История и перспективы робототехники

Дисциплина: Робототехника.		Учитель: Нежельский А.Н.		Класс: 5-6	Дата:
Урок № 1
Тема занятия:		История и перспективы робототехники.
Общие цели:		Познакомить с историей и перспективами робототехники.
Задачи урока:		Образовательная: ознакомить с историей и перспективами робототехники. Развивающая: развивать умение логически излагать свои мысли,  навыки самостоятельной работы, внимательности и наблюдательности. Воспитательная:Воспитывать стремление к творчеству, к поиску новых рациональных приемов труда, к внедрению теории в практику.
Ожидаемый результат:		Учащиеся будут знать: §  Историю робототехники. §  Перспективы робототехники. Учащиеся будут уметь: v  Определять модель робота по исторической линейке.
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  «Веселая мультзарядка».  (2 мин).	Создание коллабора тивной среды.	Приветствие учащихся: Здравствуйте ребята! Прежде чем начать наш урок я предлагаю вам встать и выполнить зарядку с нашими героями из мультфильма.		Учащиеся выполняют зарядку.	Оценивание смайликами: - у меня отличное настроение, - настроение так себе, - я удивлен.
2.	Проверка выполнения Д/З. Информационная пятиминутка.(5 мин).	Развить кругозор учащихся.	Слушает информацию, подготовленную учащимися о международных соревнованиях по робототехнике. Вносит коррективы и дополнения. Отвечает на вопросы учащихся с афиши. Раздает оценочные листы.		Делятся полученной информацией.	Оцениваниепо критериям.
3.	Стадия вызова. Целеполагание. Разгадать ребус: Роботландия. (3 мин).	Определить тему и цель урока.	«Роботландия» После разгадывания ребуса проводит мозговой штурм: О чем сегодня на уроке у нас пойдет речь? Что бы вы хотели сегодня на уроке узнать? (Пишут на стикерах).		Учащиеся  самосто ятельно опреде ляют  тему  и цель урока. Заполнение ЗХУ: робот Я уже знаю Хочу знать Узнал новое	Устная похвала учителя. Правильный ответ 5 баллов.
4.	Мотивационный этап. Просмотр видеоролика «Робот Атлас». (2 мин).	Развить  устойчивость мыслительной деятельности.	Правильно ребята сегодня мы с вами будем говорить о РОБОТАХ и областях их применения. Демонстрация видеоролика «Робот Атлас».		Стратегия «Инсерт». Учащиеся просматривая обучающий фильм, делают пометки: «v»-известная информация; «+» - новая информация; «?»-непонятная нформация; « » - информация, идущая вразрез с имеющимися представлениями и знаниями.
5.	Деления учащих ся на 3 группы. (1 мин).	Поделить на группы.	Предлагаю учащимся разделиться на 3 группы для дальнейшей работы (собрать пазлы – три вида роботов). Повторение правил работы в группах.		Учащиеся пересаживаются в группы по собранным картинкам.
6.	Стадия осмысления. Изучении новой темы:  исследовательская и диалоговая работа в группе. (15 мин).	Формирование исследовательских навыков: распознать, сравнивать, анализировать, делать выводы.	Предлагает учащимся поработать с интернет - ресурсами, подумать и проанализировать, выделить основные аспекты. Дать задание группам и критерии оценивания. Четкость – 5  баллов,эстетичность в оформлении – 5 баллов, содержательность – 5 баллов, ответы на вопросы (по одному от каждой группы) – 5 баллов. Наблюдает за процессом исследовательской работы учащихся, консультирует группы, если возникли спорные вопросы. 1 группа: Создать  постер на тему  «Основные исторические шаги в Робототехнике». 2 группа: Создать кластер на тему «Перспективы робототехники».		Учащиеся групп создают постер, презентацию и кластер  с учетом критериев оценивания.
6.	Защита работ. (6 мин).	Формировать умение сравнивать, анализировать, делать выводы.	Предлагает группам выбрать и подготовить спикера, затем разместив постер, кластер на доске, презентацию на экран и защитить. Корректирует в спорных вопросах.		Учащиеся выбирают спикера, подготавливают его к защите, защищают свою работу. Свободная группа задает вопросы и оценивает работу своих одноклассников.	Комментарии к ответам учащихся. Взаимооценивание групп по критериям.
7.	Реализация полученных знаний. Разгадывание кроссворда. (5 мин).	Определить уровень понимания изученного материала.	Предлагает учащимся разгадать кроссворд на тему "Робот". 1 – Прикладная наука, соединяющая биологию и технику. (Бионика). 2 – Система, на которой основаны человеко - подобные роботы. (Андроид). 3 – Процесс разборки робота на составные части. (Детализация). 4 – Имя человека, которым можно назвать собранный робот. (Яша). 5 – Средство передвижения, оснащенное программным обеспечение. (Авто). 6 – Определение местоположения. (Ориентация). 7 – Изобретатель электродуговой лампы, ставшей основой для освещения улиц. (Яблочков). 8- Прототип современного робота – пылесоса. (Веник). 9 – Устройство, осуществляющее математические операции. (Калькулятор). 10 – Чередование каких-либо элементов (например, звуковых или речевых), происходящее с определенной последовательностью, частотой. (Ритм).		Учащиеся разгадывают кроссворд.	Критерии оценивания кроссворда: за каждое угаданное слово 1 балл.
7.	Заключение. Синквейн "Робот". (2 мин).	Развить творческие способности учащих ся.	Предлагаю учащимся составить синквейн на тему "Робот".		Учащиеся в группе составляют синквейн с последующим его прочтением.	Устная похвала учителя.
8.	Рефлексия на стикерах. (2 мин).	Получить обратную связь.	Учащиеся отмечают на стикерах галочкой те вопросы, на которые они получили ответы на уроке, вывешиваю на афишу. Предлагаю учащимся ответить на вопросы: было интересно… было трудно… я выполнял задания… я понял, что… теперь я могу… я научился… меня удивило… мне захотелось…		Учащиеся отвечают на вопросы, анализируя процесс своей работы.
9.	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.	И.О.=            (И.О. – итоговая оценка, ИП – информационная пятиминутка, СВ– стадия вызова, РГ - работа в группе, К – ответы на кроссворд). 10 баллов – оценка 5,             8 – 9 баллов оценка – 4, менее 6-7 баллов оценка – 3 менее 6 баллов – нужно поработать Выставление отметок в дневники и в классный журнал.
4	Домашнее задание. (1 мин).	Развивать творческие способности учащихся.	Учитель выдает домашнее задание: нарисовать робота из будущего и рассказать его возможности, составить кроссворд на тему «Робот».		Учащиеся записывают домашнее задание в дневники.
Ресурсы:		http://ppt4web.ru/obshhestvoznanija/roboty.html,  http://presentaci.ru/prezentacii-raznie/6730-istoriya-robototehniki.html, https://www.youtube.com/watch?v=BPSUzgRrO1Y Презентация к уроку, раздаточный материал.

