Дисциплина: Робототехника. Учитель: Скирда Татьяна Ивановна. Класс: 8 Дата:
Урок № 1.4
Тема занятия: Модуль EV3.
Общие цели: Познакомить учащихся с техническим описанием модуля EV3, научить устанавливать аккумуляторы, осуществлять включение и выключение EV3, познакомить с индикаторами и кнопками, портами.
Задачи урока: Образовательная: Познакомить учащихся с техническим описанием модуля EV3, научить устанавливать аккумуляторы, осуществлять включение и выключение EV3, познакомить с индикаторами и кнопками, портами.
Развивающая: Развивать умение логического высказывания, точность в передаче фактов.
Воспитательная: Воспитывать стремление к самовоспитанию и самосовершенствованию.
Ожидаемый результат: Учащиеся будут знать:
Что такое модуль EV3 и его техническое описание; способ включения и выключения модуля; функциональное назначение индикаторов, кнопок и портов.
Учащиеся будут уметь:
Устанавливать аккумуляторы и батареи, заряжать аккумуляторы, включать и выключать модуль EV3; использовать по назначению порты и кнопки.
Ключевые идеи: Развитие критического мышления на уроках робототехники.
Формирование исследовательских навыков: распознать, сравнивать, анализировать, делать выводы.
Межпредметная связь: Интеграция урока робототехника с уроком физика и информатика.
План занятия:
№ Этапы урока, время Цель Деятельность учителя Деятельность учеников Формативное оценивание
1. Организационный момент. Приветствие. (1 мин). Создание коллабора тивной среды.
Приветствие учащихся. Ребята, откройте графический редактор Paint и нарисуйте смайлик своего настроения на начало урока. Сверните документ.
12851993290
Приветствуют учителя. В графическом редакторе рисуют смайлик своего настроения
2. Проверка выполнения Д/З. Информационная пятиминутка. (5 мин). Развить кругозор учащихся. 1) Проводит проверку кроссвордов.
2) Отвечает на вопросы учащихся с афиши.
3) Задания «Найди соответствие»: расставьте номера рядом с названием деталей:
Набор гусениц-
Балки различной длины и формы-
Соединительные провода-
Элементы для декора-
Различные соединительные элементы-
Шестерни различного размера-
Набор колёс различного размера-
Набор валов различной длины-
USB кабель для подключения к компьютеру-
CD-диск с програмным обеспечением-
Кривошипы-
Перезаряжаемая Li-Ion аккумуляторная батарея-
Микроконтроллер EV-.
2 х больших мотора-
Средний мотор-
Ультразвуковой датчик;
Гироскопический датчик-
Датчик касания-
Датчик цвета-
Зарядное устройство-
Взаимопроверка кроссвордов.
Работают по карточкам. Критерии оценивания кроссворда и задания «Найди соответствие»:
нет ошибок – 5 баллов
1-2 ошибки - 4 балла
3-4 ошибки- 3 балла, более 5 ошибок – стоит поработать.
3. Стадия вызова. Целеполагание. (3 мин). Определить тему и цель урока. Демонстрирует видеоролик «Модуль EV3». Задает вопросы: О чем сегодня на уроке у нас пойдет речь? Что бы вы хотели сегодня на уроке узнать? (Пишут на стикерах). Раздает листы самоконтроля. Учащиеся самостоятельно определяют тему и цель урока.
Устная похвала учителя.
4. Стадия осмысления. Изучении новой темы. (17 мин). Объяснить тему урока, используя презентацию и набор LEGO® MINDSTORMS® EV3 Education. Проводит лекцию с использованием презентации.
EV3 является мозговым центром робота.
Он содержит основной процессор, который запускает программы и контролирует другие электронные части.
Основные функции:
Воспроизводит звуки и изображения, имеет встроенные свето диоды с возможностью управления;
Возможность программирования и регистрации данных непосредственно на микрокомпьютере EV3;
Встроенный Bluetooth контроллер;
Поддержка Wi-Fi.
Данный программируемый микрокомпьютер является сердцем и мозгом роботов LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.
