Робототехника: как роботы видят и слышат — органы чувств робота
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока научиться определять по условным обозначениям, какие датчики помогают роботу видеть и слышать, классифицировать не менее шести ситуаций по двум признакам и объяснять свой выбор в паре.
- Познакомить учащихся с понятиями «датчик света», «датчик расстояния» и «датчик звука» через игровые модели и наблюдение.
- Научить соотносить действие робота с подходящим датчиком и составлять простую последовательность команд.
- Развивать умение сравнивать, считать, классифицировать предметы и объяснять решение коротким предложением.
- Воспитывать интерес к технике, внимательность, готовность сотрудничать и бережное отношение к оборудованию.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к тому, как техника помогает человеку получать информацию об окружающем мире.
- Понимают ценность внимательности и аккуратности при работе с робототехническими моделями.
- Принимают учебную задачу и стремятся довести парное задание до результата.
- Осознают значение сотрудничества: каждый участник пары вносит свой вклад.
Метапредметные
- Познавательные: выделяют признак, сравнивают датчики, классифицируют карточки и строят простую модель действия робота.
- Регулятивные: принимают цель, действуют по короткой инструкции, проверяют результат и исправляют ошибку.
- Коммуникативные: договариваются в паре, задают уточняющие вопросы и объясняют выбор.
- Используют условные знаки, схему и счёт предметов в пределах 10.
Предметные
- Знать, что робот получает информацию с помощью датчиков.
- Уметь различать датчики света, звука и расстояния по их назначению.
- Уметь соотносить простую ситуацию с подходящим датчиком.
- Уметь составлять цепочку из двух–трёх действий робота и проверять её по рисунку.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Проявляют познавательный интерес к устройству робота.
- Связывают новую информацию с наблюдениями за техникой дома и в школе.
- Понимают необходимость безопасного и бережного обращения с оборудованием.
- Оценивают собственный вклад в работу пары.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель: выяснить, как робот получает сведения о мире.
- Планируют выполнение задания по карточкам и условным знакам.
- Сверяют ответ с образцом или правилом на доске.
- Находят ошибку в цепочке действий и предлагают исправление.
Познавательные УУД
- Выделяют общий признак у объектов и распределяют их по группам.
- Сравнивают человеческие органы чувств и датчики робота.
- Преобразуют рисунок ситуации в схему действия.
- Используют счёт и пространственные представления при составлении маршрута робота.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли «оператор» и «проверяющий» в паре.
- Формулируют ответ по образцу: «Роботу нужен датчик ..., потому что ...».
- Слушают партнёра и уточняют непонятную инструкцию.
- Согласованно исправляют ошибочную команду.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить изображение робота с тремя условными значками: глаз — датчик света, ухо — датчик звука, круг перед роботом — датчик расстояния.
- Распечатать карточки ситуаций по одной на пару: «включить свет в темноте», «остановиться перед стеной», «повернуться на хлопок», «найти яркий предмет», «услышать сигнал».
- Распечатать для каждой пары набор из трёх карточек датчиков и стрелок движения; всего по количеству пар.
- Подготовить небольшую игрушку или модель робота, белый и тёмный листы, безопасный источник света и колокольчик.
- Вывесить на доску схему: «свет — датчик света; звук — датчик звука; препятствие — датчик расстояния».
- Подготовить маршрут на полу из 5–6 клеток, две мягкие преграды и фишку-робота для демонстрации.
- Распечатать лист самооценки с тремя значками: зелёный, жёлтый и красный.
- Подготовить проектор или интерактивную доску, таймер и маркеры трёх цветов.
