Введение в курс робототехники

Образовательные

Воспитательные

Развивающие

Изучить основы робототехники, ознакомиться с разновидностями роботов и областями их применения; ознакомить с техническими достижениями человечества.

Развитие познавательного интереса, воспитание самостоятельности при выполнении  заданий,
выработка умения работать в коллективе и индивидуально.

Развитие логического мышления, памяти, формирование творческих способностей, развитие умения  выделять главное и преодолевать трудности.

Этапы урока

Действия учителя

Действия ученика

1.Организационный момент.

Приветствие учеников. Подготовка к уроку.

2.Психологический настрой.

Показ видеоролика.

Проводят психологический настрой вместе с учителем.

3.Объяснение нового материала.

Что такое робот? Слайд.

Какое же значение имеет слово «РОБОТ» и каково его происхождение?

Робот (от чешского robota — подневольный труд, rob — раб) - автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.

Робот — это машина, которая воспринимает, мыслит, действует и коммуницирует (слайд 5)

Зачем нужны роботы? Слайд.

• Для работы в темных, грязных, опасных, и труднодоступных местах.

• Для выполнения повторяющихся действий.

• Для выполнения задач требующих очень большой точности.

• Для повышения производительности на заводах и фабриках.

Показ видеоролика – области применения роботов.

Слайд. Системы управления роботами:

• Программное управление
  Программное управление — самый простой тип системы управления, используется для управления манипуляторами на промышленных объектах. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются.

• Адаптивное управление
  Роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые сенсорами, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т.д.

• Интеллектуальное управление
  Интеллектуальный способ управления основан на методах искусственного интеллекта.

• Управление при участии человека
  Примером такого робота является аппарат для разминирования с дистанционным управлением.

Роботами мы называем устройства, которые имеют определенную программу действий и какой-то конечный набор функций.

Прослушать ответы детей.

4.Физминутка

Упражнения для разминки.

5.Закрепление нового материала.

Деление учащихся на группы. Из подручных материалов смастерить робота.

Дети активно принимают участие в создании робота.

6.Оценивание и рефлексия.

Рефлексия «Подсолнух».

Были ли реализованы цели урока?

Ожидаемые результаты реалистичными? Чему сегодня научились учащиеся? Какова была атмосфера в классе? Сработала ли дифференциация?

На все ли хватило времени?

Какие изменения были внесены в план и почему?

Листочки, маркеры, ручки

7.Домашнее задание

Нарисовать робота. Каким вы его представляете?

Образовательные

Воспитательные

Развивающие

Познакомить учащихся с историей развития и перспективами робототехники.

Развитие познавательного интереса, воспитание самостоятельности при выполнении  заданий,
выработка умения работать в коллективе и индивидуально.

Развитие логического мышления, памяти, формирование творческих способностей, развитие умения  выделять главное и преодолевать трудности.

Этапы урока

Действия учителя

Действия ученика

1.Организационный момент.

Приветствие учеников. Подготовка к уроку.

2.Психологический настрой.

Показ видеоролика.

Проводят психологический настрой вместе с учителем.

3.Объяснение нового материала.

Nao – это робот, который широко используется как платформа для исследований и образования.

Видеоролик 1/6 (Nao). Слайд 30.

История робототехники. Слайд 4-13.

4 век до н. э.

Аристотель в своём логическом своде «Органон» создает раздел формальной логики - силлогистику. Его труды оказывают влияние на развитие логической науки во всём мире. В Европе до 17 века вся логика развивается на основе аристотелевского учения.

3 век до н. э.

Архимед разрабатывает математические основы механики.

250 до н.э.
Греческий изобретатель и физик Ктесибиус из Александрии конструирует водяные часы. Это был первый автомат для точного хронометрирования. Часы были снабжены движущимися фигурами. До Ктесибиуса были известны только песочные часы. Ктесибиусом впервые упоминается зубчатая передача.

• 1464 г. – Леонардо да Винчи в возрасте 12 лет спроектировал автомат гуманоид, способный с совершению нескольких движений подобных человеку.

• 1833 г. – идея программируемых машин становится популярным с появлением аналитического двигателя Чарльза Баббаджа.

• Ада Лавлейс считается первым компьютерным программистом за ее работу в этом проекте.

  • 1921 г. – Универсальные роботы Rossum

  • Произведение фантастики Карела Капека на чешском языке.

  • Данное произведение ввело понятие “робот” в английский язык.

• 1940 г. – А. Азимов написал короткие истории про робота и его эффект на ребенка.

• 1950 г. – А. Азимов объединил его истории в сборнике “Я, робот”.

• Самый главный вклад Азимова в робототехнику - “3 закона робототехники”:

1. Робот не может травмировать человека или, посредством нереагирования, позволить человеку повредиться.

2. Робот должен слушаться любых приказов, отданных человеком, за исключением случаев, когда такие приказы противоречат Первому закону.

3. Робот должен защищать свое существование до тех пор, пока такая защита не вступает в противоречие с Первым или Вторым законами.

• 1949 г. – Вильям Грей Ватер создал первого автономного робота, “Черепахи”.

• Первые роботы, Elmer и Elsie, были названы were called “Черепахи” по причине их формы и медленного передвижения.

• Такие роботы были способны на фототаксис (передвижение организма на свет.

1961 г. – Первый индустриальный робот, поостренный на основе патента Джорджа Девола RIP. Умер Август 11, 2011. Работал на сборочной линии General Motors.

1969 г. – робот Stanford Arm, созданный студентом механической инженерии в лаборатории искусственного интеллекта Стенфорского университета. Дизайн руки повлиял на многие промышленные манипуляторы.

1970 г. – Луноход 1, запушенный с космодрома Байконур с целью анализа грунта Луны. Первый дистанционно управляемый робот на другой планете или спутнике.

1970 г. – Стенфордская машина обладала способностью следовать линии, используя визуальные датчики.

Известные компании производители роботов. Слайды 15-22.

• Корпорация IRobot

  • Roomba, автономный робот-пылесос

  • Полевые роботы для военных или полицейских операций

Компоненты робототехники для хобби.

• Компоненты робототехники для любителей и школьников

  • Датчики, исполнительные механизмы (моторы, вентили, соленоиды), конструкторы роботов

• Компоненты по дешевле:

  • Sparkfun Electronics

    • Для самостоятельной разработки роботов.

  • Pololu Robotics

  • Solarbotics

    • Роботы работающие на основе солнечной энергии

Видео 1.1 (Музей робототехники)

Работа в группе. На доске рисуют робота. Затем просматривают видеоролик про робота Nao.

Обсуждают.

Ученики обсуждают и записывают все, что знают о роботах и робототехнике

Обсуждают.

4.Физминутка

Упражнения для снятия напряжения глаз.

5.Закрепление нового материала.

Вопросы.

6.Оценивание и рефлексия.

Были ли реализованы цели урока?

Ожидаемые результаты реалистичными? Чему сегодня научились учащиеся? Какова была атмосфера в классе? Сработала ли дифференциация?

На все ли хватило времени?

Какие изменения были внесены в план и почему?

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об изучении)?

Какие две вещи могли бы улучшить урок (подумайте как о преподавании, так и об изучении)?

Что я узнал(а) за время урока о классе или отдельных учениках такого, что поможет мне подготовиться к следующему уроку?

Обсуждают.

1.

2.

3.

7.Домашнее задание

Какого робота вы хотели бы собрать?