Методические рекомендации по работе с конструктором LEGO
методическая разработка по технологии (3 класс)

Методические рекомендации по использованию Lego Mindstorms EV3 в процессе преподавания технологии с обучающимися 13 лет

.

Рома молодец у него всё получится

Введение

LEGO Mindstorms Education EV3 - это конструкторский набор программируемой робототехники, который дает возможность создавать и управлять собственными роботами LEGO. Наборы LEGO Mindstorms Education EV3 обладают широчайшим учебным потенциалом и могут быть использованы на большинстве технических предметах для повышения эффективности учебного процесса и уровня мотивации обучающихся. Платформа LEGO MINDSTORMS Education EV3 представляет собой универсальное образовательное средство как для урочного применения, так и для межпредметных проектов, на базе которой можно эффективно изучать современные технологии, создавать работающие модели живых организмов или механических устройств, выполнять физические и биологические эксперименты, осваивая при этом основы информатики и алгоритмики, компьютерное управление и робототехнику.

Процесс работы с набором включает в себя сборку и программирование робота в рамках учебного занятия. Программирование осуществляется в специальном ПО, которое скачивается бесплатно с сайта LEGO Education. Эта среда разработана для учеников средней школы (5-9 классы), но на деле достаточно легко осваивается детьми с 10+ лет.

Возможности использования оборудования в учебном процессе:

• Информатика и программирование. Изучение ключевых принципов программирования, развитие алгоритмического мышления, создание и отладка сложных программ по управлению моделями. работая с данным набором, обучающиеся будут осваивать навыки текстового программирования на языке MicroPython;

Обучающиеся смогут учиться программировать с помощью бесплатного приложения EV3 Classroom, использующем язык программирования, созданный на основе языка Scratch;

Благодаря эффективному сочетанию удобного в использовании аппаратного и программного обеспечения обучающиеся смогут развить навыки, необходимые для конструирования и программирования роботов, а также для решений комплексных задач из реальной жизни.

• Технология и проектирование. Исследование новейших технологических решений и технологий с помощью создания их аналогов в виде рабочих моделей роботов, изучение ключевых принципов проектирования, прототипирования и моделирования.
• Физика. Подтверждение гипотез опытным путем, проведения опытов, всесторонний анализ полученных данных, включая анализ прогнозированных данных, изучение концептов механики, оптики, термодинамики, магнитных явлений, принципов радиосвязи.
• Математика. Измерение времени, скорости, ускорения и расстояний, работа с переменными, случайными и пороговыми величинами, изучение геометрических, тригонометрических концепций.
• Язык и грамотность. Развитие навыков описания процессов и технологий в повествовательной форме, их объяснения и интерпретирования, освоение навыка построения вербальных моделей различных систем и концепций.

Основные цели и задачи использования конструктора в обучении

Цель: целенаправленное внедрение LEGO-конструирования и робототехники в образовательный процесс ДО, приобщение обучающихся к научно-техническому творчеству.

Задачи:

• формирование у обучающихся стремления к достижению цели и созданию собственного качественного учебного продукта;
• формирование навыков проектного мышления и коммуникативных навыков коллективной работы, работы в команде.

Основные детали

- Сердцем набора является программируемый интеллектуальный микрокомпьютер EV3, контролирующий работу моторов и датчиков. Он

также поддерживает беспроводные протоколы связи Wi-Fi и Bluetooth.

1. Автоматически определяет и управляет датчиками и моторами.
2. Воспроизводит звуки и изображения, имеет встроенные

светодиоды с возможностью управления.

3. Возможность программирования и регистрации данных

непосредственно на микрокомпьютере EV3.

4. Аккумуляторная батарея для микрокомпьютера EV3.

Большой серво мотор EV3, в наборе их два. Встроенный датчик вращения производит измерения с точностью до одного градуса. С помощью этого датчика мотор можно присоединить к другим моторам, что позволит роботу передвигаться с постоянной скоростью.

Средний серво мотор для роботов LEGO Mindstorms EV3 лучше всего

подходит для выполнения задач, при которых размер робота, быстрота

отклика и его скорость важнее грузоподъемности. Точность измерения

встроенным датчиком мотора составляет один градус.

С помощью цифрового ультразвукового датчика EV3, который

генерирует звуковые волны и фиксирует их отражение от объектов, можно

измерять расстояние до объектов. Более того, испуская одиночные волны, его

можно использовать в режиме сонара для определения наличия объектов.

Цифровой датчик цвета микрокомпьютера LEGO Mindstorms EV3 может

определить восемь разных цветов. Кроме того, его можно использовать в

качестве датчика освещенности. Используя такой датчик, пользователь

получает возможность построить роботов-сортировщиков, которые в

процессе сортировки используют цветовые индикаторы.

С помощью гироскопического цифрового датчика LEGO Mindstorms

EV3 можно измерять движение вращения робота и улавливать малейшие

изменения в его положении и движении. Этот датчик позволяет легко

измерять углы (точность режима измерения углов +/- 3 градуса), создать

балансирующего робота.

