Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Ольховатская средняя общеобразовательная школа
«Программирование робота LEGO Mindstorms EV3»
учитель информатики и ИКТ
Меркулова Г. В.
р.п. Ольховатка, 2017 г.
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:
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:
|
Начать исполнение алгоритма
|
|
Управление большим мотором
(включить на количество оборотов)
|
|
Управление большим мотором
(включить на количество секунд)
|
|
Управление двумя моторами
(рулевое управление, включить на количество оборотов)
|
|
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.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.