Использование робототехнических наборов на уроках физики для формирования экспериментальных навыков обучающихся

Антипина Анна Вячеславовна,
учитель физики МАОУ «СОШ №17»
г.Соликамск Пермский край

Разновидности робототехнических наборов
Цели использования робототехнических наборов
Методика использования робототехнических наборов
Примеры заданий
Ресурсы

3

4

5

6

7

Наборы Lego «Простые механизмы» (на уроках технологии)
Наборы Lego Education WeDo (начальная школа)
Наборы Lego Education Spike Prime (начальная школа)
Наборы Lego Education EV3 (основная школа)

Демонстрация явлений в педагогически трансформируемом виде, создание экспериментальной базы для их изучения. 
Иллюстрация законов и закономерностей в доступном для учеников виде. 
Повышение наглядности преподавания физики. 
Ознакомление учеников с экспериментальным методом исследования физических явлений. 
Развитие интереса к изучению физики. 
Формирование навыков использования
роботов в исследованиях и мотивации
к инженерно-техническому творчеству.

Робот как объект изучения — изучение физических принципов работы датчиков, двигателей и других систем конструктора.
Робот как средство измерения в традиционном эксперименте — датчики базового конструктора и дополнительные виды датчиков используются как измерительная система с обработкой и фиксацией результатов.
Робот как средство постановки физического эксперимента (роботизированный эксперимент) — комплексное использование двигателей, систем оповещения, датчиков и робототехнического конструктора в демонстрационном и лабораторном эксперименте.
Робот как средство учебного моделирования и конструирования — применение образовательной робототехники в проектно-исследовательской и конструкторской работе учащихся: создание нового робота, модернизация робота (разработка и проектирование новых датчиков и других систем).

Касания
Цвета/освещенности
Инфракрасный
Гироскопический
Ультразвуковой

Механические, тепловые, электрические, магнитные, световые, звуковые явления
Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение
Инерция. Закон инерции. Взаимодействие тел как причина изменения скорости движения тел
Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге

Роботы: назначение, использование датчиков цвета, звука,…
Исследование равномерного движения машины
Изучение явления инерции: исследовать движение пассажиров при поворотах, резком торможении машины»
Сборка моделей рычагов. Виды рычагов

1. Датчик звука ДЗА-012. Датчик магнитного поля ДМПЦ-01 с магнитиком3. Приемник сигналов пульта ДУ ДИСЦ-01 с пультом управления ДУ4. Акселлерометр ДАЦ-015. Компас ДКЦ-016. Метеостанция ДМЦ-017. Датчик линии ДЛЦ-01

Действия электрического тока

Магнитное поле. Магнитное поле Земли и его значение для жизни на Земле
Звук. Распространение и отражение звука

Исследование магнитного действия электрического тока
Изучение работы датчика «Компас»
Изучение работы ультразвукового датчика

Для демонстрации учителем – достаточно 1 устройства
Для отработки исследовательских умений – хотя бы 1 устройство на парту + компьютер (для обработки результатов исследований)

Сайт Всероссийского учебно-методического центра образовательной робототехники. На ресурсе представлены примеры использования роботов LEGO на уроках физики, например, работы, в которых робот используется как вспомогательный элемент (например, опыт по измерению силы, которую прикладывает тележка) или как устройство, позволяющее экспериментатору производить замеры. cyberleninka.ru
Презентация по теме «Применение LEGO на уроках физики». В ней описаны направления использования роботов в преподавании физики: как объект изучения (изучение физических принципов работы датчиков, двигателей), как средство измерения в традиционном эксперименте, как средство постановки физического эксперимента. kopilkaurokov.ru
Учебно-методическое пособие «Практикум по основам робототехники. Задачи для LEGO Mindstorms NXT и EV3». В нём представлены задачи для работы с конструкторами LEGO Mindstorms NXT и EV3. педпроект.рф
Онлайн-платформы:
Онлайн-курсы по робототехнике. Они предлагают обучающие программы с практическими занятиями, где обучение проходит с использованием наборов LEGO. Например, курс «Уроки робототехники. Level 1» на платформе lektorium.tv, который изучает основы робототехники с использованием конструкторов LEGO, но курс можно проходить и без конструктора (задачи решаются в виртуальной среде). dtf.rulektorium.tv
Симуляторы роботов. Они позволяют отрабатывать простые и сложные действия, создавать физическую среду, загружать собственные полигоны и модели роботов. Например, Virtual Robotics Toolkit, Robot Virtual Worlds — LEGO 4. x (RVW).