• 1 слайд

  История и перспективы робототехники.
  

• 2 слайд

  История робототехники
  3 век до н. э.
  Архимед разрабатывает математические основы механики.
  
  250 до н.э.
  Греческий изобретатель и физик Ктесибиус из Александрии конструирует водяные часы. Это был первый автомат для точного хронометрирования. Часы были снабжены движущимися фигурами. До Ктесибиуса были известны только песочные часы. Ктесибиусом впервые упоминается зубчатая передача.
  4 век до н. э.
  Аристотель в своём логическом своде «Органон» создает раздел формальной логики - силлогистику. Его труды оказывают влияние на развитие логической науки во всём мире. В Европе до 17 века вся логика развивается на основе аристотелевского учения.
  2
  

• 3 слайд

  История робототехники
  1464 г. – Леонардо да Винчи в возрасте 12 лет спроектировал автомат гуманоид, способный с совершению нескольких движений подобных человеку.
  
  
  1833 г. – Идея программируемых машин становится популярным с появлением аналитического двигателя Чарльза Баббаджа.
  Ада Ловелас считается первым компьютерным программистом за ее работу в этом проекте.
  
  
  3
  

• 4 слайд

  История робототехники
  
  1921 г. – Универсальные роботы Rossum
  
  Произведение фантастики Карела Капека на чешском языке.
  
  Данное произведение ввело понятие “робот” в английский язык.
  4
  

• 5 слайд

  История робототехники
  1940 г. – А. Азимов написал короткие истории про робота и его эффект на ребенка.
  1950 г. – А. Азимов объединил его истории в сборнике “Я, робот”.
  Самый главный вклад Азимова в робототехнику - “3 закона робототехники”:
  
  1. Робот не может травмировать человека или, посредством нереагирования, позволить человеку повредиться.
  2. Робот долен слушаться любых приказов, отданных человеком, за исключением случаев, когда такие приказы противоречат Первому закону.
  3. Робот должен защищать свое существование до тех пор, пока такая защита не вступает в противоречие с Первым или Вторым законами.
  
  
  
  Обложка первого издание книги “Я, Робот “
  5
  

• 6 слайд

  История робототехники
  1948 г. – профессор МIT, Норберт Винер, сформулировал определение кибернетики.
  
  Кибернетика – это изучение структур управляющих систем.
  
  Кибернетика происходит от греческого слова, kybernētēs, (управляющий человек, губернатор, пилот, или рулевой).
  
  
  6
  

• 7 слайд

  История робототехники
  1949 г. – Вильям Грей Ватер создал первого автономного робота, “Черепахи”.
  
  Первые роботы, Elmer и Elsie, были названы were called “Черепахи” по причине их формы и медленного передвижения.
  
  Такие роботы были способны на фототаксис (передвижение организма на свет.
  
