План-конспект урока по темам: «Робототехника, сфера применения»; Практическая работа «Мой робот – помощник»

План-конспект занятия

по темам: «Робототехника, сфера применения»; Практическая работа «Мой робот – помощник»

Цель: Создать «робота-помощника».

Задачи:

1. Сформулировать понятия  робототехники, робота.

2. Изучить функции, которые выполняет робот.

3. Узнать виды роботов и области их применения.

4. В соответствии с критериями придумать своего робота-помощника.

Оборудование: компьютер, мультимедийная презентация, рабочие-листы, ватманы, цветные карандаши, викторина «Роботомания».

Ожидаемые результаты:

Личностные результаты:

- глубокий интерес к истории и современному состоянию науки и технологий;

- уважение к труду, трудящимся, результатам труда (своего и других людей);

Метапредметные:

- готовность к самостоятельному планированию и осуществлению учебной деятельности и организации учебного сотрудничества с педагогическими работниками и сверстниками.

- готовность к разнообразной совместной деятельности, стремление к взаимопониманию и взаимопомощи, активное участие;

Предметные:

- сформированность представлений о современном уровне развития технологий и понимания трендов технологического развития, роботизированных систем.

Используемые педагогические технологии:

- групповая технология;

- технология коллективной творческой деятельности.

План занятия:

1. Организационная часть занятия (3 минуты)

2. Сообщение целей и задач занятия (2 минуты)

3. Сообщение нового материала (30 минут)

4. Планирование деятельности (5 минут)

5. Практическая работа (25 минут)

6. Викторина (10 минут)

7. Подведение итогов работы (5 минут)

Ход занятия.

1. Организационная часть занятия.

 Здравствуйте ребята, сегодня вам понадобится только ручка и карандаш, остальное можно убрать со стола, вы готовы? Приступим к уроку!       

Поздравляю вас девочки с прошедшим 8 марта!  Все поздравили мам, бабушек?  А как поздравляли?

(Варианты ответов)

Один из самых доступных подарков — это прибраться и приготовить маме завтрак, ей будет очень приятно, правда? А кто-то из вас так поздравлял когда-нибудь? А что нам для этого понадобится? Какие приборы, предметы упростят уборку и приготовление еды?

 (Варианты ответов учеников)

Какая именно техника сможет нам пригодится, например, для уборки пола? Приготовления завтрака?

(варианты ответов)

Сделать уборку быстрее и сэкономить время нам также могут помочь: робот-пылесос, посудомоечная машина, мультиварка, с ними мы справимся быстрее?

Как вы думаете какая тема нашего сегодняшнего урока?

(Варианты ответов)

Сегодня наш урок будет посвящён очень интересной теме «Робототехника».

Ребят, как вы считаете создавать роботов это сложно?

 (Варианты ответов учеников)

А что требуется для создания робота?

 (Варианты ответов)

Вы все сказали верно!

Но! Для начала требуется идея, затем фантазия, креативность. Человек существует давно на земле и сталкивается с разными трудностями, которые преодолевает в процессе выживания, это привело к огромному прогрессу, что передается будущему поколению по сей день. До сих пор человек продолжает улучшать, делать комфортнее свою жизнь, пытается упростить тяжелый вид деятельности, заменяя это роботами, поэтому для начала человек, задумывается, о, том что поможет ему, упростить жизнь, то есть для начала должна появится идея, что так будет проще, лучше, затем вперед идет фантазия, а только затем уже реализуется техническая составляющая. 

Сегодня мы приблизимся к созданию роботов.

2. Сообщение целей и задач занятия.

Цель нашего урока: создать «робота-помощника.

Но! Перед этим мы должны познакомиться с видами роботов и основными направлениями робототехники.

Задачи:

1. Сформулировать понятия  робототехники, робота.

2. Изучить функции, которые выполняет робот.

3. Узнать виды роботов и области их применения.

4. В соответствии с критериями придумать своего робота-помощника.

3. Сообщение нового материала.

Сегодня мы с вами познакомимся с удивительным миром робототехники. 

Сейчас я вам выдам каждому «рабочий лист», с которым мы будем работать в течение урока и заполнять.

