Робототехника: программирование в ПиктоМире
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока научиться составлять и проверять в ПиктоМире алгоритмы из 5–8 команд для перемещения робота по клеточному полю, исправлять не менее одной ошибки в программе и создавать собственный игровой маршрут.
- Познакомить с назначением среды ПиктоМир, командами движения и способом запуска программы.
- Научить составлять алгоритм по заданному маршруту, проверять его запуском и находить ошибочную команду.
- Развивать логическое и алгоритмическое мышление, умение планировать действия, работать в паре и объяснять принятое решение.
- Воспитывать ответственность за общий результат, интерес к робототехнике, культуру безопасной и осмысленной работы с цифровыми устройствами.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к созданию программ и понимают, что результат зависит от точности собственных действий.
- Осознают ценность сотрудничества при распределении ролей программиста и оператора.
- Развивают уверенность в возможности исправлять ошибки методом проб и проверки.
- Соблюдают правила безопасной работы за компьютером и бережного отношения к оборудованию.
Метапредметные
- Планируют последовательность команд до запуска программы и сравнивают результат с поставленной целью.
- Извлекают информацию из схемы поля, значков команд и скриншотов интерфейса.
- Работают в паре: распределяют роли, задают вопросы, аргументируют выбор алгоритма.
- Осуществляют самопроверку по чек-листу и корректируют программу после обнаружения ошибки.
Предметные
- Знать назначение среды ПиктоМир и понимать, что программа представляет собой последовательность команд для исполнителя.
- Уметь составлять алгоритм движения робота по клеточному полю с использованием команд движения и поворота.
- Уметь запускать программу, наблюдать результат, находить лишнюю или пропущенную команду и исправлять её.
- Владеть начальным опытом создания собственного маршрута и словесного объяснения алгоритма.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Понимают личную ответственность за точность команд и общий результат работы пары.
- Проявляют познавательный интерес к программированию как способу управления исполнителем.
- Принимают ситуацию ошибки как естественный этап проверки и улучшения программы.
- Соблюдают правила цифровой гигиены и безопасного поведения за компьютером.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель прохождения маршрута и составляют план действий до запуска программы.
- Удерживают учебную задачу при выполнении нескольких команд подряд.
- Проверяют результат, сравнивают его с эталоном и находят причину затруднения.
- Вносят коррективы в программу и оценивают успешность по предложенным критериям.
Познавательные УУД
- Различают команду, алгоритм, исполнителя и результат выполнения программы.
- Моделируют маршрут робота последовательностью условных обозначений.
- Анализируют поле, выделяют препятствия, цель и начальное положение робота.
- Преобразуют графическую схему маршрута в последовательность команд и обратно.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре и договариваются о порядке выполнения действий.
- Формулируют точные вопросы и объясняют партнёру, почему выбрана именно такая команда.
- Слушают объяснение партнёра и корректно предлагают исправление.
- Представляют результат работы пары классу в краткой и понятной форме.
Подготовка учителя к уроку
- Проверить запуск ПиктоМира на компьютерах и подготовить по одному рабочему месту на пару; заранее открыть стартовый экран программы.
- Подготовить презентацию со скриншотами интерфейса ПиктоМира: поле, робот, область команд, кнопка запуска, кнопка остановки и окно результата.
- Распечатать маршрутные карточки трёх уровней сложности — по одной карточке на пару и два запасных комплекта.
- Распечатать лист самооценки и чек-лист проверки программы — по одному на ученика.
- Подготовить карточки ролей «Программист» и «Оператор» — по одной паре на каждую пару учеников.
- Вывести на доску памятку: «Сначала подумай — составь команды — запусти — проверь — исправь».
- Подготовить интерактивное клеточное поле или магнитные стрелки для совместного разбора маршрута.
- Освободить небольшой участок класса для физкультминутки «Робот и оператор».
- Проверить проектор, ноутбук учителя, мыши, соединение с интерактивной доской и сохранение работ.