  7
  

• 8 слайд

  История робототехники
  1961 г. – Первый индустриальный робот, поостренный на основе патента Джорджа Девола RIP. Умер Август 11, 2011. Работал на сборочной линии General Motors.
  
  1969 г. – робот Stanford Arm, созданный студентом механической инженерии в лаборатории искусственного интеллекта Стенфорского университета. Дизайн руки повлиял на многие промышленные манипуляторы.
  
  Stanford Arm (1969)
  Unimate (1961)
  8
  

• 9 слайд

  История робототехники
  
  1970 г. – Луноход 1, запушенный с космодрома Байконур с целью анализа грунта Луны. Первый дистанционно управляемый робот на другой планете или спутнике.
  
  
  1970 г. – Стенфордская машина обладала способностью следовать линии, используя визуальные датчики.
  9
  

• 10 слайд

  История робототехники
  1986 г. - Honda начала программу исследований в робототехнике
  1996 г. – Honda представила дебютный робот-гуманоид P3.
  2000 г. – Honda представила робот-гуманоид ASIMO.
  
  10
  

• 11 слайд

  История робототехники
  2005 г. – робот-автомобиль Стенли Стенфордского университета выиграл соревнования DARPA Grand Challenge для беспилотных автомобилей.
  
  
  
  2011 г. – “Умная птица” компании Festo – первый автономный робот-птица с махающими крыльями.
  11
  

• 12 слайд

  Видео 1.1 (Музей робототехники)
  12
  

• 13 слайд

  Известные компании производители роботов
  Корпорация IRobot
  www.irobot.com/
  Roomba, автономный робот-пылесос
  Полевые роботы для военных или полицейских операций
  
  
  
  
  
  13
  

• 14 слайд

  Известные компании производители роботов
  Boston Dynamics (www.bostondynamics.com)
  Передовые двуногии и четырехногие роботы (Big Dog, Petman)
  14
  

• 15 слайд

  Компании-производители промышленных роботов-манипуляторов
  KUKA Robotics ( http://www.kuka-robotics.com/ )
  Нагрузка от 3 кг до 1000 кг
  Операции захвата и передвижения, удерживания, задачи погрузки и разгрузки
  
  Motoman Robotics ( http://www.motoman.com/ )
  Motoman SDA5D в действии:
  http://www.youtube.com/watch?v=PAx05iLkylc
  15
  

• 16 слайд

  ABB IRB140
  Компании производители промышленных роботов –манипуляторов
  Adept Technology
  http://www.adept.com/products/robots
  SCARA ( Selective Compliant Assembly Robot Arm )
  
  ABB Robotics
  http://www.abb.com/product/us/9AAC910011.aspx
  16
  

• 17 слайд

  Вендоры электронных компонентов для робототехники
  Электронные компоненты общего назначения
  Я хочу построить робота, где мне искать компоненты:
  Digikey, Mouser, Newark, Compel.ru
  Эти компании подобны супермаркетам электронных компонентов
  Операционный усилители, резисторы, источники питания, коннекторы, кабели, и тд.
  
  17
  

• 18 слайд

  Производители интегральных схем
  Какие компании производят интегральные схемы для робототехники?
  Analog Devices
  Texas Instruments
  Linear Technology
  Fairchild Semiconductors
  Микроконтроллеры
  Microchip
  Atmel
  Freescale
  18
  

• 19 слайд

  Моторы для роботов
  Существует много типов моторов:
  Бесщеточные и щеточные моторы постоянного тока, шаговые моторы и т.д.
  Мы будем изучать как такие моторы работают далее.
  Производители высокачественных моторов, подходящих для робототехники:
  Maxon Motors (использутеся в НАСА в космической робототехнике)
  Faulhaber
  Portescap
  Premotec
  19
  

• 20 слайд

  Компоненты робототехники для хобби
  Компоненты робототехники для любителей и школьников
  Датчики, исполнительные механизмы (моторы, вентили, соленоиды), конструкторы роботов
  
  Компоненты по дешевле:
  Sparkfun Electronics
  Для самостоятельной разработки роботов.
  Pololu Robotics
  Solarbotics
  Роботы работающие на основе солнечной энергии
  20
  

• 21 слайд

  Новости робототехники в Интернете:
  Wired Magazine ( http://www.wired.com/magazine )
  Great news about technology
  IEEE Spectrum ( http://spectrum.ieee.org/ )
  News about recent research in electrical engineering
  IEEE Spectrum has a dedicated robotics page:
  IEEE Spectrum Robotics ( http://spectrum.ieee.org/robotics )
  Science Daily News
  News about science and technology
  Science Daily News Robotics Page
  http://www.sciencedaily.com/news/computers_math/robotics/
  Engadget ( http://www.engadget.com/ )
  Myrobot.ru (http://www.myrobot.ru/ )
  21
  

• 22 слайд

  22
  

Краткое описание документа:

История и перспективы робототехники. Познакомить с историей и перспективами робототехники.