Микрокомпьютер включает в себя:
шестикнопочный интерфейс управления с функцией изменения подсветки для индикации режима работы микрокомпьютера;
монохромный дисплей с высоким разрешением;
встроенный спикер;
порт USB;
слот для чтения карт памяти формата mini SD;
4 порта ввода и 4 порта вывода.
Микрокомпьютер также поддерживает связь с компьютером через USB, Bluetooth и Wi-Fi, а также имеет программируемый интерфейс, позволяющий осуществлять программирование и регистрацию данных непосредственно на модуле.
Он совместим с мобильными устройствами и использует для питания батарейки АА или аккумулятор постоянного тока EV3.
Для того, чтобы начать работу и включить EV3 необходимо его подключить к источнику питания.
EV3 может функционировать от 2-ух типов источников питания:
1) 6 аккумуляторных батареек типа АА.
2) С помощью Шнура Блока Питания и Аккумуляторной Батареи.
Извлечение аккумуляторной батареи:
1) Переворачиваем EV3.
2) Снимаем аккумуляторную батарею с помощью нажатия на 2 пластиковые лапки на задней боковой стороне модуля EV3.
3) Убираем аккумуляторную батарею в сторону. Если в модуле EV3 установлены батарейки, извлекаем их.
Установка батареи:
1) Перед установкой батареек, убедитесь, что ваши батарейки имеют заряд.
2) Берем 6 батарей типа AA.
3) Вставляем батарейки в ячейки. Плюс к «+» и Минус к «–»
4) Оставляем заднею часть EV3 открытой. EV3 готов к пользованию!
Аккумуляторная батарея (АБ) имеет 2 типа индикатора:
1) Красный индикатор означает что АБ заряжается.
2) Зеленый индикатор означает, что АБ подключено к питанию.
При включении незаряженной батареи в розетку загорается красный световой индикатор.
Когда зарядка будет завершена, красный индикатор погаснет и загорится зеленый индикатор.
Включение модуля EV3:
1) Для включения EV3 нажмите на Центральную (ОК) кнопку (по середине).
2) После нажатия кнопки загорится красный индикатор статуса модуля и отобразится окно запуска. Подождите пока EV загрузится. Это займет около 20 секунд.
3) Когда индикатор станет зеленым, ваш модуль EV3 включен и готов к работе!
Выключение модуля EV3:
1) Нажимаем на кнопку «Назад» до тех пор, пока не появится окно завершения работы.
2) Нажимаем на кнопку «Вправо» для выбора ответа галочки «Да».
3) Нажимаем на кнопку «Подтвердить» по середине.
4) Ждем свет под кнопками перестанет гореть и EV3 полностью выключится.
EV3 выключен!
Порты:
SD порт. Порт SD-карты увеличивает доступную память вашего блока EV3 за счет SD-карты (максимум 32 ГБ - не входит в набор). Слушают, записывают в тетрадях основные моменты. 6. Реализация полученных знаний.
(15 мин). Формирование исследовательских навыков: распознать, сравнивать, анализировать, делать выводы.
Выдает задание:
1) Исследуйте модуль EV3 и выполните следующие действия:
1) Извлеките аккумуляторную батарею.
2) Установите батарею.
3) Включите модуль EV3.
4) Выключите модуль EV3.
2) Подпишите название кнопок и значков:
3) Подпишите название портов:
.
Выполняют задание.
Критерии оцени -вания практики: нет ошибок 5 баллов, 1 ошибка – 4 балла, 2 ошибки – 3 балла, более 2 ошибок – нужно поработать.
6.
Оценивание. (1 мин).
Провести оценивание работы учащихся. Суммативно оцениваю по результатам самооценки учащихся. Подсчитывают итоговую оценку и заносят в оценочный лист. Учащиеся воспринимают анализ их работы и оценку. Суммативная оценка по формуле: И.О.= (ИП – информационная пятиминутка, П – практика)
5 баллов – оценка 5,
4 балла оценка – 4,
3 балла оценка – 3
менее 3 баллов – нужно поработать. Выставление отметок в дневники и в классный журнал.
7. Домашнее задание. (1 мин).
Развивать творческие способности учащихся. Выучить состав модуля EV3. Создание кластера по теме «Технические характеристики модуля EV3».
Учащиеся записывают домашнее задание в дневники. 8. Рефлексия на стикерах. (2 мин).
