Навигация:   ГлавнаяОпыт внедрения ИКТОпыт базовых площадокМатериалы по робототехникеИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «КОНСТРУИРУЕМ В СРЕДЕ «LЕGO»
Автор: Алексей Александрович Ушаков
Просмотров: 151
Печать

Муниципальный этап конкурса для одаренных школьников и молодежи  «Будущее Алтая -  2017», 

секция: информатика и ИКТ, экономика

Выполнил проект Рыжков Роман, ученик 5 класса, 

МКОУ «Светловская СОШ Завьяловского района»

Руководитель: Тютерев Сергей Александрович, учитель информатики и ИКТ

МКОУ "Светловская СОШ"

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Занятия конструированием, программированием, исследованиями, а также общение в процессе работы способствуют разностороннему развитию учащихся. Соединение различных школьных предметов в учебном курсе ЛЕГО открывает для учащихся новые возможности и расширяет круг их интересов. Комплект заданий ЛЕГО позволяет учащимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков.

Учащиеся собирают и программируют действующие модели, а затем используют их для выполнения задач, по сути, являющихся упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики, развития речи. Работа с ЛЕГО предоставляет учащимся средства для развития достижения целого комплекса образовательных целей.

Тема исследовательской работы была выбрана следующая:  Конструируем в среде «Logo. Тема данного исследования представляется своевременной и актуальной, так как работа с конструктором LEGOWeDo стала неотъемлемой частью нашей школьной жизни, мы работаем над темой конструирования третий год, тема имеет перспективу развития.  В 2015 году мы не выступали с исследованием, в 2016 году мы работали по теме исследования «Мои первые шаги в конструировании», разрабатывали модель самолета по заданному алгоритму и предложенному к методическим рекомендациям конструктора.  В 2016 году мы усложняем задачу, создаем «Голодного аллигатора» по алгоритму и заставляем его выполнять наши команды. В 2017 году мы, используя детали ЛЕГО, конструируем свою модель «Трактор (бульдозер)».

 

Цель данного исследования : создать собственную действующую модель трактора (бульдозера) с помощью конструктора ПервоРобот ЛЕГО, используя только те детали, которые входят в конструктор, и запрограммироватьзаданное поведение модели.

 

 Исходя из поставленной цели, в исследовании определены следующие задачи:

·         спроектировать модель для создания;

·         сконструировать модель «Трактора»;

·         создать программу для выполнения моделью наших команд;

·         экспериментально исследовать, оценить (измерить) влияние алгоритма на поведение модели;

·         записать новый звук, чтобы использовать его в своих программах; 

·         установить влияние алгоритма на качество работы в среде LEGOEducation;

·         анализировать результаты и осуществлять поиск новых решений.

Объект исследования: трактор, создание которого мы рассмотрим, как процесс реализации конструкторской идеи.

Предмет исследования: алгоритм реализации конструкторской идеи, как особая проблема, отдельная сторона объекта, его свойства и особенности, которые, не выходя за рамки исследуемого объекта, будут исследованы в работе.

Гипотеза: Работать с интерактивным конструктором на наш взгляд сложно, и мы подумали, что не сможем сконструировать собственную модель и заставить выполнять наши команды, тем более что такой модели нет в методических рекомендацияхдля составления моделей.

Методы исследования:практика;анализ;обобщение;эксперимент;оценка.

 Работа состоит из введения, трех параграфов, заключения и списка использованных источников. 

Работа имеет перспективу развития, нами сконструирована лишь одна собственная модель на основании алгоритма, возможно изучение вопросов работ конструирования с более сложными роботами используя собственные дополнительные детали, не входящие в набор конструктора.

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Программное обеспечение конструктора Перво-Робот ЛЕГО.

    Программное обеспечение конструктора Перво Робот ЛЕГО предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам ЛЕГО -коммутатора.

Программируя в среде ЛЕГО, мы изучаем процессы передачи движения и преобразования энергии в машине, знакомимся с более сложными типами движения, использующими кулачок, червячное и коронное зубчатые колеса, понимая, что трение влияет на движение модели.

Используя этот конструктор,  мы  строим  ЛЕГО-модели, подключаем их к ЛЕГО- коммутатору и управляем  ими посредством компьютерных программ. В набор входят 158 элементов, включая ЛЕГО-коммутатор, мотор, датчик наклона и датчик расстояния, позволяющие сделать модель более маневренной и «умной».

Что входит в состав конструктора

             ЛЕГО-коммутатор

Через этот коммутатор осуществляется управление датчиками и моторами при помощи программного обеспечения ЛЕГО. Через два разъёма коммутатора подаётся питание на моторы и проводится обмен данными между датчиками и компьютером. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик. Программа может работать с тремя ЛЕГО-коммутаторами одновременно.

             Мотор

Можно запрограммировать направление вращения мотора (по часовой стрелке или против) и его мощность. Питание на мотор (5В) подаётся через порт компьютера. К мотору можно подсоединять оси или другие ЛЕГО-элементы.

