Базовый набор SPIKE™ Prime

Подготовка к миссии: Творческое решение задач

Развивайте навыки стратегического мышления. Используйте процесс инженерного проектирования для разработки творческого решения для поставленной задачи.

45 min
Начальный уровень
Классы 5–8
Hybrid
TrainingMission-Thumbnaili.png

Обзор

Этот урок предназначен для смешанного обучения. Для проведения этого урока вам не понадобятся набор LEGO® Education SPIKE, кубики LEGO или какое-либо программное обеспечение.
На этом уроке ваши ученики будут на практике изучать процесс инженерного проектирования и смогут создать и протестировать решение для поставленной задачи.
На этом уроке перед учащимися будет поставлена задача исследовать стратегию выполнения миссии и конструкцию робота. Он может использоваться для подготовки учащихся к участию в соревнованиях роботов.

Этот урок можно проводить:
после завершения урока Учебное соревнование 2: Игры с предметами для дополнительного изучения концепций толкающего и тягового усилия, доставки или «спасения» объекта;
после урока Миссия по управлению роботом для дальнейшего изучения взаимодействий робота с различными предметами;
в любое время в процессе изучения данного учебного курса для разработки стратегии выполнения миссии и конструкции робота, а также для развития навыков командной работы.

Используйте визуальную Презентацию урока, предоставленную в разделе «Дополнительные ресурсы», чтобы правильно организовать занятие и руководить работой учащихся на каждом из пяти этапов методической модели 5П.

Концепции инженерного проектирования
Прототип: Образец модели, собранной для проверки какой-либо идеи.
Тестирование и оценка результата: Процесс определения эффективности изобретения. Вы тестируете прототип и оцениваете его работу.
Последовательное усовершенствование: Многократное повторение какого-либо процесса для его приближения к желаемому результату. Некоторые последовательные усовершенствования могут также подразумевать создание улучшенной версии чего-либо.

Погружение

(10 мин.)

Кратко обсудите процесс решения задачи.
• В ходе этого обсуждения вы и ваши ученики разработаете общее определение стратегий решения поставленных задач и сформулируете критерии успешного решения.

Покажите страницу раздела Погружение Презентации урока.
• На этой странице приведено изображение узла, который необходимо развязать.

TrainingMission-Engage.png

Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
— В чем заключается задача? (Этот вопрос помогает учащимся определить задачу. Пример ответа: этот узел нужно развязать.)
— Каким образом можно решить эту задачу? (Этот вопрос вдохновляет учащихся на поиск решений для поставленной задачи. Пример ответа: ослабить узел, вытянуть концы веревок и развязать его.)
— Что бы вы сделали в первую очередь? (Этот вопрос помогает учащимся начать обдумывать план решения поставленной задачи и определить особенности своего первого прототипа.)
— А что, если это не сработает? Что бы вы попробовали сделать потом? (Этот вопрос заставляет учеников задуматься о том, как они будут оценивать свой прототип, делать открытия и подготавливать план процесса инженерного проектирования, подразумевающего последовательное усовершенствование решения.)
Объясните, что решение проблемы представляет собой процесс тестирования различных идей решений, который называется последовательным усовершенствованием.

Советы для смешанного обучения на этапе Погружения

Совместная работа
В процессе урока организуйте виртуальное обсуждение его темы с участием всех учеников. Старайтесь говорить как можно меньше. Предлагайте детям задавать вопросы и отвечать на них. Попробуйте использовать форму онлайн-голосования или чат, чтобы обеспечить участие всех учеников.

Индивидуальная работа
Покажите детям страницу раздела Погружение Презентации урока. Решите, будут ученики отвечать вам индивидуально или в группах в виртуальных комнатах. Для работы в группах можно использовать онлайн-доски обсуждений, благодаря которым все ученики смогут поучаствовать в обсуждении в удобное время.

Предварительное исследование

(15 мин.)

Объясните ученикам, что они будут работать самостоятельно, чтобы разработать собственное решение для предлагаемой задачи.