Получить обратную связь. Предлагает создать смайлик настроения в конце урока, посмотрим, изменилось ли оно? И ответить на предложенные вопросы:
Сегодня на уроке я узнал…
Было интересно…
Было трудно…
Теперь я могу…
Меня удивило…
Урок мне…
Мое настроение на уроке… Учащиеся отвечают на вопросы, анализируя процесс своей работы.
Учащиеся отмечают на стикерах галочкой те вопросы, на которые они получили ответы на уроке, вывешивают на афишу. Ресурсы: Презентация к уроку, раздаточный материал, видеоролик https://youtu.be/iTH-WwrldLY
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОМ ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА
МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КАВКАЗСКИЙ РАЙОН
План-конспект занятия
по теме : «Вводное занятие по робототехнике».
Участники:
обучающиеся объединения «Робот»
1 год обучения, 11-18 лет
ст. Кавказская 2016 г.
Цель: формирование у детей интереса и желания заниматься робототехникой
Задачи:
- образовательные:
Познакомить детей с основными направлениями робототехники и современного робототехнического производства;
Формирование политехнических знаний о наиболее распространённых и перспективных технологиях в робототехнике;
Учить применять свои знания и умения в новых ситуациях.
- воспитательные:
Воспитать аккуратность, терпение при работе с конструкторами;
Воспитать бережное отношение к материально-технической базе лаборатории робототехники;
Воспитать культуру общения.
- развивающие:
Развивать самостоятельность и способности решать творческие, изобретательские задачи;
- развивать наблюдательность, умение рассуждать, обсуждать, анализировать, выполнять работу с опорой на схемы и технологические карты;
Развивать конструкторско-технологические способности, пространственные представления.
- здоровьесберегающая:
Соблюдение правил техники безопасности.
Оборудование: компьютер, мультимедийная презентация, готовые роботы.
Материалы: схемы сборки роботов, детали конструктора.
Инструменты: карандаш, линейка.
Основные понятия, используемые на занятии: Lego - роботы, конструирование, программирование .
Формирование УУД (универсальные учебные действия):
Личностные УУД:
- Развивать любознательность, сообразительность при выполнении разнообразных заданий проблемного характера.
- Развивать внимательность, настойчивость, целеустремленность, умения преодолевать трудности.
- Воспитывать чувства справедливости, ответственности.
Познавательные УУД:
- Ориентироваться в понятиях « Lego - роботы », « конструирование », « программирование ».
- Выделять детали заданной формы на готовом роботе.
- Анализировать расположение деталей в роботе.
- Составлять робота из частей.
- Определять место заданной детали в конструкции.
- Сопоставлять полученный (промежуточный, итоговый) результат с заданным условием.
- Анализировать предложенные возможные варианты верного решения.
- Моделировать робота из деталей.
- Осуществлять развернутые действия контроля и самоконтроля: сравнивать готового робота с образцом.
- Знать основные правила работы с конструктором.
- Создавать стандартные модели роботов из деталей.
Коммуникативные УУД:
- Формировать умения работать индивидуально и в группах.
- Высказывать своё мнение и прислушиваться к мнению других,
Дополнять мнение товарищей, сотрудничать со сверстниками.
- Уметь задавать вопросы.
Регулятивные УУД:
- Формировать умение определять цель деятельности на занятии.
- Принимать и сохранять учебную задачу.
- Осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату.
- Адекватно воспринимать оценку педагога.
- Формировать умение осуществлять познавательную и личностную
рефлексию.
Используемые педагогические технологии:
Личностно-ориентированная;
Групповая технология;
Технология коллективной творческой деятельности;
Здоровьесберегающая;
Индивидуальное обучение.
План занятия:
- Организационная часть занятия. (2 минут)
- Сообщение целей и задач занятия.(2 минуты)
- Сообщение нового материала. (10 минут)
- Планирование деятельности. (3 минут)
- Практическая работа. (20 минут)
- Подведение итогов работы. (3 минут)
Ход занятия.
1.Организационная часть занятия. Подготовка рабочих мест.
2. Сообщение целей и задач занятия.