Давайте запишем тему сегодняшнего занятия в ваш «рабочий лист».

Все записали тему? Ещё раз повторим, какая тема сегодняшнего занятия?  – «Робототехника».

Ребята, какие ассоциации у вас возникают, когда вы слышите слово робототехника?

(Ответы учеников)

Действительно, все это связано с данным понятием. Давайте сформулируем определение «Робототехника» и запишем его в рабочий лист.

Сейчас обратимся к рабочему листу еще раз, вам необходимо прочитать текст под №2 и ответить на вопросы после него. Через 2 минуты мы проверим ваши ответы.

Опрос: Кто придумал слово «робот»? (Ответ: Карл Чапек);

В каком году было придумано данное слово? (Ответ: 1920г.);

Как переводится слово «работа» и с какого языка? (Ответ: с чешского, «тяжелая монотонная работа» или «каторга»).

А вот слово «робототехника» появилось в начале 40-х годов XX века Айзеком Азимовым для обозначения отрасли науки и искусства, занимающихся созданием и применением роботов.

Раньше люди боялись создавать роботов, были опасения, спровоцированные фильмами, книгами, пьесами. Люди боялись, что роботы могут восстать против человека. Но после того, как данный писатель создал 3 закона люди стали понимать, что роботы на самом деле могут нести пользу для человека.

Законы гласят:

1.Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

2.Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

3.Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам

Сейчас обратимся к рабочему листу №3. Прочитайте еще раз данные законы и запишите цель данных законов. Через 3 минуты проверим ваши ответы.

(Опрос – ответы учеников)

Раздел «История»

Первые прообразы роботов.

Древнегреческий математик и изобретатель Архит Тарентский еще в 5 веке до н. э. изобрел деревянного голубя, который запускался в небо с помощью паровой катапульты. 

Архимед - древнегреческий учёный и математик в 3 веке до н. э. создал коготь Архимеда. Это изобретение наподобие гигантского крана, оснащённого большими крюками-кошками.

Что же такое робот? Давайте дадим определение. В разделе «Классификация роботов» в №4 требуется записать пропущенные слова в определении слова «Робот», при этом необходимо использовать слова помощники.

(Зачитывается вариант ученика, проверка по презентации)

Ответ: Робот – это автоматическое устройство для   осуществления операций по     определенной программе.

Давайте разберем, какие бывают роботы. Все роботы можно разделить на две большие группы, одна из подгрупп имеет классификацию, связанную с видом передвижения.

С помощью слов помощников и вспомогательных картинок, попробуйте восполнить классификацию в №5. Через 3 минуты опрос.

Зачитывается вариант заполненной классификации ученика. Сверяем с правильным вариантом в презентации.

 

	Робот

Колесные

__Плавающие

Шагающие

_________________ Летающие

Гусеничные

Ползающие

Зачитывает ученик вариант ответа, проверяем правильность ответа в презентации на слайде.

Стационарные роботы: Роботы манипуляторы, которые чаще всего используются в промышленности. Стационарные роботы на фундаменте, которые обычно используются в промышленности, на линиях сборки и сварки кузовных деталей автомобилей. Работают из одной точки.

Мобильные роботы, которые могут перемещаться, как робот-пылесос всюду, и выполнять работу везде, куда смогут добраться.

В свою очередь, мобильные роботы можно разделить по способу передвижения на следующие виды: Колёсные роботы; Гусеничные роботы; Шагающие роботы; Ползающие роботы; Летающие роботы; Плавающие роботы.

Роботы применяются сейчас повсюду, мы даже уже этого не замечаем.

В следующем задание вы должны записать области применения роботов, данное задание можно решать коллективно, в своей группе. В этом вам помогут иллюстрации в №6.

Опрос учеников, проверка ответа:

Области применения робототехники

Промышленные роботы

Медицинские роботы

Бытовые роботы

_________________________ Роботы для обеспечения безопасности

Боевые роботы

Космические роботы

Сельскохозяйственные роботы

Строительные роботы

Транспортные роботы

Просмотр видеоролика про роботов.

О каких роботах вы узнали впервые?

Какие роботы можно выделить по главенству в жизни человека?

