Базовый набор SPIKE™ Prime

Цифровая йога

Постройте график зависимости данных и изучите пределы погрешности.

30-45 мин.
Продвинутый уровень
Классы 5–8
Stretch with Data - Lesson header

Подготовка к смешанному обучению

(Перед уроком)

При необходимости подготовьте план урока, используя материалы для начала работы, приведенные в приложении. Это поможет поближе познакомить вас и ваших учеников со SPIKE Prime.

— Обязательно посмотрите видео урока, опубликованное на этой странице.
— Ознакомьтесь с материалами для учащихся, которые можно загрузить на этой странице или в приложении SPIKE.
— Вы также можете:
— Выбрать подходящие инструменты и формат проведения урока. Например, смотреть видеоролики, читать материалы в учебнике и готовиться к практическим занятиям можно дома, а проводить эксперименты и собирать фактические данные лучше в классе.
— Использовать различные инструменты и индивидуальный подход к каждому ученику. Это позволит заинтересовать учащихся и улучшит результаты обучения.
— Предоставить различные возможности для виртуального сотрудничества и общения. Например, использовать:
— видеоконференции,
— блоги, чаты и записи на стене,
— цифровые версии рабочих листов учеников.
— Адаптировать планы занятий таким образом, чтобы учащиеся не сидели в классе на протяжении всего урока. Далее приведен пример плана урока.

— Далее приведены ещё несколько способов адаптации заданий к потребностям ваших учеников.
— Предложите учащимся посмотреть видеоролики, рассказывающие о задании, которое им предстоит выполнить. Для этого они могут перейти в приложение SPIKE или использовать URL-адрес, приведенный в рабочих листах учеников.
— Используйте другие материалы, которые уже имеются у вас по данной теме.
— Внесите необходимые изменения в Блокнот изобретателя, чтобы помочь учащимся подготовиться к занятию и сделать выводы на основе своих наблюдений (см. «Дополнительные ресурсы»).
— Используйте Краткие планы уроков (простые в использовании краткие разборы, которые можно распечатать на одной странице), чтобы вдохновить учащихся на поиски различных решений для поставленной задачи (см. «Дополнительные ресурсы»).

Обсуждение

(Перед уроком (20 мин.))

— На этом уроке учащиеся будут отслеживать изменения значений тангажа, крена и рыскания, чтобы строить график в режиме реального времени. Они будут использовать этот график для управления движениями и сравнения полученных фактических данных с заранее подготовленным графиком.
— Значения тангажа, крена и рыскания описывают угол наклона предмета в трехмерном пространстве.
— Тангаж — наклон относительно оси y.
— Крен — наклон относительно оси x.
— Рыскание — наклон относительно оси z.

— Используйте различные материалы, чтобы заинтересовать детей изучением понятий тангажа, крена и рыскания.

Начало обсуждения

Начните обсуждение, задавая вопросы, связанные с темой урока. Вот несколько примеров таких вопросов.

— Какими способами можно оценить точность выполнения движения?
— Как представить данные графически, чтобы отобразить реальное движение?

Попросите учащихся записать свои предположения в виде гипотез.

Исследование

(На уроке (30 мин.))

— Дайте учащимся задание собрать кольцо для йоги. Они могут придумать собственные модели или воспользоваться инструкциями в приложении, чтобы собрать модель кольца для йоги.
— Объясните, что это устройство будет записывать параметры тангажа, крена и рыскания для различных движений.
— Попросите учащихся испытать свои модели, используя предложенную в приложении SPIKE программу. Для первого движения они будут перемещать кольцо от положения перед лицом (светодиодная матрица Хаба находится на уровне глаз учащегося) в положение над головой (см. видео).
— Попросите их отслеживать изменения значения тангажа на графике с течением времени и фиксировать их.

Объяснение

(На уроке (15 мин.))

— Дайте учащимся немного времени для внесения необходимых изменений в свои программы, чтобы можно было использовать их для отслеживания других параметров.
— Пусть они попробуют соотнести данные второго предварительно загруженного графика со своими движениями.
— Убедитесь, что они понимают зависимость формы графика от изменения скорости движения.

Дополнение

(После урока (20 мин.))

— Если у учащихся есть наборы SPIKE Prime, предложите им выполнить задания в приложении SPIKE, чтобы применить полученные знания на практике, например:
— на последнем предварительно загруженном графике используются два параметра одновременно. Учащиеся должны объединить оба движения, чтобы подготовить единую программу продолжительной тренировки.
— Если у учащихся нет наборов, попросите их заполнить Блокнот изобретателя или выполнить одно из следующих дополнительных заданий. Большинство дополнительных заданий можно выполнить, используя данные, собранные во время практических занятий.
— Проведите обсуждение, в процессе которого учащиеся смогут обменяться идеями и поговорить о результатах своей работы. Для этого можно использовать любой метод/инструмент, который будет наиболее эффективным (например, вы можете провести обсуждение очно или в режиме онлайн).

Оценка

— Дайте оценку работе каждого учащегося.
— Для упрощения этой задачи можно использовать раздел «Оценка».

