Получите свидетельство
Вход
Урок технологии в 7 классе
Тема: «Движение по линии, с П- регулятором»
Тип урока: открытия нового знания (авт. Л.Г. Петерсон)
Цели урока поставлены исходя из предметных планируемых результатов урока.
Основные цели:
-
Достраивание программы для движения робота, способного к стабильному движению на достаточно больших скоростях.
-
Расширить знания об управлении в технологических системах на примере пропорционального регулятора;
-
Сформировать знания об автоматических и саморегулируемых систем на примере использования датчика цвета(света);.
Планируемые результаты урока в виде метапредметных и личностных результатов представлены в разделах технологической карты. В ТК нет столбца по личностным результатам , они приведены в столбце про регулятивные действия.
Аппаратное и программное обеспечение урока :
Ноутбуки, Роботы, программа LEGO MINDSTORMS Education EV3;
Технологическая карта вы строена следующим образом: вначале представлен конспект этапа урока, затем технологическая карта данного этапа.
1. Мотивация к учебной деятельности.
Учитель: Ребята, мы с вами жители 21 века, активно осваивается космос, человечество думает о колонизация космоса, о создании автономных человеческих поселений вне Земли.
Энтузиасты колонизации считают, что на Луне и ближайших к Земле планетах достаточно ресурсов для создания такого поселения. Солнечная энергия там легко доступна. Достижений современной науки достаточно для постройки научно-исследовательских баз за пределами Земли.
Строительство автономных модулей возможно посредством роботов-строителей, запрограммированных на создание конструкций для проживания и обеспечения жителей едой, обновление таких конструкций и поддержание в надлежащем состоянии. А также роботизация добычи, доставки и переработки полезных ископаемых на астероидах.
У: Представьте это себе это, выскажите возможные причины и предположите, чем мы будем заниматься на уроке?
Д: высказывают предположения о теме урока и обосновывают содержанием речи учителя
| Деятельность учителя | Деятельность обучающихся | |||||||
| Познавательная | Коммуникативная | Регулятивная | ||||||
| Осуществляемые действия
| Формируемые способы деятельности | Осуществляемые действия
| Формируемые способы деятельности | Осуществляемые действия
| Формируемые способы деятельности | |||
| 1 ЭТАП - Этап мотивации (самоопределения) к учебной деятельности. | ||||||||
| Произносит вступительную речь интригующего содержания. | Представляют картину по речи учителя о колонизации космоса. Обосновывают тему урока | Переводят текст в образную картину. Аргументировать на основе текста.
| Слушают учителя | Слушать учителя. | Прогнозируют тему урока. Л: Высказывают свое мнение относительно колонизации космоса. | Определять тему урока. Л: Оценивать причины по которым происходит явление современности | ||
2. Актуализация знаний и фиксирование индивидуального затруднения в пробном действии.
Для того, чтобы наши лунные роботы удались, вспомним главное, что мы изучили о роботах. Пройдите тест в Гугл-форме:
Текст текста в Гугл-форме:
1. Из списка выделите части датчика цвета
Список:
-
фоторезистор
-
катушка индуктивности
-
светодиод
-
ультразвуковой излучатель
2.Запишите, для чего предназначен датчик цвета?( Предназначен для определения цвета поверхности и её светоотражении )
3. Выберите правильную цепочку работы датчика цвета?
-
Светодиод светит на поверхность - свет отражается от поверхности -фоторезистор принимает отраженный свет- фоторезистор изменяет сопротивление.
-
Светодиод светит на поверхность- фоторезистор принимает отраженный свет- свет отражается от поверхности фоторезистор изменяет сопротивление.
-
Свет отражается от поверхности – светодиод светит на поверхность– фоторезистор принимает отраженный свет- фоторезистор изменяет сопротивление.
Дети выполняют задания в гугл-форме.
У: Демонстрирует сводные диаграммы, организует коррекцию знаний детей, организует оценку детьми своих знаний.
