«Простые механизмы с элементами робототехники» «Порхающая птица»

Тема : «Простые механизмы с элементами робототехники»

«Порхающая птица»

Подготовлено педагогом: Полетаев Н.П

Цели занятия:

1.      Творческое мышление при создании действующих моделей.

2.       Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели.

3.      Установление причинно-следственных связей.

4.       Анализ результатов и поиск новых решений.

5.       Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.

6.       Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.

7.      Проведение систематических наблюдений и измерений.

8.      Использование таблиц для отображения и анализа данных.

9.       Построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.

10.   Логическое мышление

11.  Программирование заданного поведения модели.

12.   Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта

Задачи занятия:

·         Естественные науки

 Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в модели. Изучение рычажного механизма, работающего в данной модели. Изучение потребностей животных.

·         Технология.

Проектирование Создание и программирование моделей с целью демонстрации знаний и умения работать с цифровыми инструментами и технологическими схемами.

Технология. Реализация проекта Создание и тестирование движения птицы. Усложнение поведения птицы путём установки на модель датчика расстояния и программирования воспроизведения звуков, синхронизированных с движениями птицы.

·         Математика

Понимание того, каким образом изменяется угол наклона головы и хвоста птицы, когда она поворачивается. Понимание и использование числового способа задания звуков и продолжительности работы мотора с точностью до десятых долей секунды.

·         Развитие речи

 Подготовка и представление доклада о птицах с использованием модели птицы. Применение технологий для выработки идей и обмена опытом. Устное и письменное общение с использованием специальных терминов.

Словарь основных терминов Датчик расстояния, датчик наклона, размах крыльев. Программные Блоки: «Звук», «Цикл», «Датчик звука», «Датчик наклона» и «Ждать».

Ход урока

Установление взаимосвязи

Посмотрите фильм этапа «Установление взаимосвязей» и обсудите следующие вопросы:

Что делает птица, когда Маша и Макс смотрят на неё? Что есть у птицы, и нет у нас (людей)?

Птицы бывают самых разных размеров.

 Каких птиц вы видели?

Насколько они велики?

Какую самую большую птицу вы видели своими глазами или по телевизору?

 Какую самую маленькую?

Сначала предложите учащимся представить себя соколом или орлом. Пусть они покажут, как движутся птицы. Орлы и соколы расправляют крылья и скользят по воздуху. Затем попросите учеников представить, что они – колибри, и показать, как они летают. Колибри – это очень маленькие птички, которые так быстро машут крыльями, что их невозможно разглядеть: видно только размытое облачко. Знаете ли вы, что… Многие птицы используют специальные песни, чтобы переговариваться друг с другом. Чтобы научиться составлять программы повторения звуков, посмотрите в окне «Первые шаги»: пункт 16. Блок «Цикл». На что похоже пение или призывы птиц? Умеет ли кто-нибудь подражать голосам птиц? Ответы могут различаться. Если никто из учащихся не знает, как поют птицы, они могут просто прокукарекать. Песни птиц обычно повторяются, и в них звучат и призыв, и отклик. Являются ли крылья птиц рычагами? Ознакомьтесь с моделями в окне «Первые шаги»: 15. Рычаг. Если крыло птицы является рычагом, то что приводит его в движение? Птицы машут крыльями вверх и вниз за счёт сокращения различных групп мышц и сухожилий. Попросите учащихся помахать своими руками, чтобы они почувствовали, как работают

Конструирование

Соберите модель, следуя пошаговым инструкциям, или создайте собственную модель птицы. Если модель вы создаете сами, то приведенную в примере программу, возможно, потребуется изменить.

Чтобы модель птицы работала хорошо, удостоверьтесь, что кулачки установлены так, как показано в инструкции: механизм привода хвоста при нажатии должен плотно прилегать к кулачкам. Обратите внимание, что в этой модели нет мотора, зато одновременно используются датчики наклона и расстояния.

Энергию этой модели сообщаете вы. Голова и крылья птицы поднимаются, когда вы опускаете ее хвост и опускаются, когда вы его поднимаете.

Энергия человека, действующего на хвост птицы, преобразуется в механическую энергию движения хвоста, головы и крыльев.

Рефлексия.

Подготовьте достаточно свободного пространства, чтобы разместить книги, бумагу и другие материалы, которые могут потребоваться для демонстрации модели.

Соберите информацию (в литературе или в Интернете) о птицах. Выберите какую-нибудь птицу. Как она выглядит? Какие у неё крылья – большие или маленькие? Какой формы тело этой птицы? А клюв? Чем она питается? Где обитает? Подготовьте плакаты для демонстрации или презентацию PowerPoint.

При демонстрации модели птицы она наклоняет голову и хлопает крыльями со скоростью, пропорциональной скорости, с которой поднимают и опускают её хвост. Датчик наклона сообщает программе об изменении положения какой-либо части птицы. Чтобы сделать демонстрацию более интересной, можно изменить значения входов Блоков «Звук» и «Ждать».

Отрепетируйте доклад о птицах, составьте его хронометраж.

Почему тело и другие части птицы фактически являются рычагами? Тело птицы, её голова и хвост поворачиваются вокруг своих центров вращения (осей). При перемещении хвоста вверх-вниз ещё одна система рычагов приводит в движение крылья, каждое из которых поворачивается вокруг своей оси. То есть, каждое крыло также является рычагом. Хвост птицы поднимается и опускается на разную высоту. Опишите или продемонстрируйте несколько положений хвоста. Покажите, положения хвоста под углами 45°, 90°, и 180°. В каких пределах может меняться угол поворота хвоста? Хвост птицы может подниматься как верх на 90°, так и вниз на -90°, то есть на 270°. Какие другие чувства птицы можно запрограммировать? Ответы могут различаться. Около ног птицы можно установить датчик расстояния. О том, как его использовать в данной модели, можно узнать в разделе «Развитие» этого занятия.

Дополнительно… Летая, птицы могут видеть землю с различных точек. Предложите учащимся определить, какую именно птицу представляет их модель. Пусть они нарисуют то, что можно увидеть с высоты птичьего полёта. Что это будет? Как выглядит земля сверху? Вода внизу солёная или пресная?

Дальнейшее развитие идеи.

На разных компьютерах составьте программы для двух птиц, воспроизводящие призывное пение птицы и ответ на него.

Сначала нужно издать какой-нибудь звук, программа ответит на него, воспроизведя соответствующий звук, и отправит сообщение на другой компьютер. Когда это сообщение будет получено, другая птица откликнется и пошлёт сообщение на третий компьютер. Когда и это сообщение будет получено, на него откликнется очередная птица. Проведите совместное занятие, чтобы в классе одновременно или по очереди пела целая стая птиц: одна позвала (отправила сообщение), другая откликнулась, и так далее.

В окне «Первые шаги» посмотрите: 19. «Начать при получении письма» – чтобы узнать, как использовать Блоки «Отправить сообщение» и «Начать при получении письма». Компьютеры с программами отправки сообщений связываются между собой по сети, при этом необходимо, чтобы в программах на принимающих компьютерах Блок «Начать при получении письма» был правильно настроен.

Сборка «Птицы» по инструкции. Инструкция напечатана и раздается детям.

Скачано с www.znanio.ru