Модель «Вратарь» из LEGO WeDo 2.0
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока каждая пара соберёт из LEGO WeDo 2.0 модель «Вратарь», подключит смарт-хаб, составит и проверит программу движения руки вратаря, а также объяснит результат наблюдения с использованием понятий «расстояние», «время» и «количество повторений».
- Сформировать первоначальное представление о робототехнической модели как о системе «конструкция — программа — действие».
- Научить собирать модель «Вратарь» по пошаговой инструкции, соблюдать порядок действий и проверять прочность соединений.
- Научить составлять программу с запуском мотора, изменением направления движения и повторением действия.
- Развивать умение работать в паре, планировать действия, находить и исправлять ошибки; воспитывать аккуратность и ответственность за общее изделие.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к созданию работающей модели и видят практическое применение математических знаний.
- Осознают ценность аккуратности, терпения и доведения начатого дела до результата.
- Принимают ответственность за свою роль в парной работе и бережное использование оборудования.
- Оценивают собственный вклад в общий результат и спокойно относятся к необходимости исправлять ошибки.
Метапредметные
- Планируют последовательность сборки и программирования по инструкции.
- Извлекают информацию из схемы, пиктограмм и визуальной инструкции.
- Сравнивают ожидаемое и фактическое движение модели, выявляют причину несоответствия.
- Сотрудничают в паре, распределяют роли, задают уточняющие вопросы и аргументируют предложение.
- Используют цифровое устройство для создания, запуска и корректировки программы.
Предметные
- Знать назначение смарт-хаба, мотора, оси, рычага и соединительных элементов модели.
- Уметь собирать модель «Вратарь» по пошаговой инструкции и проверять подвижность рычага.
- Уметь составлять простую программу с запуском мотора, направлением вращения и повторением действия.
- Уметь считать количество движений, измерять время выполнения действия и сравнивать результаты двух запусков.
- Уметь объяснять, как изменение одного параметра программы влияет на движение модели.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Проявляют познавательный интерес к конструированию и программированию.
- Осознают смысл совместной деятельности: результат пары зависит от вклада каждого участника.
- Формируют положительное отношение к пробам, ошибкам и повторной проверке.
- Соблюдают правила безопасной и бережной работы с конструктором и планшетом.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную задачу и формулируют ожидаемый результат работы модели.
- Планируют сборку по шагам и распределяют время между конструкцией и программированием.
- Сверяют собранную модель со схемой и самостоятельно исправляют обнаруженные неточности.
- Проводят самопроверку по чек-листу и оценивают достижение цели урока.
Познавательные УУД
- Распознают детали конструктора по форме и функции.
- Устанавливают причинно-следственную связь между командой программы и движением рычага.
- Сравнивают два запуска по времени, числу движений и положению руки вратаря.
- Моделируют действие вратаря с помощью последовательности команд.
- Фиксируют результаты наблюдения в небольшой таблице.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли конструктора и программиста и меняются ими в ходе работы.
- Обсуждают последовательность действий, используя понятные короткие инструкции.
- Задают вопросы партнёру и договариваются о способе исправления ошибки.
- Представляют результат пары и выслушивают комментарии одноклассников.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить по одному набору LEGO WeDo 2.0 на каждую пару: смарт-хаб, мотор, ось, балки, соединительные элементы и детали модели «Вратарь».
- Проверить заряд смарт-хабов и наличие батареек, заранее подключить один демонстрационный набор.
- Установить на планшеты или ноутбуки приложение LEGO Education WeDo 2.0 и проверить соединение по Bluetooth.
- Распечатать инструкцию по сборке «Вратаря» по шагам — по одному экземпляру на пару, всего по числу пар.
- Распечатать чек-лист сборки и программирования — по одному на каждого ученика.
- Подготовить карточки ролей «Конструктор» и «Программист» — по две на каждую пару.
- Вывести на доску схему «деталь — команда — движение» и правила безопасной работы с мотором и проводами.
- Подготовить таблицу наблюдений с графами «Запуск», «Количество движений», «Время», «Что изменили».
- Освободить рабочие места, поставить контейнеры для мелких деталей и обозначить место для испытания моделей.
- Подготовить таймер, проектор или интерактивную доску и короткую физкультминутку с движениями «вратарь отбивает мяч».
