Урок по предмету "Информатика" для 9 класса по теме "Примеры роботизированных систем (система управления движением в транспортной системе, сварочная линия автозавода, автоматизированное управление отопления дома, автономная система управления транспортным средством и т. п.). Практическая работа «Знакомство с учебной средой разработки программ управления движущимися роботами»". Комбинированный урок. На уроке предусмотрено использование следующих типов электронных образовательных материалов: "Инструкция по выполнению практической работы", "Интерактивный справочник терминов и понятий", "Обучающие видеоролики", "Самостоятельная работа".
Тип урока: Комбинированный урок
Ключевые слова: РОБОТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ, СОБЫТИЕ, СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ В ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЕ, СВАРОЧНАЯ ЛИНИЯ АВТОЗАВОДА, АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ, РОБОТ, УМНЫЙ ДОМ, АНДРОИД, БЕСПИЛОТНЫЕ АВТОМОБИЛИ, ИССЛЕДОВАНИЕ, ЭЛЕМЕНТ, УСТРОЙСТВО, ПРОЦЕСС, ДОРОЖНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Базовые понятия, единые для школьного образования: ДАННЫЕ, АЛГОРИТМ, ДВИЖЕНИЕ, ЖИЗНЬ, ИЗМЕРЕНИЕ, ИНФОРМАЦИЯ, КОД, БЕЗОПАСНОСТЬ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, НАБЛЮДЕНИЕ, ОБЪЕКТ, ПЕРЕМЕННАЯ, СИСТЕМА, ЦЕЛЬ, ЭКОНОМИКА, МОДЕЛЬ, ВЕЛИЧИНА
- Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия нового материала
- Обучающий видеоролик "Умный город на ВДНХ"
- Интерактивный справочник "Управление. Сигнал. Обратная связь"
- Освоение нового материала
- Обучающий видеоролик "Примеры роботизированных систем"
- Применение изученного материала:
- Практическая работа "Знакомство с учебной средой разработки программ управления движущимися роботами"
- Проверка приобретённых знаний, умений и навыков:
- Самостоятельная работа "Разработка программы для робота"
- Дополнительные материалы:
- Обучающий видеоролик "Наш космос будущего"
Вхождение в тему урока и создание условий
для осознанного восприятия нового материала:
Мотивирование на учебную деятельность
on-line
Актуализация опорных знаний
Интерактивный справочник "Управление. Сигнал. Обратная связь"
Алгоритмы управления
Прочитай определения темы «Управление. Сигнал. Обратная связь».
Управление
Управление — это процесс целенаправленного воздействия на объект; осуществляется для организации функционирования объекта по заданной программе.
Кибернетика
Кибернетика — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.
Алгоритм управления
Алгоритм управления — последовательность команд по управлению объектом, приводящая к заранее поставленной цели.
Обратная связь
Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления в управляющую систему.
Освоение нового материала:
Осуществление учебных действий по освоению нового материала
"Примеры роботизированных систем"
on-line
Применение изученного материала:
Выполнение межпредметных заданий и заданий из реальной жизни
Практическая работа
"Знакомство с учебной средой разработки программ управления движущимися роботами"
Для выполнения практической работы нужно загрузить среду для разработки программ управления движущимися роботами.
TRIK Studio - бесплатная среда программирования роботов
Установка TRIK Studio
Используйте пошаговую инструкцию мастера для установки TRIK Studio.
Создание нового проекта
После установки программы появится окно, в котором указана версия TRIK Studio и доступные для работы кнопки с выбором недавних проектов. При первом обращении к программе это окно пустое. Представлены две кнопки Создать проект или Открыть существующий. Нажмите на кнопку Создать проект.
Знакомство с основными полями окна новой программы
По умолчанию открывается окно для визуального программирования. Основная программа создается на рабочем поле. Программа в TRIK Studio состоит из блоков, которые выбираются в окне палитры блоков и связей между блоками, которые явным образом указываются с помощью стрелок.
С программой можно работать в двух режимах редактирования и отладки, переключение между которыми осуществляется либо нажатием на кнопки режимов работы, либо горячими клавишами, которые написаны в строке подсказки.
Выбираем для имитационного моделирования поведения робота 2D режим основного меню.
Исследование основных блоков для создания программы
Выберите Режим редактирования. Используйте вертикальную прокрутку в окне палитры блоков. Исследуйте состав каждой группы блоков:
• алгоритмы
• действия
• ожидания
• рисование
Найдите среди них команды, аналогичные тем, которые известны вам из СКИ для графических исполнителей.
Осуществление сборки программы
Сборка программы состоит в перетаскивании необходимых блоков и установлении связи между ними. В этом есть некоторая аналогия с горизонтально расположенной блок-схемой алгоритма решения задачи. Попробуйте перетащить (выбрать блок и с нажатой ЛКМ перетащить) командные блоки на рабочее поле программы, а затем удалить их (при выделенном блоке нажать на delete). Для создания связи можно использовать два способа.
Первый способ — создание связи с помощью линкера. Выделить блок, в нем появится цветная точка справа (линкер), за которую нужно потянуть для рисования стрелки.
Второй способ. Перетащить два блока и при нажатой ПКМ нарисовать произвольную линию соединения. Можно рисовать криво, поскольку ровно программа дорисует сама.
Попробуйте оба способа.
Открываем файл программы с датчиком касания
Используйте меню Файл/Открыть и выберите файл touchObstacle_touchSensor.qrs.
Исследование программы с датчиком касания
Внимательно рассмотрите программу, исследуя параметры каждого из блоков.
Тестирование программы с датчиком касания
Перейдите в режим отладки и запустите программу. Наблюдайте за движением робота.
Перейдите в режим редактирования и измените параметры, например, расстояние до стены. В режиме отладки запустите программу и наблюдайте за изменениями в движении робота.
Открываем программу с датчиком касания
Используйте меню Файл/Открыть и выберите файл touchObstacle_distanceSensor.qrs.
Исследование программы с датчиком касания
Проведите исследование поведения робота при изменении параметров команд.
Исследование других программ управления роботом
Откройте ещё несколько готовых программ, изучите установленные параметры команд и их влияние на поведение робота.
Проверка приобретённых знаний, умений и навыков
Диагностика, самодиагностика
Самостоятельная работа "Разработка программы для робота"
Задание
Открой файл touchObstacle_distanceSensor.qrs в среде TRIK Studio.
В открывшейся программе внеси изменения в параметры блока так, чтобы датчик расстояния срабатывал при значении 10. Запусти программу и проверь результат.
Объяснение
Нужно щёлкнуть левой кнопкой мыши на среднем оранжевом блоке, который является датчиком расстояния, и напротив переменной Distance ввести с клавиатуры число 10.
Дополнительные материалы:
Конвергентный обучающий видеоролик:
Посмотри образовательный фильм, созданный с помощью технологии виртуальной реальности — интерактивное учебное пособие, которое позволяет почувствовать себя непосредственным участником событий и объединяет в себе знания по разным предметам.
on-line
©
