Базовый набор SPIKE™ Prime

Скорость ветра

Придумайте способ отображения скорости ветра, используя количественные облачные данные.

30-45 мин.
Средний уровень
Классы 5–8
lesson-header

План урока

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.

lesson-header

Советы по сборке

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

teacher-motor

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

teacher-repurpose

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

teaxher-wind-direction

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.
teacher-beaufort

Советы по программированию

Основная программа

SPIKE Life Hacks Windspeed Step03-Program - ru-ru

Пример решения

SPIKE Life Hacks Windspeed Teacher Solution - ru-ru

Другие программы

SPIKE Life Hacks Windspeed Teacher Other - ru-ru

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.
student-07

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).

ФГОС ООО. Предметные результаты обучения

11.2 География
4) овладение элементарными практическими умениями использования приборов и инструментов для определения количественных и качественных характеристик компонентов географической среды, в том числе ее экологических параметров;
6) овладение основными навыками нахождения, использования и презентации географической информации;
7) формирование умений и навыков использования разнообразных географических знаний в повседневной жизни для объяснения и оценки явлений и процессов, самостоятельного оценивания уровня безопасности окружающей среды, адаптации к условиям территории проживания, соблюдения мер безопасности в случае природных стихийных бедствий и техногенных катастроф.

11.3 Математика и информатика
8) овладение простейшими способами представления и анализа статистических данных; формирование представлений о статистических закономерностях в реальном мире и о различных способах их изучения, о простейших вероятностных моделях; развитие умений извлекать информацию, представленную в таблицах, на диаграммах, графиках, описывать и анализировать массивы числовых данных с помощью подходящих статистических характеристик, использовать понимание вероятностных свойств окружающих явлений при принятии решений;
9) развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера и задач из смежных дисциплин с использованием при необходимости справочных материалов, компьютера, пользоваться оценкой и прикидкой при практических расчетах;
10) формирование информационной и алгоритмической культуры; формирование представления о компьютере как универсальном устройстве обработки информации; развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств;
11) формирование представления об основных изучаемых понятиях: информация, алгоритм, модель – и их свойствах;
12) развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе; развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя; формирование знаний об алгоритмических конструкциях, логических значениях и операциях; знакомство с одним из языков программирования и основными алгоритмическими структурами - линейной, условной и циклической.

11.5. Естественнонаучные предметы

  1. овладение научным подходом к решению различных задач;
  2. овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
  3. овладение умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни.

11.7 Технология
2) овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления изделий, обеспечения сохранности продуктов труда;
4) формирование умений устанавливать взаимосвязь знаний по разным учебным предметам для решения прикладных учебных задач;
5) развитие умений применять технологии представления, преобразования и использования информации, оценивать возможности и области применения средств и инструментов ИКТ в современном производстве или сфере обслуживания.

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

ФГОС ООО. Предметные результаты обучения

11.2 Общественно-научные предметы. География
4, 6, 7
11.3 Математика и информатика
8, 9, 10, 11, 12
11.5 Естественнонаучные предметы
1, 2, 3
11.7 Технология
2, 4, 5

Изучаемые темы по ПООП ООО

География

Атмосфера

  • Ветер. Постоянные и переменные ветра. Графическое отображение направления ветра.

Информатика

Исполнители и алгоритмы

  • Программное управление роботом.
  • Управление. Сигнал. Обратная связь.

Алгоритмические конструкции

  • Линейный алгоритм.
  • Конструкция «ветвление». Условный оператор: полная и неполная формы.
    Выполнение и невыполнение условия (истинность и ложность высказывания).
  • Простые и составные условия. Запись составных условий.
  • Конструкция «повторения»: циклы с заданным числом повторений, с условием выполнения, с переменной цикла.
  • Запись алгоритмических конструкций в выбранном языке программирования.

Робототехника

  • Примеры роботизированных систем. Исполнительные устройства, датчики. Система команд робота. Конструирование робота. Моделирование робота парой: исполнитель команд и устройство управления. Ручное и программное управление роботами;
  • Анализ алгоритмов действий роботов. Испытание механизма робота, отладка программы управления роботом.

Технология

  • Сборка моделей. Исследование характеристик конструкций. Проектирование и конструирование моделей по известному прототипу. Испытания, анализ, варианты модернизации. Модернизация продукта. Разработка конструкций в заданной ситуации: нахождение вариантов, отбор решений, проектирование и конструирование, испытания, анализ, способы модернизации, альтернативные решения.

Учебные материалы

Рабочий лист ученика

Загрузите и просмотрите эти материалы или разошлите их учащимся в формате HTML-страницы или документа PDF, который можно распечатать.