Реферат Маслакова Е. А

• Название: Реферат Маслакова Е. А
• Дата: 03.03.2022
• Размер: 336.32 Kb.
• Имя файла: 03Maslakova2.docx
• Тип: Реферат; #380982
• страница: 5 из 7

Тема занятия: решение задач на составление линейных алгоритмов.

Вид занятия: практическая работа.

Оборудование: мультимедийная система, секундомеры, наборы конструктора LEGO Mindstorms EV3, ноутбуки, схемы.

Цели урока:

• 
  сформировать начальные навыки работы с программным обеспечением EV3;
  
• 
  научиться составлять простейшие алгоритмические конструкции в среде программирования EV3;
  

В результате занятия, обучающиеся должны овладеть следующими универсальными учебными действиями:

Регулятивные:

• 
  систематизировать и обобщить знания по теме «Алгоритмические конструкции: следование» для успешной реализации алгоритма работы собранного робота;
  
• 
  научиться программировать робототехнические устройства в среде EV3.
  

Познавательные:

• 
  изучение основ конструирования, умение программировать с помощью среды программирования EV3;
  
• 
  экспериментальное исследование, оценка влияния отдельных факторов на скорость движения робота.
  

Коммуникативные:

• 
  развить коммуникативные умения при работе в группе или команде.
  

Личностные:

• 
  развитие памяти и мышления.
  

Ход урока:

1. 
   Организационный момент
   

Учитель приветствует учащихся и раздает рабочие материалы.

Для демонстрации работы, понадобится базовая модель устройства.

2. 
   Постановка задачи
   

Учитель: наша сегодняшняя задача - запрограммировать устройство, которое должно обнаружить черную линию.

Использование цветных линий является одним из простых способов управления движением программируемых устройств. В поставленной задаче, для того, чтобы научить наших роботов обнаружению линии, мы будем использовать датчик освещённости. Нам понадобится режим измерения отраженного цвета. В этом режиме активируется светоиспускающий элемент. Свет, выпущенный этим элементом, отражается от поверхности и попадает в светочувствительный элемент.

В зависимости от того насколько светлая отражающая поверхность, в светочувствительный элемент приходит разное количество света. Это количество света преобразуется в цифровое значение и передается в программу. Чем темнее поверхность, тем меньше света - в программу приходят маленькие значения; чем светлее поверхность, тем больше света - программа оперирует с большими значениями.

3. 
   Обсуждение способов решения задачи
   

Учитель: Как вы думаете, какие действия должны совершать наши роботы?

Учащиеся делятся своими предположениями: например, робот совершит движение по кругу, обнаружит черную линию и остановится.

Учитель: я предлагаю вам написать программу, которая позволит нашему устройству двигаться до тех пор, пока датчик света не определит черный цвет, после чего робот должен остановиться.

Примечание: в программе используется блок «Ожидание» датчика цвета; «Сравнение» - режим «Цвет» для тестирования черного цвета.

4. 
   Программирование
   

Учащиеся составляют первый вариант программы.



Рисунок 9. Движение до черной линии (вариант 1)

Учитель: теперь давайте попробуем усовершенствовать нашу программу, используя блок «Ожидание» датчика цвета - «Сравнение» - режим «Яркость

отраженного света». Наши устройства должны ожидать, пока яркость света не достигнет менее 50 %.

Учащиеся составляют второй вариант программы. Опытным путем, они должны прийти к тому, что для получения наилучших результатов нужно установить порог чувствительности датчика.



Рисунок 10. Движение до черной линии (вариант 2)

Учитель: теперь измените программу таким образом, чтобы робот двигался вперёд до тех пор, пока, не обнаружит линию.

Примечание: перед загрузкой программы сохраните её под новым именем.


Рисунок 11. Движение до черной линии (вариант 3)

Ученикам нужно внести изменения в программу, заменив блоки управления большим мотором блоками - «Рулевое управление». Робот выполнит движение вперед доедет до черты и остановится.