Покажите страницу раздела Предварительное исследование Презентации урока.
На этой странице представлены четыре конструкторские задачи. Они аналогичны тем задачам, которые обычно предлагают участникам соревнований роботов.
Вы можете дать учащимся задание решить все четыре задачи, или только одну из них, или решать их последовательно в течение нескольких уроков.
Попросите учащихся провести мозговой штурм и предложить идеи решения поставленной задачи. Проведите короткое коллективное обсуждение.

Конструкторская задача
Краткое описание четырех конструкторских задач, предлагаемых в рамках данного урока, приведено далее.
Задача A: Доставить кому-либо какой-либо груз (Пример решения: использовать толкающее или тяговое усилие. Если ваши ученики зашли в тупик, предложите им доставить стакан воды.)
Задача B: Запуск устройства (Пример решения: нажатие на предмет. Пусть ученики сами выберут устройство, которое они будут запускать.)
Задача C: Спасение объекта (Пример решения: захват, вытягивание или выталкивание предмета. Предложите любой объект, который будет интересно спасать.)
Задача D: Переверните монету (Пример решения: переворачивание предмета. Если у вас нет монеты, можно использовать любой плоский предмет, который можно переворачивать.)

TrainingMission-Explore-1.png

Покажите вторую страницу раздела Предварительное исследование Презентации урока.
На этой странице описаны шаги, которые вашим ученикам будет необходимо выполнить для решения поставленной задачи.
Шаг 1. Определение задачи: Выберите конструкторскую задачу.
Шаг 2. Мозговой штурм: Предложите возможные способы решения задачи с использованием имеющихся у вас материалов.
Шаг 3. Конструирование: Сконструируйте свое решение. На этом этапе вы создадите первый «черновой» прототип.
Шаг 4. Последовательное усовершенствование: Оцените и усовершенствуйте свое решение.
Шаг 5. Обсуждение: Расскажите о том, что вам удалось сделать, что вы обнаружили в процессе тестирования прототипа и как вы использовали эту информацию для его усовершенствования.

TrainingMission-Explore-2.png

Покажите третью страницу раздела Предварительное исследование Презентации урока.
На этой странице приведены изображения некоторых перерабатываемых материалов, которые ваши ученики могут использовать для решения этой конструкторской задачи.

Обсудите с учащимися, как они могли бы использовать такие материалы в своих решениях. Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
— Какие материалы здесь изображены?
— Какие из этих материалов у вас есть под рукой?
— Как вы будете использовать материалы для решения этой конструкторской задачи?

TrainingMission-Explore-3.png

Вернитесь ко второй странице раздела Предварительное исследование Презентации урока.
Поощряйте своих учеников следовать описанному алгоритму.
Дайте учащимся немного времени на разработку и усовершенствование, чтобы получить работающее решение.
Напомните ученикам, что они разрабатывают прототипы, поэтому нестрашно, если решить задачу с первой попытки не удастся. Объясните, что в процессе последовательного усовершенствования они сделают новые открытия.

Советы для смешанного обучения на этапе Предварительного исследования
Обучение — это время для общения. Ученикам нравится выполнять задания в группах.

Совместная работа
Если вы проводите занятия онлайн, весь класс может собраться в общей виртуальной комнате, где каждый из учеников сможет рассказать о своем прототипе остальным. Вы также можете предложить детям разделиться на небольшие группы и рассказать друг другу о своих прототипах в отдельных виртуальных комнатах.

Индивидуальная работа
Предложите ученикам создать специальное рабочее место для домашних занятий (при необходимости они могут обратиться к родным за помощью). Оптимальной для конструирования и тестирования моделей будет хорошо освещенная, чистая, ровная поверхность, не захламленная посторонними предметами. Не забывайте, что жизненные ситуации ваших учеников могут быть разными.

Пояснение

(10 мин.)

После того как ваши ученики выполнят это задание или сделают осмысленную попытку разработать конструкторское решение, предложите им рассказать о своих впечатлениях.

Покажите страницу раздела Пояснение Презентации урока.
На этой странице приведены примеры вопросов для начала обсуждения, которые также можно задать ученикам на этапе рассмотрения работ, представленных на соревнованиях роботов.