- Подготовить межпредметную связь с математикой: направление, клетка, расстояние, последовательность и координатный маршрут.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (4 мин)
Цель этапа: включить учеников в игровую ситуацию и сформулировать учебную задачу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране изображение робота и маршрут с препятствием: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы станем командами разработчиков. Наш робот потерял маршрут и сможет добраться до станции только тогда, когда получит точную программу. Посмотрите на поле: робот должен прийти к флажку, но сам он не умеет угадывать направление. Как вы думаете, что ему нужно?" Учитель принимает версии и называет приём «Проблемный вопрос». | Рассматривают скриншот, называют предполагаемые решения: «нужны команды», «нужно составить алгоритм», «надо указать, куда идти». Формулируют проблему: робот должен выполнить последовательность точных действий. |
2 мин | Учитель обращается к классу: "Сегодня мы будем программировать робота в ПиктоМире. В конце урока каждая пара попробует не только пройти готовый маршрут, но и создать собственный. Подумайте: что важнее — быстро нажимать кнопки или сначала продумывать порядок команд?" | Отвечают: «Сначала нужно продумать алгоритм, иначе робот ошибётся». Формулируют личную цель: составить, проверить и исправить программу. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы выяснили, что роботу нужна точная последовательность команд. Сейчас вспомним, как человек описывает движение по клеткам, чтобы затем перевести такое описание на язык программы."
Этап 2. Актуализация знаний и инструктаж по ИКТ (5 мин)
Цель этапа: актуализировать представления о направлении, последовательности и безопасной работе с компьютером.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает на интерактивном поле стрелки и спрашивает: "Если робот смотрит вверх, какая команда переместит его на одну клетку? Что произойдёт после двух шагов вперёд? Как можно описать маршрут словами?" Затем проводит приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: 30 секунд на самостоятельный ответ, 1 минута на обсуждение, затем ответы двух пар. | Сначала записывают или мысленно определяют маршрут, затем обсуждают его с соседом. Отвечают: «Одна команда перемещает робота на одну клетку», «две команды дают два перемещения», «маршрут можно описать последовательностью команд». |
2 мин | Учитель демонстрирует на экране скриншоты программы и говорит: "Посмотрите на экран: здесь находится поле, здесь — робот, здесь — команды, а кнопка запуска заставляет программу работать. Не нажимаем неизвестные кнопки, не тянемся через парту к чужому компьютеру, сидим прямо и делаем короткий перерыв для глаз. В паре один ученик сначала программирует, второй проверяет маршрут." | Рассматривают скриншоты, называют элементы интерфейса, повторяют правило безопасной работы. Получают карточки ролей «Программист» и «Оператор». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили направление, шаг и последовательность, а также увидели, где в программе находятся поле и команды. Теперь проверим, что именно мешает роботу пройти маршрут без подсказки."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: обнаружить затруднение при составлении алгоритма и совместно определить план работы.
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 выводит на экран поле: робот находится в левом нижнем углу, флажок — через две клетки вправо и одну клетку вверх. Учитель намеренно предлагает неполную программу и спрашивает: "Запустится ли робот и попадёт ли он к флажку? Где возникнет ошибка? Почему нельзя просто нажимать команды наугад?" | Прогнозируют результат, находят пропущенный шаг, объясняют: «Робот остановится не у флажка», «нужно заранее посчитать клетки и порядок действий». |
2 мин | Учитель фиксирует на доске план: "Сначала рассмотрим поле и цель, затем составим команды, запустим программу, проверим результат и при необходимости исправим ошибку. Согласны с таким планом?" Учитель предлагает выбрать уровень карточки: зелёный — базовый, синий — повышенный, красный — творческий. | Принимают план, выбирают карточку по готовности пары, распределяют роли и формулируют цель: «Провести робота к флажку и объяснить программу». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы нашли причину ошибки: команда была составлена без проверки маршрута. Теперь переходим от предположений к настоящему программированию и попробуем дать роботу точные инструкции."
