Лего с солнечными батареями

Обеспечение энергоснабжения

Спроектируйте, постройте и запрограммируйте робота, способного добраться до Солнечной панели и повернуть ручку, чтобы раскрыть её.

План урока

1. Подготовка

• Ознакомьтесь с материалами для учащихся в приложении EV3 Classroom.
• Соберите информацию о солнечной энергии и о том, как её используют в космосе.
• При необходимости проведите несколько занятий по модулю Тренировка для роботов в приложении. Это поможет познакомить учащихся с решениями LEGO MINDSTORMS Education EV3.
• К концу урока дети должны будут собрать восемь моделей из набора «Космическая миссия EV3» и настроить учебное поле.
• Если у вас нет возможности провести сдвоенный урок, отведите на работу над этим проектом несколько занятий.

Часть А

2. Обсуждение (10 мин.)

• Используйте идеи, приведённые в разделе Начало обсуждения, чтобы вовлечь учеников в обсуждение этой миссии.
• Расскажите о цели, правилах и значках отличия для данной миссии.
• Разделите класс на команды.

3. Исследование (25 мин.)

• Проведите мозговой штурм, чтобы совместно придумать идеи по выполнению миссии.
• Предложите учащимся придумать несколько вариантов как сборки, так и программы.
• Позвольте командам некоторое время самостоятельно поработать над сборкой и испытанием своих решений.

4. Объяснение (10 мин.)

• Обсудите основные функции робота, необходимые для того, чтобы он добрался до Солнечной панели и повернул ручку.

Часть B

5. Дополнение (45 мин.)

• Каждая команда должна по очереди отправить своего робота выполнять миссию по раскрытию Солнечной панели.
• Дайте учащимся достаточно времени, чтобы поработать над роботами, пока они не будут готовы осуществить попытку на оценку.
• Не забудьте оставить время для уборки.

6. Оценка

• Выдайте ученикам значки отличия, основываясь на результатах миссии.
• Оцените творческий подход к решению задачи и командную работу.
• Для упрощения этой задачи вы можете использовать раздел оценки.

Начало обсуждения

Солнечные батареи состоят из нескольких солнечных панелей и полезны в качестве источника питания в процессе освоения космоса. Количество солнечного света на планете уменьшается по мере увеличения расстояния до Солнца. Это значит, что Марс получает меньше половины солнечного света Земли. Тем не менее, имея достаточно большую солнечную батарею, можно генерировать много энергии!

Используйте следующие вопросы для начала обсуждения преимуществ и недостатков использования солнечной энергии в космосе:

• Что такое солнечная батарея?
• Каковы преимущества и недостатки использования солнечных батарей в качестве источника питания для Станции на Марсе?

Цель миссии
Робот перемещается к Солнечной панели и поворачивает ручку, пока она не примет вертикальное положение.

Пример решения для выполнения этой миссии

Правила миссии
Существует пять правил, которые применяются ко всем заданиям «Космической миссии». Познакомьте учащихся с ними до начала работы.

• Робот всегда должен начинать выполнение миссии со стартовой площадки.
• Робот должен покинуть стартовую площадку перед выполнением миссии.
• Возвращение робота считается «успешным», когда любая часть робота пересекает линию стартовой площадки.
• Пока робот находится за пределами стартовой площадки, к нему нельзя прикасаться.
• Если вы прикоснулись к роботу, который находится полностью за пределами стартовой площадки и держит объект, нужно вернуть объект в исходное положение и начать миссию сначала.

Значки отличия
Существует четыре значка отличия. Расскажите ученикам, что команды получают значки отличия в зависимости от того, насколько успешно завершат миссию. Описания значков отличия для этой миссии приведены в разделе Оценка результатов ниже.

Советы по сборке

Творческие решения
Данный проект разработан таким образом, чтобы каждый учащийся или команда могли предложить своё уникальное решение. Помогите командам сформулировать идеи в процессе мозгового штурма с помощью следующих вопросов:

• Какими способами робот может добраться до Солнечной панели?
• Какой механизм можно использовать, чтобы повернуть ручку?