Педагог: Ребята, сегодня нам предстоит познакомиться основными направлениями робототехники и современного робототехнического производства.
3.Сообщение нового материала:
Педагог: Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Робототехника - первая ступень овладения техническими знаниями в области автоматизации. Она непосредственно связана с такими науками как электроника, механика, информатика, радиотехника, электроника.
Виды робототехники: строительная, промышленная, авиационная, бытовая, экстремальная, военная, космическая, подводная.
Слово «робот», придумал в 1920 г. чешский писатель Карел Чапек в своей научно-фантастической пьесе. В ней созданные роботы, работают без отдыха, потом восстают и губят создателей
Робот – автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Робот действует по заранее заложенной программе. Информацию о внешнем мире робот получает от датчиков (аналогов органов чувств). При этом робот может, как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.
Развитие робототехники и систем искусственного интеллекта идет семимильными шагами. Ещё 10 лет назад разрабатывались только управляемые манипуляторы. Программы искусственного интеллекта были нацелены на узкий круг решаемых задач. С развитием ИКТ произошёл качественный скачок развития робототехники.
Развитие роботов в дальнейшем, сможет значительно изменить образ жизни человека. Машины, наделенные интеллектом, смогут использовать для самых различных работ, в первую очередь тех, выполнение которых небезопасно для человека.
Индустриальная робототехника – одно из самых успешно развивающихся направлений. Уже сейчас существуют фабрики, на которых 30 роботов собирают автомобили.
В настоящее время бурно развивается такое направление, как создание бионических протезов. В операционных будущего, роботы станут продолжением или заменой рук хирургов. Они более точны и позволяют проводить операции в режиме дистанционного контроля.
Роботы будут наделены способностью «самообучаться», накапливая собственный опыт и используя его в таких же ситуациях при выполнении других работ. Любое изобретение можно использовать и с добрыми намерениями и со злым умыслом, поэтому ученым необходимо рассматривать все возможные сценарии и предвидеть все возможные последствия своих открытий.
Андроидом называется человекоподобный робот.
Классы роботов:
Манипуляционные, которые в свою очередь делятся на стационарные и передвижные.
Манипуляционные роботы – автоматические машины, состоящие из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления.
Мобильные , которые в свою очередь делятся на колесные, шагающие, гусеничные. А также ползающие, плавающие, летающие.
Мобильный робот - автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами.
Компоненты робота : Приводы - это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.
4.Планирование деятельности.
Педагог: Вы узнали о роботах и робототехнике, а сейчас я предлагаю вам поработать в конструкторском бюро и нарисовать свои модели роботов, придумать их назначение, область применения и оснащение. На пример: модель контролирует порядок на улице.
5.Практическая работа. Обучающиеся работают над созданием эскиза своего робота. Описывают его технические характеристики.
Урок робототехники Конструктор LEGO Mindstorms 9797
Тема: «Конструктор LEGO Mindstorms 9797».
«Поверьте моему опыту, в школе возможно все».
Краткое описание: конспект занятия робототехники. Занятие посвящено изучению деталей конструктора и построению конструкции робота «пятиминутки». Конспект рассчитан на учащихся первого года обучения независимо от класса.
Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.
Форма урока: комбинированный урок.
Цели урока:
Предметная: познакомиться с основными деталями конструктора Lego Mindsorms,изучить названия элементов конструктора LEGO Mindstorms , научиться находить нужные детали.
Методологическая: воспитание информационной культуры учащихся, развитие внимательности, памяти, мелкой моторики учащихся, развитие умения выделять главное в задании, привитие аккуратности в работе, развитие навыков коллективной работы, взаимопомощи и поддержки в условиях конкурентности.
Метапредметная: формирование представлений о возможностях конструктора LEGO Mindstorms в разнообразных областях науки.
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, наглядный, частично-поисковый, исследовательский.
Ожидаемые результаты:
Учащиеся должны знать/понимать:
названия деталей конструктора;
назначение различных видов деталей;
способы крепления деталей друг к другу;
правила работы с конструктором;
меры безопасности при работе с оборудованием.
Учащиеся должны уметь:
быстро найти нужную деталь конструктора;
скреплять детали конструктора между собой;
выделять путь решения в зависимости от поставленной задачи.
