WWW.INFO.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Интернет документы
 


«Мотивация Цели и задачи 2 стр. Теоретическая часть 2.1 Что такое робототехника. 2.2 Типы робототехнических комплексов, применяемых в образовании. 2.3 ...»

Оглавление

Введение………………………………………………………

Мотивация

Цели и задачи 2 стр.

Теоретическая часть

2.1 Что такое робототехника…………………………………

2.2 Типы робототехнических комплексов, применяемых в образовании………………………………

2.3 Кружок Lego - конструирования

2.4 Возможности использования Lego - конструкторов на уроках физики

4 стр.

5 стр.

6 стр.

7 стр.

Практическая часть

3.1 Демонстрация зависимости давления твердого тела от площади опоры…………………………

8 стр.

3.2 Опыт по исследованию равномерного и неравномерного движения………………………...………. 9 стр.

3.3 Проект "Конструкторское бюро "Назад в будущее"……………

Выводы

Литература …………………………………………………... 16 стр.

1. Введение

Я спроектировал робота-кошкуС помощью дрели, пилы и рубанкаВ голову ей филигранно вживил яСтаренький "Интел" (процессор такой).

"Робот-кошка - друг человека" Анри АльковВ этом учебном году мы начали изучать новый предмет - физику. Физика - экспериментальная наука. Обучение физике должно опираться в первую очередь на экспериментальный метод, согласно которому при исследовании физических явлений необходимо проводить демонстрационные опыты, выполнять лабораторные работы. Для этого необходима хорошая учебно-материальная база, которая формируется в школьном кабинете физики. Где он находится, знают все: и те, кто изучает физику, и те, кому еще это предстоит. Это особый кабинет, там всегда происходит что-то интересное, поэтому, проходя по школьному коридору, мы с любопытством заглядываем в открытую дверь, желая понять, что же там происходит. А основной вопрос, который задают мои одноклассники перед уроком, звучит так: "А что мы сегодня будем смотреть?"

Видимо наш кабинет физики пережил не лучшие времена: оборудование, не обновляемое столько лет, либо вышло из строя, либо морально устарело. Мы проводим опыты, а иногда и лабораторные работы, с помощью таких приборов, которые использовали еще наши родители. Наконец стали понятными выражения нашего учителя: "Физика становится предметом мела и доски" или "Объяснить на пальцах".

Развитие наукоемких технологий породило острую потребность в инженерных кадрах (эту фразу я взял из Интернета). Но тогда кабинет физики в нашей школе должен радикально измениться. Хотелось бы писать на интерактивной доске и работать на современном оборудовании.

Я считаю, что нельзя просто ждать помощи от взрослых, кое-что мы можем сделать сами.

Гипотеза моей работы - с помощью Lego - конструкторов возможно сделать демонстрации по физике более современными и интересными.

Цель работы - заменить некоторые устаревшие экспериментальные установки на современных Lego - роботов и показать эти опыты на уроках физики.

Для этого надо решить следующие задачи:

рассмотреть существующие экспериментальные установки по демонстрации давления твердого тела и видов движения тела;

изучить физические основы рассматриваемых явлений;

сконструировать Lego - роботов и показать их работу на уроках физики.

2. Теоретическая часть

2.1 Что такое робототехника

Разберемся, что такое робототехника. «Робототехника  — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем» - такое определение дает всем известная Википедия.  В общем виде это достаточно сложная дисциплина, которая вбирает в себя научные знания из электроники, механики и программирования.

3625215932180     Не посвященным может показаться, что робототехника находится где-то далеко от повседневной жизни. Но давайте задумаемся. Электрический чайник на кухне. Все знают, что при нагревании до определенной температуры чайник автоматически отключается. Как же это происходит? Все очень просто. Определенный датчик регистрирует достижение температуры в 100 градусов по шкале Цельсия. О данном факте узнает микропроцессор (если это можно так назвать), который в свою очередь посылает сигнал о необходимости разомкнуть электрическую цепь.  Конечно, пример с чайником сильно преувеличен. Ведь робот начинается с процессора. А какой же процессор в чайнике?! Но, тем не менее, робот – это еще и какие-либо автоматические действия.  Думаю, теперь каждый может с легкостью привести массу примеров из жизни.