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учеников в практическую задачу и сформировать интерес к созданию модели.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель показывает собранную модель «Вратарь» и говорит: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы будем не просто собирать конструкцию, а создавать помощника вратаря. Посмотрите на рычаг: он должен двигаться по команде и отбивать воображаемый мяч. Как вы думаете, что нужно модели, чтобы она заработала?" | Рассматривают модель, называют предполагаемые части: «мотор», «программа», «батарейка», «рычаг». Формулируют предположение: «Нужно правильно собрать детали и дать команду». |
2 мин | Учитель объявляет приём «Инженерный вызов»: "Сегодня каждая пара должна собрать вратаря, заставить его выполнить движение и объяснить, какая команда вызвала это движение. Работать будем аккуратно: мелкие детали не кладём в рот, провода не тянем, мотор запускаем только по команде." | Принимают задачу, проверяют наличие набора, планшета, инструкции и тетради, готовят рабочее место. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы выяснили, что работающая модель состоит не только из деталей. Ей нужны правильная сборка и понятная программа. Сначала проверим, что уже умеем замечать в конструкции и программе."
Этап 2. Актуализация знаний и распределение ролей (5 мин)
Цель этапа: актуализировать представления о деталях, последовательности действий и парном взаимодействии.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране изображения смарт-хаба, мотора, оси и рычага: "Назовите детали и предположите их назначение. Что произойдёт, если мотор подключён, но рычаг не соединён с осью? Почему программа сама по себе не двигает незакреплённую деталь?" | По очереди называют детали и функции: «смарт-хаб передаёт команды», «мотор вращает ось», «ось передаёт движение рычагу». Отвечают: «Рычаг не будет двигаться». |
2 мин | Учитель организует работу в парах: "Возьмите карточки ролей. Конструктор ищет детали и соединяет их по схеме, программист проверяет инструкцию и позже работает с планшетом. В середине урока роли поменяются. Если вы не согласны, используйте фразу: ‘Я предлагаю… потому что…’." | Распределяют роли, проговаривают партнёру план: «Сначала найдём крупные детали, затем соберём основание, потом подключим мотор». |
1 мин | Учитель проводит мини-проверку «Верно — неверно»: "Смарт-хаб можно бросать на стол. Мотор должен быть соединён с движущейся частью. Перед запуском нужно проверить провода. Программа задаёт последовательность действий." | Поднимают зелёную или красную карточку, исправляют неверные утверждения: «Смарт-хаб нужно класть аккуратно», «провода проверяем до запуска». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили назначение основных элементов и договорились о правилах сотрудничества. Теперь определим, какой именно результат должна получить каждая пара."
Этап 3. Постановка проблемы и планирование (4 мин)
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Цель этапа: сформулировать критерии успеха и спланировать практическую работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует короткую программу из блоков запуска, вращения мотора и остановки: "Посмотрите на последовательность команд. Что сначала произойдёт? Сколько движений выполнит вратарь? Как проверить, что программа работает именно так?" Учитель фиксирует ответы на доске. | Читают программу слева направо, предполагают: «Сначала мотор запустится, затем рычаг повернётся, потом остановится». Предлагают проверить число движений и время запуска. |
2 мин | Учитель формулирует критерии: "К концу работы у вас должна быть прочная модель, свободно двигающийся рычаг, подключённый смарт-хаб и программа, которую вы сможете объяснить. Запишите план: собрать — проверить — запрограммировать — испытать — улучшить." | Записывают пять шагов в тетради, задают уточняющие вопросы и называют возможные трудности: «деталь поставлена наоборот», «мотор вращается не в ту сторону», «не подключён хаб». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "У каждой пары появился понятный план и критерии успеха. Переходим к главной практической части — сборке вратаря по инструкции."