Пример решения для миссии
Пример решения для миссии использует следующие устройства:

Выполнение миссии
Установите Солнечную панель в исходное положение, установите модель из примера решения в стартовую позицию 1 на учебном поле и выполните миссию.

Поиск и устранение неисправностей в ходе миссии
Используйте Датчик цвета в режиме «Определение цвета» для распознавания зелёной линии на учебном поле. Используйте Датчик цвета в режиме «Яркость отражённого света» для распознавания градиента. Для получения надёжных результатов начните с калибровки Датчика цвета с помощью чёрно-белых линий за пределами стартовой площадки.

Советы по программированию

Программа примера решения

Индивидуальный подход

Способы упростить задание

• Работайте вместе со своими учениками, чтобы помочь им выяснить, как повернуть ручку Солнечной панели.
• Перед началом этой миссии пройдите с ними занятие Цвета и линии в модуле Тренировка для роботов.
• Предложите детям помогать друг другу в процессе обучения.

Способы сделать задание ещё интереснее

• Ограничьте миссию по времени.
• Поставьте перед учениками задачу использовать при выполнении миссии Датчик цвета.
• Добавьте конструктивные ограничения, определив количество доступных деталей LEGO ® или «цену» каждого типа деталей и максимальную «стоимость» одного робота.

Возможности для оценки

Журнал педагога
Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие вашим задачам, например следующие.

1. Задание выполнено частично.
2. Задание выполнено полностью.
3. Результаты превзошли ожидания.

Используйте следующие критерии для оценки успеваемости учащихся.

• Учащиеся спроектировали робота, соответствующего требованиям миссии.
• Учащиеся предложили креативные решения и рассмотрели несколько из них.
• Учащиеся работали в команде и успешно завершили миссию.

Значки отличия
Выдайте ученикам значки, основываясь на том, насколько успешно они завершили миссию.

• Бронзовый. Команде не удалось успешно развернуть Солнечную панель.
• Серебряный. Команде удалось развернуть Солнечную панель, но она не зафиксирована в вертикальном положении.
• Золотой. Команда развернула Солнечную панель так, чтобы она оставалась в вертикальном положении.
• Платиновый. Команда развернула Солнечную панель так, чтобы она оставалась в вертикальном положении. Кроме того, команда добавила в конструкцию собственные функции.

Самостоятельная оценка
Пусть каждый ученик определит уровень, который, по его мнению, соответствует качеству его работы на занятии.

• Бронзовый. Мы сделали всё возможное в сложных обстоятельствах.
• Серебряный. У нас возникали трудности, но мы не сдавались до конца миссии.
• Золотой. Мы завершили миссию и получили отличные результаты.
• Платиновый. Мы не только завершили миссию, но и добавили в конструкцию оригинальные и эффективные функции.

Развитие языковых навыков

Для разностороннего развития языковых навыков предложите ученикам следующие задания.

• Подготовить презентацию или видео, иллюстрирующие особенности конструкции и работу своих роботов.
• Подготовить презентацию с объяснением ключевых особенностей своей программы. Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.

Перспективы профессионального развития

Учащиеся, которым было интересно данное задание, могут попробовать себя в следующих сферах деятельности.

• Информационные технологии (программирование).
• Производство и инженерное дело (предварительное проектирование).
• Наука и техника, инженерное дело и математика (инженерное дело и техника).

В помощь преподавателю

• продемонстрировать свои навыки при решении задач миссии.

Личностные результаты:

• формирование ответственного отношения к обучению;
• формирование способности к саморазвитию и самообразованию;
• формирование коммуникативных навыков в общении и сотрудничестве.