Программное обеспечениеуправления ЛЕГО состоит из:

Вкладка «Связь»: здесь можно записывать новые звуки, увидеть подсоединенные моторы, датчики наклона и расстояния.

Вкладка «Проект»: щёлкните, чтобы открыть меню с пунктами:

выход, открыть новый проект.

Вкладка «Содержание»: щёлкните, чтобы найти «Первые шаги», «Комплект заданий» или ваш «Обозреватель».

Вкладка «Экран»: открывается, когда на входе Блоков «Экран» задаются числа, буквы или фоны экрана.

Обучение работе с конструктором состоит из 4 этапов: установление взаимосвязей, конструирование, рефлексия и развитие.

Установление взаимосвязей

При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев - Маши и Макса.

Конструирование

Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами ЛЕГО базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей.

Рефлексия

Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. В разделе «Рефлексия» учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, за действуя в них свои модели

Развитие

Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу.

2. Роль алгоритма в конструировании

Великие конструкторы создавали своих роботов, руководствуясь своими знаниями, а для того чтобы нам повторить их создание, мы должны использовать специальный план действий, который называется алгоритмом.

   Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т.д. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, вы хорошо знаете, как заварить чай. Но допустим, нам надо научить этому младшего брата или сестру. Значит, нам придется четко указать действия и порядок их выполнения.

Алгоритм - это описание последовательности действий, строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Исполнителем алгоритма – человек, группа людей, животное, техническое устройство, способные выполнять заданные команды.

Алгоритм повлиял на:

         Результативность

         Пошаговость

         Определённость

         Понятность

         Выполнимость

Практически невозможно работать без определенного алгоритма, ведь прежде чем приступить к конструированию, мы в любом случае продумываем пошаговость своих действий, определяем к чему мы должны прийти.

3. Практически-обобщенный материал конструирования

В данной исследовательской работе мы конструируем  и программируем собственную модель «Трактора (бульдозера)»,  разработав свою программу для обработки информации, демонстрируем умения работать с цифровыми инструментами и технологическими системами, при этом   используем только те детали, которые есть в нашем конструкторе.

Мы составили программу для осуществления конструкторской идеи, создание робота «Трактор ( бульдозер):

 

Начать исполнение алгоритма

 

Мотор по часовой стрелке

 

Мотор против часовой стрелки

 

Стоп мотор

 

Включить мотор на определенное время

 

Блок звук

 

Повторение действия или набора действий

(цикл)

 

Ввод числа

С помощью программы мы смогли:

·         произвести движение робота, которое   основано на работе двигателя;

·         установили скорость;

·         установить звук мотора для трактора.

Мы наблюдали следующее:

·         скорость изобретенного нами тракторанаходится в прямой зависимости от величины введенного числа, чем меньше число, тем меньше скорость и наоборот;

·         трактор может двигаться вперед и назад по заданной нами программе;

При создании звука, мы усложнили программу, используя кнопку «Запись» на вкладке «Связь».Чтобы начать запись, к компьютеру подсоединяем микрофон для ввода информации, нажимаем кнопку «Запись», после этого идет запись. Для остановки записи нажимаем кнопку «Стоп». С целью воспроизведения  моделью «Трактор» сигнала нажимали кнопку «Воспроизведении».  Для включения в программу своего звука, перетаскивали на Рабочее поле Блок «Звук» и убеждаемся в том, что на его «Вход» подается число «1», так как вся запись сохраняется на блоке под номером 1.

При составлении нашей программы мы использовали: 

Блок «Начало»;

Блок «Цикл»;

Блок «Мощность мотора»;

Блок «Ждать»;

Блок «Мотор по часовой стрелке»;

Блок «Звук мотора»;

Блок «Мотор против часовой стрелки»;

Блок «Включить мотор на определенное нами время».

Результат нашего исследования:

Заключение

    На протяжении конструирования собственной модели робота в виде «Трактор (бульдозер)  мы продолжали углубленно знакомиться с основными понятиями робото- конструирования, учились делать сложные модели роботов и заставлять их выполнять наши команды.

Цель нашего исследования создать собственную действующую модель с помощью конструктора ПервоРобот ЛЕГО, запрограммировав заданное поведение модели, экспериментально исследовать, оценить (измерить) влияние отдельных факторов на поведение модели реализована.    

Нами полностью рассмотрены    поставленные задачи.

При подготовке к исследованию мы обдумали модель для создания и процесс создания модели. Следующий шаг мы создали собственную модель «трактора», составили программу для выполнения моделью наших команд, для этого записали новый звук, чтобы использовать его в своих программах. Выполняя исследование, мы устанавливали влияние алгоритма на качество работы в среде LEGOEducation, анализировали результаты и осуществляли поиск новых решений.

