В школы нашей области, и, в частности, в нашу школу, поступили комплекты Института новых технологий из г. Москвы. Провели ознакомительное занятие и эти комплекты встали без должного применения. Мне захотелось поделиться своим опытом по их применению.
Цель моей работы — научить
- построить модель автомобиля;
- освоить принципы построения модели;
- научить писать программы;
- научить выполнять программы.
Данная разработка рассчитана не на одно занятие, а на их комплекс. Для ведения занятий необходимо иметь в школе комплект деталей LEGO, электрический модуль RCX-1.0 и операционную систему ROBOLAB.
Основные этапы:
- Дать понятие натурной модели.
- Построить модель автомобиля.
- Дать понятие информационной модели.
- Показать систему команд исполнителя.
- Показать выполнение программы исполнителем.
Этап 1.
Сейчас речь пойдет об очень важном в науке понятии — понятии модели. Это слово многим знакомо, особенно тем, кто занимается техническим моделированием — строит модели кораблей, автомобилей или самолетов. Такие модели воспроизводят некоторые свойства реальных устройств, например форму, способность плавать, ездить или летать. Можно привести и другие примеры моделей: глобус — это модель земного шара, манекен в магазине — модель человека, макет в мастерской архитектора — модель застройки города. Выше перечислены примеры материальных моделей. Их еще называют натурными моделями.
Как правило, моделируемый объект представляет собой сложную систему. Например, автомобиль состоит из корпуса, двигателя, колес, рулевого управления, салона и пр. Модель автомобиля, построенная школьником, много проще. В ней, например, может отсутствовать двигатель, электропитание, рулевое управление и другие части, размер ее меньше размера настоящего автомобиля.
Любая модель воспроизводит только те свойства оригинала, которые понадобятся человеку при ее использовании. Например, манекен и производственный робот можно назвать моделями человека. Манекен нужен для того, чтобы на него можно было надеть одежду для рекламы или для удобства работы портного, но способности ходить, мыслить или разговаривать от него не требуется. Поэтому манекен должен воспроизводить лишь форму и размер человеческого тела.
Цель создания производственного робота совсем другая. Робот должен воспроизводить некоторые физические действия человека: уметь брать и перемещать детали, закручивать и раскручивать болты и пр. Но для достижения этих целей внешнего сходства с человеком совсем не требуется.
Свойства модели зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей.
Этап 2.
А теперь перейдём к созданию модели из элементов LEGO. Наша модель должна двигаться как автомобиль, но её движение должно быть ограничено линиями нарисованной прямой. У нашего автомобиля будет включён регулятор освещённости, за который он не должен заходить. Модель нашего автомобиля представлена на рис.1
.
Этап 3.
Кроме натурных, существуют еще информационные модели. Нетрудно понять, что для информатики именно они и представляют наибольший интерес.
Так же как и натурные, информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей, могут существенно различаться.
Вот пример. Нередко людям приходится заполнять всевозможные анкеты, личные карточки. Такие документы можно рассматривать как различные информационные модели человека. По форме они одинаковые (анкеты), а по содержанию — разные. Например, в личной карточке работника предприятия, которая хранится в отделе кадров, о нем имеются следующие сведения: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, место рождения, национальность, адрес проживания, образование, семейное положение. А в медицинскую карточку того же самого человека занесены следующие данные: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, группа крови, вес, рост, хронические заболевания. В обществе охотников, членом которого является этот же человек, о нем хранится третий набор сведений. Как видите, разное назначение — разные информационные модели.
Современным инструментом для информационного моделирования является компьютер.
Этап 4.
Для работы нашей модели необходимо познакомиться с системой команд исполнителя (СКИ). Система команд исполнителя – это вся совокупность команд, которые исполнитель умеет выполнять (понимает). Наш компьютер понимает программу, представленную в виде пиктограмм. Операционная система содержит множество подсказок, которые высвечиваются на экране прямо с примерами использования, поэтому знакомство с системой программирования не вызывает трудностей у учащихся.
Система команд исполнителя представляет из себя две части:
- Стандартные примеры использования команд;
- Создание новых исследовательских проектов.
Стандартные примеры необходимы для знакомства с возможностями системы.
Новые программы создаются совместно с учащимися.
Этап 5.
Для того, чтобы написанная программа была загружена в модуль, необходимо её занести на один из пяти уровней.
На рис 2, представлена программа движения автомобиля по начерченой траектории. Параметры освещённости задаются самим модулем, а изменяются при необходимости в программе.