- Организовать безопасное свободное место для физкультминутки, убрать провода и острые предметы.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (4 мин)
Цель этапа: включить детей в игровую ситуацию и вызвать интерес к проблеме восприятия робота.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель показывает игрушечного робота и говорит: "Здравствуйте, ребята! Сегодня к нам пришёл робот, но он не умеет спрашивать, где находится стена, светло ли в комнате и прозвенел ли сигнал. Как человек узнаёт это? Посмотрите на себя: что помогает нам видеть и слышать?" | Рассматривают модель, показывают глаза и уши, отвечают: "Глазами видим, ушами слышим". |
2 мин | Учитель показывает на экране робота с пустыми обозначениями: "У робота нет человеческих глаз и ушей. Но ему тоже нужно получать сведения. Сегодня мы станем исследователями и узнаем, какие органы чувств заменяют роботу специальные устройства. Приём «Крючок»: сначала предположим, а затем проверим." | Формулируют предположения: "Роботу нужны камеры, микрофоны, датчики". |
1 мин | Учитель распределяет детей по парам: "В каждой паре один будет оператором, другой — проверяющим. В середине урока роли поменяются. Работайте бережно и по сигналу таймера." | Садятся парами, выбирают роли, готовят карточки и карандаши. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы выяснили, что человеку помогают глаза и уши, а роботу нужны специальные датчики. Сейчас проверим, что вы уже знаете о свете, звуке и препятствиях."
Этап 2. Актуализация знаний. «Подумай — обсуди в паре» (5 мин)
Цель этапа: актуализировать представления детей о свете, звуке и препятствиях и обнаружить затруднение.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает по очереди белый лист, тёмный лист, колокольчик и мягкий кубик: "Что изменилось? Что можно увидеть? Что можно услышать? Что может остановить робота? Подумайте молча 30 секунд." | Наблюдают, называют признаки: "Белый лист светлый, колокольчик звучит, кубик — препятствие". |
2 мин | Учитель даёт инструкцию: "Обсудите ответ с соседом одну минуту. Затем каждая пара назовёт только один признак, чтобы мы услышали разные идеи. Я запишу слова на доске: свет, звук, препятствие." | Обсуждают в парах, формулируют по одному ответу и предлагают его классу. |
1 мин | Учитель задаёт проблемный вопрос: "Если робот увидел стену, какой прибор сообщил ему об этом? А если услышал хлопок? Пока мы можем только предположить. Значит, нам нужно исследование." | Отвечают предположительно: "Датчик расстояния сообщил о стене, датчик звука — о хлопке". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы назвали три важных сигнала — свет, звук и препятствие. Теперь поставим цель и выясним, какой датчик отвечает за каждый сигнал."
Этап 3. Постановка проблемы и цели (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную задачу и план исследования.
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает три карточки со значками и спрашивает: "На первой карточке глаз, на второй ухо, на третьей круг перед роботом. Какую задачу может решать каждый знак? Что произойдёт, если перепутать датчики?" | Рассматривают значки, предполагают: "Глаз связан со светом, ухо со звуком, круг с расстоянием"; объясняют, что робот может ошибиться. |
2 мин | Учитель фиксирует детскую формулировку на доске: "Узнать, как робот видит и слышит, и выбрать датчик для каждой ситуации". Затем предлагает план: "Сначала назовём датчики, потом проверим их на карточках, затем составим короткую команду роботу." | Повторяют цель, называют последовательность действий: "Назвать — выбрать — проверить". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Цель определена: научиться выбирать датчик по сигналу. Переходим к открытию нового знания и будем проверять каждую догадку действием."