Оборудование: компьютер, проектор, наборы Lego Mindstorms.
Используемые ЦОР: презентация, конспект урока, раздаточные материалы.
План урока:
I. Организационный момент. Актуализация знаний (3 мин).
II. Теоретическая часть (10 мин).
III. Практическая часть (22 мин).
IV. Домашнее задание (1 мин).
V. Вопросы учеников. Подведение итогов урока (2 мин).
VI. Рефлексия (2 мин).
Ход урока:
I. Организационный момент. Актуализация знаний.
Здравствуйте, ребята. Я вижу, что сегодня вы пришли в полном составе и, догадываюсь почему. Ведь сегодня мы с вами познакомимся с интереснейшим робототехническим конструктором Lego Mindstorms и соберем своего первого робота.
Для начала давайте вспомним некоторые определения, с которыми мы познакомились с вами на прошлом уроке.
Вопросы демонстрируются на слайдах.
II. Теоретическая часть.
Для начала нам нужно познакомиться с основными деталями, узнать их названия и назначение (слайды 4-18).
Основные группы и названия деталей дети записывают в тетрадь и находят их в конструкторе в течении показа каждого слайда.
III. Практическая часть.
На данном этапе урока учитель раздает обучающимся инструкции по сборке робота-пятиминутки (Приложение 1) и помогает, в случае необходимости, отдельным группам в ходе сборки модели.
IV. Домашнее задание.
Отгадать сканворд (Приложение 2), ключевое слово отправить на электронный почтовый ящик [email protected] , или оставить в гостевой книге на сайте http://open-page.ucoz.ru или записать в тетрадь.
V. Вопросы учеников. Подведение итогов урока.
Ответы на вопросы учащихся. Подведение итога урока.
На уроке мы познакомились с конструктором Lego Mindstorms : основными его деталями и узнали их названия. Научились собирать базовую модель робота-пятиминутки. Полученные знания мы сможем применить на последующих занятиях, собирая свободные (творческие) модели роботов.
VI. Рефлексия.
Учитель: Ребята,выскажите, пожалуйста, своё мнение о нашем занятии, дополнив понравившиеся вам данные фразы своими мыслями (у детей на столах отпечатаны карточки, Приложение 3). Ребята делают записи на своих карточках.
сегодня я узнал…
было интересно…
было трудно…
я понял, что…
теперь я могу…
я научился…
я смог…
я попробую…
меня удивило…
урок дал мне для жизни…
мне захотелось…
Учитель: Спасибо за урок! До свидания!
Приложение 2
Сканворд на тему: Детали конструктора LEGO Mindstorms 9797 .
| 1-е название прибора | |||||||||||||||
|
| д |
| |||||||||||||
|
| |||||||||||||||
|
| робота | ||||||||||||||
|
| |||||||||||||||
| название | 1 | ||||||||||||||
| 2-е название прибора |
|||||||||||||||
еталь
2В сканворде 13 слов по горизонтали, значения которых определяются картинками с пояснениями. Слова начинаются со стороны номера слова, т.е. все с левой стороны (пояснения могут быть справа). Кодовое слово получается по вертикали, номер 14.
Ключевое слово отправить на электронный почтовый ящик [email protected] , или оставить в гостевой книге на сайте http://open-page.ucoz.ru или записать в тетрадь.
Ответы к сканворду:
| 1-е название прибора | |||||||||||||||
|
| д |
| |||||||||||||
Задача данного курса - познакомить вас с конструктором Lego mindstorms. Научить собирать базовые конструкции роботов, программировать их под определенные задачи, разобрать с вами базовые решения наиболее распространенных задач-соревнований.
Курс рассчитан на делающих первые шаги в мир робототехники с помощью конструктора Lego mindstorms. Хотя все примеры роботов в этом курсе сделаны с помощью конструктора Lego mindstorms EV3, программирование роботов объясняется на примере среды разработки Lego mindstorms EV3, тем не менее, владельцы Lego mindstorms NXT тоже могут присоединиться к изучению данного курса, и, надеемся, найдут для себя тоже полезное...
