Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Токарёвский районный Дом детского творчества»
Открытое занятие
«Программирование робота LEGO Mindstorms EV3»
Педагог дополнительного образования
Переточкина А.Ю.
2022
Цели:
· ознакомление с робототехникой с помощью образовательного набора LEGO Mindstorms EV3 (LEGO Education Mindstorms EV3);
· систематизация знаний по теме «Алгоритмы» (на примере работы Роботов LEGO Mindstorms EV3);
· усвоение понятий исполнитель, алгоритм, циклический алгоритм, свойства циклического алгоритма, дать представление о составлении простейших циклических алгоритмов в среде LEGO Education. Дополнительно усваивается понятие геометрического узора.
В ходе занятия, обучающиеся должны продемонстрировать следующие результаты в виде универсальных учебных действий:
· Регулятивные:
· систематизировать и обобщить знания по теме «Алгоритмы» для успешной реализации циклического алгоритма работы собранного робота;
· Научиться программировать роботов с помощью программы LEGO Education Mindstorms EV3.
· Познавательные:
· Изучение робототехники, создание собственного робота, умение программировать с помощью программы для LEGO Mindstorms EV3;
· экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.
· Коммуникативные: развить коммуникативные умения при работе в группе или команде.
· Личностные: развитие памяти и мышления, возможность изучения робототехники на старших курсах.
Тип урока: комбинированный
Вид урока: практическая работа
Оборудование: мультимедиа проектор, конструктор LEGO Mindstorms EV3 45544 (4 шт.), в набор которого входят 541 элемент, включая USB ЛЕГО-коммутатор, 2 больших сервомотора, датчик ультразвуковой, датчик цвета, датчик касания.
План урока:
1. Организационный момент (2 мин)
2. Повторение теоретического материала предыдущего урока (10 мин)
3. Практическая работа: разработка алгоритма для робота (23 мин)
4. Подведение итогов урока. Рефлексия (3 мин)
5. Этап информации о домашнем задании (2 мин)
Ход урока:
1.
I. Организационный момент.
Задача данного занятия - познакомить вас с конструктором Lego mindstorms. Научить программировать их под определенные задачи, разобрать с вами базовые решения наиболее распространенных задач.
Группа деталей служит для соединения балок между собой, с блоком и датчиками. Детали, имеющие крестообразное сечение, называются осями (иногда штифтами) и служат для передачи вращения от моторов к колесам и шестерням.
II. Повторение теоретического материала предыдущего урока.
Учитель: Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т.д. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, вы хорошо знаете, как сажать деревья. Но допустим, нам надо научить этому младшего брата или сестру. Значит, нам придется четко указать действия и порядок их выполнения.
Что это будут за действия и какой их порядок?
Учащиеся составляют правило посадки деревьев.
1. Выкопать ямку.
2. Опустить в ямку саженец.
3. Засыпать ямку с саженцем землей.
4. Полить саженец водой.
5. Перейти дальше.
6. Выкопать ямку.
7. Опустить в ямку саженец.
8. И т.д.
Теперь давайте ответим на следующие вопросы:
1. Чем характеризуется циклический алгоритм?
2. Для чего нужны циклические алгоритмы?
3. Какими свойствами обладают циклические алгоритмы?
4. Как исполнитель реализует циклический алгоритм?
Обучающиеся отвечают на предложенные вопросы, а учитель демонстрирует правильные ответы на слайдах.
III. Практическая работа: разработка циклического алгоритма для робота
Теперь давайте обратимся к нашим роботам (на данном уроке это «трехколесные боты с установленным маркером для рисования на поле», созданные по инструкции), которые мы собирали на прошлом занятии.
Попробуем в специальной программе составить циклический алгоритм, который они будут исполнять с помощью вот таких команд:
Повторение действия или набора действий
(цикл)
Пауза (в секундах)
Задание 1: написать линейный алгоритм, с помощью которого робот будет двигаться по прямой и поворачивать на угол (90 градусов).
Сначала определим, какие команды нам понадобятся, в какую сторону должен крутить мотор, промежуток времени работы мотора и последовательность выполнения команд.
Правильный вариант:
Примечание: время работы мотора в каждом отдельном случае будет разное, в зависимости от требуемого угла поворота подбираются значения работы мотора (время/мощность).
Задание 2: изменить созданный линейный алгоритм на циклический (возможно задать количество повторений цикла).
Правильный вариант:
Примечание: Проанализировать какую геометрическую фигуру нарисует робот маркером на поле. (Будет нарисован квадрат)
Задание 3: изменить алгоритм (изменяя параметры движения вперед НО! не изменяя угол поворота, и зациклив робота на конечное число повторений тела цикла - 4) и посмотреть какую фигуру будет рисовать робот. Пример:
Описание действий: проехать вперед 2 секунды, повернуть на угол 90 градусов, проехать вперед 4 секунды, повернуть на угол 90 градусов. В итоге получится прямоугольник.
Примечание: Проанализировать какую геометрическую фигуру нарисует робот маркером на поле. (Будет нарисован прямоугольник)
Задание 4: изменить алгоритм на свое усмотрение (изменяя параметры движения вперед и изменяя угол поворота, и зациклив робота на бесконечное число повторений тела цикла) и посмотреть какие фигуры будет рисовать робот. Поговорить с ребятами о термине «геометрический узор». Например:
Проанализировать получившиеся фигуры. Обратить внимание на алгоритм для каждой из них. Скорее всего, у каждой группы учеников получится какой-то свой узор.
IV. Подведение итогов урока. Рефлексия.
Итак, ребята, давайте подведем итоги нашей работы.
· Какой вид алгоритмов мы с вами сегодня рассмотрели на практике?
· Какими свойствами обладает циклический алгоритм?
· Какие задачи можно реализовывать с помощью циклических алгоритмов?
V. Этап информации о домашнем задании.
Запишите домашнее задание: разработать алгоритм движения робота, чтобы он нарисовал следующую фигуру.
Задание обязательно будет оценено!
Спасибо за урок! До свидания, ребята.
Список использованного УМК:
1. Инструкция для работы с комплектом LEGO Mindstorms EV3 45544.
2. Вязовов С.М., Калягина О.Ю., Слезин К.А. Соревновательная робототехника: приемы программирования в среде EV3: учебно-практическое пособие. – М. Издательство «Перо», 2014 г.
3. Программа LabView для комплектов Lego EV3 45544.
4. Программа ПервоЛого 3.0.
5. Интернет-ресурсы.
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.