Этап 4. Открытие нового знания. «Три помощника робота» (9 мин)
Цель этапа: открыть назначение датчика света, датчика звука и датчика расстояния через наглядную демонстрацию.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель направляет свет на модель: "Посмотрите: робот получает сведения о том, светло или темно. Такой помощник называется датчик света. Он похож на глаз по своей работе. Если света мало, робот может включить лампу или изменить маршрут. Покажите карточку датчика света." | Поднимают карточку со значком глаза, сравнивают белый и тёмный листы, формулируют: "Датчик света определяет, светло или темно". |
3 мин | Учитель звонит колокольчиком и говорит: "Теперь робот услышал звук. Датчик звука замечает хлопок, звонок или голос. Он похож на ухо по назначению. Что может сделать робот после хлопка?" Учитель хлопает один раз и показывает стрелку поворота. | Поднимают карточку со значком уха, предлагают команды: "Повернуться, остановиться, включить сигнал"; считают один хлопок. |
3 мин | Учитель ставит мягкую преграду перед моделью: "Робот не должен врезаться. Датчик расстояния определяет, близко ли препятствие. Он не видит предмет как человек, но сообщает: «впереди свободно» или «нужно остановиться». Какой датчик выберем?" | Поднимают карточку со значком круга, показывают на преграду, отвечают: "Датчик расстояния". |
Запись в тетрадях
- Робот получает сведения с помощью датчиков.
- Свет — датчик света; звук — датчик звука; препятствие — датчик расстояния.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "У робота есть три помощника: световой, звуковой и расстояния. Теперь проверим, умеете ли вы выбирать нужного помощника для конкретной ситуации."
Этап 5. Физкультминутка «Робот получает сигнал» (3 мин)
Цель этапа: снять напряжение и закрепить различение сигналов через движение.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель объясняет: "Когда я показываю глаз, вы мягко поднимаете руки вверх — робот заметил свет. Когда показываю ухо, делаете два хлопка. Когда показываю препятствие, замираете и ставите ладони перед собой." | Повторяют движения по сигналам, не двигаясь с места. |
2 мин | Учитель меняет карточки в разном порядке и проговаривает: "Будьте внимательны: робот действует только после сигнала. Глаз — руки вверх, ухо — два хлопка, препятствие — стоп." | Выполняют последовательность движений, исправляют ошибки после повторного сигнала. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Наши тела тоже могут быстро реагировать на сигнал. Мы готовы работать как настоящая команда исследователей: выбираем датчик и объясняем свой выбор."
Этап 6. Работа в парах и первичное закрепление (10 мин)
Цель этапа: закрепить новое знание в классификации ситуаций и составлении команд для робота.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт каждой паре пять карточек ситуаций и три карточки датчиков: "Оператор читает карточку, проверяющий выбирает датчик. Затем поменяйтесь ролями. Разложите ситуации в три группы. Начинайте с карточек «темно», «хлопок», «стена»." | В парах распределяют карточки по группам, проговаривают: "Темно — датчик света; хлопок — датчик звука; стена — датчик расстояния". |
3 мин | Учитель проводит приём «Две звезды и пожелание»: "Проверьте работу другой пары. Назовите два правильных решения и одно место, которое стоит перепроверить. Говорите доброжелательно и по делу." | Сверяют раскладку с соседней парой, называют две удачные классификации и один вопрос. |
4 мин | Учитель выкладывает на полу маршрут из пяти клеток: "Составьте команду для робота: пройти две клетки вперёд, остановиться перед препятствием, после звука повернуть направо. Какие датчики нужны? Выложите карточки в порядке действия." | Выкладывают стрелки и карточки датчиков, считают две клетки, объясняют цепочку: "Сначала датчик расстояния, затем датчик звука; робот останавливается и поворачивает". |
Эталон решения
1. Робот движется вперёд и считает 2 клетки. 2. Датчик расстояния обнаруживает препятствие, робот останавливается. 3. Датчик звука фиксирует хлопок или звонок. 4. Робот выполняет команду «повернуть направо». Возможная схема: «вперёд — вперёд — стоп — звук — направо».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы не только назвали датчики, но и составили алгоритм действий робота. Теперь каждый самостоятельно проверит, умеет ли он применять это правило без подсказки пары."