Возможности для оценки

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

Задание выполнено частично.
Задание выполнено полностью.
Результаты превзошли ожидания.

Используйте следующие критерии для оценки успехов детей в обучении.

— Учащиеся могут запрограммировать устройство таким образом, чтобы оно фиксировало полученные данные в виде графика.
— Учащиеся могут соотнести движение физического устройства с участком создаваемого им графика.
— Учащиеся могут объяснить понятия тангажа, крена и рыскания.

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

— Синий. Я могу отобразить полученные данные на графике с помощью программы, приведенной в приложении.
— Желтый. Я могу провести собственный эксперимент, используя график.
— Фиолетовый. Я могу провести собственный эксперимент, используя график, и сделать выводы на основе этого графика.

Взаимная оценка

Предложите своим ученикам дать оценку работы друг друга.

— Пусть один ученик оценит работу другого, используя шкалу цветных кубиков, приведенную выше.
— Попросите учащихся предоставить конструктивный отзыв о работе друг друга, чтобы улучшить эффективность работы на следующем уроке. В рамках смешанного обучения у вас есть прекрасная возможность использовать инструменты видеоконференции или публикации в блогах.

assessment-general.png

Индивидуальный подход

Способы упростить задание

— Попросите учащихся воссоздать эксперимент, используя только Программируемый Хаб и удерживая его в необходимом положении для выполнения этого задания.
— Убедитесь, что учащиеся могут скорректировать программу, предложенную в приложении SPIKE, в соответствии с конфигурацией их модели.

Способы сделать задание ещё интереснее

— Попросите учащихся собрать собственные кольца для йоги.
— Предложите учащимся составить график движений партнера, а затем попросите их обменяться графиками и повторить движения друг друга с помощью представленных данных.

DIFF.png

Советы

Советы по сборке

45678_Science_04.png

Советы по программированию
Использование режима потоковой передачи
Предполагается, что для выполнения заданий этого урока будет использоваться режим потоковой передачи. В этом режиме данные, собранные Хабом, направляются непосредственно на устройство и отслеживаются в режиме реального времени на графике.

Основная программа

SPIKE Prime Science Stretch with data - STEP03 - ru-ru

Советы по сбору данных
Далее приведен пример того, какие данные учащиеся могут получить в результате этого эксперимента.

DATA-Example.png

Дополнительно

Развитие математических навыков

Для развития математических навыков дайте учащимся следующее задание.

— Попросите учащихся, используя пример графика (или собственные данные), описать движения, соответствующие прямому участку и кривой на графике.
— Дайте учащимся задание выразить зависимость примерных или фактических данных для прямого участка графика в виде формулы y = mx + b.
— Попросите их вычислить значения таких линейных уравнений (y = mx + b) самостоятельно или с помощью цифрового устройства.

Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.

MATH.png

Развитие языковых навыков

Способы развития языковых навыков

— Попросите учащихся использовать цифровые инструменты для объяснения темы этого урока и его результатов. Для этого они могут:
— снять видеоролик;
— опубликовать изображения и комментарии в системе управления обучением (если такая используется);
— обратиться к преподавателю йоги, чтобы выяснить, могут ли такие модели, как кольцо для йоги, быть полезными на занятиях.

Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.

LA.png

Перспективы профессионального развития

Учащиеся, которым было интересно данное задание, могут попробовать себя в следующих сферах деятельности:
— терапевтическая помощь;
— инженерное дело и технологии.

ФГОС ООО. Предметные результаты обучения

11.3 Математика и информатика
5) овладение системой функциональных понятий, развитие умения использовать функционально-графические представления для решения различных математических задач, для описания и анализа реальных зависимостей;
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.

11.5 Естественнонаучные предметы. Биология
5) формирование представлений о значении биологических наук в решении проблем необходимости рационального природопользования, защиты здоровья людей в условиях быстрого изменения экологического качества окружающей среды;
6) освоение приемов оказания первой помощи, рациональной организации труда и отдыха, выращивания и размножения культурных растений и домашних животных, ухода за ними.

11.5 Естественнонаучные предметы. Физика

  1. формирование представлений о закономерной связи и познаваемости явлений природы, об объективности научного знания; о системообразующей роли физики для развития других естественных наук, техники и технологий; научного мировоззрения как результата изучения основ строения материи и фундаментальных законов физики;
  2. формирование первоначальных представлений о физической сущности явлений природы (механических, тепловых, электромагнитных и квантовых), видах материи (вещество и поле), движении как способе существования материи; усвоение основных идей механики, атомно-молекулярного учения о строении вещества, элементов электродинамики и квантовой физики; овладение понятийным аппаратом и символическим языком физики;
  3. приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов; понимание неизбежности погрешностей любых измерений;
  4. понимание физических основ и принципов действия (работы) машин и механизмов, средств передвижения и связи, бытовых приборов, промышленных технологических процессов, влияния их на окружающую среду; осознание возможных причин техногенных и экологических катастроф;
  5. развитие умения планировать в повседневной жизни свои действия с применением полученных знаний законов механики, электродинамики, термодинамики и тепловых явлений с целью сбережения здоровья.

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;
6) формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями, их востребованности на рынке труда.

