Базовый набор WeDo 2.0

Сортировка отходов

Спроектируйте устройство, сортирующее объекты исходя из их физических параметров, включая размер и форму.

Более 120 мин.
Средний уровень
Классы 3–4
sort-to-recycle-project-image

Подготовка

15-30 мин.

• Ознакомьтесь с процессом общей подготовки в главе «Управление работой в классе».
• Ознакомьтесь с проектом, чтобы хорошо представлять порядок действий.
• Определите, как вы хотите представить этот проект. Используйте видео, представленное в проекте в ПО WeDo 2.0 или используйте материалы по своему усмотрению.
• Определите конечный результат данного проекта: параметры для представления и создания документа.
• Убедитесь, что отведенного времени достаточно для достижения целей.

Важно
Этот проект — задание на проектирование. Обратитесь к главе «WeDo 2.0 в учебном курсе», где поясняются навыки проектирования.

Исследование

30-60 мин.

sort-to-recycle-thumbnail

Вступительный ролик может подготовить почву для рассмотрения и обсуждения с учащимися последующих идей по этому проекту.

Вступительный ролик
Вторичная переработка материалов является одной из самых больших проблем XXI века. Переработка может дать вторую жизнь используемым материалам. Вовлечение людей в переработку производимых ими отходов является сложной задачей. Один из способов стимулировать более широкое распространение процессов переработки — предложить более эффективные методы сортировки:
1.Людидолжнынаучитьсяневыбр асыватьвсеотх одыводноместо.

2.Материалы, какпр авило, необх одимосортироватьдоначалапроцесс а переработки, но многие перерабатываемые материалы поступают в центры утилизации в перемешанном виде.

3.Людиилимашинымогутр азделитьотх одыпотипу: бумагу, пластик, металл и стекло.

4.Еслидлясортировкиоб ъектовприменяетсямашина, онадолжна использовать для этого одну из физических характеристик объектов, например вес, размер, форму или даже магнитные свойства.

sort-to-recycle-explore-phase

Вопросы для обсуждения
1.Что такое переработка?
Переработка — это процесс преобразования отходов во что-то новое.
Обычно перерабатываются бумага, пластик и стекло.

2.Как перерабатываемые материалы сортируются в вашем регионе?
Опишите вместе с учащимися, сортируются ли материалы вручную или с помощью машины. Спросите учащихся, сортируют ли они дома мусор, подлежащий переработке, или другие предметы.

3.Представьте устройство, которое может сортировать мусор в соответствии с его формой.
Ответ на этот вопрос будет направлять учащихся в процессе проектирования.

4.Куда идет материал, предназначенный для переработки?
Ответ на этот вопрос будет зависеть от вашего местоположения, но, скорее всего, материалы отправляются на местный завод по утилизации. Не подлежащий переработке материал отправится в другое место, например на свалку или на мусоросжигательный завод.

Попросите учащихся собрать свои ответы вместе с текстом или фотографиями в инструменте документирования.

Создание

45-60 мин.

Соберите и запрограммируйте машину для сортировки
перерабатываемых объектов

Учащиеся будут следовать инструкциям по сборке для создания таких сортировочных машин и объектов.

1. Соберите сортировочную машину.
Для модели в проекте используется шкив, чтобы перенести нагрузку на ось. Прежде всего, обе части должны быть в состоянии пройти через отверстие, хотя имеют разную форму. Далее учащимся будет предложено изменить конструкцию так, чтобы объекты сортировались по размеру.

recycling-truck-instructions-preview

2. Запрограммируйте кузов грузовика.
Эта программа будет вращать двигатель в одном направлении в течение 1 секунд, чтобы кузов перешёл в положение для сброса. Затем программа ожидает 3 секунды, пока учащийся загружает коробки, подается звуковой сигнал, а затем кузов переворачивается для сброса коробок.

recycling-truck-program

Важно
Возможно, учащимся придется отрегулировать уровень мощности двигателя, чтобы эта программа выполнялась. Двигатели могут различаться.

Предложение
Прежде чем учащиеся приступят к исследованию, предложите им изменить параметры программы, чтобы полностью понять ее действие.

recycling-truck

Проектирование других решений
На основе этой модели учащиеся должны уметь изменять конструкцию груза на грузовике для сортировки коробок по двум различным группам в соответствии с их формой. Предоставьте учащимся больше свободы. Есть простые и более сложные решения этой задачи, которые могут включать изменения в конструкции сортировщика, программе или их сочетание.

Идеи решения
1. Внесите изменения в конструкцию грузовика для сортировки коробок.
При удалении задней пластины LEGO® из грузовика один ящик должен быть в состоянии попасть в первое отверстие, а другой соскользнуть обратно из-за своей формы. Другие конструкции тоже могут оказаться продуктивными.