Этап 4. Открытие нового знания и практическая работа в парах (10 мин)
Цель этапа: освоить базовый порядок создания и проверки алгоритма в ПиктоМире через практическое выполнение маршрута.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель демонстрирует на проекторе скриншоты: "Сначала внимательно рассматриваем поле и отмечаем старт и финиш. Затем выбираем нужные команды и располагаем их в последовательности. Только после этого нажимаем запуск. Если робот не достиг цели, не стираем всё сразу: сравниваем каждый шаг с маршрутом и ищем место ошибки." Учитель решает маршрут: два шага вправо и один шаг вверх. | Следят по скриншотам, называют последовательность: «вправо, вправо, вверх». Оператор показывает клетки на распечатанном поле, программист выкладывает три команды на карточке. |
5 мин | Учитель раздаёт зелёные карточки: "Выполните маршрут: робот стоит у синего круга, флажок расположен на три клетки вправо и две клетки вверх. Препятствий нет. До запуска проговорите команды вслух. После запуска оператор следит за роботом, а программист отмечает результат." Учитель подходит к парам и задаёт вопросы: "Сколько клеток нужно пройти? Какая команда повторяется?" | В парах читают маршрут, считают клетки, составляют последовательность из пяти команд, запускают программу и проверяют результат. Проговаривают: «вправо, вправо, вправо, вверх, вверх». При ошибке находят неверный шаг и заменяют команду. |
2 мин | Учитель предлагает желающим синие карточки: "Теперь добавьте поворот: робот должен пройти две клетки вперёд, повернуть направо и пройти ещё одну клетку. Сначала покажите путь пальцем, затем составьте программу." | Выбирают повышенный уровень, моделируют маршрут пальцем, составляют команды движения и поворота, объясняют партнёру последовательность. |
Запись в тетрадях
Ученики записывают: «Алгоритм — точная последовательность команд для исполнителя. План работы: рассмотреть поле → составить команды → запустить → проверить → исправить». Ниже записывают пример: «Маршрут: вправо, вправо, вверх».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "У каждой пары уже есть рабочий алгоритм. Мы убедились, что программа требует предварительного плана и обязательной проверки. Перед следующим заданием немного сменим положение и сами превратимся в роботов."
Этап 5. Физкультминутка «Робот и оператор» (3 мин)
Цель этапа: снять напряжение, закрепить понятия направления и последовательности движений.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель говорит: "Встаньте рядом с партой. По моей команде сделайте один шаг вперёд, шаг вправо, шаг назад и поворот. Движения выполняем медленно и безопасно, не касаемся соседей." | Встают, освобождают пространство, выполняют команды с паузой между ними. |
2 мин | Учитель организует игру: "Один ученик — робот, второй — оператор. Оператор даёт не более четырёх точных команд, робот выполняет их. Затем поменяйтесь ролями. Если команда непонятна, робот останавливается и задаёт вопрос." | В парах по очереди дают и выполняют команды, используют слова «вперёд», «назад», «вправо», «влево», корректно уточняют непонятную инструкцию. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы почувствовали, что исполнитель не угадывает намерение человека, а выполняет только точную команду. Садимся, возвращаемся к компьютерам и попробуем самостоятельно найти ошибку в готовой программе."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой и дифференциацией (12 мин)
Цель этапа: закрепить навык составления, анализа и исправления алгоритмов на заданиях разной сложности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт задания: "Выберите маршрут по силам. Зелёная карточка содержит простой путь без препятствий; синяя — путь с поворотом и препятствием; красная — творческий маршрут, который нужно не только выполнить, но и придумать для другой пары. Работайте по алгоритму: прочитать — спланировать — запрограммировать — проверить." | Пары выбирают уровень. По зелёной карточке составляют программу из 5–6 команд; по синей учитывают поворот и препятствие; по красной создают собственный маршрут не менее чем из 7 команд. |
4 мин | Учитель предлагает приём «Лаборатория ошибок» и показывает скриншот программы с лишней командой: "На экране робот не дошёл до флажка. Найдите ошибочную команду, объясните, что произойдёт после неё, и исправьте программу. Не угадывайте — проследите путь по клеткам." | Пошагово прослеживают маршрут, отмечают место ошибки, исправляют команду, снова запускают программу. Формулируют объяснение: «Лишняя команда увела робота на соседнюю клетку» или «пропущен поворот». |
3 мин | Учитель раздаёт чек-лист: "Проверьте себя и поставьте отметку: я определил старт и финиш; посчитал клетки; составил команды; запустил программу; исправил ошибку; могу объяснить алгоритм партнёру. Поменяйтесь ролями и проверьте работу друг друга." | Заполняют чек-лист, меняются ролями, проводят взаимопроверку, записывают одну сильную сторону и одно пожелание партнёру. |
Эталон решения
Для маршрута «три клетки вправо и две клетки вверх» эталонная последовательность: «вправо, вправо, вправо, вверх, вверх». Проверка: после трёх команд робот находится на одной горизонтали с флажком; после двух команд вверх достигает цели. Если робот ушёл дальше, следует удалить лишнюю команду; если остановился раньше — добавить пропущенную команду.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы не просто запускали команды, а проверяли их и исправляли ошибки. Особенно важно, что пары выбрали разные уровни сложности и смогли объяснить свои решения. Осталось представить результаты и ответить на главный вопрос урока."