Аналоговый датчик касаний для LEGO Mindstorms EV3 является

простым, но в то же время высокоточным инструментом, определяющим, нажата его кнопка или нет. Кроме того, он может определять количество как одиночных, так и множественных нажатий.

Кроме того, Базовый набор LEGO Mindstorms Education EV3 также включает 2 пластиковых лотка для хранения и сортировки деталей, и 541

тщательно подобранных элементов LEGO Technic

Возможности использования оборудования в учебном процессе

Предложенный базовый набор LEGO Mindstorms EV3 можно использовать в совместной, самостоятельной деятельности и в индивидуальной работе с обучающимися на уроках технологии.

Программное обеспечение EV3 можно использовать, как мощный инструмент для научных исследований. Ученики могут использовать его для создания прогнозов, сбора, анализа и управления данными во время проведения экспериментов.

Необходимо использовать современные формы и методы работы, в т.ч. ИКТ для достижения высоких результатов учебной и внеурочной деятельности.

На каких уроках и как можно использовать

Сценарий занятия по конструированию

Подготовительный этап

П: Здравствуйте, ребята!

О: Здравствуйте!

* Раздача жетонов с разными номерами для деления на группы*

П: Ребята, в нашу школу пришли работники с завода, они прислали нам сообщение. Прочтем его?

О: Да!

*Педагог открывает конверт и читает письмо*

П: Здравствуйте, ребята. Мы пишем вам с завода по производству мебели, у нас сломалась тележка для перевозки деталей, у нас не хватает сил, что бы переносить детали своими руками, помогите нам, пожалуйста! Как же помочь? Что нужно знать и уметь?

О: Ответы обучающихся

П: Ребята, а что еще вы знаете о технике которая помогает работникам на производстве?

О: Ответы обучающихся

Основной этап

П: Да, вы правы на современных предприятиях используется огромное количество техники и различного оборудования, которое облегчает труд рабочим. Присаживаемся как вам удобно и смотрим внимательно.

*просмотр фильма*

П: Мы побывали на заводе по производству мебели, а каким еще фантастическим способом можно там побывать?

О: Ответы обучающихся

П: Предлагаю пройти в наше конструкторское бюро.

О: Обучающиеся занимают места за столами

П: Ребята, каждой команде нужно усовершенствовать

модель «Приводной платформы» и придумать сове название.

О: Выполняют задание педагога

П: у нас нет деталей для сборки приводной платформы, что же нам делать?

О: Ответы обучающихся

П: Чтобы решить эту проблему я подготовил детали конструктора LEGO. Вспомним названия деталей конструктора.

О: Называют детали конструктора

П: Детали конструктора очень мелкие, поэтому нужно быть с ними очень осторожными и внимательными. Сейчас вы будете командой.

Команда всегда все делает слаженно и дружно. Поэтому подумайте и договоритесь кто за что отвечает.

О: Обучающиеся договариваются, распределяют обязанности.

П: Приступайте к работе.

Практическая работа

О: Выполняют задания педагога

(Данную конструкцию необходимо модифицировать при помощи различных датчиков, имеющих практическую целесообразность. Например, добавление колес большего диаметра для более простого прохождения препятствий. Добавление ультразвукового датчика для заблаговременного обнаружения препятствия).

П: Передвижные платформы готовы?

О: Ответы обучающихся

П: Как же помочь космическим путешественникам вернуться домой?

О: Ответы обучающихся

П: Теперь все сведения мы сможем передать инопланетным гостям и он вернется к своим друзьям».

*Проведение физкульминутки*

Заключительный этап

П: Что мы делали в начале урока? Что потом? Что узнали нового? Что было легко для вас, что было сложно?

О: Обучающиеся проходят рефлексию

П: Спасибо, что вы были такими активными на уроке. До новых встреч!

Правила безопасности при работе с оборудованием

1. Для работы организуется специальное рабочее место со свободным местом для сборки моделей. На нем необходимо предусмотреть место для контейнера с деталями и «сборочной площадки».
2. Детали необходимо держать только в специальном контейнере.
3. При работе в группах, нужно распределить обязанности: координатор, сборщики и т.п.
4. При работе с конструктором важно следить за деталями. Работать с деталями только по назначению. Нельзя глотать, класть детали конструктора в рот и уши, раскидывать на рабочем столе.

Вопросы/предложения к специалистам

Вопросы

1. Какую типовую модель можно использовать при составлении урока по технологии?
2. Какие вы бы добавили датчики в набор, которые не предусматриваются разработчиком? Какие современные информационные технологии можно использовать при разработки методических рекомендаций?
3. Возможно ли добавить разные тематические стили для конструктора? (животные, космос и т.д.)
4. На каких устройствах может быть доступно программное обеспечение?

Предложения

1. Укомплектовывать каждый набор зарядным устройством для аккумулятора.

2. Предложение готовых вариантов роботов для различных предметных уроков.

3. Добавить более разнообразные датчики (датчик влажности, датчик температуры и тп..)

4. Предлагать сборку одной и той же модели разными деталями и способами.

5. Добавить тематические наборы LEGO, например LEGO космос, завод и тп.

Используемые материалы

Для заметок

Рома молодец у него всё получится

.