     В наиболее полном смысле робототехника применяется на предприятиях различной сферы для автоматизации процессов. Нельзя забыть и о применение робототехники в космических аппаратах. Здесь без робототехники обойтись просто невозможно.

2.2 Типы робототехнических комплексов, применяемых в образовании

В образовании применяют различные робототехнические комплексы, например Mechatronics Control Kit, Festo Didactic, LEGO Mindstorms и другие. В нашей стране наиболее распространен последний из перечисленных роботехнических комплексов.

     LEGO Mindstorms встречается двух разновидностей: RCX и NXT. Комплект NXT позволяет создавать более сложные конструкции и предоставляет больше возможностей для программирования робота и исследования окружающей среду. Например, комплекс NXT может различать не только белый и черный цвет, как это делает RCX, но и другие цвета. Кроме того больше возможностей предоставляет наличие датчика звука и расстояние, которые отсутствуют в наборе RCX.          

     Также стоит отметить, что существуют различные варианты наборов комплекса RCX и NXT: «Индустрия развлечений. ПервоРобот», «ПервоРобот NXT», «Энергия, работа, мощность», «Технология и физика», «Возобновляемые источники энергии». В продаже можно найти расширенные ресурсные наборы для конструкторов RCX и NXT.

2.3 Кружок Lego - конструирования

В нашей школе робототехнические комплексы применяются на занятиях кружка Lego - конструирования. В прошлом году занималась только одна группа учащихся 6 класса, а этом году нас уже две группы - добавились учащиеся 3 класса.

     Что дает нам использование Lego-конструкторов в системе дополнительного образования? Это овладение навыками начального технического конструирования, развития мелкой моторики, изучение понятий конструкции и ее основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навык взаимодействия в группе. И кроме того, хороший стимул для 18091151032510творчества. Ведь мы знаем, что Россия неоднократно занимала призовые места и становилась победительницей на международных состязаниях Lego - роботов. Наши успехи пока немного скромнее. В прошлом году мы выступали в творческой категории средней группы с проектом "Туристическая фирма "Lego - moon'ы" (Тема "Роботы и туризм") и заняли первое место на городских, зональных соревнованиях, а потом второе место на областных.

2.4 Возможности использования Lego - конструкторов на уроках физики

В рамках школьного урока робототехнические комплексы Lego могут применяться по следующим направления:

Демонстрация;

Фронтальные лабораторные работы и опыты;

Исследовательская проектная деятельность.

     Наиболее удачное применение конструкторы Lego могли бы найти на уроках физики, информатики, технологии, в начальной школе на уроках окружающего мира.

     Каждому из нас конструктор Lego помогает получить лично значимые результаты:

формирует познавательный интерес,

развивает интеллектуальные и творческие способности;

подталкивает к самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;

заставляет с уважением относиться друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам своего и чужого труда.

На уроках физики конструкторы Lego позволяют изучать простые механизмы, различные силы, физические явления. Можно наглядно рассмотреть рычаги, блоки, ременные и зубчатые передачи. При встрече с новым физическим понятием можно прочувствовать его, сформировать достоверное представление об его физической сущности. Конструктор позволяет даже поставить свой собственный эксперимент.

3. Практическая часть

Использование Лего-технологий в преподавании физики может проходить по следующим направлениям:

демонстрации;

фронтальные лабораторные работы и опыты;

исследовательская проектная деятельность.

26663655003803.1 Демонстрация зависимости давления твердого тела от площади опоры

Мы знаем, что результат действия силы зависит не только от ее модуля, но и от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует. Этот вывод подтверждают опыты.

184151537970Опыт, предложенный в учебнике, выглядит так: в углы небольшой доски вбивают гвозди. Сначала гвозди, вбитые в доску, устанавливают на песке остриями вверх и кладут на доску гирю. В этом случае шляпки гвоздей только незначительно вдавливаются в песок. Затем доску переворачивают и ставят гвозди на острие. В этом случае площадь опоры меньше, и под действием той же силы гвозди значительно углубляются в песок.

