робототехника в образовании имеет свои недостатки, которые включают следующие составляющие: методическое сопровождение, финансирование.
Проблема методического сопровождения существует в связи с нехваткой учебных и методических пособий по данному направлению. Поэтому существует необходимость в разработке новых методик, удовлетворяющих условиям учебного плана.
В рамках нашего проекта была проведена работа по созданию и внедрению методического пособия, целевой аудиторией которого станут не только учителя, но и ученики Алтайского края.
На базе АлтГПА с 10 октября 2011 года действует дистанционный курс «Основы робототехники. Конструктор Wedo», который позволяет учащимся и их преподавателям получить необходимую информацию об учебном конструкторе LEGO Wedo, научиться управлять им, решать задачи практического характера. Ребятам, данный конструктор предоставляет огромные возможности для развития творческого потенциала.
На сегодняшний день участниками нашего курса являются более 20 человек, из разных уголков нашего края:
1. Полина Казазаева (3 класс) из п.Заря, Бийского района МКОУ "Заринская сош". Руководитель: Крехтунова Людмила Ивановна.
2. Владислав Савкин (7 класс) из п.Заря, Бийского района МКОУ "Заринская сош". Руководитель: Крехтунова Людмила Ивановна.
3. Алёна Прасолова (3 класс) из п.Заря, Бийского района МКОУ "Заринская сош". Руководитель: Крехтунова Людмила Ивановна.
4. Дмитрий Шурупов
5. Кирилл Митин
6. Группа из МОУ « СОШ №30 г.Новоалтайска»: Рогожкина Алена (11 класс), Солдаткин Юрий (11 класс), Железняков Илья (10 класс), Железняков Егор (10 класс), Витюгов Станислав (3 класс), Лысов Егор (3 класс). Роководители: Еременко Татьяна Юрьевна , Вера Владимировна Хворова.
7. Группа из МБОУ «СОШ №1 г. Новоалтайска»: учащиеся 4 «Б» класса. Руководитель: Шалагина Елена Александровна .
8. Алексей Раков (9 класс) из п. Тальменка, ученик ЦДО.
9. Виталий Заболотин (9 класс) из с. Тогул, ученик ЦДО. 10.Кирилл Кружков (9 класс) из г. Барнаула, ученик ЦДО.
Возраст участников также различен: 7-17 лет.
Структура каждого занятие включает лекцию, практические задачи и задания для самостоятельного выполнения (домашняя работа).
На изучение темы и выполнение домашнего задания, в среднем, предоставляется одна - две недели. За это время учащиеся курса выполняют различные задания, проявляют свои творческие возможности. Ответы и решения присылаются в виде текстовых файлов, фотографий, видео, программ. Мы в свою очередь проверяем все присланное, оцениваем работы (зачтено/ не зачтено), оставляем в письме каждому участнику свои отзывы, замечания и пожелания. Так же отвечаем на вопросы, которые возникают в процессе решения поставленных задач. Помимо этого, для осуществления обратной связи, в курсе предусмотрена организация форума.
За четыре месяца обучения на курсе «Основы робототехники. Конструктор Wedo» изучены следующие темы:
- История развития робототехники
- Введение в робототехнику
- Конструирование роботов. Основы конструирования роботов
- Программирование и конструирование модели «Голодный аллигатор»
- Программирование и конструирование модели «Танцующие птицы»
- Программирование и конструирование модели «Умная вертушка»
- Программирование и конструирование модели «Обезьянка-барабанщица»
- Программирование и конструирование модели «Рычащий лев»
- Программирование и конструирование модели «Порхающая птица»
- Конкурс на лучшую творческую работу
- Программирование и конструирование модели «Нападающий»
- Программирование и конструирование модели «Вратарь»
По данным темам учащиеся выполняли различные домашние задания, например:
1. Написать эссе на одну из тем: «Будущее роботов и людей», «Роботы будущего», «Место роботов в будущем».
2. В любом графическом редакторе создать рисунок «Мое представление робота».
3. Собрать модель, представленную в лекции или самостоятельно придуманную модель робота.
