Тема: § 51. Конструирование робототехнической модели.

 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Тема урока: Конструирование робототехнической модели и практическая работа "Сортировка деталей конструктора"

Цель урока: Знакомство с процессом конструирования робототехнической модели и освоение навыков сортировки деталей конструктора.

Оборудование:

1. Робототехнический конструктор.
2. Набор деталей для конструирования.
3. Компьютеры или ноутбуки с доступом в интернет.
4. Программное обеспечение для моделирования и программирования роботов (например, Arduino IDE или другие среды разработки).

ПЛАН УРОКА

1. Введение (5 минут):
• Представление темы урока: конструирование робототехнической модели и практическая работа по сортировке деталей конструктора.
• Обсуждение значимости робототехники в современном мире и ее применения в различных сферах, таких как промышленность, медицина, наука и техническое творчество.
2. Теоретическое введение (10 минут):
• Краткое объяснение понятия робототехнической модели и ее компонентов.
• Обсуждение основных принципов конструирования роботов и их работы.
3. Практическая часть (40 минут):
• Разделение учеников на группы.
• Каждая группа получает задание по конструированию робототехнической модели с использованием набора деталей.
• Использование современных инновационных технологий: ученики могут использовать компьютеры или ноутбуки для поиска и изучения инструкций по сборке модели, а также программного обеспечения для моделирования и программирования роботов.
• Наставники помогают ученикам в процессе конструирования, объясняют основные принципы работы робота и помогают с программированием (если необходимо).
• Проведение практической работы "Сортировка деталей конструктора", где ученики должны будут применить свои навыки сортировки и классификации для успешного завершения задания.
4. Заключение (5 минут):
• Обсуждение результатов практической работы и усвоенных знаний.
• Подведение итогов урока и выделение ключевых моментов.
• Подчеркивание важности использования современных технологий в образовательном процессе и их роли в развитии технических навыков и креативного мышления учеников.

Домашнее задание: Подготовка к следующему уроку по программированию робототехнических моделей, изучение основных концепций программирования и подготовка к созданию собственных алгоритмов управления роботами.

 

ХОД УРОКА

1.       Введение (5 минут):

Представление темы урока:

Уважаемые учащиеся!

Сегодня мы вместе погрузимся в увлекательный мир робототехники и творческого конструирования! Наш урок будет посвящен двум захватывающим аспектам: конструированию робототехнической модели и практической работе по сортировке деталей конструктора.

 

Во время этой части урока мы познакомимся с процессом создания роботов, важными компонентами и принципами их работы. Вы сможете собирать роботов с помощью специальных наборов деталей и изучать их возможности в интерактивной среде. Современные технологии позволяют нам не только создавать модели роботов, но и программировать их для выполнения различных задач!

После того как мы окунемся в мир конструирования, то перейдем к практической части урока. В этом упражнении вы будете применять свои навыки сортировки и классификации для успешного завершения задания. Вы сможете проявить свою организованность, внимательность и точность, работая с различными деталями конструктора.

 

Таким образом, сегодняшний урок будет не только интересным и захватывающим, но и позволит вам расширить ваш кругозор в области технологий и развить ваше техническое мышление и навыки. Давайте вместе отправимся в путешествие по миру робототехники и творчества!

 

Готовы к приключениям? Тогда давайте начнем!

 

·      Обсуждение значимости робототехники в современном мире и ее применения в различных сферах, таких как промышленность, медицина, наука и техническое творчество.

Текст для учителя:

- Робототехника играет огромную роль в современном мире, охватывая множество сфер деятельности и применений. Вот несколько ключевых областей, где робототехника имеет большое значение:

Промышленность:

В промышленности роботы широко используются для автоматизации производственных процессов. Они способны выполнять монотонные, опасные или трудоемкие задачи с высокой точностью и эффективностью.

Роботы применяются в сборке автомобилей, электроники, упаковке продукции, обработке материалов и многих других отраслях.

Медицина:

Робототехника играет важную роль в медицинских операциях и процедурах. Хирургические роботы позволяют хирургам выполнять сложные операции с высокой точностью и минимальным воздействием на ткани пациента.

Роботы также используются для реабилитации пациентов, мониторинга состояния здоровья, доставки медикаментов и даже для ухода за пожилыми людьми.

