Базовый набор LEGO® Education SPIKE™ Prime

Скорость ветра

Придумайте способ отображения скорости ветра, используя количественные облачные данные.

30-45 мин.
Средний уровень
Классы 5–8
В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • исследовать использование данных сервиса прогноза погоды в режиме реального времени для управления результатами выполнения программы.

Базовый набор LEGO® Education SPIKE™ Prime

Математика и информатика:

  • развитие логического и математического мышление, приобретение представления о математических моделях;
  • овладение математическими рассуждениями;
  • применение математических знания при решении различных задач и оценки полученных результатов;
  • приобретение навыков решения учебных задач;
  • приобретение представления об основных информационных процессах в реальных ситуациях.
  • развитие умений точно и грамотно выражать свои мысли с применением математической терминологии;
  • развитие умения использовать функционально-графические представления для описания и анализа реальных зависимостей;
  • развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств;
  • формирование представления о понятиях: информация, алгоритм, модель
  • развитие алгоритмического мышления, развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя; знакомство с основными алгоритмическими структурами;
    Естественнонаучные дисциплины:
  • овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  • овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни;
    Физика:
    Технология:
  • развитие инновационной творческой деятельности обучающихся в процессе решения прикладных учебных задач;
  • активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;
  • овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления;
  • формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями.
    Метапредметные результаты:
  • отработка умений самостоятельно ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности;
  • отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;
  • овладение основами самоконтроля, самооценки;

Lesson Plan

1. Подготовка

  • Прочтите инструкции для учащихся, приведённые в Приложении LEGO® Education SPIKE™.

2. Обсуждение

  • Используйте идеи, приведённые в разделе Начало обсуждения, чтобы обсудить тему данного занятия.
  • Объяснение темы урока.

3. Исследование (20 мин.)

  • Разделите учащихся на пары и дайте им задание собрать индикатор ветра.
  • Попросите их запустить программу. Посмотрите, что произойдёт! Напомните им, что для правильной работы программы необходимо указать город.

4. Объяснение (5 мин.)

  • Попросите учащихся объяснить, каким образом в данной модели отображаются данные, полученные из облачных хранилищ, и как модель отражает шкалу Бофорта.

5. Дополнение (15 мин.)

  • Попросите учащихся добавить в свои программы дополнительные условные операторы IF ELSE, чтобы учитывать различную скорость ветра по шкале Бофорта. Вы можете сделать это, разделив шкалу на четыре части.
  • Попросите учащихся написать программы для отображения направления ветра (например, с помощью стрелок на световой матрице).
  • Не забудьте оставить немного времени для уборки.

6. Оценка

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

Начало обсуждения

Поговорите о ветре.

  • Поговорите о том, что можно, а что нельзя делать в ветреные дни (например, запускать дрон или бумажного змея, играть в футбол или бейсбол, устраивать вечеринки на открытом воздухе).
  • Изучите различные виды классификации скоростей ветра (например, шкалу Бофорта).
  • Попросите учащихся привести примеры различных способов измерения скорости ветра.

Предложите учащимся посмотреть это видео, чтобы понять, что от них требуется.

Video preview

Советы по сборке

Установите моторы соосно
Убедитесь, что в процессе сборки учащиеся правильно установили мотор. Это может повлиять на выполнение моделью необходимой программы.

Измените модель так, чтобы её можно было использовать для других занятий
Если время ограничено, используйте базовую версию модели (например, без характерных элементов).

Используйте световую матрицу
Для отображения направления ветра можно использовать ещё один мотор и стрелки на световой матрице Программируемого Хаба.

Шкала Бофорта
Цвета кубиков модели соответствуют цветам шкалы Бофорта, созданной в 1805 году ирландским гидрографом Фрэнсисом Бофортом. Ее можно описать следующим образом:

  • Синий 1–3 балла по шкале Бофорта (от 1 до 12 миль/ч или от 0,5 до 5,5 м/с), от легкого до слабого ветра.
  • Зелёный 4–6 баллов по шкале Бофорта (от 13 до 31 миль/ч или от 5,5 до 13,8 м/с), от умеренного до сильного ветра.
  • Жёлтый 7–9 баллов по шкале Бофорта (от 31 до 54 миль/ч или от 13,8 до 24,4 м/с), от сильного до очень сильного ветра.
  • Красный 10–12 баллов по шкале Бофорта (от 55 до 73 миль/ч и выше или от 24,4 до 32,7 м/с), от шторма до урагана.