Обсуждение роботов по отрасли применения в сопровождении презентации:

*Промышленные роботы

Промышленные роботы уже частично заменяют человека на производстве, они способны выполнять простейшие манипуляции заменяя тем самым человека.

Промышленные роботы предназначены для автоматизации всевозможных технологических операций (например, сварка, штамповка, металлообработка, сборка готовых изделий и т.д.) на производстве какой-либо продукции. Применяются практически во всех отраслях промышленности (машиностроение, приборостроение, нефтехимическая, металлургическая, атомная, автомобильная, авиационная и др.)

*Медицинские роботы

Данные роботы способны помогать в медицине человеку. С 2001 г. медицинские роботы используются для хирургических операций. Используется в реальных условиях такие работы выполняет свои функции используя манипуляторы через систему дистанционного слежения это позволяет лишний раз не касаться тканей больного человека во время операции, а значит меньше травмировать больной орган. К разряду медицинских роботов можно отнести и экзоскелеты. Которые помогают людям с проблемами в опорно-двигательной системе, передвигаясь по полу шагая ногами, они могут быть использованы в качестве протезов рук. Брать предметы управлять такими электронными мышцами сейчас уже возможно снимая датчиками сигналы с мышц человеческого тела. Наука, занимающаяся такими проблемами, называется бионика.

* Бытовые роботы

Данный тип роботов применяется в быту и офисах. Ярким примером бытовой автоматизированной машины является набравший приличную популярность робот-пылесос. К бытовым роботам также можно отнести коммуникативных роботов, обеспечивающих эффект присутствия удаленных друг от друга людей, либо способных самостоятельно вести диалог с человеком, и, конечно, многочисленные робоигрушки, предназначенные для развлечений и образовательных в области робототехники целей. В перспективе ожидается появление и более функциональных систем, умеющих более сложные домашние обязанности такие как: мытье посуды, стирка грязного белья, приготовление пищи и т. п.

*Роботы для обеспечения безопасности

Перед охранными роботами ставятся задачи по защите вверенных территорий или помещений. В простейшем случае указанные роботы выполняют патрулирование охраняемых периметров и в случае фиксации проникновения злоумышленников сигнализируют об этом дежурным операторам.

* Боевые роботы

Боевые (военные) роботы призваны вывести вооруженные конфликты на качественно иной уровень и предназначены для минимизации непосредственного участия человека в боевых действиях с целью сокращения или исключения вовсе людских потерь, а также для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека в военных целях. Например, робот, который может обезвредить бомбу.

* Космические роботы

«Луноход – 1 – первый в мире планетоход. Успешно работавший на поверхности луны с 17 ноября 1970 года по 14 сентября 1971 года.

В некотором смысле космороботы мало отличаются от своих земных собратьев, подменяя человека тогда, когда требуется выполнить какую-либо работу.

* Сельскохозяйственные роботы

Предназначены для выполнения трудоемких и монотонных процессов в сельском хозяйстве. В настоящее время ведется интенсивная разработка таких роботов, и даже есть примеры их использования, например, в Японии.

* Строительные роботы

Строительные роботы позволяют аналогичным образом автоматизировать огромное количество различных операций, выполняемых в процессе ремонта помещений или строительства новых объектов. Учитывая мировые объемы строительства и неуклонный рост населения планеты Роботизация строительства сейчас весьма актуальна.

* Транспортные роботы

Транспортные роботы используются, как следует из наименования для автоматического перемещения грузов, либо автономного управления различными транспортными средствами. Транспортными роботами являются самоходные тележки, автопилоты и т.д.

Робототехника доступна не только взрослым. Есть специальные наборы, с которым обучаются дети.

Каждый робот имеет определенное строение. Сейчас мы определим составные части робота. В рабочем листе просмотрите на №7 и запишите составляющие части робота, части и их значение можно увидеть в таблице ниже.

Мы изучили классификации роботов, их виды, давайте попробуем охарактеризуем робота в рабочем листе №8. Это один из самых популярных роботов - «Робот-пылесос».

* К какому виду относится данный робот? (мобильный)

*Какой у него способ передвижения? (колесный)

* Какая отрасль применения? (бытовая)

У вас есть дома данный робот? Если нет вы бы хотели такого робота себе домой? Почему?