Наука:

Роботы широко применяются в научных исследованиях для изучения окружающей среды, астрономии, геологии, океанографии и других областей. Они могут исследовать труднодоступные или опасные места, собирать данные и делать выводы.

Робототехника играет важную роль в разработке и тестировании новых технологий и материалов.

Техническое творчество:

Робототехника становится все более доступной и популярной в области технического творчества и образования. Дети и взрослые могут создавать свои собственные роботы с использованием конструкторов и программирования.

Это стимулирует развитие технического мышления, креативности, проблемного мышления и командной работы.

В целом, робототехника играет важную роль в улучшении качества жизни людей, повышении производительности и безопасности в различных сферах, а также способствует развитию технологий и инноваций. Она имеет огромный потенциал для решения различных проблем и задач современного общества.

ВОПРОСЫ для обсуждения

Вот несколько вопросов, которые могут поднять обсуждение о значимости робототехники в современном мире и ее применения в различных сферах:

1. Какие преимущества применения робототехники вы видите в современном мире?
2. В каких областях промышленности роботы могут оказать наибольшее влияние на производственные процессы и эффективность работы?
3. Какие задачи в медицине можно решить с помощью робототехники, и как это может улучшить качество жизни пациентов?
4. Какие возможности предоставляет робототехника для научных исследований и изучения окружающей среды?
5. В чем состоит роль роботов в развитии технического творчества и инноваций?
6. Как вы думаете, робототехника может помочь в решении глобальных проблем, таких как изменение климата, экологические катастрофы и демографические изменения?
7. Какие вызовы могут возникнуть при внедрении робототехники в различные сферы деятельности, и какие меры могут быть приняты для их решения?
8. Какие новые возможности и перспективы открываются благодаря прогрессу в области робототехники, и как это может изменить наш образ жизни в будущем?

Эти вопросы могут стимулировать обсуждение о значимости и потенциале робототехники в современном мире, а также о ее влиянии на различные сферы человеческой деятельности.

 

 

2.       ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ (10 минут):

Робототехническая модель — это физическая конструкция, созданная с целью имитирования поведения и функций реального робота. Эта модель может быть построена из различных материалов, таких как металл, пластик, дерево и электронные компоненты, и может включать в себя механические, электрические и программные элементы.

 

Компоненты робототехнической модели включают в себя:

1.       Механические части

2.       Электроника

 

3.       Программное обеспечение

Эти компоненты взаимодействуют друг с другом, обеспечивая функционирование робототехнической модели и ее способность выполнять задачи в соответствии с предварительно заданным поведением.

 

Обсуждение основных принципов конструирования роботов и их работы.

Текст для учителя:

Основные принципы конструирования роботов и их работы включают в себя следующие аспекты:

1. Механическая конструкция:
• При конструировании робота важно учитывать его механическую конструкцию, которая определяет форму, размеры и функциональность робота. Механические компоненты должны быть разработаны таким образом, чтобы обеспечивать необходимую прочность, устойчивость и маневренность для выполнения поставленных задач.
2. Электроника и электрика:
• Роботы оснащаются электронными компонентами, такими как микроконтроллеры, моторы, датчики и т.д., которые обеспечивают управление и взаимодействие с окружающей средой. Правильный выбор электронных компонентов и их корректное подключение играют важную роль в работе робота.
3. Программное обеспечение и алгоритмы:
• Для работы робота необходимо разработать программное обеспечение, которое определяет его поведение и функциональность. Программы могут содержать алгоритмы управления, обработки данных, анализа окружающей среды и многое другое. Важно выбрать подходящие алгоритмы и написать эффективный код для достижения поставленных целей.
4. Сенсоры и обратная связь:
• Роботы обычно оснащаются различными типами сенсоров, такими как датчики расстояния, камеры, акселерометры и т.д., которые позволяют им получать информацию о окружающей среде. Эта информация используется для принятия решений и коррекции поведения робота в реальном времени.
5. Взаимодействие с окружающей средой:
• Роботы разрабатываются с учетом их предполагаемого взаимодействия с окружающей средой и другими объектами. Это может включать в себя перемещение по пространству, взаимодействие с объектами, сбор и передачу данных и выполнение различных задач.
6. Принципы безопасности:
• При конструировании и эксплуатации роботов важно соблюдать принципы безопасности, чтобы предотвращать возможные травмы и повреждения. Это включает в себя правильное изоляцию электроники, обеспечение стабильности конструкции и предотвращение взаимодействия робота с людьми или объектами вредоносным образом.