Советы по программированию

Основная программа

Пример решения

Другие программы

Индивидуальный подход

Способы упростить задание

  • Выполните небольшое теоретическое задание, чтобы помочь учащимся визуализировать диапазон скоростей ветра, представленных различными цветами. Используйте идеи для вдохновения из входящего в комплект документа PDF.

Способы сделать задание ещё интереснее

  • Измените указатель направления ветра так, чтобы он мог поворачиваться на 180 градусов. Понаблюдайте, насколько быстро учащиеся смогут внести необходимые изменения.
  • Попросите учащихся сконструировать собственные указатели скорости ветра.

Возможности для оценки

Лист наблюдений педагога
Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие вашим задачам, например такие:

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

Используйте следующие критерии для оценки успехов детей в обучении.

  • Учащиеся могут использовать условные операторы для калибровки шкалы.
  • Учащиеся могут откалибровать шкалу вне зависимости от используемых ими данных (групп данных).
  • Учащиеся могут внести изменения в свою программу, чтобы получить возможность одновременно собирать и использовать различные типы облачных данных (скорость и направление ветра).

Самостоятельная оценка

Попросите каждого ребёнка выбрать кубик, который, по его мнению, наилучшим образом соответствует качеству его работы на занятии.

  • Синий Я запрограммировал (-а) свою модель, используя облачные данные прогноза погоды для отображения различных скоростей ветра в трёх различных регионах.
  • Жёлтый Я запрограммировал (-а) свою модель на считывание данных о четырёх различных категориях скорости ветра по шкале Бофорта в трёх различных регионах.
  • Фиолетовый Я добавил (-а) и запрограммировал (-а) дополнительный мотор со шкалой для отображения направления ветра в каждом регионе.

Взаимная оценка
Предложите своим ученикам дать оценку работы друг друга.

  • Пусть один ученик оценит работу другого, используя шкалу цветных кубиков, приведенную выше.
  • Пусть ученики предоставят друг другу конструктивную обратную связь, чтобы улучшить работу своей команды на следующем уроке.

Развитие языковых навыков

Способы развития языковых навыков

  • Попросите учащихся написать и опубликовать предупреждения на основе полученных ими прогнозов о скорости ветра.
  • Предложите им в рамках своего прогноза погоды также объяснить, откуда берётся ветер.

Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.

Развитие математических навыков

  • Когда учащиеся будут программировать поворот мотора на заданный угол для отображения скорости ветра:

▷ объясните, что им необходимо написать выражения, иллюстрирующие отношения двух величин;
▷ объясните, что данные выражения отображают отношение двух рациональных чисел в контексте реального мира (например, запись «скорость ветра 13,8 > 24,4 м/с» наглядно иллюстрирует тот факт, что вторая скорость ветра больше). Они должны будут выбрать соответствующие единицы измерения и запрограммировать мотор поворачиваться на угол, пропорциональный этому значению.

  • Предложите учащимся использовать различные единицы измерения (например, мили/ч, км/ч или узлы).

Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.

Перспективы профессионального развития

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

  • наука, технологии, инженерное дело и математика (инженерное дело и технологии);
  • наука, технологии, инженерное дело и математика (наука и математика).
В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • исследовать использование данных сервиса прогноза погоды в режиме реального времени для управления результатами выполнения программы.

Базовый набор LEGO® Education SPIKE™ Prime

Математика и информатика:

  • развитие логического и математического мышление, приобретение представления о математических моделях;
  • овладение математическими рассуждениями;
  • применение математических знания при решении различных задач и оценки полученных результатов;
  • приобретение навыков решения учебных задач;
  • приобретение представления об основных информационных процессах в реальных ситуациях.
  • развитие умений точно и грамотно выражать свои мысли с применением математической терминологии;
  • развитие умения использовать функционально-графические представления для описания и анализа реальных зависимостей;
  • развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств;
  • формирование представления о понятиях: информация, алгоритм, модель
  • развитие алгоритмического мышления, развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя; знакомство с основными алгоритмическими структурами;
    Естественнонаучные дисциплины:
  • овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  • овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни;
    Физика:
    Технология:
  • развитие инновационной творческой деятельности обучающихся в процессе решения прикладных учебных задач;
  • активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов;
  • совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;
  • овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления;
  • формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями.
    Метапредметные результаты:
  • отработка умений самостоятельно ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности;
  • отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;
  • овладение основами самоконтроля, самооценки;