2. Используйте датчик перемещения для сортировки.
Если разместить датчик перемещения со стороны нагрузки в правильном положении и использовать соответствующую программу, датчик сможет обнаруживать объекты, основываясь на их размерах.

3. Отсортируйте коробки вне грузовика.
Это решение потребует собрать новое устройство в дополнение к или вместо грузовика. Коробки можно сбросить на заводе и отсортировать иным способом.

Важно
Важно отметить, что, поскольку модели учащихся будут зависеть от их выбора, для этой части проекта не предоставляются инструкции по сборке и образцы программ.

Проектирование дополнительных решений
Используйте раздел «Проектирование дополнительных решений» в учебном проекте, чтобы расширить задание. Имейте в виду, что эти задачи выходят за рамки раздела «Использование модели» и предназначены для старших или более подготовленных учащихся.

Попросите учащихся создать третий объект для сортировки. Чтобы отсортировать элементы, учащимся, возможно, придется отказаться от модели грузовика и разработать другой тип устройства:

  1. Отсортируйте объекты, используя конвейер.
  2. Отсортируйте объекты, используя манипулятор.
  3. Отсортируйте объекты, используя два разных устройства.

Обратите внимание, что неважно, работает ли созданное устройство, или даже то, что нашли ли учащиеся удачное решение. Важной частью является подробное объяснение принципов сортировки и применение учащимися принципов инженерного проектирования.

Предложение для совместной работы
Объединившись в группы, учащиеся получат больше возможностей для создания стратегий сортировки. Одна группа может сортировать ряд объектов, а вторая группа затем выполнять дальнейшую сортировку. Например, первая группа может отсортировывать мелкие предметы от средних и крупных. Вторая группа будет затем отсортировывать средние от крупных.

truck-detail-with-bar
truck-detail-without-bar

Обмен результатами

45+ мин.

Создание документа
Попросите учащихся документировать свой проект несколькими способами:
• Попросите учащихся сфотографировать каждую версию, которую они создали, и объяснить наиболее успешное решение или решение с наибольшим потенциалом.
• Попросите группы учащихся сравнить свои проекты друг с другом.
• Попросите учащихся включить в документацию объяснение того, как объект может быть отсортирован по форме и почему форма объекта имеет важное значение для решения.

Представление результатов
Учащиеся должны описать, каким образом их решение используется для сортировки объектов по форме.

Чтобы улучшить презентации учащихся, выполните следующее:
• попросите учащихся рассказать, как они работали над решением этой задачи;
• попросите их объяснить проблемы, с которыми они столкнулись, и то, как они изменили свои конструкции и программы для достижения результата;
• попросите учащихся предоставить контекст для своих объяснений;
• обсудите, применимо ли решение в реальной жизни.

Категории оценки проекта согласно ФГОС

Категории оценки проекта согласно ФГОС
Можно использовать эти категории оценки вместе с сеткой категорий наблюдения, приведенной в главе «Оценка с помощью WeDo 2.0».

Исследование
На этапе исследования убедитесь, что учащийся активно участвует в обсуждениях, задает вопросы и отвечает на них и может объяснить, как свойства объекта помогают в его сортировке.

  1. Учащийсянеможетдатьответынавопросы, адекватноучаствоватьв обсуждении или описать свойства объекта и способ его сортировки.
  2. Учащийсяспомощьюподсказокможетдатьответынавопросы, адекватно участвовать в обсуждении или с помощью учителя описать свойства объекта и способы его сортировки.
  3. Учащийсяможетдатьответынавопросы, адекватноучаствоватьв обсуждении или описать свойства объекта и способы его сортировки.
  4. Учащийсяможетдополнятьоб ъяснениявовремяобс ужденияили описывать свойства объекта и способы его сортировки.

Создание
На этапе создания убедитесь, что учащийся хорошо работает в группе, демонстрирует использование процесса инженерного проектирования, а также собирает и использует информацию для решения задач.

  1. Учащийся не умеет продуктивно работать в группе над решением задач, обсуждать лучшее решение для каждого задания или не демонстрирует способности использовать процесс инженерного проектирования для решения задач.
  2. Учащийся умеет работать в группе над решением задач или с помощью учителя демонстрирует использование процесса инженерного проектирования для сбора и использования информации для решения задач.
  3. Учащийся умеет работать в группе над решением задач или демонстрирует использование процесса инженерного проектирования для сбора и использования информации для решения задач.
  4. Учащийся работает в качестве лидера команды, может расширить использование процесса инженерного проектирования или собирать и использовать информацию для решения задач разными способами.

