Базовый набор LEGO® MINDSTORMS Education EV3

Метод проб и ошибок

Соберите Робота с коническими шестерёнками и заставьте его проехать ровно 1 метр.

45–90 мин
Начальный уровень
Классы 5–8
В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • понять, что именно в конструкции и программе робота вызывает неточности при движении.

Базовый набор LEGO® MINDSTORMS® Education EV3
Приложение Education EV3 Classroom
Рулетка
Маркеры

Для данного занятия можно использовать следующие операционные системы:
device_logo

Личностные результаты:

  • формирование ответственного отношения к обучению;
  • формирование способности к саморазвитию и самообразованию;
  • формирование коммуникативных навыков в общении и сотрудничестве;
    Метапредметные результаты:
  • формирование умения самостоятельно определять цели и задачи своего обучения овладение основами самоконтроля, самооценки;
  • отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;
  • отработка умений самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения;
    Предметные результаты:
    Математика и информатика
  • приобретение навыков решения учебных задач;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;
  • для конкретного исполнителя; знакомство с основными алгоритмическими структурами;
  • формирование умения выбирать способ представления данных в соответствии с поставленной задачей - таблицы, схемы, графики;
  • развитие логического и математического мышления, приобретение представления о математических моделях;
    Естественнонаучные дисциплины
  • овладение научным подходом к решению задач;
  • овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  • овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни;
  • формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования, проведения точных измерений и адекватной оценки полученных результатов, представления научно обоснованных аргументов своих действий, основанных на межпредметном анализе учебных задач.
    Физика
  • приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, понимание неизбежности погрешностей любых измерений;
  • понимание физических основ и принципов действия (работы) машин и механизмов, средств передвижения и связи;
  • усвоение основных идей механики, овладение понятийным аппаратом и символическим языком физики.
    Технология
  • активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов;
  • формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности.

Метод проб и ошибок

План урока

1. Подготовка

  • Ознакомьтесь с материалами для учащихся в приложении Education EV3 Classroom.
  • Соберите информацию о подходах и методиках, используемых инженерами и физиками.
  • Вам понадобятся: рулетка и маркеры.
  • При необходимости используйте для планирования урока раздел приложения «Первые шаги». Это поможет познакомить учащихся с конструкторами LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.

2. Обсуждение (10 мин.)

  • Просмотрите видеоматериалы курса и используйте идеи из раздела Начало обсуждения ниже, чтобы вовлечь учеников в дискуссию по теме курса и урока.
  • Разделите класс на пары.

3. Исследование (15 мин.)

  • Каждая пара учеников должна построить Робота с коническими шестерёнками.
  • Дайте детям время, чтобы испытать модель и убедиться, что она построена правильно и работает должным образом.

4. Объяснение (10 мин.)

  • Каждая команда должна провести ряд экспериментов и записать их результаты.
  • Убедитесь, что они могут подготовить собственные таблицы результатов испытаний.
  • Усложните задачу: необходимо скорректировать программу и конструкцию робота так, чтобы он проехал ровно 100 см.

5. Дополнение (10 мин.)

  • Учащиеся должны проанализировать, какие изменения привели к самой низкой погрешности.
  • Попросите каждую команду кратко подвести итоги своих экспериментов.
  • Не забудьте оставить время для уборки.

6. Оценка

  • Дайте оценку работе каждого учащегося.
  • Для упрощения этой задачи вы можете использовать раздел оценки.

Начало обсуждения

Ни одна машина не идеальна. Инженеры прилагают все усилия, чтобы сделать их как можно точнее, но вероятность ошибки будет всегда. Хотя характеристики машины обычно просчитываются и моделируются, саму машину в любом случае необходимо испытывать в лаборатории. Производительность машины можно оптимизировать с помощью тестирования, оптимизации, использования метода проб и ошибок.

Video preview

Просмотрите видеоматериалы курса и обсудите, какие методики используют профессиональные инженеры. Задайте соответствующие вопросы, например следующие: *Как инженеры разрабатывают новые машины?

  • Какие эксперименты они могут провести, чтобы измерить производительность машины?
  • Какие факторы определяют приемлемый процент ошибок и как определить, достаточно ли хороша производительность машины?

Советы по сборке

Проверка в действии
Поместите робота на твёрдую ровную поверхность и отметьте её исходное положение. Запустите программу и, как только робот остановится, отметьте его конечное положение. На экране отобразятся расчётные и фактические значения вращения мотора и расчётное пройденное расстояние (в см).

Проведение эксперимента
При проведении эксперимента напомните ученикам следующее.