5. Отработка на полигоне

Учитель: а теперь давайте поэкспериментируем, может ли ваше устройство обнаружить более светлые линии. Усовершенствуйте программу так, чтобы она могла обеспечить обнаружение датчиком цвета линии более светлого тона.

При обнаружении линии более светлого тона необходимо увеличить порог чувствительности датчика цвета, подобрать его нужно опытным путем.

6. 
   Подведение итогов.
   

Для подведения итогов, можно расширить рамки задания, предложив ученикам:

• 
  дать пояснения к своим программам и объяснить функции каждого блока с использованием инструмента «Комментарий»;
  
• 
  поэкспериментировать с программированием обнаружения линии других цветов (например, красного, синего и белого);
  
• 
  запрограммировать движение вперед до второй или третьей обнаруженной линии.
  

Методы обучения

Для повышения эффективности обучения необходимо грамотно сочетать используемые технические средства обучения с применением следующих методов:

• 
  объяснительно-иллюстративный метод - предъявление информации ученикам различными словесными и наглядными способами;
  
• 
  эвристический метод - метод творческой деятельности;
  
• 
  проблемный метод - постановка проблемы учителем и самостоятельный поиск её решения обучающимися;
  
• 
  программированный метод - установка набора операций, которые необходимо совершить учащимся в ходе выполнения практических работ;
  
• 
  репродуктивный метод - воспроизводство знаний и способов деятельности по примеру учителя;
  
• 
  частично-поисковый метод - решение проблемных задач с помощью учителя;
  
• 
  поисковый метод - самостоятельное решение проблем учащимися;
  
• 
  метод проблемного изложения - постановка проблемы педагогом, решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении.
  

Опираясь на ФГОС важно выделить универсальные учебные действия, формируемые в результате образовательного процесса:

• 
  мотивационная основа деятельности;
  
• 
  умение планировать своё действие в соответствии с поставленной задачей и условиями её реализации;
  
• 
  оценивать правильность выполнения действия;
  
• 
  осуществлять анализ объекта с выделением существенных признаков и несущественных;
  
• 
  осуществлять синтез как составление целого из частей;
  
• 
  допускать возможность существования у людей различных точек зрения, в том числе не совпадающих с его собственной, ориентироваться на позицию партнёрства в общении и взаимодействии;
  
• 
  договариваться и приходить к общему решению совместной деятельности.
  

2. 
   Содержание сборника задач по робототехнике
   

Данный сборник задач предназначен для использования на факультативных занятиях по Робототехнике. В качестве платформы для создания роботов выбран конструктор Lego Mindstorms. Все предлагаемые задания можно решить не изменяя конструкции робота. Основная цель курса - обучение основам алгоритмизации и программирования.

Робот рассматривается в рамках концепции исполнителя, которая используется в рамках дополнительного образования

При программировании робота нет однозначного решения - любая задача решается после нескольких предварительных попыток, в результате которых собирается некий экспериментальный материал, позволяющий понять, как робот воспринимает ту или иную ситуацию. При решении задач приходится учитывать погрешность в показаниях датчиков робота, его исполнительных механизмов, влияние окружающей среды и множества других факторов. Благодаря этой особенности факультатив робототехники становится для школьников, не просто курсом по изучению программирования, но и местом где учатся применять теоретические знания на практике, получают навыки проведения физического эксперимента, развивают наблюдательность и сообразительность.

Содержание сборника задач по робототехнике.

1. 
   Линейный алгоритм.
   

Примеры задач, рассмотренные в теме:

• 
  обнаружение черной линии;
  
• 
  поворот робота на заданное кол-во градусов;
  
• 
  движение робота, вдоль периметра квадрата, огибая препятствия
  

Рекомендованное количество часов, для изучение данной темы - 6, в том числе 2 часа рассчитаны на лекции и 4 часа на практическую работу.

2. 
   Алгоритм, содержащий оператор ветвления.
   

Примеры задач, рассмотренные в теме:

• 
  движение робота по черной линии, отслеживая все повороты;
  
• 
  движение робота, который должен вытолкнуть все объекты за пределы круга за наименьшее время;
  
• 
  снижение скорости робота, при приближении к препятствию;
  
• 
  движение робота за определенное время.
  