11.8. Физическая культура
3) приобретение опыта организации самостоятельных систематических занятий физической культурой с соблюдением правил техники безопасности и профилактики травматизма; освоение умения оказывать первую доврачебную помощь при легких травмах; обогащение опыта совместной деятельности в организации и проведении занятий физической культурой, форм активного отдыха и досуга;
4) расширение опыта организации и мониторинга физического развития и физической подготовленности; формирование умения вести наблюдение за динамикой развития своих основных физических качеств: оценивать текущее состояние организма и определять тренирующее воздействие на него занятий физической культурой посредством использования стандартных физических нагрузок и функциональных проб, определять индивидуальные режимы физической нагрузки, контролировать направленность ее воздействия на организм во время самостоятельных занятий физическими упражнениями с разной целевой ориентацией;
5) формирование умений выполнять комплексы общеразвивающих, оздоровительных и корригирующих упражнений, учитывающих индивидуальные способности и особенности, состояние здоровья и режим учебной деятельности; овладение основами технических действий, приемами и физическими упражнениями из базовых видов спорта, умением использовать их в разнообразных формах игровой и соревновательной деятельности; расширение двигательного опыта за счет упражнений, ориентированных на развитие основных физических качеств, повышение функциональных возможностей основных систем организма, в том числе в подготовке к выполнению нормативов Всероссийского физкультурно- спортивного комплекса «Готов к труду и обороне» (ГТО).

В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:
• написать программу для знакомства с инструментом создания линейных графиков LEGO® Education SPIKE Prime;
• построить график на основе фактических данных, полученных датчиком;
• соотнести участки графика с реальными движениями.

• Базовый набор LEGO Education SPIKE Prime
• Устройство с установленным на нем приложением LEGO Education SPIKE

ФГОС ООО. Предметные результаты обучения

11.3 Математика и информатика
5, 8, 9, 10, 11, 12
11.5 Естественнонаучные предметы
1, 2, 3
11.5 Естественнонаучные предметы.
Биология
5, 6
Физика
1, 2, 3, 4, 7
11.7 Технология
2, 4, 5, 6
11.8. Физическая культура
3, 4, 5

Изучаемые темы по ПООП ООО

Математика

Понятие функции

  • Декартовы координаты на плоскости. Формирование представлений о
    метапредметном понятии «координаты». Способы задания функций: аналитический, графический, табличный. График функции. Примеры функций, получаемых в процессе исследования различных реальных процессов и решения задач. Значение функции в точке.
  • Свойства функций: область определения, множество значений, нули, промежутки знакопостоянства, промежутки возрастания и убывания, наибольшее и наименьшее значения. Исследование функции по ее графику.
  • Непрерывность функции. Кусочно заданные функции.

Линейная функция

  • Свойства и график линейной функции. Угловой коэффициент прямой.
  • Расположение графика линейной функции в зависимости от ее углового коэффициента и свободного члена.

Графики функций

  • Преобразование графика функции y = f (x) для построения графиков функций вида y = af (kx + b) + c
  • Графики функций
    y = a + k / (x + b), y = √x, y = ∛x, y = |x|.

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.

Разработка алгоритмов и программ

  • Переменная: имя и значение.
  • Задачи на обработку данных, сравнение данных, вывод данных на экран.

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.

Физика

  • Физика и физические методы изучения природы
    Физика – наука о природе. Физические тела и явления. Наблюдение и описание физических явлений. Физический эксперимент. Моделирование явлений и объектов природы.
  • Физические величины и их измерение. Точность и погрешность измерений. Международная система единиц.
  • Физические законы и закономерности. Физика и техника. Научный метод познания. Роль физики в формировании естественнонаучной грамотности.

Механические явления

  • Физические величины, необходимые для описания движения и взаимосвязь между ними (путь, перемещение, скорость, ускорение, время движения).

Биология

Человек и его здоровье

Здоровье человека и его охрана

  • Влияние физических упражнений на органы и системы органов.
  • Культура отношения к собственному здоровью и здоровью окружающих.

Технология

  • Технологическая система как средство для удовлетворения базовых и социальных нужд человека. Входы и выходы технологической системы. Управление в технологических системах. Обратная связь. Развитие технологических систем и последовательная передача функций управления и контроля от человека технологической системе.
  • Робототехника. Системы автоматического управления. Программирование работы устройств.
  • 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.

Построение образовательных траекторий и планов в области профессионального самоопределения

  • Предпрофессиональные пробы в реальных и / или модельных условиях, дающие представление о деятельности в определенной сфере.

Физическая культура

Физическая культура человека

  • Здоровье и здоровый образ жизни. Контроль и наблюдение за состоянием здоровья, физическим развитием и физической подготовленностью. Способы двигательной (физкультурной) деятельности.

Организация и проведение самостоятельных занятий физической культурой

  • Подготовка к занятиям физической культурой (выбор мест занятий, инвентаря и одежды, планирование занятий с разной функциональной направленностью). Подбор упражнений и составление индивидуальных комплексов для утренней зарядки, физкультминуток, физкультпауз, коррекции осанки и телосложения.

Учебные материалы

Рабочий лист ученика

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