Попросите своих учеников рассказать:
о процессе планирования своей работы (это может помочь учащимся объяснить, как они определили задачу и критерии ее успешного решения);
о творческом подходе к решению задачи (это может помочь ученикам объяснить, в чем заключается оригинальность и инновационность их идеи);
об открытии, сделанном ими в процессе последовательных усовершенствований (это может помочь учащимся объяснить свое открытие и инновации, которые являются основными ценностями соревнований роботов);
об усовершенствовании своего прототипа (это может помочь учащимся рассказать о процессе последовательных усовершенствований).

Напомните ученикам, что, комментируя работы одноклассников, они должны поддерживать зрительный контакт с ними, быть доброжелательными и приводить конкретные примеры.

TrainingMission-Explain.png

Советы для смешанного обучения на этапе Пояснения

Совместная работа
Если вы проводите занятие онлайн, изучите подсказки на странице Пояснение Презентации урока. Предложите ученикам обменяться отзывами о своих работах в небольших группах в отдельных виртуальных комнатах.
Переходите из комнаты в комнату, чтобы убедиться, что все ученики поняли задание.
Ответьте на вопросы учащихся, обращая внимание на ошибки, чтобы сформировать у детей верное понимание изучаемой концепции.

Индивидуальная работа
Попросите учеников поделиться мнением о полученных комментариях в общем устном обсуждении или в чате.

Проработка

(5 мин.)

Покажите страницу Проработка Презентации урока, на которой приведено несколько идей документирования процесса работы для ваших учеников.
Попросите учеников документировать процесс своей работы с помощью видеозаписей, постеров или публикации страниц своих рабочих блокнотов.
Документируя процесс своей работы, ваши ученики смогут подготовиться к созданию собственных исследовательских или конструкторских проектов для соревнований роботов.

TrainingMission-Elaborate.png

Советы для смешанного обучения на этапе Проработки
Предоставьте ученикам возможность продемонстрировать свои работы и оценить решения своих одноклассников.

Совместная работа
Проведите запланированное онлайн-обсуждение, в процессе которого учащиеся смогут рассказать о своей работе.

Индивидуальная работа
Создайте виртуальную галерею, в которой ученики смогут поделиться своими работами. Предложите им опубликовать свои решения и взглянуть на проекты одноклассников.

Постоянная оценка

(5 мин.)

• Предложите каждому ученику привести пример усовершенствования или сделанного ими удивительного открытия.

Попросите учеников самостоятельно оценить свою работу. Используйте варианты, приведенные далее, или придумайте собственный способ самостоятельной оценки.
— Поднимите одну руку, если вам потребовалась помощь в описании стратегий, процесса последовательного усовершенствования и творческих решений для конструкторских задач.
— Поднимите обе руки, если вы можете описать стратегии, процесс последовательного усовершенствования и творческие решения для конструкторских задач.
— Помашите руками, если вы можете научить других описывать стратегии, процесс последовательного усовершенствования и разработку творческих решений для конструкторских задач.

Советы для смешанного обучения на этапе Постоянной оценки
Вы можете использовать различные методики оценки знаний: письменное задание, устную презентацию в записи или в реальном времени или рисунок, который демонстрирует понимание детьми изучаемого материала.

Совместная работа
В процессе урока организуйте виртуальное обсуждение его темы с участием всех учеников.

Индивидуальная работа
Попросите учеников самих оценить проделанную ими работу. Для этого они могут подготовить письменное задание, устную презентацию или нарисовать рисунок, который демонстрирует понимание изучаемого материала.

В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:
определять критерии успешного решения поставленной задачи;
создавать прототипы, тестировать и оценивать предлагаемые решения;
рассказывать о стратегиях решения задач, последовательных усовершенствованиях и инновационных решениях.

Презентация урока (см. раздел «Дополнительные ресурсы»)
Переработанные материалы (см. примеры в Презентации урока)
Бумага (2 листа на каждого ученика)
Канцелярские принадлежности для письма/рисования (ручки, карандаши, маркеры)