Мастер -класс по робототехнике «Конструирование робота-художника».

Мастер ­класс по робототехнике «Конструирование робота­художника» Районный конкурс «Учитель года 2016г.» Учитель математики  МБОУ Шуйская СОШ» Нерыдаева О.В. Тема: Знакомство с конструктором  Lego Mindstorms education/ Место проведения: МБОУ «Шуйская СОШ» Продолжительность мастер класса: 15 мин. Цель мастер­класса: создание условий для самовыражения и успеха участников, реализации  их творческого потенциала, формирования у участников таких ценных качеств как  самодостаточность, ответственность, критичность мышления, умение работать в команде,  настойчивость в достижении поставленной цели. Привлечение интереса к занятиям  робототехникой. Задачи: познакомить присутствующих с конструктором  Lego Mindstorms и входящим в его  комплект микрокомпьютером NXT, средой программирования  Lego Mindstorms  NXT 2.1, собрать и запрограммировать робота­художника. Оборудование: персональные компьютеры, локальная сеть, комплекты  Lego Mindstorms.  Структура мастер­класса. Этапы занятия 1. Организационный 2.Подготовительный 3.Практический 4.Итоговый Деятельность Включение в деловой ритм. Формирование познавательных мотивов. Сборка и программирование робота­ художника. Анализ успешности усвоенного материала и  деятельности (учащихся). Рефлексия.   Ход мастер­класса. 1.Организационный этап.  Я рада видеть вас на своём мастер­классе. 2.Актуализация опорных знаний. Эпиграф к мастер­классу: Россия нуждается в инженерах,а не в юристах. Инженеры, специалисты­компьютерщики, биологи, физики, химики­люди,которые должны сформировать инновационную среду... Д.А.Медведев. 21   век­это   век   новейших   компьютерных   разработок   и   цифрового   оборудования.   В современном обществе идет внедрение роботов в повседневную жизнь, очень многие процессы заменяются   роботами.   Сферы   применения   роботов   различны:   медицина,   строительство, геодезия, метеорология и т.д. Очень многие процессы в жизни человек уже и не мыслит без робототехнических   устройств   (мобильных   роботов):   робот   для   всевозможных   детских   и взрослых игрушек, робот – сиделка, робот – нянечка, робот – домработница и т.д.   Специалисты,   обладающие   знаниями   в   области   инженерной   робототехники,   в   настоящее время достаточно востребованы. Поэтому необходимо внедрять занятия по робототехнике в учебный   процесс   в   школе,   так   как   они   способствуют     развитию   технического   и аналитического  мышления школьников. А сейчас, вашему вниманию представлю небольшой фрагмент  занятия по робототехнике. 3.Практический этап. У   новичков   образовательной   робототехники   робот,   как   правило,   ассоциируется   с человекоподобным существом. Примеры таких моделей представлены на экране. Сегодня на занятии у вас есть уникальная возможность создать своего первого робота.  Для сборки робота  мы будем использовать конструктор Lego Mindstorms.  Перед вами набор  Lego, в состав которого входят 431 деталь. Микропроцессор  NXT:   автоматически   определяет   и   управляет   датчиками   и   моторами (сердце робота). Работа с меню NXT происходит при помощи 4 кнопок: оранжевая кнопка для включения   микропроцессора.   На   панели   микропроцессора   есть   порты   для   подключения датчиков и моторов. Датчики: касания, звука, освещённости. Сервоприводы и соединительные провода (моторы). Шестерёнки, колёса и оси. Конструкционные элементы: балки, блоки, пластины. Специальные детали: цветные шары, фигурки человечков. Перейдём к сборке робота­художника.  Работать будем в парах. Возьмём в руки два мотора и соединим их балками. В специальные отверстия моторов вденем оси, на которые установим колёса. Проверим, как вращаются колёса. С помощью специальных балок и штифтов закрепим микропроцессор. Чтобы конструкция робота была устойчивой, понадобится третье колесо, установим его. Прикрепляем руки нашему художнику и держатель для карандаша. С помощью соединительных проводов подключаем моторы к микропроцессору. Первый мотор подключаем через порт В, второй мотор через порт А. С этой задачей вы справились. У вас получились замечательные роботы. После   того   как   робота   собрали   его   нужно   оживить.   Точнее   заставить   двигаться   по определённому алгоритму. Для этого нужно создать программу на  языке программирования высокого уровня Lego Mindstorms  NXT 2.1. Программирование в стандартной среде Lego Mindstorms  NXT 2.1 не составляет особого  труда. Весь процесс программирования выглядит как перетаскивание блоков с  определёнными действиями. Начинаем программировать. Внимание на экран. Запустите программное обеспечение Lego Mindstorms  NXT 2.1 с рабочего стола. Создайте новый документ Перед вами окно стандартного программного обеспечения. Познакомимся с интерфейсом данной программы. Рабочее поле­область экрана ,где составляются программы. Палитра команд, которая представлена блоками. Панель настроек: отображается для каждого программного блока, позволяет описать команду, которую этот блок должен выполнить. Пульт управления: пять кнопок, которые позволяют загружать программы в микропроцессор. Попробуем составить программу вместе, слушая и выполняя мой команды. 1. Создайте новый документ. Левой кнопкой мыши перетащите в рабочую зону иконку блока  Цикл. 2.В панели настроек для данного блока сконфигурируйте цикл для выхода из цикла по  значению счетчика, большему 20 3. Левой кнопкой мыши перетащите внутрь цикла иконку блока Движение. Блок движения  позволяет управлять движением мотора 4. Настройте блок, выбрав двигатели B и С, направление движения ­ вперед, уровень  мощности 75%, длительность ­ 1 оборот. В конце операции должен быть включен тормоз.  Этот блок обеспечивает поступательное движение робота. Он должен пройти расстояние,  соответствующее одному обороту колеса. 5. Добавьте второй блок. 6. Параметры настройки этого блока таковы: двигатели B и С, направление движения ­  вперед, уровень мощности 75%, длительность ­ (как мы рассчитали) 227 градусов, поворот на  месте влево. В конце операции должен будет включен тормоз. Угол в поворота колеса в 227  градусов должен соответствовать повороту робота на 120 градусов, в нашем случае влево. Подключите робот шнуром USB к компьютеру. 7. Нажмите кнопку RUN, программа будет загружена в NXT и запущена. Движение робота будет описываться сценарием "двигаемся вперед, затем поворачиваем  влево" Повторив эту последовательность3 раза, робот опишет треугольник. Робот, которого мы сегодня создали, довольно примитивен, чтобы сделать что­то серьёзное  необходимо гораздо больше времени. Наш робот будет рисовать цветок. Давайте продемонстрируем, что у нас с вами получилось. Очень хорошо .Молодцы . У вас всё получилось. 4.Рефлексия. Наш мастер –класс подошёл к концу. Мне очень интересно ваше мнение. Что понравилось? В чём возникли трудности? Хотели ли вы продолжить занятия по робототехнике? 5. Заключительная часть. Проводя данный мастер –класс, я поставила перед собой задачу познакомить вас с   конструктором Lego Mindstorms education. Но, то с чем сегодня познакомились, это малая  доля того на что способен данный конструктор и среда программирования. Более  продвинутый уровень­ это создание роботов – исследователей  и участие в соревнованиях  роботов. И хотелось бы ещё раз сказать о том, что необходимо создавать новую базу, внедрять новые технологии. И одним из таких перспективных направлений является образовательная  робототехника. Фрагмент презентации мастер–класса.