Презентация к занятию по робототехнике «Катапульта: битва за дальность» (LEGO WeDo 2.0 + Scratch, 8–12 лет)

КАТАПУЛЬТА

битва за дальность

LEGO® Education WeDo 2.0 + Scratch 3.0

Собираем метательную машину, программируем её

в Scratch и выясняем, от чего зависит дальность броска.

Покажите собранную модель до начала. Спросите: «Что это может делать?» — пусть дети сами назовут слово «катапульта».

ВОЗРАСТ

ВРЕМЯ

ФОРМАТ

8–12 лет

60 минут

пара

legobot.ru

ПЛАН ЗАНЯТИЯ

Что мы сегодня сделаем

Разберём механику

1

Рычаг, ось, кривошип и резинка — почему модель бросает, а не толкает.

Соберём программу

2

Семь скриптов в Scratch: мотор, датчик, мощность, полёт ядра.

Проведём эксперимент

3

Проговорите план вслух — детям важно видеть, что занятие закончится соревнованием.

Измерим дальность при разной мощности и найдём закономерность.

Устроим турнир

4

Три раунда: дальность, точность, свободная конструкция.

2

legobot.ru

МЕХАНИКА

Откуда берётся бросок

Ключевой вопрос детям: «Мотор крутится ровно и медленно. Почему же ядро улетает быстро?» Ответ — резинка накапливает энергию и отдаёт её мгновенно.

legobot.ru

3

ФИЗИКА

Цепочка превращений энергии

Не давайте готовый ответ — к нему дети придут сами на слайде с экспериментом.

ВОПРОС КЛАССУ

«Если растянуть резинку сильнее — что изменится: скорость ядра, дальность или и то и другое?»

legobot.ru

4

ОБОРУДОВАНИЕ

Что подключаем к хабу

Датчик перемещения

Смартхаб

Средний мотор

Два порта, RGB-индикатор,

Смотрит вперёд,

Крутит кривошип,

2 батарейки AA.

который взводит рычаг.

видит предмет на 0–15 см.

Связь по Bluetooth.

У мотора нет энкодера — поворот

Работает как спусковой крючок:

Индикатор работает как светофор:

поднёс руку — выстрел.

зелёный — готов, красный — выстрел.

на градусы задать нельзя,

только время.

Покажите живьём: отключите датчик — блок «когда расстояние» перестанет срабатывать.

Оба порта заняты: мотор и датчик. Свободных портов не остаётся — это ограничение конструкции, а не ошибка.

legobot.ru

5

ЗАМЫСЕЛ

Как это будет выглядеть на экране

Мощность

1

Стрелки ↑ и ↓ меняют мощность мотора от 20 до 100.

Выстрел

2

Пробел или рука перед датчиком — рычаг срабатывает.

Полёт

3

Модель и экран связаны: одна и та же переменная «мощность» управляет и мотором, и полётом ядра. Это главная идея урока.

Ядро летит по дуге — тем дальше, чем больше мощность.

Счёт

4

Попал в мишень — очко. Улетел дальше всех — новый рекорд.

6

legobot.ru

ШАГ 1 ИЗ 5

Подготовка катапульты

Ставим катапульту на место

1

Спрайт должен стоять у нулевой отметки полигона.

Задаём направление

2

Рычаг взводится вверх — поменяйте на «в другую сторону».

Хитрость с мощностью

3

Обязательно подключите хаб до этого шага, иначе блоки WeDo будут серыми.

«Установить мощность» сразу включает мотор — следом ставим «выключить мотор».

Зелёный индикатор

4

Катапульта заряжена и ждёт команды.

7

legobot.ru

100» не даёт переменной убежать за предел мотора. Спросите: «Что будет, если убрать блок «если»?» Пусть попробуют — мотор просто перестанет отзываться выше 100. Второй скрипт 3 Для стрелки вниз всё то же самое, но −10 и ограничение снизу: не меньше 20. 8 legobot.ru" width="640"

ШАГ 2 ИЗ 5

Регулятор мощности

Изменить, а не задать

1

Блок «изменить на 10» прибавляет к текущему значению — так удобнее регулировать.

Ограничитель

2

Условие «если мощность 100» не даёт переменной убежать за предел мотора.

Спросите: «Что будет, если убрать блок «если»?» Пусть попробуют — мотор просто перестанет отзываться выше 100.