У: Выполните задание: В паре напишите программу для движения робота по линии по схеме, запустите робота и зафиксируйте проблему в движении робота при увеличении скорости движения робота.
Схема
Ученики: Выполняют задание и фиксируют проблему движения роботов: увеличение колебаний робота (кач) при увеличении скорости.
| 2 ЭТАП - Актуализация и фиксирование индивидуального затруднения в пробном действии. | ||||||
| Программируют роботов.
Проверяют их работу. Фиксируют зависимость колебаний робота от скорости | Использовать знаковосимволические средства (Эталон программы). Устанавливать причинноследственные связи в работе робота и программы.
| Взаимодействуют друг с другом, задают вопросы учителю Объясняют свои действия | Понимать позицию другого, аргументировать свои действия Задавать вопросы. | Оценивают свой уровень подготовки. Выполняют пробное действие и фиксируют затруднение | Оценивать правильность выполнения заданий.
|
3. Выявление места и причины затруднения.
У: Какое задание выполняли?
У: С какой проблемой вы встретились при решении этой задачи?
- Как пробовали уменьшить колебания робота?
- Итак, какие же затруднения у вас возникли?
-Почему возникли затруднения?
- Что мы теперь будем делать?
-Так как мы обозначим тему нашего урока?
Ученики: обозначают, что программа не может обеспечить стабильность движения робота.
У: Сформулируйте тему урока
Ученики: Написать программу для плавного движения робота.
У:Уточняю тему : «Движение по линии с п- регулятором», объясняю почему такое уточнение.
| 3 ЭТАП - Выявление места и причины затруднений. | ||||||
| Восстанавливают алгоритм рассуждения при пробном действии | Анализируют выполнение пробного действия. | Взаимодействуют учителя в фронтальном режиме. Описывают шаги при решении пробного действия.
| Слушать учителя и учеников. Строить монологическое высказывание.
| Соотносят свои действия с известными способами работы робота. Формулируют тему урока. | Формулировать затруднение. Определять причины затруднения. Формулировать тему урока. |
4. Построение проекта выхода из затруднения
У: Мы будем достраивать нашу программу или писать новую?
Д: Высказывают версии, в итоге понимают, что будут достраивать программу, вводить в нее новый элемент.
У: Сланируйте свою работу.
Д: будем думать, какой новый элемент надо ввести для того, чтобы уменьшить кач.
У: В помощь вам я подготовил тесты, работать будете в группе.
| 4 ЭТАП - Построение проекта выхода из затруднения | ||||||
| 1.Организует уточнение способа построения программы. 2.Организует повторение алгоритма, который будет уточняться. 3. Дает задание | Анализирую старую программу, выдвигают версии, как построить новую программу
| Анализируют программу.
| Отвечают на вопросы учителя Слушают ответы друг друга. Дополняют. | Аргументируют , строят монологическое высказывание | Определяют план работы | Планируют работу |
5Реализация построенного проекта.
У: уточняет задание, организует работу групп по его выполнению.
Задание: По программе выделите блоки и обозначьте их действия. По тексту выделите информацию о действии новых блоков и как настраивается их работа. Подготовьте выступление от группы.
Текст:
| Блок математики
ВЫБЕРИТЕ МАТЕМАТИЧЕСКУЮ ОПЕРАЦИЮ
Эта программа вычитает 50 из вывода яркости отраженного света блока датчик цвета и использует результат в качестве ввода мощности мотора. Мотор будет двигаться в обратном направлении, если датчик цвета увидит что-то темное, или будет двигаться вперед, если датчик увидит что-то светлое. Режим расширения
Пример В этой программе блок математики рассчитывает мощность мотора, используя вводы датчика цвета и две переменные. Яркость отраженного света, полученная датчиком цвета, передается во ввод А, переменные, названные «Усиление» и «Мощность», используются для В и С. Выражение «(A-50)*B+C» в блоке математики вычитает 50 из яркости света, умножает результат на значение «Усиление» и затем добавляет значение «Мощность». |
Выбор режима
Вводы
Вывод
Вывод: Действие алгоритма основано на том, что в зависимости от степени перекрытия, пучка подсветки датчика чёрной линией, возвращаемые датчиком показания градиентно варьируются. Робот сохраняет положение датчика света на границе чёрной линии. Преобразовывая входные данные от датчика света, система управления формирует значение скорости поворота робота.