В целом, успешное конструирование и работа роботов требует интеграции механических, электронных и программных компонентов с учетом их взаимодействия и целей использования робота.

 

Конструирование робототехнической модели — это процесс, включающий в себя создание физической структуры робота с использованием различных компонентов и материалов. Вот общий обзор того, как происходит этот процесс:

1. Определение целей и требований: Первый шаг в конструировании робототехнической модели - определение целей и требований проекта. Это включает в себя определение задач, которые робот должен выполнять, а также ограничения по размерам, весу, бюджету и другим параметрам.
2. Проектирование: затем происходит проектирование робота на бумаге или с использованием специализированных программных средств. В этом процессе определяются форма, размеры и расположение компонентов робота, а также разрабатывается общая концепция работы робота.
3. Выбор компонентов: после проектирования необходимо выбрать необходимые компоненты для создания робота. Это могут быть механические детали (например, рамы, шестерни, моторы), электронные компоненты (например, микроконтроллеры, датчики, актуаторы) и другие материалы (например, пластик, металл, провода).
4. Сборка: после приобретения всех необходимых компонентов начинается процесс сборки робота. Это включает в себя физическую сборку механических деталей, соединение электронных компонентов и установку программного обеспечения.
5. Тестирование и настройка: после сборки робота следует тестирование его работы. В этом процессе проверяется корректность работы механических и электронных компонентов, а также правильность выполнения задач, для которых предназначен робот. При необходимости производятся настройки и доработки.
6. Использование и совершенствование: после завершения всех предыдущих этапов робот готов к использованию. Однако процесс конструирования и совершенствования робота может быть непрерывным, поскольку всегда есть возможность добавить новые функции, улучшить производительность и оптимизировать его работу.

 

 

3.       ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (40 минут):

·         Разделение учеников на группы.

·         Каждая группа получает задание по конструированию робототехнической модели с использованием набора деталей.

·         Использование современных инновационных технологий: ученики могут использовать компьютеры или ноутбуки для поиска и изучения инструкций по сборке модели, а также программного обеспечения для моделирования и программирования роботов.

·         Наставники помогают ученикам в процессе конструирования, объясняют основные принципы работы робота и помогают с программированием (если необходимо).

·         Проведение практической работы "Сортировка деталей конструктора", где ученики должны будут применить свои навыки сортировки и классификации для успешного завершения задания.

4.       ЗАКЛЮЧЕНИЕ (5 минут):

Сегодняшний урок, посвященный робототехнике, был насыщен интересными и познавательными моментами. В ходе урока мы погрузились в мир конструирования роботов и практически применили наши знания на практике. Теперь, когда мы завершили урок, пришло время подвести итоги и подчеркнуть ключевые моменты.

 

·         Обсуждение результатов практической работы и усвоенных знаний:

- Мы успешно освоили основные принципы конструирования робототехнических моделей и применили их на практике, собрав робота из набора деталей. Кроме того, практическая работа по сортировке деталей конструктора позволила нам применить навыки классификации и организации для успешного завершения задания.

 

·         Подведение итогов урока и выделение ключевых моментов:

- Мы выяснили, что робототехника имеет огромное значение в современном мире и находит широкое применение в различных сферах, таких как промышленность, медицина, наука и техническое творчество. Освоение принципов работы роботов и понимание их потенциала позволяет нам видеть новые возможности и перспективы в развитии технологий.

 

·         Подчеркивание важности использования современных технологий в образовательном процессе и их роли в развитии технических навыков и креативного мышления учеников:

- Этот урок также подчеркнул важность использования современных технологий в образовательном процессе. Он способствует развитию технических навыков, логического мышления и креативности учеников, а также подготавливает их к будущим вызовам и возможностям в мире, где робототехника играет все более важную роль.

 

Итак, наш урок завершен, но наши познания и интерес к робототехнике остаются с нами. Пусть это знание будет источником вдохновения и стимулом для дальнейшего исследования и творчества в мире робототехники.

 

Домашнее задание: Подготовка к следующему уроку по программированию робототехнических моделей, изучение основных концепций программирования и подготовка к созданию собственных алгоритмов управления роботами.