  • Расчетные и фактические значения вращения мотора и расчётное значение пройденного расстояния (в см) отобразятся на экране.
  • Необходимо использовать рулетку для измерения фактически пройденного роботом расстояния.
    Следует записать в таблицу результатов эксперимента его номер, расчетное и измеренное пройденное расстояние. Обязательно оставьте достаточно места для дополнительных столбцов для дальнейших расчётов.
  • Эксперимент необходимо провести не менее трёх раз и использовать для расчётов средние значения, чтобы обеспечить максимальную достоверность результатов.

Советы по программированию

Программа

Индивидуальный подход

Способы упростить задание

  • Работайте вместе со своими учениками, чтобы помочь им проанализировать влияние скорости на погрешность.

Способы сделать задание ещё интереснее

  • Объясните математический смысл средних значений (например, среднее арифметическое по сравнению с медианой, размах ряда чисел), которые можно использовать для оценки измерений с погрешностью.
  • Предложите учащимся усовершенствовать конструкции роботов, чтобы повысить точность выполнения заданий.

Возможности для оценки

Журнал педагога
Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие вашим задачам, например следующие.

  1. Задание выполнено частично.
  2. Задание выполнено полностью.
  3. Результаты превзошли ожидания.

Используйте следующие критерии для оценки успеваемости учащихся.

  • Учащиеся смогли определить, что в конструкции или программе робота вызывает неточности при движении.
  • Учащиеся определили внешние факторы, которые повлияли на точность робота.
  • Учащиеся успешно исправили недочёты (т. е. отклонение от желаемого результата), добавив изменения в конструкцию или программу робота.

Самостоятельная оценка
Попросите каждого ребёнка выбрать уровень, который, по его мнению, соответствует качеству его работы на занятии.

  • Бронзовый. Я провел (-а) эксперименты, но не понял (-а), что в конструкции или программе робота вызывает неточности при движении.
  • Серебряный. Мне потребовалась помощь, чтобы понять, что в конструкции или программе робота вызывает неточности при движении.
  • Золотой. Я нашел (-а), что в конструкции или программе робота вызывает неточности при движении, и внес (-ла) изменения, которые повысили его точность.
  • Платиновый. Я нашел (-а), что в конструкции или программе робота вызывает неточности при движении, и внес (-ла) изменения, которые повысили его точность. Также я определил (-а) внешние факторы, влияющие на точность работы робота.

Развитие языковых навыков

Для разностороннего развития языковых навыков предложите ученикам следующие задания.

  • Сделать краткий доклад по результатам своих экспериментов с примерами из обычной жизни, иллюстрирующими случаи, когда точность имеет решающее значение.
  • Подготовить презентацию о том, что они узнали, с объяснением результатов своих экспериментов.

Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.

Перспективы профессионального развития

Учащиеся, которым было интересно данное задание, могут попробовать себя в следующих сферах деятельности.

  • Производство и инженерное дело (предварительное проектирование).
  • Наука и техника, инженерное дело и математика (наука и математика).
В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • понять, что именно в конструкции и программе робота вызывает неточности при движении.

Базовый набор LEGO® MINDSTORMS® Education EV3
Приложение Education EV3 Classroom
Рулетка
Маркеры

Для данного занятия можно использовать следующие операционные системы:
device_logo

Личностные результаты:

  • формирование ответственного отношения к обучению;
  • формирование способности к саморазвитию и самообразованию;
  • формирование коммуникативных навыков в общении и сотрудничестве;
    Метапредметные результаты:
  • формирование умения самостоятельно определять цели и задачи своего обучения овладение основами самоконтроля, самооценки;
  • отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;
  • отработка умений самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения;
    Предметные результаты:
    Математика и информатика
  • приобретение навыков решения учебных задач;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;
  • для конкретного исполнителя; знакомство с основными алгоритмическими структурами;
  • формирование умения выбирать способ представления данных в соответствии с поставленной задачей - таблицы, схемы, графики;
  • развитие логического и математического мышления, приобретение представления о математических моделях;
    Естественнонаучные дисциплины
  • овладение научным подходом к решению задач;
  • овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  • овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни;
  • формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования, проведения точных измерений и адекватной оценки полученных результатов, представления научно обоснованных аргументов своих действий, основанных на межпредметном анализе учебных задач.
    Физика
  • приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, понимание неизбежности погрешностей любых измерений;
  • понимание физических основ и принципов действия (работы) машин и механизмов, средств передвижения и связи;
  • усвоение основных идей механики, овладение понятийным аппаратом и символическим языком физики.
    Технология
  • активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов;
  • формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности.

The maximum quantity of an item that can purchased in each transaction is 99.

To inquire about purchasing more than 99 of one item, please call 800-362-4738.