Второй скрипт

3

Для стрелки вниз всё то же самое, но −10 и ограничение снизу: не меньше 20.

8

legobot.ru

ШАГ 3 ИЗ 5

Выстрел: работаем через сообщение

Почему через «передать»?

Клавиша только объявляет: «выстрел!»

1

Кто как отреагирует — решает каждый спрайт.

Катапульта крутит мотор

2

Ядро на экране одновременно начинает полёт.

Сообщения — главная новая идея этого урока в программировании. Аналогия: свисток судьи. Свистнул один, побежали все.

Датчик — бесплатно

3

Он пошлёт то же сообщение, правок не потребуется.

0,7 секунды

4

Один оборот кривошипа. Не срабатывает — 0,6 или 0,9.

9

legobot.ru

ШАГ 4 ИЗ 5

Пуск по датчику перемещения

Шляпа-датчик

1

Блок «когда расстояние

Пауза обязательна

2

Без «ждать 2 секунды» рука перед датчиком запустит десятки выстрелов подряд.

Датчик видит на 0–15 см. Тёмные и блестящие предметы он видит хуже — предупредите заранее.

Как проверить

3

Поставьте галочку у блока «расстояние» — число появится прямо на сцене.

10

legobot.ru

ШАГ 5 · ЧАСТЬ А

Полёт ядра: физика в четырёх строчках

Скорость вверх

1

«скорость» = мощность / 7. Чем сильнее бросок — тем выше взлетает ядро.

Полёт вперёд

2

По горизонтали ядро движется равномерно: мощность / 12 за шаг цикла.

Притяжение

3

Поменяйте −0,8 на −0,3 и на −2 и посмотрите, как меняется дуга: самый наглядный момент урока.

Каждый шаг «скорость» уменьшается на 0,8. Подъём, потом падение — получается дуга.

Цикл

4

60 повторений хватает даже на самый дальний бросок.

11

legobot.ru

ШАГ 5 · ЧАСТЬ Б

Две проверки внутри цикла

Попал?

1

Ядро коснулось мишени — очко, звук, новый раунд. «Остановить этот скрипт» прекращает полёт.

Приземлилось?

2

Как только ядро опустилось ниже земли (y

Формула дальности

3

Порядок проверок важен: сначала попадание, потом приземление.

«(x + 150) / 4» переводит координату сцены в метры: 4 пикселя = 1 метр.

Рекорд

4

Результат лучше прежнего — записываем и показываем экран рекорда.

12

legobot.ru

ЭКСПЕРИМЕНТ

Удвоил мощность — вчетверо дальше?

Что видно по столбикам

Растёт быстрее мощности

1

Мощность выросла в 5 раз, дальность — почти в 10.

Причина двойная

2

Сильный бросок даёт и большую скорость, и больше времени в полёте.

Числа на слайде — из экранной модели. Реальные замеры дети внесут в рабочую тетрадь и сравнят.

На модели будет иначе

3

Резинка и батарейки внесут поправки — это тоже материал для разговора.

13

legobot.ru

ФИНАЛ ЗАНЯТИЯ

Турнир катапульт

3

2

1

РАУНД 3

РАУНД 1

РАУНД 2

Дальность

Точность

Инженерный

Изменить конструкцию

Три выстрела.

Мишень на 40 метров.

В зачёт идёт лучший.

Попасть с первого

так, чтобы улететь

выстрела.

Мощность — любая.

ещё дальше.

Раунд 3 — самый ценный. Подсказки: длиннее рычаг, две резинки, изменить угол упора. Побеждает наибольший прирост, а не абсолютный рекорд.

Безопасность: стреляем только мягкими деталями и только в сторону полигона. Перед выстрелом — «на линии огня никого?»

14

legobot.ru

РЕФЛЕКСИЯ

Что мы поняли

Почему медленный мотор запускает ядро быстро?

?

Ещё уроки

по WeDo 2.0,

SPIKE и EV3

Что изменится, если поставить две резинки вместо одной?

?

Зачем в программе нужна переменная, а не просто число 50?

?

бесплатно на сайте

Ответ на последний вопрос: пружина в часах, лук, поршень, гидроаккумулятор, батарея — везде энергия сначала копится, потом отдаётся.

legobot.ru/free

Где ещё в технике копят энергию, чтобы отдать её сразу?

?

Дома: измените в программе число −0,8 и объясните, что стало с дугой полёта.

15

legobot.ru