ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ карта занятия
Тема:«Датчик цвета»
Педагог дополнительного образования: Милинчук Татьяна Витальевна
Дата проведения: 16 ноября 2024 г.
Цель занятия: Изучение свойства датчика цвета, возможности программирования модели посредством использования датчика цвета.
Задачи:
1. обучающие: изучить свойства датчика цвета, закрепить умения строить собственные модели роботов в зависимости от поставленной цели, освоить программирование алгоритма в среде EV3.
2. развивающие: развить навыки программирования, логического мышления учащихся, памяти, внимания, воображения, познавательной активности, способность быстро воспринимать информацию.
3. воспитательные:воспитать умение работать в команде; взаимную ответственности за результаты учебного труда; прививать чувство самокритичности в оценке своей работы наряду с чувством уверенности в правильности ее выполнения.
Формируемые УУД:
Личностные: формирование интереса к новому материалу, умение сравнивать ожидаемые и достигнутые результаты; осознавать значение новых знаний и умений для себя, своей жизни.
Регулятивные: умение ставить цель и следовать ей в учебной деятельности; умение планировать свою деятельности и действовать по плану, адекватно воспринимать оценки и отметки.
Познавательные: поиск и выделение необходимой информации, в том числе решение рабочих задач с использованием общедоступных инструментов ИКТ и источников информации; структурирование знаний; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера.
Коммуникативные: понимание позиции других людей, отличной от собственной, умение работать в команде.
Оборудование, материалы и инструменты:
Наборы Lego Mindstorm EV3
Персональные компьютеры
Программное обеспечение Lego Mindstorm EV3
Поле для соревнования “Черная линия”
Методы работы: объяснительно-иллюстративный, наглядный, частично-поисковый, исследовательский.
Планируемые результаты:
- освоитьпринцип работы датчика цвета, особенности конструкции робота с одним датчиком цвета;
- освоить пользование инструкцией для сборки;
- уметь составлять программу в среде Lego Mindstorm EV3, загружать программу в блок Lego Mindstorm EV3, использовать математические возможности среды Lego Mindstorm EV3;
- овладеть навыками коллективного взаимодействия и сотрудничества.
Ход занятия:
№ п\п | Этапы занятия | Деятельность педагога | Деятельность учащихся | Методы обучения | Формируемые универсальные учебные действия и предметные действия |
Организационный момент | Здравствуйте. Мы с вами продолжаем изучать большую тему «Датчики EV3 и возможности их использования». Сегодня мы повторим | - Ответы детей Датчик касания, датчик цвета, инфракрасный порт. | объяснительно-иллюстративный наглядный | Личностные, регулятивные | |
Актуализация знаний (опрос, повторение) | Давайте вспомним из чего состоит набор Lego Mindstorm EV3? -Сколько и какие моторы? - какие датчики? - в какие порты ? Задача №1 необходимо написать программу, называющую цвета предметов, подносимых к датчику цвета. Мы свами собрали учебную модель робота, к ней уже прикреплен датчик цвета, давайте напишем программу . Решили задачу, проверили. Молодцы. | Ответы детей Глаза Датчик цвета 1,2,3,4 В режиме "Цвет" датчик цвета достаточно точно умеет определять семь базовых цветов предметов, находящихся от него на расстоянии примерно в 1 см. Это следующие цвета: "черный"=1, "синий"=2, "зеленый"=3, "желтый"=4, "красный"=5, "белый"=6 и "коричневый"=7. Если предмет удален от датчика или некорректно определяется цвет предмета - датчик информирует об этом состоянием "Без цвета"=0. | объяснительно-иллюстративный частично-поисковый, исследовательский. объяснительно-иллюстративный, наглядный, частично-поисковый, исследовательский. | Познавательные, личностные, Коммуникативные Личностные УУД: формирование интереса к новому материалу Коммуникативные УУД: умение распределить роли в команде, контроль действий товарища, оценка собственного вклада в работу команды. | |
Изучение нового материала | И так мы продолжим изучать использование датчика цвета. Материал, с которым мы сейчас познакомимся очень важен для дальнейшего изучения курса робототехники. После того, как мы научимся использовать все датчики конструктора Lego mindstorms EV3, при решении множества практических задач, будем опираться на знания, полученные на этом занятии. Итак, мы приступаем к изучению следующего режима работы датчика цвета, который называется "Яркость отраженного света". В этом режиме датчик цвета направляет поток красного света на близкорасположенный предмет или поверхность и измеряет количество отраженного света. Более темные предметы будут поглощать световой поток, поэтому датчик будет показывать меньшее значение, по сравнению с более светлыми поверхностями. Диапазон значений