Этап 4. Сборка модели «Вратарь» (10 мин)
Цель этапа: собрать устойчивую модель с подвижным рычагом и правильно установить мотор.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт инструкции и говорит: "Разложите детали по группам: балки, соединители, оси и специальные элементы. Не высыпайте весь набор одной кучей. Найдите основание, два боковых элемента, ось и рычаг. После каждого шага сверяйте модель с изображением." | Раскладывают детали по группам, находят элементы основания, показывают партнёру найденные детали и отмечают первый шаг инструкции. |
4 мин | Учитель демонстрирует на крупной модели первые действия: "Сначала соберите устойчивое основание. Соединители должны войти до конца, но без чрезмерного усилия. Затем установите ось так, чтобы она свободно вращалась. Проверьте рукой: ось не должна заедать." | Конструкторы собирают основание и устанавливают ось; программисты сверяют каждый шаг с инструкцией, считают соединители и напоминают о правильном положении деталей. |
3 мин | Учитель показывает установку мотора: "Мотор закрепляем так, чтобы его вращение передавалось на ось. Провод не перегибаем и не зажимаем деталями. Рычаг должен быть соединён с осью, но двигаться свободно. Если движение затруднено, остановитесь и найдите место, где деталь установлена слишком плотно." | Устанавливают мотор, подключают провод к смарт-хабу, закрепляют рычаг. Вручную осторожно проверяют движение и исправляют перекосы. |
1 мин | Учитель проводит контрольную остановку: "Поднимите руку, если основание устойчиво, ось вращается, рычаг закреплён, а провод подключён. Партнёр по чек-листу проверяет модель, не разбирая её без необходимости." | Выполняют взаимопроверку по четырём пунктам, ставят отметки в чек-листе, сообщают о затруднениях. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Конструкция готова к проверке. Мы пока не запускаем мотор случайно: сначала подключим хаб и создадим понятную программу, чтобы каждое движение имело причину."
Запись в тетрадях
Ученики записывают: «Модель работает, если конструкция собрана прочно, мотор соединён с движущейся частью, смарт-хаб подключён, а программа содержит последовательность команд».
Этап 5. Программирование и первичное испытание (9 мин)
Цель этапа: составить программу движения вратаря, запустить её и соотнести команду с результатом.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает на экране рабочую область приложения: "Откройте приложение LEGO Education WeDo 2.0 и подключите смарт-хаб. Перетащите блок запуска, блок вращения мотора в одну сторону, блок ожидания и блок остановки. Прочитайте программу слева направо. Какое действие выполнится первым?" | Программисты подключают смарт-хаб, создают последовательность блоков и проговаривают её партнёру. Конструкторы проверяют, что рычаг не касается основания. |
3 мин | Учитель говорит: "Теперь выполните первый запуск по моей команде. Перед нажатием убедитесь, что руки находятся рядом, но не касаются движущейся части. Зафиксируйте в таблице: сколько раз поднялся рычаг и сколько секунд длилось движение." | Запускают модель, считают движения, измеряют время по таймеру, записывают результат. Если модель не движется, проверяют соединение хаба, провод и положение мотора. |
3 мин | Учитель предлагает исследование: "Измените только один параметр программы — направление вращения или длительность. Предскажите результат до запуска. После испытания сравните прогноз с фактом и объясните расхождение." | Меняют один блок, формулируют прогноз: «Рычаг повернётся в другую сторону» или «движение станет дольше». Запускают модель, сравнивают результат с прогнозом и записывают вывод. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы увидели, что команда программы связана с конкретным движением. Теперь поменяйтесь ролями и выполните небольшое задание на точность и самостоятельность."
Этап 6. Физкультминутка и парное практическое задание (6 мин)
Цель этапа: снять напряжение, закрепить алгоритм через движение и проверить умение пары корректировать программу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит физкультминутку: "Представьте, что вы вратари. На команду ‘влево’ вытяните левую руку, на ‘вправо’ — правую, на ‘стоп’ замрите. Теперь повторим движение медленнее и точно, как программа робота." | Выполняют движения по командам, соблюдают остановку, проговаривают: «команда — действие — остановка». |
4 мин | Учитель раздаёт карточку задания: "Составьте программу, в которой вратарь выполнит два движения в одну сторону, остановится, а затем вернётся в исходное положение. Сначала нарисуйте или разложите блоки, затем запустите. Роли меняются: программист становится конструктором, конструктор — программистом." | В парах меняются ролями, составляют последовательность, прогнозируют положение рычага, запускают модель и при необходимости меняют направление второго движения. Объясняют партнёру, почему добавили блок остановки. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы не только собрали модель, но и научились управлять её движением через последовательность команд. Осталось проверить результат по критериям и сформулировать, что помогло вратарю работать точно."