Выделите плюсы и минусы робота-пылесоса.

4. Планирование деятельности.

 Обратимся к нашему рабочему листу, открываем №9, задание выполняется в группе, прислушивайтесь к друг – другу, будьте дружелюбны и внимательны. Вас ожидает создание настоящего робота, но пока лишь на бумаге. (На каждую команду выдается ватман + цветные карандаши, фломастеры)

5. Практическая работа.

Предлагаю вам попробовать себя в роли разработчиков-конструкторов и создать эскиз-портрет робота.

Задание: придумать друга-робота, изобразить и описать его. Не забудьте указать вид робота, область применения, его технические характеристики.

Создание робота начинается с идеи. Прежде чем собирать своего робота, вам нужно ответить для себя на следующие вопросы: 

• Для какой цели я создаю робота?
• Как должен выглядеть мой робот?
• Какое имя будет у моего робота?
• Из каких частей/сегментов будет состоять мой робот?
• Что должен делать мой робот и как?
• Что нужно записать в инструкцию? (чтобы другой человек, смог воспользоваться роботом)

Критерии оценивания:

• присутствие оригинального имени;
• указание вида робота, его функций, назначения, области применения;
• обоснованность выбора формы робота для реализации его функций;
• присутствие инструкции;
• презентация робота.

Обязательное условие: у робота должны отсутствовать аналоги в реальной жизни.

За каждый выполненный критерий можно получить 2 балла, за частично выполненный – 1 балл, за отсутствие выполненного критерия – 0 баллов.

Перевод в отметку
5-6 баллов	3
7-8 баллов	4
9-10 баллов	5

Желаю продуктивной работы!

Ребята, молодцы! Надеюсь, что, когда-то ваш робот оживет! Верьте в себя, за вами будущее!

6.Викторина.

А сейчас викторина на закрепление нового материала.

Викторина «Роботомания»

Станция №1

Начерти по клеточкам робота, следуй стрелочкам!

Ответ:

Станция№2

 

 

Ответ:

1	2	3	4	5
Г	Д	А	В	Б

№3

Соотнесите примеры по типам роботов.

1.Шагающий		А.  Подводный исследовательский робот
2.Плавающий		Б.   Квадрокоптер
3.Летающий		В. Японский робот Асимо

Ответ:

1	2	3
В	А	Б

№4

Соотнесите виды роботов по их типам.

1.Неподвижный робот манипулятор	А. Медицинский робот
2.Экзоскелет	Б. Строительный робот
3.Промышленный 3Д принтер	В. Космический робот
4.Луноход или марсоход	Г. Промышленный робот

Ответ:

1	2	3	4
Г	А	Б	В

№5

Выберите правильный вариант

______________роботы — это, как правило, мощные роботы-манипуляторы, установленные на неподвижный фундамент и способные выполнять действия в радиусе, равном длине их «руки». На конвейере их ставят в ряд сразу несколько штук, и каждый выполняет несколько операций.

А) промышленные

Б) мобильные

В) подвижные

Г) военные

Ответ:

№6

1.

2.

3.

А) сельскохозяйственный робот

Б) строительный робот

В) экзоскелет

Г) подводный робот

Д) марсоход

Е) робот телеприсутствия

Ё) шагающий робот

Ответ:

1	2	3
Б	Д	В

№7

Анаграммы

Анаграмма— литературный приём, состоящий в перестановке букв или звуков определённого слова (или словосочетания).

Анаграмма	Слово
боРто	Робот
Минаша	Машина
Кетрьюмоп	Компьютер
боРохотеткани	Робототехника
Леог	Лего
нирофтамИак	Информатика
маограПмр	Программа
Амтовакита	Автоматика
Раиодтеакинх	Радиотехника
дрдноиА	Андроид
Тяинглоохе	Технология
Псосрегр	Прогресс
Морот	Мотор
Ирженен	Инженер

7.Подведение итогов работы.

 Команда, решившая викторину с наибольшим количеством правильных ответов, приглашается к доске, класс аплодирует и поздравляет победителей. Всем участникам вручаются наклейки.