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (6 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание назначения датчиков и умение находить ошибку.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт лист с тремя заданиями: "1. Соедините ситуацию с датчиком: темно, звонок, стена. 2. Обведите датчик, который нужен роботу, чтобы не врезаться в шкаф. 3. Найдите ошибку: «Робот услышал хлопок и включил датчик света». Исправьте предложение." | Индивидуально соединяют пары, обводят датчик расстояния, записывают или проговаривают исправление: "Робот услышал хлопок с помощью датчика звука". |
2 мин | Учитель показывает эталон на доске: три стрелки «свет — свет», «звук — звук», «препятствие — расстояние». Просит провести самопроверку карандашом и отметить количество верных ответов. | Сверяют ответы, ставят рядом число верных заданий, поднимают зелёную или жёлтую карточку. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная проверка показала, что большинство уже уверенно выбирает датчик. Если где-то появилась ошибка, это не повод расстраиваться: мы нашли место для тренировки и сейчас коротко подведём итог."
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (4 мин)
Цель этапа: осознать результат урока, оценить трудности и получить посильное продолжение исследования дома.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт лист самооценки: "Закрасьте зелёным то, что умеете: назвать датчик света, назвать датчик звука, выбрать датчик расстояния, объяснить выбор. Жёлтым отметьте то, что нужно повторить." | Отмечают пункты самооценки, формулируют один результат: "Я научился выбирать датчик по сигналу". |
1 мин | Учитель задаёт вопросы «Билета на выход»: "Какой датчик поможет роботу увидеть темноту? Какой — услышать хлопок? Что сделает робот перед стеной?" | Отвечают: "Датчик света; датчик звука; остановится с помощью датчика расстояния". |
1 мин | Учитель объясняет домашнее задание: "Дома найдите три ситуации, где человеку помогают глаза или уши. Запишите или нарисуйте, какой датчик робота мог бы помочь в похожей ситуации." | Записывают задание, задают уточняющие вопросы. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно распределены все пять карточек, правильно выбраны датчики для маршрута, объяснение содержит не менее трёх точных соответствий.
- «4» — допущена одна ошибка в классификации или объяснении, но основные соответствия «свет — свет», «звук — звук», «препятствие — расстояние» определены верно.
- «3» — верно определены не менее двух из трёх основных датчиков, работа выполнена с помощью подсказки учителя или партнёра.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой датчик помогает роботу узнать, что стало темно? | Проверить понимание назначения датчика света. |
Как робот узнаёт о хлопке или звонке? | Выявить осознание связи звука и звукового датчика. |
Что было труднее: выбрать датчик или составить маршрут? | Определить точку затруднения в применении нового знания. |
Как ты помогал своей паре сегодня? | Оценить сотрудничество и личный вклад ученика. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы узнали, что робот получает сведения о мире с помощью датчиков. Датчик света помогает заметить свет и темноту, датчик звука — хлопок или звонок, а датчик расстояния — препятствие. Самая частая ошибка — путать датчик звука с датчиком света, поэтому всегда сначала спрашивайте себя: что именно получил робот — свет, звук или сведения о расстоянии? На следующем уроке мы составим более длинный алгоритм движения робота."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Нарисовать робота и подписать рядом три датчика: света, звука и расстояния. Для каждого датчика привести по одному примеру действия робота. | Закрепляет названия и назначение датчиков; при проверке обратить внимание на точность соответствий. |
Средний (повышающий) | Составить и записать три короткие ситуации по образцу: «Робот ...; ему нужен датчик ..., потому что ...». Использовать все три вида датчиков. | Развивает умение объяснять выбор и применять знания в новом контексте. |
Продвинутый (дополнительный) | Придумать маршрут робота из 5–6 действий с двумя сигналами: например, препятствием и звуком. Нарисовать стрелками последовательность и подписать датчики. | Формирует алгоритмическое и творческое мышление; при проверке оценить порядок команд и необходимость каждого датчика. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Какой датчик помогает роботу узнать, что темно? Какой датчик реагирует на хлопок? Какой датчик не даёт роботу врезаться в стену?»