Традиционная установка может быть заменена лего - конструкцией. Это простейший случай. Робот не требует программирования и служит для привлечения дополнительного внимания. При желании можно написать программу, с помощью которой робот будет самостоятельно изменять площадь опоры. Экспериментатору остается оценить глубину погружения опор в песок и сделать вывод о зависимости давления твердого тела от площади опоры.

3.2 Опыт по исследованию равномерного и неравномерного движения

2536190587375Исследование равномерного и неравномерного движения производится традиционно с помощью следующей установки. На тележку установлена капельница, из которой через одинаковые промежутки времени капают капли. При помощи гирь тележку приводят в равномерное движение. Как правило, точно подобрать гири не удается, и движение тележки лишь очень приблизительно можно считать равномерным. Капли на бумаги располагаются на разных расстояниях, что вызывает недоверие учащихся к опыту.

2557780181610Старую установку заменяем роботом. Программа позволяет поддерживать скорость робота постоянной. Можно изменять мощность мотора и посмотреть равномерное движение с большей или меньшей скоростью.

Вторая программа заставляет робота совершать неравномерное движение. Никаких изменений в экспериментальной установке не требуется. Это экономит время и позволяет сделать опыт более наглядным и современным.

3.3 Проект "Конструкторское бюро "Назад в будущее"

Цели проекта

1) учебные:

при выполнении проекта учащиеся смогут оценить возможность роботизации отдельных процессов;

совершенствовать свои знания и умения конструирования роботов, решающие как производственные задачи, так и задачи развлекательного характера;

совершенствовать разработку программ и их функционирования;

моделировать различные ситуации в работе над проектом;

2) развивающие:

развивать творческую сторону мышления;

3) воспитательные:

развивать умение работать с партнером;

развивать чувство ответственности и терпимости к мнению товарищей.

Проект представлен:

Четырьмя моделями:

Робот – помощник «Лентопротяжный механизм» - наматывательРобот – помощник «Лентопротяжный механизм» - сматывательРобот – помощник режиссёра «Хлопушка – нумератор кадров»

Робот – космодром «Байконур»

Размеры занимаемого пространства 1200600 мм

Количество использованных моделей 4шт

Количество использованных микрокомпьютеров 3 штКоличество использованных датчиков освещённости 1шт

Количество использованных ламп 2 штКоличество используемых моторов 6 штПоиск идеи

3021965424815В нашей школе хранится уникальный архив учебных кинофильмов, несмотря на то, что снимать 16-ти миллиметровыми камерами прекратили еще до нашего рождения. И пусть эти кинопленки не обладают высоким качеством изображения, зато содержат очень важную и, главное, неповторимую информацию о людях старшего поколения, традициях и особенностях ушедших времен.

-6985328295Когда в классе гаснет свет, включается киноаппарат («Украина»1973 года выпуска), мы становимся путешественниками во времени. Как раз во время такого путешествия сгорела последняя лампа, но мы не привыкли сдаваться.

Изучение проблемы

323215320040Сейчас появились современные форматы съемки, значит, есть возможность перевести архив в более удобный и надежный вид - оцифровать.

-211455154940

Есть немало фирм, выполняющих такую работу, однако нам интереснее решить задачу самим. Мы переведем кинофильмы в цифровой формат с помощью сканера.

Разработка планов и создание эскизов проекта

Нам нужны роботы-помощники!

Конструирование моделей роботов – помощников

2880360962660Первый робот - это «Лентопротяжный механизм». В рабочее поле сканера попадают только 39 кадров, которые должны неподвижно находиться в нем 50 секунд. Затем механизм протягивает следующие 39 кадров. 1 секунда фильма состоит из 24 кадров. Мы оцифровали 1 минуту и 17 секунд фильма, значит робот выполнил эту операцию 48 раз. Процесс занял 40 минут.

Фрагмент был выбран не случайно. Мы уверены, что пройдут годы и века, люди забудут даты войн и революций, но этот день будут помнить всегда. Ведь именно с этого дня началась космическая эра человечества. 12 апреля 1961 года Юрий Алексеевич Гагарин совершил первый в мире пилотируемый полет на корабле «Восток».

В ряду десятилетий каждый год

Мы метим новыми космическими вехами.

