Урок робототехники в 4 классе "Что заставляет предметы двигаться?"
план-конспект урока по информатике и икт

Учитель

Ученики

Наши знакомые Макс и Маша заинтересовались машинами, которые любят тянуть тяжелые предметы. Они хотят выяснить, что заставляет предметы двигаться.

Смотрим вступительный видеоролик

Прошло много времени с тех пор, как люди впервые попробовали перемещать большие объекты. От древних цивилизаций до современности для того, чтобы тянуть или толкать объекты, использовались различные инструменты.

1. Если не удается сдвинуть что-то, это происходит потому, что такая же или большая сила тянет объект в противоположном направлении.
2. Если объект начинает перемещаться, это означает, что сила в направлении движения больше.
3. На Земле трение играет в этой системе важную роль.
4. По поверхности с меньшим трением тот же вес тянуть легче, чем по неровной поверхности.
5. Область науки о силах и движении была подробно изучена и разъяснена ученым Исааком Ньютоном в XVII веке. Вы каждый день сталкиваетесь с законами физики, описанными им.

Учитель

Ученики

Поэтому цель нашего сегодняшнего урока познакомиться с понятием «сила», и как они заставляют предметы перемещаться. Какие силы называются уравновешенными и неуравновешенными. А также мы с вами сегодня создадим и запрограммируем робота для изучения результатов действия уравновешенных и неуравновешенных сил на движение. И после этого вы представите свои выводы о силах.

Учитель

Ученики

Вопросы для обсуждения

1. Какими способами можно привести объект в движение?

2. Можете ли вы объяснить трение? По какой поверхности легче тянуть предмет: по обычной или скользкой?

3. Спрогнозируйте, что произойдет, если сила тяги в одном направлении больше, чем в другом.

4. Можно ли вывести соотношение между уравновешенными силами и способностью объектов к перемещению?

Чтобы заставить объект двигаться, надо тянуть или толкать объект, другими словами, нужно приложить к нему силу.

Этот вопрос относится к трению. Перемещать объект по гладкой поверхности легче, чем по шероховатой. В зависимости от массы объекта, объект может быть труднее перемещать по скользкой поверхности, потому что сцепление в данном случае при тяге оказывается меньше.

Этот ответ должен быть основан на прогнозах учащихся, высказанных на начальном этапе. Это означает, что на данный момент ответы учащихся могут быть неверными. В конце урока учащиеся должны обсудить тот факт, что объект будет перемещаться в направлении наибольшей толкающей или тянущей силы.

Высказывают свои предположения.

Неуравновешенные силы могут привести к изменениям в движении объекта (ускорению, замедлению и т. д.).

Учитель

Ученики

Молодцы, ребята, все верно! А теперь давайте проверим справедливость нашего предположения (гипотез) на практике. Представьте себя в роли инженеров-конструкторов. И начинайте строить и программировать робот-тягач.

Следуйте инструкциям по сборке робота. Этот робот-тягач будет тянуть некоторые объекты, помещенные в его корзину.

1. Постройте робот-тягач.

В этом проекте используется модуль колебаний — коническая шестерня. Коническое зубчатое колесо изменяет ось вращения из вертикального положения до горизонтального, передавая движение от мотора на колеса. Корзина содержит ряд скользящих кубиков, чтобы уменьшить трение.

2. Запрограммируйте робота для перетаскивания.

Эта программа будет отображать цифры 3, 2, 1 перед включением двигателя на мощности 10 на 2 секунды.

3.  Тестирование робота-тягача

Используя эту модель, учащиеся проводят исследование сил тяги.

1. Проводите исследование, добавляя сначала небольшие, а затем тяжелые предметы в корзину, пока устройство не остановится.

Потребуется около 300 г груза на обычной поверхности, чтобы остановить движущийся робот-тягач. Учащиеся могут использовать любой предмет, но не слишком тяжелый, так как целью этого этапа является достижение равновесия. На этом этапе учащиеся получают уравновешенные силы. Можно использовать стрелку, чтобы символизировать направление действия силы.

Можно также использовать небольшие шины в качестве объектов для утяжеления корзины. Они увеличат трение со стороны корзины.

2. Используя то же количество кубиков, установите на модель большие шины и проверьте, что произойдет.

Учащиеся будут устанавливать шины на робот-тягач. Это приведёт к тому, что трение между колесами и поверхностью будет больше со стороны робота-тягача, увеличивая силу тяги в том направлении. Система сразу же станет неуравновешенной.

Эти опытные данные подтверждают идею о том, что если сила тяги больше сил, действующих в противоположном направлении, объекты должны двигаться.

3. Дополнительное исследование. Перетягивание каната

• Соедините роботов задними частями друг к другу цепью LEGO.
• Перед началом соревнования поместите в корзины равный груз.
• По моему сигналу запустите моторы, чтобы роботы тянули в противоположные стороны. Кто сильнее?

4. Представление результатов

• Вспомните и приведите примеры реальных жизненных ситуаций, в которых вы наблюдали уравновешенные и неуравновешенные силы.
• Как связаны между собою ваши выводы по проекту и эти конкретные ситуации?

А на следующих уроках мы с вами начнем работать с новым конструктором LEGO Mindstorm EV3. Посмотрите на робот- тягач, который можно сделать из этого набора. Кроме того, мы продолжим исследование сил, и выясним как увеличить силу тяги и уменьшить силу трения.

Работают в группах

Учитель

Ученики

Ребята, давайте обратимся к «Рабочему листу ученика», который лежит у вас на партах и подведем итоги нашего урока.

Продолжите фразу:

1. В жизни я часто вижу …

2. Сегодня на уроке я

• Узнал (а) …
• Собрал (а) …
• Провел (а) эксперимент …
• Сделал (а) вывод …

3. Робот тягач может использоваться …

Как машины перевозят тяжелые грузы, как дети катаются на санках, перетягивают канат и др.

Что такое «уравновешенная сила», «неуравновешенная сила», «толкать», «тянуть», «трение» и «вес».

Собрали робот-тягач.

Высказывают свое мнение.

Учитель

Ученики

Ребята, наш урок подошёл к концу. Но мы продолжим эту работу на следующем уроке.

Спасибо вам ребята за хорошую работу! Урок окончен.