Презентация 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 физикиЮ.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. Предметные Метапредметные Личностные Раскрыть содержание «Мой Ардуино», объяснить принцип работыэлектронных устройств:ознакомление с комплектами конструкторов Ардуино и их аналогами;ознакомление с основами автономного программирования;ознакомление со средой программирования С++;получение навыков работы с датчиками и двигателями;получение навыков программирования;развитие навыков решения базовых задач робототехники. Развить базовые навыки проектирования автоматизированных платформ:развитие конструкторских навыков;развитие логического мышления;развитие пространственного воображения. Обеспечить необходимые условия для всестороннего развития школьника:воспитание у детей интереса к техническим видам творчества;развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении;развитие социально-трудовой компетенции: воспитание трудолюбия,самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;формирование и развитие информационной компетенции: навыков работы сразличными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию. Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники. Методы преподаванияТрадиционные: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 программыОбучающимся 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 программыДля 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. Результат1.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 Этап напряжение светимость продолжительность 1 1,66 В 85 люкс 250 мс 2 3,33 В 170люкс 250 мс 3 5 В 250люкс 250 мс Падение напряжения Вольт Номинальный ток I Ампер Интенсивность (яркость) If Кандела Длина волны λ нанометр Пусть I= 20 мА; Vf =2,3 В; Vcc =5ВUR = 5-2,3 = 2,7 В R= UR / I = 2,7/0,02 = 135 ОмPR = I2 · R = 0,022 · 135 = 0,054 Вт Алгоритм действий1.Собрать электрическую цепь.1.1.Соединить Arduino с компьютером USB-кабелем.2.На рабочем столе компьютера открыть папку p020_pulse_light.ino3.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 Макс.напряжение коллектор-эмиттер hfe Вольт Максимальный ток через коллектор IC Ампер Коэффициент усиления hfe Транзистор усиливает макс.допустимый ток в hfe раз:ICE = IBE · hfeПусть VB = 5 В, R = 1 кОм; hfe = 50IBE = 5/1000 = 0,005 АICE = 0,25 А пульсар Рекомендуемое номинальное напряжение V Вольт Громкость P Децибелл Пиковая частота fр Герц Ёмкость C Фарад Терменвокс Рекомендуемое напряжение V Вольт Потребляемый ток без нагрузки If Ампер Потребляемый ток при блокировке Is Ампер Скорость вращения без нагрузки ω с-1 Максимальный крутящий момент Ƭ Н · м Компонент или устройство Раздел физики, урок Диод, светодиод Электродинамика Резистор Электродинамика, Пьезопищалка Акустика , механика, электродинамика. Коллекторный двигатель Механика, электродинамика, статика конденсатор Электродинамика Терморезистор электродинамика Фоторезистор Электродинамика 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 механическуюПонятие «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.