4. Прислать фотографию команды с собранной моделью робота.
5. Разыскать как можно больше сведений о «животных» и «птицах», т.е. о моделях, которые сами сконструировали.
6. Прислать видео-доклад на тему «Поведение аллигатора в живой природе».
7. Создать для собранной модели программу, чтобы её поведение стало бы больше походить на настоящее. Например: аллигатор бы чувствовал еду в
пасти; птицы бы танцевали в разные стороны; обезьянка-барабанщица отбивала бы забавные ритмы; сконструированный лев лежал, садился и рычал; чтобы птица издавала звук, когда клюет зерно, чтобы нападающий ждал, пока мяч не займет правильную позицию и др.
8. Выполнить тест, расположенный в разделе "Тестовое задание Lego Wedo".
9. Прислать видео-доклад о птицах.
10. Заполнить таблицы, анализируя работу различных механизмов, датчиков, конструкций.
Занятия конструированием, программированием, исследованиями, написание отчётов, а также общение в процессе работы способствуют разностороннему развитию учащихся. Интегрирование различных школьных предметов в учебном курсе ЛЕГО открывает новые возможности для реализации новых образовательных концепций, овладения новыми навыками и расширения круга интересов.
РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО РОБОТОТЕХНИКЕ НА ВИЗУАЛЬНОМ ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ LEGO EV3-G
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Типовые задачи робототехники включаеют в себя управление датчиками роботов. Рассмотрим примеры таких задач [1].
1. Задачи на управление цветосветовым датчиком
Датчик цвета – это цифровой датчик, который может определять цветили яркость света, поступающего в небольшое окошко на лицевой стороне датчика (рис. 1). Этот датчик может работать в трех разных режимах: в режиме «Цвет», в режиме «Яркость отраженного света» и в режиме «Яркость внешнего освещения».
Рис. 1. Датчик цвета и освещенности
Характеристики датчика
В режиме «цвет» датчик цвета распознает семь цветов: черный, синий, зеленый, желтый, красный, белый и коричневый, а также отсутствие цвета
В режиме «яркость отраженного света» датчик цвета определяет яркость света, отраженного света светодиода датчика излучающего красный свет.
В режиме «яркость внешнего освещения» датчик цвета определяет силу света, входящего в окошко из окружающей среды, например солнечного света или луча фонарика.
Задача 1. Необходимо написать программу, называющую цвета предметов, подносимых к датчику цвета.
Задача 2. Необходимо написать программу прямолинейного движения робота, называющего цвета полос, над которыми он проезжает. При достижении черной полосы робот проговаривает «Stop» и останавливается.
Задача 3. Необходимо написать программу движения робота, при останавливающегося при достижении черной линии.
Задача 4. Необходимо написать программу для робота, передвигающегося внутри круга.
Задача 5. Необходимо написать программу, изменяющую скорость движения нашего робота в зависимости от интенсивности внешнего освещения.
2. Задачи на управление ультразвуковым датчиком
Работа ультразвукоого датчика основана на использовании эффекта Доплера – изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Работает в диапазоне ультразвуковых частот, откуда и произошло название – «ультразвуковой».
Рис. 2. Ультразвуковой жатчик
Характеристики
Автоматическая идентификация производится программным обеспечением микрокомпьютера EV3
Если ультразвуковой сигнал распознан, датчик возвращает логическое значение «Истина»
Передняя подсветка в виде красного кольца горит постоянно при передаче сигнала и мигает при прослушивании эфира
Точность измерения до +/- 1 см
Измерение расстояния в диапазоне от 1 до 250 см
Задача 6. Написать программу, останавливающую прямолинейно движущегося робота, на расстоянии 15 см до стены или препятствия.
Задача 7. Необходимо написать программу, останавливающую робота на 15 см. до препятсвия.
Задача 8. Необходимо написать программу, обнаруживающую другого робота, с работающим ультразвуковым датчиком.
Список литературы
Справочная система программного обеспечения для учителя системы программирования Lego Education Mindstorms EV3.
Филиппов С. А. Робототехника для детей и родителей. М.: Наука, 2011. 264 с.
Читайте также: