Презентация, доклад Мастер-класс Образовательная робототехника на уроках физики и во внеурочной деятельности учащихся

Мастер-класс
«Образовательная робототехника на уроках физики и во внеурочной деятельности учащихся»

Цель: передача педагогического опыта.

Учитель физики
Ю.Н.Зенкова
МАОУ «СОШ № 17»

Современному миру – современные люди!

Робототехника, применяемая в образовании, является средством достижения целей ФГОС второго поколения

Обучение должно быть ориентированное как на знаниевый, так и деятельностный аспекты содержания образования.

Получение знаний

Научно-познавательные задачи

Учебно-практические задачи

Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире.

Робототехника

Электроника

программирование

механика

биология

химия

Интегративные связи образовательной робототехники

Воспитать поколение свободных, образованных, творчески мыслящих граждан возможно только в современной образовательной среде. Важно не просто её создать, но и эффективно использовать

Идея - физика, математика

Составление программы - информатика

Применение

Путь к современным перспективным профессиям и успешной жизни

Робототехника – это область техники, связанная с разработкой и применением роботов, а также компьютерных систем для управления ими, сенсорной обработкой связи и обработка информации.

Arduino — это открытая платформа, которая позволяет собирать всевозможные электронные устройства. Arduino будет интересен всем пытливым умам, желающим собрать собственный гэджет. Устройства могут работать как автономно, так и в связке с компьютером.
Всё зависит от идеи.

Инженерная направленность обучения на основе новых информационных технологиях.

Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники.

Методы преподавания
Традиционные:
объяснительно-иллюстративный метод (лекция, рассказ, работа с литературой и т.п.);
метод проблемного изложения;
частично-поисковый (или эвристический) метод;
исследовательский метод.

Современные:
метод проектов:
метод обучения в сотрудничестве;
метод взаимообучения.

Структура программы
Обучающимся предлагается базовый образовательный комплекс, представляющий собой познавательный курс изучения простых машин, редукторов, основ робототехники, простое программирование, конструировании и создании роботов на основе микрокомпьютера Ардуино.

Условия для реализации программы
Для реализации программы в школе имеются следующие материально-технические ресурсы:
наборы конструктора Ардуино;
Свободно распространяемое программное обеспечение Arduino IDE;
компьютерная и вычислительная техника;
дополнительные детали к конструктору Ардуино.

Результат
1.Освоят: конструирование, программирование, механику, робототехнику.
2.Получат навыки: конструкторские, инженерные, вычислительные.
3.Смогут проводить исследования, создавать проекты собственного труда.

Мини-проект учащихся. БЕГУЩИЙ ОГОНЁК

Мини-проект учащихся. Ночной светильник.

Мини-проект учащихся. ТЕСТЕР БАТАРЕЕК.

Проект учащегося 10 Б класса Любушкина Павла
«Интеллектуальная система управления освещением»

Робот, ездящий по линии под управлением Arduino

Проект учащегося 9 В класса Сергеева Георгия «Инструкция по эксплуатации HI-Tech конструктора «Матрёшка»
на основе платформы Arduino»

Особенности использования образовательного конструктора «Матрёшка» на уроках физики и внеурочной деятельности.

Маячок с нарастающей яркостью

Маячок с нарастающей яркостью

Пусть I= 20 мА; Vf =2,3 В; Vcc =5В

UR = 5-2,3 = 2,7 В

R= UR / I = 2,7/0,02 = 135 Ом

PR = I2 · R = 0,022 · 135 = 0,054 Вт

Алгоритм действий
1.Собрать электрическую цепь.

1.1.Соединить Arduino с компьютером USB-кабелем.

2.На рабочем столе компьютера открыть папку p020_pulse_light.ino

3.В меню: Инструменты - Порт и выбрать соответствующий порт (Arduino).

4. Загрузить скетч, нажав на значок

Скетч
// даём разумное имя для пина №9 со светодиодом
// (англ. Light Emitting Diode или просто «LED»)
// Так нам не нужно постоянно вспоминать куда он подключён
#define LED_PIN 9
void setup()
{
// настраиваем пин со светодиодом в режим выхода,
// как и раньше
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop()
{
// выдаём неполное напряжение на светодиод
// (он же ШИМ-сигнал, он же PWM-сигнал).
// Микроконтроллер переводит число от 0 до 255 к напряжению
// от 0 до 5 В. Например, 85 — это 1/3 от 255,
// т.е. 1/3 от 5 В, т.е. 1,66 В.
analogWrite(LED_PIN, 85);
// держим такую яркость 250 миллисекунд
delay(250);
// выдаём 170, т.е. 2/3 от 255, или иными словами — 3,33 В.
// Больше напряжение — выше яркость!
analogWrite(LED_PIN, 170);
delay(250);
// все 5 В — полный накал!
analogWrite(LED_PIN, 255);
// ждём ещё немного перед тем, как начать всё заново
delay(250);
}

Светильник с управляемой яркостью

Светильник с управляемой яркостью

Кнопочный переключатель

Пантограф – токоприёмник с подвижным механизмом

Миксер

Транзистор усиливает макс.допустимый ток в hfe раз:
ICE = IBE · hfe
Пусть VB = 5 В, R = 1 кОм; hfe = 50
IBE = 5/1000 = 0,005 А
ICE = 0,25 А

пульсар

Терменвокс

Полупроводники, p-n-переход. Ниппель, у него два полюса. Ток идёт от + к -. После того, как напряжение превысит небольшой порог диод открывается и пропускает ток.

Сопротивление , ограничивает ток, переводя часть электрической энергии в тепловую

Высота тона, частота колебаний. Переводит напряжение в колебания мембраны, которая в свою очередь создает звуковую волну.

Превращение электрической энергии в механическую
Понятие «Момент силы». Крутящийся момент определяет какая сила воздействует на точку рычага на заданном расстоянии от оси вращения.

Аккумулятор, который быстро заряжается и разряжается

полупроводниковый резистор, при протекании тока он нагревается и его сопротивление падает, а сила тока через него возрастает.

полупроводниковый резистор, при протекании тока он нагревается и его сопротивление падает, а сила тока через него возрастает.

Заключение

«Робототехника» - создает условия для изучения основ алгоритмизации и программирования, развитию научно-технического и творческого потенциала личности учащегося;

совершенствует практические умения и навыки программирования и конструирования учащихся;

развивает творческие способности и логико-техническое мышление, фантазию, воображение, трудолюбие и аккуратность;

-вводит ребёнка в удивительный мир будущего, где роботы будут использоваться во всех сферах жизнедеятельности;

-предусматривает возможность «идти в ногу» с научно-техническим прогрессом.