Базовый набор SPIKE™ Prime

Разминка

Тренируйтесь заносить на график виртуальные значения энергии.

30-45 мин.
Продвинутый уровень
Классы 5–8
Hybrid
Warm up - Lesson Header

Подготовка к смешанному обучению

— Задания этого урока разработаны для выполнения с использованием, главным образом, приложения SPIKE. Учащиеся создадут цифровую модель, используя только программные блоки и не подключаясь к Хабу SPIKE Prime. Если вы хотите использовать для этого урока элементы наборов SPIKE Prime, вы можете обратиться к инструкциям по сборке, доступным в разделе «Дополнительные ресурсы» на этой странице.
— 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.))

— Тема этого урока — метаболическая энергия. Учащиеся построят график изменения значения количества виртуальных калорий, сожженных во время тренировки. Эти значения выражены в MET (единицах метаболического эквивалента нагрузки), благодаря чему дети смогут исследовать различные типы энергии. На основе полученных знаний они смогут более подробно исследовать кинетическую и потенциальную энергию на следующих уроках этого курса.
— Используйте различные материалы, чтобы заинтересовать детей изучением метаболической энергии.

Начало обсуждения

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

  • Можете ли вы назвать два умных отслеживающих устройства и рассказать, какие показатели они отслеживают?
  • Какую энергию вы расходуете во время тренировки?
  • Как измерить эту энергию?
  • Какие единицы измерения для этого используются?

Попросите учащихся записать свои предположения в виде гипотез.

Исследование

(На уроке (30 мин.))

— Предложите учащимся изучить программу, которая уже подготовлена для них в Области программирования.
— Попросите их объяснить, что показывает график, отображаемый инструментом построения графиков в процессе сжигания калорий.

Объяснение

(На уроке (15 мин.))

— Попросите учащихся подготовить симулятор тренировки. Объясните, что для выполнения различных упражнений им необходимо использовать симулятор робота на экране их устройств.
— Дайте им задание построить график изменения количества виртуальных калорий, сжигаемых роботом во время тренировки.
— Предложите им использовать данные, предварительно загруженные для этого графика.

Дополнение

(После урока (20 мин.))

— Дайте учащимся дополнительное задание для углубленного изучения данной темы. Вот несколько возможных вариантов заданий.
— Попросите каждого ученика снять видео о том, как он (она) выполняет такие же упражнения, как их виртуальный робот.
— Попросите каждого ученика объяснить, что такое метаболический эквивалент нагрузки (MET) и как его можно использовать для отслеживания количества сожженной энергии.

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 умеют строить графики, используя значения количества виртуальных калорий.
— Учащиеся умеют экспортировать значения для последующего использования.
— Учащиеся умеют проводить виртуальные тренировки, строить графики на основе виртуальных значений и использовать их для объяснения понятия метаболической энергии.

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

— Синий. Я могу написать короткую программу для отображения различных изображений робота.
— Желтый. Я могу написать программу для построения графика.
— Фиолетовый. Я могу написать программу для создания сложного графика с зигзагообразной траекторией.

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 сделать задание ещё интереснее

— Предложите учащимся собрать физическую модель, используя инструкции по сборке модели «Великан», а затем использовать свои модели для эксперимента с виртуальным роботом.
— Убедитесь, что учащиеся могут скорректировать программу, предложенную в приложении SPIKE, в соответствии с конфигурацией их модели.

Советы

Советы по сборке
Презентация модели для урока
Вы можете использовать эту модель, если у вас есть набор SPIKE Prime.

ALL_ROBOTS.png

Советы по программированию
Использование режима потоковой передачи
Для того чтобы воспроизвести программу, не подключая устройство к Хабу, необходимо использовать режим потоковой передачи. В этом режиме все программные блоки воспроизводятся непосредственно с вашего устройства.

Основная программа (без модели)

SPIKE Prime Science Warm Up - Step02 - ru-ru

Дополнительная программа (с использованием предложенной модели)

SPIKE Prime Science Warm Up Robot - ru-ru

Советы по сбору данных

Далее приведен пример того, какие данные учащиеся могут получить в результате этого эксперимента.

Science-Data.png

Дополнительно

Развитие математических навыков
Для развития математических навыков дайте учащимся следующее задание.

— Предложите учащимся исследовать другие линейные уравнения вида y = mx + b для этой тренировки и рассказать о своих наблюдениях.
— Попросите их письменно ответить на следующие вопросы.
— Почему построенный ими график начинается в точке (0, 0)?
— Почему некоторые отрезки на графике имеют больший угол наклона, чем другие?
— Как создать отрицательные углы наклона для отрезка на графике (т. е. отрезки на графике, наклоненные вниз)?
— О чем свидетельствует отрицательный угол наклона отрезка на графике?

Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.

MATH.png

Развитие языковых навыков
Способы развития языковых навыков

— Дайте учащимся задание провести исследование и рассказать о различных видах энергии (например, метаболической, потенциальной, кинетической, электрической), используя в качестве примеров письменные материалы или наброски. Сконцентрируйте их внимание на изучении потенциальной и кинетической энергии, поскольку эти понятия будут использоваться на протяжении всего этого курса.

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:

— здравоохранение.

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, чтобы познакомиться с инструментом построения графиков LEGO® Education SPIKE Prime.
— построить график, используя данные виртуальных значений энергии

Устройство с установленным на нем приложением LEGO Education SPIKE
Базовый набор LEGO Education SPIKE Prime (дополнительно)

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.

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

Механические явления

  • Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия. Превращение одного вида механической энергии в другой. Закон сохранения полной механической энергии.

Биология

Человек и его здоровье

  • Обмен веществ и энергии
  • Обмен веществ и превращение энергии. Две стороны обмена веществ и энергии.
  • Обмен органических и неорганических веществ. Витамины. Проявление гиповитаминозов и авитаминозов, и меры их предупреждения.
  • Энергетический обмен и питание. Пищевые рационы. Нормы питания. Регуляция обмена веществ.

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.