Так как на реальной траектории датчик формирует значения во всём своём рабочем диапазоне (0¬100), то значением к которому стремиться робот, выбрано 50. В этом случае значения передаваемые функции поворота формируются в диапазоне -50 - 50, но этих значений недостаточно для крутого поворота траектории. По этому следует расширить диапазон в полтора раза до -75 - 75.
В итоге, в программе, функция калькулятора является простым пропорциональным регулятором. Функция которого ( (a-50)*1.5 ) в рабочем диапазоне датчика света формирует значения поворота в соответствии с графиком:
| 5 ЭТАП Реализация построенного проекта. | ||||||
| 1.Делит на группы (равенство возможностей) 2. Организует выполнение группами задания. 3. Консультирует по возникающим вопросам. 4. Организует обсуждение ответов групп по тому, почему эта программа решит возникшее затруднение. 5. Фиксирует новое знание – новую программу и то, как работает новый блок. | Выполняют задание, работают с текстом | Анализируют программу, выделяют неизвестный компонент, извлекать информацию из текста данную в явном виде | Взаимодействует в паре. Слушают ответы друг друга. Дополняют. Готовят выступление. Обосновывают возможность новой программы в решении затруднения. | Организовывают учебное взаимодействие в паре. Принимать мнение. Аргументировать Опыт публичного выступления (монологическая речь) | Организуют выполнение задания | Ставить цель, организовывать работу группы.
|
| 1.Организует проверку роботов. 2.Организует повторение алгоритма, который будет выполняться. 3. Консультирует по возникающим вопросам. | Воссоздают алгоритм, который будут проверять в работе. Пишут программу. Проверяют работу робота | Устанавливать аналогии.
| Взаимодействует в паре. Взаимодействует в паре. Слушают ответы друг друга. Дополняют. | Организовывают учебное взаимодействие в паре | Воссоздают алгоритм, который будут проверять в работе. | Устанавливают связь между полученными характеристиками продукта и характеристиками процесса деятельности Принимать и сохранять учебную задачу. Планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации. |
6 Этап первичного закрепления с проговариванием во внешней речи
У:Итак, у вас есть программа позволяющая реализовать пропорциональное регулирование движения робота давайте попробуем проверить её на тренировочном поле, решить возникшее у нас затруднение.
- Проведем испытания. На тренировочное поле приглашаются учащиеся для демонстрации результата деятельности.
- Описывайте ваши действия и действия робота.
- Использую алгоритм самооценки: Какое у нас было затруднение – нам удалось его решить? – Есть ли вопросы ко мне, прежде, чем мы перейдем к самостоятельной работе.
ИлиУ: нам удалось уменьшить колебания?
У: Какой элемент программы за это отвечает?
У: На что надо обращать внимание, проработайте в паре, сформулируйте вывод
У: А как вы считаете, а робот может ехать лучше?
| 6 ЭТАП - Этап первичного закрепления с проговариванием во внешней речи | ||||||
| 1.Организует проведение испытаний с новой программой 2.Организует фиксацию снятия затруднения. 3. Консультирует по возникающим вопросам. | Описывают движение робота и действия блоков программы | Синтез элементов программы, объяснение действия программы в поведении робота. Выстраивать причинно-следственные связи.
| Слушают описания друг друга. Дополняют. | Строить монологическое высказывание.