Метапредметные результаты:

• формирование умения самостоятельно определять цели и задачи своего обучения, овладение основами самоконтроля, самооценки;
• отработка умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;
• отработка умений самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения;
• формирование умений работать самостоятельно и в группе, находить общее решение и решать конфликты с согласованием позиций и учетом интересов.

Предметные результаты:
Математика и информатика

• приобретение навыков решения учебных задач;
• совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;
• для конкретного исполнителя; знакомство с основными алгоритмическими структурами;
• формирование представления о понятиях: информация, алгоритм, модель.

• овладение научным подходом к решению задач;
• овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;
• воспитание ответственного и бережного отношения к окружающей среде;
• осознание значимости концепции устойчивого развития.

• приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, понимание неизбежности погрешностей любых измерений.

• активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов;
• формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями;
• совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности.

Учебные материалы

Рабочий лист ученика

Загрузите и просмотрите эти материалы или разошлите их учащимся в формате HTML-страницы или документа PDF, который можно распечатать.

Источник

LEGO 9688 Возобновляемые источники энергии

Renewable Energy Add-on Set

Доступно по запросу

Оплата 30/70 или полная постоплата (по 44-ФЗ)

Подготовка коммерческих предложений

Разработка технического задания

Широкий выбор способов доставки

Характеристики

Артикул	9688
Страна	Дания
Размеры (см.)	22x21x7 см
Возраст	8+
Количество элементов	12
Производитель	LEGO Education
Вес	1.1 кг

Описание

ЛЕГО 9688 «Возобновляемые источники энергии» — дополнительный набор к конструктору «Технология и физика» серии LEGO Education. Он включает широкий набор деталей для построения механизмов, использующих энергию ветра, солнца и воды. Комбинация этих двух наборов на уроке поможет школьникам 10-15 лет узнать больше об альтернативных источниках энергии. А дополнительное применение робототехнического конструктора NXT 9797 «Перворобот» позволит воплотить в жизнь более сложные инженерные проекты.

На примере LEGO 9688 ученики смогут:

• Собрать модели реальных объектов, работающих при помощи альтернативных источников энергии
• Изучить принципы их работы
• Наблюдать, как образуется и передается энергия.
• Познакомиться с основными физическими понятиями, такими как: мощность, сила тока, напряжение.
• Поставить увлекательные опыты и эксперименты.

Наглядность изучаемых понятий и явлений стимулирует интерес ребят к науке, способствует лучшему усвоению материала.

Комплектация конструктора

Набор 9688 «Возобновляемые источники энергии» включает:

• Светодиодные светильники.
• Лопасти для ветряных установок и водяных турбин.
• ЛЕГО-мультиметр.
• Мотор-электрогенератор.
• Соединительные провода.
• Солнечную батарею.
• Иллюстрированные инструкции.

Отдельно следует упомянуть о мультиметре: данное устройство включает батарею, которая накапливает произведенную энергию – в дальнейшем вы можете использовать ее для питания лампочек и других установок. На дисплее мультиметра отображаются данные о работе системы в джоулях, ваттах, вольтах и амперах.

Возможности набора LEGO 9688

К набору прилагаются цветные брошюры с инструкциями по сборке 6 базовых объектов:

• Солнечной станции
• Ветряной мельницы
• Водяной турбины
• Машины, работающей на солнечной энергии
• Ручного генератора
• Блока, понимающего грузы

На их примере ученики изучат принципы получения энергии из естественных источников, получат новые знания в области конструирования и экологии. Творческие задания к набору ЛЕГО 9688 дадут возможность самостоятельно сконструировать бытовой вентилятор, осветительные приборы для спортивного зала и другие устройства.

Набор «Возобновляемые источники энергии» комбинируется с роботами из серии LEGO Mindstorms NXT и EV3, что позволит ребятам поставить новые интересные опыты. Для правильной работы с датчиками и программируемым блоком NXT и EV3 вам понадобится специальное ПО, которое скачивается с официального сайта ЛЕГО Education.

Источник