Кейс «Робот-помощник для дома»

Разделы: Технология

Класс: 5

О кейсе: Обучающийся познакомится с основами языка Scratch, разработает графику и анимации для робота, запрограммирует функции робота помощника.

Категория кейса: «Вводный», для прохождения кейса нет начальных требований.

Примерный возраст обучающихся - 10-12 лет.

Место в структуре программы: Кейс должен идти после кейса: «Введение в робототехнику».

Количество академических часов, на которые рассчитан кейс: От 6 до 8 часов.

Презентация

Учебно-тематическое планирование

Блок 1. Изучение теории

Предполагаемая продолжительность

Цель блока

20 минут

Обсудить области применения роботов-помощников.

Что делаем:

Обсуждаем области применения роботов-помощников для дома.

Например:

Уборщик: Робот с метлой или пылесосом.
Поварёнок: Робот с ложкой и кастрюлей.
Охранник: Робот с камерами и датчиками.

Обсуждаем их возможные функции, дизайн.

Блок 2. Изучение программы Scratch

Предполагаемая продолжительность

Цель блока

70 минут

Познакомить с интерфейсом Scratch

Что делаем: Показываю интерфейс программы. Ввожу понятия спрайт, фон, изучаем блоки через создание игр. (видео)

Блок 3. Работа со спрайтами и анимацией

Предполагаемая продолжительность

Цель блока

45 минут

Создать спрайт "робот", продумать анимацию движений.

Что делаем: Создаем фон помещения, спрайты «робот», «мусор», «посуда», «игрушки» и др. Добавляем анимацию движений - ходьба, повороты. захваты

Блок 4. Программирование базовых команд

Предполагаемая продолжительность

Цель блока

90 минут

Написать программу для управление роботом с клавиатуры

Что делаем:

Пишем программу для управление роботом с клавиатуры.

Добавляем звуки и реакции, например, робот говорит "Привет!" при запуске.

Блок 5. Реализация полезных функций

Предполагаемая продолжительность

Цель блока

90 минут

Познакомить с дополнительными полезными функциями

Что делаем: Добавляем в программу полезные функции, например робот "убирает мусор" (при касании спрайта "мусор" — он исчезает), робот реагирует на препятствия (использование условных операторов).

Блок 6. Подведение итогов

Предполагаемая продолжительность

Цель блока

45 минут

Обсудить полученные результаты

Что делаем: Демонстрация работ.Обмен мнениями, самооценка, взаимная оценка.

Предполагаемые результаты обучающихся:

Артефакты: запрограммированный робот-помощник.

Soft skills: работа в команде, выявление проблем и поиск рациональных путей их решения, умение раскладывать задачи на составные части и продумывать шаги для их решения.

Hard skills: интерфейс программы Scratch, программирование робота помощника.

Дополнительно (вариативная часть)

Руководство наставника

Текст-легенда кейса

Провожу беседу на тему «Что не так с обычной уборкой?». Обсуждаем, что:
  • Тратится время и силы
  • Трудно убирать в труднодоступных местах
  • Регулярность уборки требует дисциплины

Подвожу к тому, что робот-уборщик — это:

  • Автономность: работает без участия человека
  • Умные датчики: объезжает препятствия, не падает с лестниц
  • График уборки: можно настроить по расписанию

Материалы в помощь:

Обратить внимание: В практическом блоке учащиеся должны пройти по следующим этапам: конструирование, программирование, учитывать особенности каждого обучающегося, его сильные стороны и зоны роста. При рассмотрении и выборе алгоритмов необходимо обратить внимание обучающихся на вариативность решений. Нет одного правильного варианта, важно выполнение роботом поставленной задачи.

Руководство для обучающегося

Текст-легенда кейса

Мы и сами не заметили, как роботы быстро ворвались в нашу жизнь. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться. Роботы выполняют множество самых различных операций. В основном – это действия, требующие многократного повторения и высокой точности, и вот, у нас дома уже хозяйничают роботы-пылесосы, роботы-мойщики окон. Но ведь кто-то их создает для нас? Цель нашего занятия понять, что придумать и сконструировать робота – далеко не такая сложность, как заставить робота делать то, что мы задумали. Мы создадим свою компьютерную игру, в которой запрограммируем виртуального робота выполнять те действия, которые нам необходимы.

Жизненный цикл

  • Проблематизация - Люди тратят значительное время и силы на уборку дома, что может быть обременительным, особенно для занятых людей, пожилых людей или людей с ограниченными возможностями. Традиционные пылесосы могут быть громоздкими, тяжелыми и требующими много усилий для перемещения.
  • Целеполагание – разработка и создание робота, который автономно выполняет уборку дома, освобождая людей от рутинной задачи и поддерживая чистоту в помещении.
  • Поиск решения - анализ существующих решений: оценка их преимуществ и недостатков, функциональности, эффективности уборки, времени работы и определение необходимых технологий для реализации цели.
  • Планирование – знакомство с языком программирования, программирование робота. Детальное описание функций, которые должен выполнять робот.
  • Реализация замысла – программирование робота с применением изученных технологий. Тестирование программы. Внесение изменений и улучшений в робота на основе результатов тестирования.
  • Финализация – Ответы на вопросы: Какие технологии изучили? В каких сферах можно применить полученные навыки?

Для наставника: представить примерный путь обучающегося по жизненному циклу и дать указания и советы по прохождению: что посмотреть, почитать дополнительно, какие вопросы надо задать самим себе на каждом из этапов жизненного цикла.