датчика измеряется от 0 (очень темный) до 100 (очень яркий). Данный режим работы датчика цвета используется во множестве задач по робототехнике, например, для организации движения робота по заданному маршруту вдоль черной линии, нанесенной на белое покрытие. При использовании этого режима рекомендуется располагать датчик таким образом, чтобы расстояние от него до исследуемой поверхности составляло примерно 1 см Перейдем к практическим занятиям: датчик цвета уже установлен на нашем роботе и направлен вниз к поверхности покрытия, по которому будет передвигаться наш робот. Расстояние между датчиком и полом соответствует рекомендуемому. Датчик цвета уже подключен к порту "2" модуля EV3. Давайте загрузим среду программирования, подключим робота к среде и для проведения замеров воспользуемся полем с черной линией. Установим робота, таким образом, чтобы датчик цвета расположился над белой поверхностью. "Страницу аппаратных средств" среды программирования переключим в режим "Просмотр портов" (Рис. 1 ). В этом режиме мы можем наблюдать все выполненные нами подключения. На Рис. 1 отображено подключение к портам "B" и "C" двух больших моторов, а к порту "2" - датчика цвета. Для выбора варианта отображения показаний датчиков необходимо нажать на изображение датчика и выбрать нужный режим (Рис. 2) На Рис. 3 мы видим, что значение показания датчика цвета над белой поверхностью равно 84. В вашем случае может получиться другое значение, ведь оно зависит от материала поверхности и освещения внутри помещения: часть освещения, отражаясь от поверхности, попадает на датчик и влияет на его показания. Установив робота таким образом, чтобы датчик цвета расположился над черной полосой, зафиксируем его показания (Рис. 3). Попробуйте измерить самостоятельно значения отраженного света над оставшимися цветными полосами. Какие значения у вас получились? Давайте теперь порешаем практические задачи. Задача №2: необходимо написать программу движения робота, останавливающегося при достижении черной линии. | Ребята проводят калибровку моделей Ребята решают задачу, пишут программу | объяснительно-иллюстративный, наглядный объяснительно-иллюстративный, наглядный, частично-поисковый, исследовательский. | Регулятивные УУД: планирование действий в соответствии с поставленной задачей Познавательные УУД: использование датчиков робота как инструментов измерения; Коммуникативные УУД: совместное решение задачи, выполнение расчетов. |
Закрепление нового материала | И так, Мы рассмотрели с вами режим «Цвет», я предлагаю вам написать программу «Движение по черной линии». Давайте подумаем как должна двигаться модель по черной линии? Для того, чтобы заставить робота двигаться плавно по черной линии, нужно заставить его самому считать скорость движения. А чтобы заставить робота считать, необходимо сначала самим определиться, как это делается. Человек видит черную линию и ее четкую границу. Датчик освещенности работает несколько иначе. Алгоритм Действие алгоритма основано на том, что в зависимости от степени перекрытия, пучка подсветки датчика чёрной линией, возвращаемые датчиком показания градиентно варьируются. Робот сохраняет положение датчика света на границе чёрной линии. Преобразовывая входные данные от датчика света, система управления формирует значение скорости поворота робота. Так как на реальной траектории датчик формирует значения во всём своём рабочем диапазоне (0-100), то значением, к которому стремиться робот, выбрано 50. В этом случае значения передаваемые функции поворота формируются в диапазоне -50 - 50, но этих значений недостаточно для крутого поворота траектории. Поэтому следует расширить диапазон в полтора раза до -75 - 75. В итоге, в программе, функция калькулятора является простым пропорциональным регулятором. Функция которого ( (a-50)*1.5 ) в рабочем диапазоне датчика света формирует значения поворота в соответствии с графиком: | Модель едет по линии в право и лево, определяя изменение цвета. | объяснительно-иллюстративный, наглядный, частично-поисковый, исследовательский. | Коммуникативные УУД: совместный выбор способа программирования, обсуждение программы; Личностные УУД: умение оценивать свои действия; Познавательные УУД: разработка программы в среде EV3 для решения поставленной задачи, корректировка программы в случае необходимости, поиск путей решения проблем. | |
Подведение итогов. Рефлексия | Итак, что нового вы сегодня узнали? Пригодятся ли вам сегодняшние новые знания? Что вам понравилось на уроке? Что получилось - не получилось? Можно ли доработать модель, собранную сегодня? На этом занятие закончено. А на следующем мы с вами будем готовиться и проведем соревнования “Траектория”. | Возможности датчика цвета, да | объяснительно-иллюстративный. | Коммуникативные |
.png)
.png)