1.1. Что в наборе? Классификация деталей, крепление деталей между собой, главный блок, моторы, датчики
Давайте начнем знакомиться с конструктором Lego mindstorms EV3. Распечатав конструктор, мы найдем в нем множество разнообразных деталей. Если вы знакомы с традиционными кирпичиками Lego, но раньше вам не приходилось сталкиваться с наборами Lego серии Technic, ты, возможно, вы будете слегка обескуражены видом непривычных деталей. Однако, разобраться с ними совсем несложно. Итак, условно разделим все детали на несколько категорий. На рисунке представлены детали, называемые балками (иногда для этих деталей можно встретить название - бим (beam)) Балки исполняют роль каркаса (скелета вашего робота),
Рис. 1
Следующая 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. Детали, похожие на цилиндры (имеющие в сечении окружность) называются пинами (от англ. pin - шпилька),
Рис. 2
Представленный ниже рисунок демонстрирует вам различные варианты соединения балок с помощью пинов.
Рис. 3
Следующую группу деталей называют коннекторами. Их главная задача - соединение балок в различных плоскостях, изменение угла соединения деталей и подсоединение датчиков к роботу.
Рис. 4
Переходим к следующей группе деталей. Шестерни предназначены для передачи вращения от моторов к другим элементам конструкции робота. Как правило, это колеса, но в тоже время шестерни могут широко применяться и в различных конструкциях роботов, не предполагающих вращение. С ними мы непременно еще не раз встретимся при конструировании сложных механизмов.
Рис. 5
Ну и, конечно же, движение в пространстве нашему роботу обеспечивают различные колеса и гусеницы, представленные в наборе.
Рис. 6
Следующая группа деталей несет в себе декоративные функции. С их помощью мы можем украсить нашего робота, придать ему неповторимый вид.
Рис. 7
В набор Lego mindstorms EV3 входят два больших мотора. Моторы выполняют роль мышц или силовых элементов нашего робота. Большие моторы, наиболее часто используются для передачи вращения на колеса, тем самым, обеспечивая движение робота. Можно сказать, что эти моторы выполняют ту же роль, что и ноги человека.
Рис. 8
Один средний мотор, который также входит в набор Lego mindstorms EV3 выполняет роль движущей силы для различного навесного оборудования робота (клешни, модули захвата, различные манипуляторы) По аналогии с большими моторами отведем среднему мотору ту же роль, которую у нас выполняют руки.
Рис. 9
Датчики, входящие в набор Lego mindstorms, представляют роботу необходимую информацию из внешней среды. Главная задача программиста - научиться извлекать и анализировать информацию, поступающую с датчиков, а затем подавать верные команды на моторы для выполнения определенных действий.
Рис. 10
Ну и основным элементом нашего конструктора является главный блок EV3. В этом корпусе заключен мозг нашего робота. Именно здесь выполняется программа, получающая информацию с датчиков, обрабатывающая её и передающая команды моторам.
Рис. 11
1.2. Собираем робота, с помощью которого будем изучать данный курс
Настало время - собрать нашего первого робота.
На первом этапе конструкция нашего робота будет следующей:
- Два больших мотора, для того чтобы мы смогли научить нашего робота поворачивать
- Два ведущих колеса, на которые будут передаваться усилия моторов.
- Одно свободно вращающееся колесо или шаровая опора, которая будет придавать устойчивость нашему роботу.
- Один главный блок EV3, который будет хранить и выполнять нашу программу.
- Некоторое количество деталей для придания конструкции законченного вида.
Такой простейший робот называется роботом-тележкой.
Вы можете попробовать поэкспериментировать или собрать робота по предложенной инструкции в зависимости от версии вашего набора EV3:
Как только наш робот будет готов - начнем изучение среды программирования.
1.3. Знакомство со средой программирования
Первым делом загружаем среду программирования Lego mindstorms EV3. В главном меню программы выбираем: "Файл" - "Новый проект" или нажимаем "+" , показанный на рисунке стрелкой.
Рис. 12
В одном проекте может находиться множество программ. Для того, чтобы проект корректно загружался в нашего робота необходимо в названии проекта и программ использовать только буквы латинского алфавита! Давайте назовем наш проект lessons (уроки), а первую программу - lesson-1 (урок-1). Для того, чтобы дать название проекту, воспользуемся главным меню программы: "Файл" - "Сохранить проект как..." Чтобы изменить название программы - следует сделать двойной щелчок мышью на её названии (program) и вписать свое название.
