Робототехника. Использование циклических алгоритмов на примере светофора

Разделы: Информатика, Внеклассная работа


"Если ученик в школе не научился сам ничего творить,
то и в жизни он всегда будет только подражать, копировать,
так как мало таких, которые бы, научившись копировать,
умели сделать самостоятельное приложение этих сведений"
Л.Н.Толстой

Цели урока: Знакомство с деталями Лего – лампочка. Отработка навыков составления программ с применением переходов и циклов.

Задачи урока:

  • Образовательные – формирование умений и навыков конструирования Лего-моделей с использованием новых деталей, а также составления программ с применением изученных команд; закрепление умений использования ПДД.
  • Развивающие – развивать познавательный интерес у учащихся, развить мышление и умение ориентироваться в любой ситуации, в том числе и новой для учащегося; формирование навыков установления взаимосвязей между искусственными и реально существующими моделями
  • Воспитательные – формирование ответственного отношения учеников в ситуациях при переходе регулируемого пешеходного перекрестка; развитие сотрудничества и освоение навыков работы в команде.

Оборудование и наглядные пособия: учебный класс с ПК, Лего-наборы 9784/9785, проектор, экран, презентация.

Ход работы

В основе управления компьютером, микропроцессорной техникой, роботами лежит важное понятие алгоритма. Алгоритмы, свойства алгоритма так же используются при решении задач, которые предлагаются в Lego-конструировании.

Lego позволяет нам:

  • совместно обучаться в рамках одной бригады;
  • распределять обязанности в своей бригаде;
  • проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;
  • проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;
  • создавать модели реальных объектов и процессов;
  • видеть реальный результат своей работы.

Создание Lego - робота совмещает в себе множество различных этапов:

  1. конструирование моделей.
  2. автоматизация процесса работы робота (программирование).
  3. оптимизация процесса работы робота.

И результатом этих этапов является отлаженная робота, эффективное ее использование.

I. Установление взаимосвязей

При переходе проезжей части дорог с автомобильным движением необходимо быть очень внимательным. Скажите, что нужно сделать, чтобы переход был более безопасным?

Предполагаемые ответы:

  1. Переходить дорогу в специально отведенном месте;
  2. Сделать зебру на асфальте;
  3. Сделать «лежачего» полицейского;
  4. Установить знак «Пешеходный переход»;
  5. Установить светофор.

Разметка пешеходных переходов не всегда обеспечивает должную безопасность для переходящих дорогу пешеходов. Водители автомобилей не всегда придерживаются правила „Уступите дорогу“ в отношении пешеходов, которые переходят дорогу по обозначенному пешеходному переходу. Каждый год большое количество пешеходов попадает под колеса автомобилей при пересечении дороги по пешеходному переходу. С целью облегчения пешеходам возможности перехода проезжей части в местах пешеходных переходов должны использоваться светофоры.

Сегодня мы с вами попробуем сделать светофор при помощи деталей Лего.

II. Конструирование

  • Построение модели

Приступим к созданию модели нашего светофора.

Слайд 5. Прежде чем приступить к сборке модели светофора, необходимо выяснить структуру светофора. Из чего состоит светофор? Какие света используются в светофоре? Что означают данные света?

Слайд 6. Что нам потребуется для того, чтобы построить модель светофора?

Слайд 7. Поскольку мы строим модель двустороннего светофора, то нам нужно выяснить, каким образом устроена работа светофора для транспортных средств и светофора для пешеходов. Если горит Красный свет на светофоре для транспортных средств, то какой свет горит на светофоре для пешеходов? А если Зеленый? Поскольку Красный и Зеленый света работают взаимно противоположно, то нужно соответствующим образом подключать лампы.

  • Программирование модели

Слайд 8. Прежде чем приступить к составлению программы для нашего светофора, нужно понять принцип работы светофора. По какому принципу работает светофор?

Слайд 9. Чтобы было легче переложить этот принцип на нашу программу, представим его сначала в виде блок-схемы.

Слайд 10. Теперь повторим старые и познакомимся с новыми пиктограммами, которые нам понадобятся при составлении программы. Какие пиктограммы вы уже знаете? Давайте зарисуем новые пиктограммы.

Слайд 11. Теперь разберем отдельно принцип работы раздела «Горение Лампы». Что он должен содержать?

Слайд 12. Теперь разберем отдельно принцип работы раздела «Мигание Лампы». Как лампочка должна мигать?

Теперь мы готовы составлять программу.

  • Тестирование модели

Давайте протестируем нашу модель и посмотрим, что получилось. Обыграем ситуацию «Пешеход и Автомобиль на регулируемом пешеходном переходе». Как должен себя Пешеход? А как Автомобиль?

III. Рефлексия

Давайте проанализируем нашу работу:

  • Все ли у вас работало?
  • Что не работало?
  • Как вы это исправили?
  • Правильно ли выполнялась программа?
  • Как зависит исправность светофора от безопасности на переходе?
  • Сколько светофоров должно быть на переходе? Почему?

IV. Развитие

Теперь подумаем над тем, что можно улучшить в нашем светофоре. Давайте сделаем наш светофор более универсальным. Что делать, если наш светофор находится на малооживленном участке дороге? В этом случае не требуется частая постоянная смена сигналов светофора. Такие светофоры оборудованы специальной Кнопкой, включающей Зеленый свет для пешеходов, соответственно Красный свет для транспортных средств, по мере надобности. Что мы можем использовать в качестве Кнопки? Каким образом мы должны работать согласовать работу Кнопки и сигналов светофора?

Презентация