Но помним: к звездам начался поход

С гагаринского русского «Поехали!»

3337560337820С помощью роботов помощников мы перенесемся на полвека назад и посмотрим, как это было. Итак, поехали! Робот «Режиссерская хлопушка – нумератор кадров» дает старт нашему фильму.

Робот «Космодром Байконур» демонстрирует полет корабля «Восток».

4. Выводы

Насколько оправдано внедрение Lego - технологий в учебный процесс решает каждая школа и каждый человек сами для себя. Но не стоит забывать, что Lego - конструктор зачастую вызывает интерес учеников. В свою очередь наличие интереса является одним из залогов успешного обучения.

На основании собственного опыта мы можем утверждать, что применение Lego - технологий на уроках и на занятиях кружка дало нам следующее:

навыки самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности;

умение предвидеть возможные результаты своих действий;

понимание различий между исходными фактами и гипотезами для их объяснения;

приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием новых информационных технологий для решения познавательных задач;

освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение разными методами решения проблем;

умение работать в группе.

Кроме всего перечисленного мы поняли, что можем многое сделать сами, не дожидаясь помощи от взрослых или государства.

5. Литература

1.     Автоматизированные устройства. ПервоРобот. Книга для учителя. LEGO Group, перевод ИНТ, - 134 с., илл.

2.     Возобновляемые источники энергии. Книга для учителя. LEGO Group, перевод ИНТ, -122 с., илл.

3.     Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.

4.     Технология и информатика: проекты и задания. ПервоРобот. Книга для учителя. – М.:ИНТ. – 80 с.

5.     Технология и физика. Книга для учителя. LEGO Educational/ Перевод на русский

6.     Энергия, работа, мощность. Книга для учителя. LEGO Group, перевод ИНТ, - 63 с.

Похожие работы:

«УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Первичного обучения № Разделы (темы) – курса специализированный курс по перевозке веществ и изделий класса 1 Количество учебных часовВсего в том числе: теоретические занятия практические занятия 1 Характеристика опасных грузов класса 1 и их физико-химические свойства. Виды опасности, характерные для взры...»

«Приложение 4СПРАВКА о материально-техническом обеспечении образовательной деятельности Муниципальное бюджетное учреждение "реабилитационный центр для детей и подростков с ограниченными возможностями "Дарина" Гатчинского муниципального района Раздел 1. Обеспечение образовательной деятель...»

«Рекомендации по обеспечению безопасных условий труда при организации производственного обучения учащихся в процессе реализации образовательных программ профессионально-технического образования Производственное обучение учащихся в процессе реализации образовательных программ профессионально-техническо...»

«-492760-95251810385512445-13106407233920 Об итогах работы Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации в 2015 году и задачах на 2016 годОГЛАВЛЕНИЕ TOC \o 1-3 \h \z...»

«9 КЛАСС Вопрос № 1 Установите соответствие и впишите ОМОНИМЫ. Мягкая, ворсистая хлопчатобумажная ткань Короткая сказка; побасёнка Тот, кто имеет долю в каком-либо деле Рабочий, занимающийся соединением деталей при помощи расплавленного металла Участок земли при доме, огороженный...»

«Вопросы к экзамену по дисциплине "История государственного управления"1. Государство, классификация государств. Государственное управление, его механизм и принципы.2. Становление государственности и государственного управления в Киевской Руси.3. Местная администрация Велик...»

«Колосова О.Ю. учитель математики Гимназии№2 Формирование у учащихся навыков самоконтроля и самооценки на уроках математики. Два мира есть у человека – Один, который нас творил. Другой, который мы от века Творим по мере наших сил. Н. Заболоцкий Человек наделен уникал...»

«679450Корпоративное лицензирование Microsoft Руководство по лицензированию соглашения Microsoft Products and Services Agreement август 2015 г. 50800 Оглавление TOC \o 1-2 \h \z \u Цель документа и ресурсы PAGEREF _Toc428286092 \h...»

«МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по разработке дополнительных профессиональных программ для инженерно-технических работников строительной отрасли на основании профессионального стандар...»








 
2018 www.info.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - интернет документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.