Включим центральный блок нашего робота. Для этого нажмем на центральную (самую темную) кнопку блока. С помощью USB-кабеля, идущего в комплекте с конструктором, подключим робота к компьютеру. Успешное подключение робота отразится на вкладке аппаратных средств программного обеспечения EV3 в правом нижнем углу программы.
Рис. 13
Если подключение робота прошло успешно, то приступим к программированию и создадим нашу первую программу.
1.4. Наша первая программа!
Давайте научим нашего робота двигаться вперед на определенное расстояние. В нижней части экрана находится палитра программирования, каждому цвету палитры соответствуют различные группы программных блоков. Выберем зеленую палитру "Действие" . Она содержит блоки управления моторами, блок вывода информации на экран, блок управления звуком и кнопками контроллера EV3 (главного блока). Выберем блок "Рулевое управление и перетащим его в область программирования (центральная область программы).
Рис. 14
Каждая программа состоит из цепочки блоков, задающих определенное действие или проверяющих различные условия. Каждый блок имеет множество различных параметров. Первый, оранжевый блок с зеленым треугольником внутри называется - "Начало" . Именно с него начинается любая программа для нашего робота. Второй блок установили мы. Повторю - он называется "Рулевое управление" . Его назначение - одновременное управление двумя моторами.
Рис. 15
Но, если вы собирали робота по инструкции, предложенной выше, то, наверное, обратили внимание, что в ней отсутствует схема подключения моторов и датчиков. Настало время с этим разобраться. Блок EV3 имеет 4 порта, обозначенных цифрами: 1 , 2 , 3 , и 4 . Эти порты служат для подключения только датчиков. Для подключения моторов служат порты, обозначенные буквами: A , B , C и D . Можно подключать моторы в любые свободные порты, предназначенные для них. Но в случае управляемой тележки рекомендовано подключать моторы в порты: B и C . Давайте сейчас возьмем два соединительных кабеля длиной 25 см, левый мотор подключим к порту B , а правый - к порту C . Именно это подключение выбрано по умолчанию в блоке "Рулевое управление". Специальная кнопка, обозначенная стрелкой, отвечает за режим работы блока. Для первой программы выберем режим: "Включить на количество оборотов" . Значение 0 под черной стрелочкой на блоке означает прямолинейное движение, когда оба мотора крутятся с одинаковой скоростью. Число 75 задает мощность моторов, чем больше это значение, тем быстрее поедет наш робот. Цифра 2 задает количество оборотов каждого из моторов, на которое они должны провернуться.
Итак, наша первая программа готова. Загружаем ее в нашего робота. Для этого нажимаем кнопку "Загрузить" на вкладке аппаратных средств и отсоединяем USB-кабель от робота.
Рис. 16
Устанавливаем робота на ровную поверхность. С помощью стрелок на блоке EV3 заходим в папку нашего проекта, выбираем программу lesson-1 и центральной кнопкой блока EV3 запускаем ее на выполнение.
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:
Организационный момент (2 мин)
Повторение теоретического материала предыдущего урока (10 мин)
Практическая работа: разработка алгоритма для робота (23 мин)
Подведение итогов урока. Рефлексия (3 мин)
Этап информации о домашнем задании (2 мин)
Ход урока:
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.
Выкопать ямку.
Опустить в ямку саженец.
Засыпать ямку с саженцем землей.
Выкопать ямку.
Опустить в ямку саженец.
Теперь давайте ответим на следующие вопросы:
Чем характеризуется циклический алгоритм?
Для чего нужны циклические алгоритмы?
Какими свойствами обладают циклические алгоритмы?
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
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:
Инструкция для работы с комплектом LEGO Mindstorms EV3 45544.
Вязовов С.М., Калягина О.Ю., Слезин К.А. Соревновательная робототехника: приемы программирования в среде EV3: учебно-практическое пособие. – М. Издательство «Перо», 2014 г.
Программа LabView для комплектов Lego EV3 45544.
Программа ПервоЛого 3.0.
Интернет-ресурсы.