Этап 7. Рефлексия, оценивание и домашнее задание (8 мин)
Цель этапа: обобщить опыт сборки и программирования, провести самооценку и определить следующий шаг обучения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель предлагает приём «Светофор»: "Покажите цвет. Зелёный — я могу собрать и запустить модель сам; жёлтый — мне нужна небольшая подсказка; красный — я пока не понимаю, с какого шага начать. Затем назовите один конкретный шаг, который получился лучше всего." | Показывают карточку цвета, формулируют самооценку: «Я умею подключать хаб», «Мне нужно ещё потренироваться находить ошибку в программе». |
3 мин | Учитель предлагает каждой паре коротко представить результат: "Назовите один элемент конструкции, одну команду программы и один результат испытания. Объясните, что вы изменили и как это повлияло на движение." | Представляют модель: «Мы изменили направление мотора, поэтому рычаг вернулся назад». Показывают запись наблюдений и выслушивают один вопрос класса. |
2 мин | Учитель раздаёт «Билет на выход»: "Ответьте письменно на три вопроса: что делает смарт-хаб, какая команда управляет движением мотора, какую ошибку вы научились исправлять? После сдачи аккуратно разберите модель только по моей команде и разложите детали по контейнерам." | Заполняют билет на выход, сдают его, отключают хаб, разбирают модель и сортируют детали по контейнерам. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы прошли полный путь инженера: спланировали, собрали, запрограммировали, проверили и улучшили модель. На следующем уроке мы продолжим исследовать, как изменяются движение и результат при изменении нескольких параметров программы."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — модель собрана прочно, рычаг свободно движется, смарт-хаб подключён, программа выполняется без подсказки, пара правильно объясняет влияние изменённого параметра и заполняет таблицу двух испытаний.
- «4» — модель и программа работают, но допущена одна неточность в сборке, записи наблюдений или объяснении результата; после подсказки пара исправляет ошибку.
- «3» — модель собрана частично или запускается только с помощью учителя, программа объяснена неполно, однако основные детали названы и работа по чек-листу завершена.
- Ниже базового уровня — модель не запускается из-за нескольких неисправленных ошибок, роли в паре не распределены, результаты испытаний не зафиксированы.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о связи конструкции и программы? | Выявление понимания модели как системы «детали — команда — движение». |
Какой шаг сборки или программирования оказался самым сложным? | Выявление конкретных точек затруднения для повторного объяснения. |
Что изменилось после изменения одного блока программы? | Проверка причинно-следственного понимания и исследовательского вывода. |
Как вы распределили роли и помогали друг другу? | Оценка качества парного взаимодействия и ответственности. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня вы работали как настоящие инженеры: сначала поставили задачу, затем собрали модель, подключили смарт-хаб и проверили программу. Мы увидели, что даже маленькая ошибка в соединении или направлении мотора меняет результат. Особенно важно, что вы не останавливались после первой неудачи, а находили причину и исправляли её. На следующем уроке мы продолжим исследовать движение модели и научимся точнее сравнивать результаты испытаний."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Нарисовать схему модели «Вратарь» и подписать не менее пяти элементов: смарт-хаб, мотор, ось, рычаг и основание. Составить словами последовательность из четырёх команд для одного движения вратаря. | Закрепляет назначение деталей и понимание последовательности команд; при проверке обратить внимание на правильность связей «деталь — функция». |
Средний (повышающий) | Составить таблицу для трёх вариантов программы: одно движение, два движения и движение с изменением направления. Для каждого варианта указать ожидаемое положение рычага и количество остановок. | Развивает умение прогнозировать результат по программе; при проверке смотреть на соответствие описания командам. |
Продвинутый (дополнительный) | Предложить собственное улучшение модели или программы, чтобы вратарь отбивал мяч быстрее или выполнял два разных движения. Описать изменение, ожидаемый результат и способ проверки. | Формирует навыки проектирования, аргументации и планирования эксперимента; при проверке оценить конкретность идеи и наличие критерия успеха. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Для чего нужен смарт-хаб? Какая деталь передаёт вращение мотора рычагу? Что произойдёт, если изменить направление вращения? Как проверить, что модель собрана и запрограммирована правильно?»