Исследуя проблему, мы анализировали имеющийся материал, практически создавали модель, обобщали полученные результаты, экспериментировали в подборе звука и процесса исполнения команды, оценивали полученный результат.

 Исследование имеет экспериментальное направление.  Мы установили, что алгоритм упрощает процесс конструирования и влияет на качество создания модели робота.

Наше предположение в том, что мы не сможем создать собственного робота, и заставить его выполнять наши команды    полностью не подтвердилось. Мы создали собственную модель робота и установили, что действие по алгоритму облегчает процесс конструирования.

Материал мы усвоили хорошо, так как мозг и руки «работали вместе».

Мы углубили понимание предмета, укрепили взаимосвязи между уже имеющимися у нас знаниями и вновь приобретённым опытом.  Работать было интересно, проект   имеет перспективу развития: конструирование собственных моделей роботов по своему алгоритму.

Список использованной литературы:

1. Живой журнал LiveJournal - справочно-навигационный сервис. / Статья ««Школа» Лего-роботов» / / Автор: Александр Попов. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://russos.livejournal.com/817254.html, свободный. — Загл. с экрана.
2. Каталог сайтов по робототехнике - полезный, качественный и наиболее полный сборник информации о робототехнике. [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://robotics.ru/ , свободный. — Загл. с экрана.
3. ПервоРобот LEGO® WeDoTM - книга для учителя [Электронный ресурс].

Создано 28 Февраль 2018

Читайте так же

Joomla! Україна
Навигация:   ГлавнаяОпыт внедрения ИКТОпыт базовых площадокМатериалы по робототехникеИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «КОНСТРУИРУЕМ В СРЕДЕ «LЕGO»

Рейтинг лучших консультантов

  • Галина Гладченко
    Баллов: 724.00
  • Алексей Александрович Ушаков
    Баллов: 491.00
  • Сергей Анатольевич Петровских
    Баллов: 474.00
  • Николай Александрович Тюнин
    Баллов: 262.00
  • Елена Геннадьевна Воронина
    Баллов: 131.00
  • Татьяна Леонидовна Быкова
    Баллов: 129.00
  • Вячеслав Витальевич Бондарчук
    Баллов: 124.00
  • Ирина Николаевна Пьянзина
    Баллов: 123.00
  • Тамара Николаевна Воронова
    Баллов: 123.00
  • Наталья Сергеевна Сухих
    Баллов: 99.00
 

Пользователи портала

Активность пользователей

  • Новый пользователь
    Добро пожаловать!
    2 месяцев тому назад
    Мария Юрьевна Филонова » 5.00 балла(ов)
  • Новый пользователь
    Добро пожаловать!
    3 месяцев тому назад
    Марина Геннадьевна Моисеева » 5.00 балла(ов)
  • Новый пользователь
    Добро пожаловать!
    4 месяцев тому назад
    Александр Лунев » 5.00 балла(ов)
  • Ответить в теме на форуме
    4 месяцев тому назад
    Наталия Владимировна Скворцова » -1.00 балла(ов)
  • Новый пользователь
    Добро пожаловать!
    5 месяцев тому назад
    Тамара Викторовна Колесник » 5.00 балла(ов)
 

Последние сообщения с форума

  • Нет сообщений для показа

Новые комментарии

  • ИКТ0-2017.Статистика по конкурсным работам

    • Сергей Анатольевич Петровских Сергей Анатольевич Петровских 28.11.2017 20:19
      Я не Алексей Александрович, но хочется узнать - что вас запутало кроме размещения видеовыступлени я?
       
    • Татьяна Леонидовна Быкова Татьяна Леонидовна Быкова 28.11.2017 19:56
      Алексей Александрович, зачем так все запутано? Положение - основной и единственный документ, которым ...
       
    • Сергей Анатольевич Петровских Сергей Анатольевич Петровских 28.11.2017 07:47
      По положению вы должны отправить на ikto-info@mail.ru пустое письмо. Вам автоматически приходит письмо ...
  • ИКТО-2017. Немного об общественных экспертах конкурса

    • Сергей Анатольевич Петровских Сергей Анатольевич Петровских 28.11.2017 08:22
      39 районов вообще никого не направили?? Неужели там некого?
  • Карта компетенций экспертов ИКТО-2017

    • Алексей Александрович Ушаков Алексей Александрович Ушаков 28.11.2017 15:32
      По центру рисунка идет горизонтальная пунктирная линия. От нее вниз на 14 строк вниз. 15 в ...

Топ комментаторов

  • Алексей Александрович Ушаков
    Алексей Александрович Ушаков
    56 ( +11 )
  • Владимир Васильевич Анисимов
    Владимир Васильевич Анисимов
    23 ( +3 )
  • Сергей Анатольевич Петровских
    Сергей Анатольевич Петровских
    8 ( +4 )
  • Администратор портала
    Администратор портала
    5 ( +1 )
  • Татьяна Леонидовна Быкова
    Татьяна Леонидовна Быкова
    5 ( 0 )