Обмен результатами
На этапе обмена результатами убедитесь, что учащийся может объяснить, как ему удалось решить поставленную задачу, и рассказать, как размер объектов использовался для их сортировки.

  1. Учащийся не может объяснить, как ему удалось решить поставленную задачу, и рассказать, как размер объектов использовался для их сортировки.
  2. Учащийся может схематично объяснить, как ему удалось решить поставленную задачу, и с подсказками рассказать, как размер объектов использовался для их сортировки.
  3. Учащийся может адекватно объяснить, как ему удалось решить поставленную задачу, и рассказать, как размер объектов использовался для их сортировки.
  4. Учащийся может подробно объяснить, как ему удалось решить поставленную задачу, и рассказать, как размер объектов использовался для их сортировки.

Категории оценки проекта согласно PK
Можно использовать эти категории оценки вместе с сеткой категорий наблюдения, приведенной в главе «Оценка с помощью WeDo 2.0».

Explore phase
На этапе исследования убедитесь, что учащийся может эффективно разъяснять свои идеи и то, как он понимает поставленные вопросы.

  1. Учащийсянеможетподелитьсясвоимиидеями, св язаннымисвопрос ами, заданными на этапе исследования.
  2. Учащийсянеможетподелитьсясвоимиидеями, св язаннымисвопрос ами, заданными на этапе исследования.
  3. Учащийсяадекватновыр ажаетсвоиидеи, св язанныесвопрос ами, заданными на этапе исследования.
  4. Учащийсяисполь зуетдетали, чтобыдополнитьоб ъяснениесвоихидей, связанных с вопросами, заданными на этапе исследования.

Исследование
На этапе создания убедитесь, что учащийся делает правильный выбор (т. е. снимок экрана, изображение, видео, текст) и следует заданным правилам для документирования результатов.

  1. Учащийся не документирует результаты на протяжении всего исследования.
  2. Учащийсядокументир уетсвоирезуль таты, нодокументациянеполнаялибо не соответствует заданным правилам.
  3. Учащийсяадекватнымобр азомдокументир уетрезуль татыдлякаж дого компонента исследования и делает соответствующий выбор в настройках.
  4. Учащийсяисполь зуетр азличныеспособыдокументированияипревосх одит ожидаемые результаты.

Обмен результатами
На этапе обмена результатами убедитесь, что учащийся для обоснования своих рассуждений использует доказательства, полученные в ходе своего исследования, и придерживается установленных норм для представления результатов перед аудиторией.

  1. Учащийсянеисполь зуетдоказательства, полученныеврезуль татер аботы, для подтверждения идей, представляемых в ходе презентации. Учащийся не придерживается установленных рекомендаций.
  2. Учащийсяисполь зуетнекоторыеданныеизсвоихрезуль татов, но представленное обоснование недостаточно. Заданные рекомендации, как правило, выполняются, но не для всех областей.
  3. Учащийсяадекватнопредостав ляетдоказательствадляобоснованиясвоих результатов и следует установленным рекомендациям для презентации.
  4. Учащийсявполномоб ъемеобс уждаетсвоирезуль татыиисполь зует соответствующие доказательства для обоснования своих рассуждений, следуя всем рекомендациям.

Индивидуальный подход

Чтобы обеспечить успех, можно предложить дополнительные рекомендации по сборке и программированию. Например:
• предоставьте учащимся больше времени для изучения работы первого прототипа;
• предоставьте им время для создания нескольких прототипов;
• объясните проектирование на основе инженерного подхода.

Подробно объясните, каким способом учащиеся должны представить и документировать свои результаты, например в процессе представления работ в группах.

Проектирование дополнительных решений
Более опытным учащимся можно предоставить дополнительное время для сборки и программирования различных типов устройств, которые могут выполнять сортировку по другим свойствам помимо формы. Попросите их использовать процесс проектирования для разъяснения всех созданных ими версий.

Ошибочные представления у учащихся
Учащиеся будут часто путать вес, массу и объем. Они будут делать вывод, что чем тяжелее объект, тем он больше, и наоборот. Они также не сразу увидят взаимосвязь между гравитацией и материалом. Не забудьте составить для учащихся уравнения в отношении веса, массы и объема.

В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:

  • изучите, как усовершенствованные методы сортировки для переработки могут помочь в сокращении количества выбрасываемых отходов;
  • создадите и запрограммируете устройство, которое будет сортировать годные для переработки материалы в соответствии с их размером и формой;

Учебные материалы

Загрузите и просмотрите рабочий лист или разошлите его в формате HTML-страницы или PDF.