Робот в образовательной деятельности

Робот в образовательной деятельности

Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с развитием инженерного творчества.

Я должна сказать, что работаем мы в команде: я – учитель математики, учитель физики Драгунов Алексей Иванович и учитель информатики Тимошенко Наталья Николаевна. Как раз Наталья Николаевна у нас и есть тот волшебник Гудвин, который подарил сердце железному Дровосеку. Она познакомила ребят со средами программирования роботов. В настоящее время она на курсах и я « вместо неё».

Используемые на уроках технические новинки, такие как интерактивные доски, мобильные устройства, электронные учебники, красочны и наглядны, но они виртуальны. Наши дети, увлечённые различными компьютерными играми, уходят в виртуальную жизнь. А вот робототехника помогает вернуть их из виртуальной  жизни в реальность. В отличие от множества инновационных технологий, которые помогают обучающимся в изучении сложных тем, роботы действуют в реальном мире, что не только увеличивает мотивацию при изучении нового материала, но и вносит в него исследовательский компонент. Это помогает реализации требований ФГОС общего образования к результатам обучения учащихся, склонных к естественным наукам, технике или прикладным исследованиям. И мы уверенны, что эти дети не расстанутся уже с конструированием и программированием и свяжут свою профессиональную деятельность с этими направлениями.

Конструктор Лего и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а учитель лишь консультирует его.

Конструирование робота

Мы работаем со стандартным набором Lego.

Одной  из самых главных составных частей является микропроцессор, при помощи которого и осуществляется программирование робота. Процессор EV3 служит центром управления и энергетической станцией для нашего робота.

( ПОКАЗАТЬ НА РОБОТЕ)

 Именно к нему, с помощью пластиковых деталей и проводов присоединяются датчики, реагирующие на внешние воздействия и моторы, управляющие движением робота. Сервомоторы позволяют создавать движущие части робота, например колеса, позволяющие роботу передвигаться или подъемный механизм, позволяющий роботу поднять какой-либо объект. Ультразвуковой датчик помогает роботу видеть различные предметы и измерять расстояние до них, а датчик цвета способен различать эти объекты по цвету.

Процессор обладает собственным интерфейсом. Он позволяет добавлять текст и числовые или графические ответы в вашу программу или эксперименты. Например, можно запрограммировать экран таким образом, чтобы он отображал веселое лицо (или печальное лицо) для сравнительного ответа.

Кнопки управления модулем позволяют перемещаться по интерфейсу модуля EV3. Их также можно использовать в качестве программируемых активаторов. Микропроцессор, это и есть модуль EV3 — это центр управления, который приводит в действие роботов. Благодаря экрану, кнопкам управления модулем и интерфейсу модуля EV3, содержащему четыре основных окна, вам открывается доступ к  разнообразию функций модуля EV3. Это могут быть простые функции, как, например, запуск и остановка программы, или сложные, как написание самой программы.

На своих занятиях по робототехнике мы в основном используем простые функции модуля EV3, такие как запуск и остановка программы. А задачи по написанию программы выполняем на компьютере, после чего уже готовую программу загружаем в процессор EV3. Программы  можно создавать в различных оболочках. Самой популярной является LEGO MINDSTORMS EV3. Основное достоинство этой программы её доступность, т.к. она поставляется компанией LEGO всем желающим обладателям данного конструктора бесплатно. Вторым, не менее важным, преимуществом данной программы является простота использования и интуитивно понятный интерфейс, с помощью которого учащиеся без проблем постигают азы программирования и развивают логическое мышление. Более продвинутой средой программирования Лего-роботов является LabVIEW. Язык LabVIEW, также как и EV3, не похож на другие известные языки программирования. У него графический интерфейс. И все наши программы это рисунки-схемы, приводящие в движение роботов.

 

Программирование робота

Ну и немного о  возможностях EV3 и LabVIEW.

НачнемсEV3.

Lego Mindstorms EV3

Оболочка Mindstorms EV3 оптимизирована для работы на уроках и учитывает все последние тенденции в создании интуитивно понятных интерфейсов пользователя.

 – Легко учиться и использовать в экспериментальной деятельности

– Интуитивное программирование с помощью графических программных блоков

– От самых простых до сложнейших программ

– Полное руководство для педагога

Теперь поговорим о возможностях LabVIEW.

LabView

LabVIEW, - это среда разработки виртуальных приборов, первоначально использовалась в исследовательских лабораториях. В настоящее время наряду с этим традиционным применением она используется и в отраслевых промышленных лабораториях и все более широко в образовании.

В программе ЕV3 создаются роботы, способные выполнять большинство учебных задач, но с рядом ограничений. Например, учащиеся делали робота-интервьюера, задачей которого является задавать вопросы, получать ответы и интерпретировать их определенным образом в зависимости от полученных ответов. Что бы реализовать задачу «задавать вопросы» в ЕV3 нам пришлось все вопросы записывать в аудио файлы и уже в программе привязывать эти файлы к нужному блоку. Тогда как в LabVIEW достаточно просто написать вопрос текстовым сообщением и робот сам скажет нужную фразу. Другими словамиLabVIEW позволяет решать те же самые задачи на более продвинутом уровне.