Рекомендованное количество часов, для изучение данной темы - 8, в том числе 2 часа рассчитаны на лекции и 6 часов на практическую работу.

3. 
   Алгоритм, содержащий цикл.
   

Примеры задач, рассмотренные в теме:

• 
  движение робота по заданной траектории с одним датчиком освещенности;
  
• 
  движение робота по заданной траектории с двумя датчиками света;
  
• 
  движение робота до обнаружения препятствия.
  

Рекомендованное количество часов, для изучение данной темы - 9, в том числе 3,5 часа рассчитаны на лекции и 5,5 часов на практическую работу.

4. 
   Алгоритмические конструкции: следование, ветвление, повторение.
   

Примеры задач, рассмотренные в теме:

• 
  подсчет перекрестков при движении робота;
  
• 
  вычисление скорости движения исполнителя;
  
• 
  воспроизведение звуков в зависимости от «считанного» цвета.
  

Рекомендованное количество часов, для изучение данной темы - 6, в том числе 2 часа рассчитаны на лекции и 4 часа на практическую работу.

5. 
   Одномерный массив.
   

Примеры задач, рассмотренные в теме:

• 
  обнаружение выхода из лабиринта за указанное количество шагов;
  
• 
  обнаружение выхода из лабиринта за указанное количество шагов, а затем возвращение обратно в стартовую точку.
  

Рекомендованное количество часов, для изучение данной темы - 6, в том числе 2 часа рассчитаны на лекции и 4 часа на практическую работу.

6. 
   Алгоритм, содержащий подпрограмму.
   

Примеры задач, рассмотренные в теме:

• 
  прохождения исполнителем лабиринта, используя подпрограмму универсального движения по траектории;
  

Рекомендованное количество часов, для изучение данной темы - 4, в том числе 2 часа рассчитаны на лекции и 2 часа на практическую работу.

7. 
   Задачи повышенного уровня сложности.
   

Примеры задач, рассмотренные в теме:

• 
  движение робота, а именно приближение и отдаление от объекта, в зависимости от характерного звука;
  
• 
  поиск свободного пространства для парковки между двумя «автомобилями» и заезд в обнаруженное пространство.
  

Рекомендованное количество часов, для изучение данной темы - 8, в том числе 2 часа рассчитаны на лекции и 6 часов на практическую работу.

3. 
   Апробация разработанных материалов
   

Апробация разработанных материалов проводилась методом экспертных оценок. Экспертами выступали студенты Уральского государственного педагогического университета Института математики, информатики и информационных технологий, в количестве 10 человек.

Часть материалов была апробирована во время педагогической практики в ЧОУ СОШ «Творчество», а также в ДЮЦ г.Верхняя Салда. По результатам апробации учениками были усвоены все представленные темы и выполнены все задания.

Экспертам были представлены методические рекомендации и содержание сборника задач по робототехнике. Оценить разработанные материалы эксперты могли, отвечая на заранее подготовленные вопросы. Целью анкет было оценить качество и возможность практического применения результатов исследования.

Анкета . Экспертная оценка разработанных методических материалов

1. 
   Насколько интересны разработанные материалы?
   

1. 
   очень интересны;
   
2. 
   интересны;
   
3. 
   не интересны.
   

2. 
   Насколько эффективны разработанные материалы для внедрения в образовательный процесс?
   

1. 
   эффективны;
   
2. 
   частично эффективны;
   
3. 
   не эффективны.
   

3. 
   Соответствуют ли разработанные материалы требованиям ФГОС к формированию УУД?
   

1. 
   постностью соответствуют;
   
2. 
   частично соответствуют;
   
3. 
   не соответствуют.
   

4. 
   Стали бы вы использовать разработанные задания в своей педагогической деятельности?
   

1. 
   использовал(а) бы полностью;
   
2. 
   использовал(а) бы частично;
   
3. 
   не использовал(а) бы.