| Оценивают решение проблемы урока | Принимать и сохранять учебную задачу. Оценивать открытый способ действия. |
7 Самостоятельная проверка с самопроверкой по эталону
У: Задание: Проведите испытания робота по таблице и сделайте вывод об оптимальных значения переменных для получения плавного движения робота.
| Значение С | Значение скорости | Описание характера колебаний (увеличивается, не изменится, уменьшается) относительно начальной программы |
| 1 | 50 |
|
| 1,5 | 50 |
|
| 2 | 50 |
|
| 1 | 30 |
|
| 1,5 | 30 |
|
| 2 | 30 |
|
Прогнозируемый вывод: Оптимальная работа робота происходит при скорости 50 и значении С равном1
| 7 ЭТАП - Самостоятельная проверка с самопроверкой по эталону | ||||||
| 1.Организует проверку работы робота с изменёнными параметрами. 2.Организует повторение алгоритма, который будет уточняться. 3. Консультирует по возникающим вопросам. 4. Организует презентацию работы пар 5. Фиксирует результат 6 Организует оценку | Изменяют параметры работы программу для получения лучшего результата. Работают по таблице. Делают вывод.
| Считывать информацию с таблицы. Устанавливать зависимости. Делать вывод
| Работают в парах взаимодействуют друг с другом | отбирают и используют речевые средства в процессе коммуникации с другими людьми, аргументируют
| Понимают задание. Панируют работу по исследованию. Организуют запуски роботов.
| Постановка задачи. Планирование действий. Контроль действий. Оценка результатов. Оценка своей работы. |
8 Этап включения в систему знаний и повторения
У: Ребята, какая программа была вначале урока, что мы с ней сделали.
Предположите, что еще можно сделать.
Вернемся к началу урока. Верите, что колонизация космоса возможна.
Какие опасности могут возникнуть при этом?
| 8 ЭТАП Этап включения в систему знаний и повторения | ||||||
| 1.Организует понимание учащимися сути программы для работы с роботами. 2. Организует прогнозирование дальнейшего совершенствования программы работы роботов. | Строят рассуждение о построении программ для роботов. | Работа с причинно-следственными связями | Отвечают на вопросы учителя. Слушают ответы друг друга. Дополняют. | Строить версии. Строить монологическое высказывание.
| Оценивают возможность колонизации космоса. Личностный результат: Обосновывают возможные угрозы в этом процессе для природы и человечества. | Фиксируют решение проблемы урока. Личнстное умение: формируют отношение к колонизации космоса как явлению современности. |
9. Этап рефлексии учебной деятельности на уроке
Какая задача перед вами стояла.
Предлагаю на основе результатов самостоятельной работы оценить достижение этой цели, используя следующую таблицу результатов:
«+» - это про меня «?» - не вполне уверен «-» - это не про меня.
| вопрос | П- регулятор |
| Мне понятно, что такое… |
|
| Я смогу написать программу с … |
|
| Я смогу объяснить товарищу, как работает….. |
|
У: Ребята, у кого есть вопросы?
В ответах, проговорите свои затруднения.
У : Домашняя работа будет определяться вашими успехами. Для тех, кто освоил тему в полном объеме найти информацию о ПИД - регуляторе и сделать о нём презентацию.
Для тех, кому еще надо разбираться поискать информация о использовании П – регулятора с другими датчиками( например ультразвуковым) и сделать доклад .
Кто какой вариант выбрал для себя?
| 9 ЭТАП Этап рефлексии учебной деятельности на уроке | ||||||
| 1.Организует рефлексию и оценку детьми достигнутых ими результатов 2. Дает вариативное домашнее задание
|
|
| Обосновывают выбор д/з | Аргументировать | Заполняют лист самооценки. Определяют причину затруднений. | Оценивать результат, определять причины затруднений. |
Технологическая карта урока "Движение по линии с п- регулятором" (366.27 KB)
0
231
16
Нравится
0