Этап 7. Представление творческих решений и рефлексия (7 мин)
Цель этапа: обобщить опыт программирования, оценить результат и сформулировать личный вывод.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель приглашает две пары: "Покажите классу свой маршрут. Сначала назовите цель, затем прочитайте команды, а после запуска объясните, как вы проверяли программу. Слушатели отмечают, была ли последовательность полной и точной." | Две пары демонстрируют программу на экране или интерактивной доске, называют команды и объясняют исправленную ошибку. Остальные по чек-листу отмечают точность маршрута. |
2 мин | Учитель проводит рефлексию «Светофор»: "Поднимите зелёную карточку, если вы можете самостоятельно составить простой маршрут; жёлтую — если нужна подсказка; красную — если пока трудно. Объясните одним предложением свой выбор." | Показывают карточку, формулируют: «Я могу составить программу из команд движения»; «Мне трудно с поворотами»; «Мне нужна помощь при поиске ошибки». |
2 мин | Учитель раздаёт билет на выход: "Ответьте письменно на два вопроса: что нужно сделать до запуска программы и как понять, что алгоритм содержит ошибку? Допишите одну новую команду для маршрута из двух шагов вперёд и поворота направо." | Заполняют билет на выход, сдают его учителю. Формулируют ответ: «Сначала спланировать маршрут и команды; ошибка видна по несовпадению движения робота с целью». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы научились превращать маршрут на клеточном поле в программу, запускать её и исправлять ошибки. Каждый алгоритм становится надёжнее после проверки. На следующем уроке мы усложним маршруты и попробуем использовать повторяющиеся действия, чтобы программа получалась короче."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — программа полностью проводит робота к цели, ученик правильно использует команды, самостоятельно находит и исправляет ошибку либо создаёт творческий маршрут из не менее семи команд, объясняет алгоритм партнёру.
- «4» — маршрут выполнен верно после одной подсказки или одной коррекции, команды в основном выбраны правильно, ученик может объяснить последовательность действий.
- «3» — ученик составляет часть маршрута и запускает программу с помощью партнёра или учителя, допускает ошибки в направлении, но после подсказки исправляет хотя бы одну из них.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нужно сделать до запуска программы? | Проверить понимание этапа планирования алгоритма. |
Как вы нашли ошибочную команду? | Выявить умение анализировать результат и корректировать программу. |
Какое задание вы выбрали и почему? | Определить уровень самостоятельности и адекватность самооценки. |
Что вы сможете объяснить роботу на следующем уроке? | Зафиксировать перенос сформированного умения на новую задачу. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня вы работали как настоящие разработчики: сначала планировали маршрут, затем записывали команды, запускали программу и исправляли ошибки. Помните, что робот выполняет только точные инструкции, поэтому команда должна быть понятной и стоять на своём месте. Если программа не сработала с первого раза, это не неудача, а подсказка для улучшения алгоритма. На следующем уроке мы научимся сокращать повторяющиеся команды и создавать более сложные маршруты."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Нарисовать клеточное поле, обозначить старт робота и финиш, записать алгоритм из 5–7 команд движения и поворота. Проверить маршрут карандашом по клеткам. | Закрепляет понимание последовательности команд; при проверке обратить внимание на соответствие числа команд и длины маршрута. |
Средний (повышающий) | Составить два разных алгоритма для одного маршрута в ПиктоМире или на бумажной модели, сравнить их по длине и объяснить, какой удобнее проверять. | Развивает анализ и сравнение алгоритмов; проверить наличие объяснения выбора и отсутствие лишних команд. |
Продвинутый (дополнительный) | Создать авторское игровое поле с двумя препятствиями и финишем, подготовить маршрут не менее чем из 8 команд и записать подсказку для другой пары. | Развивает творческое проектирование и умение формулировать задания для исполнителя; проверить ясность правил, достижимость цели и точность алгоритма. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Что такое алгоритм? Почему программу нужно проверять после запуска? Какими словами можно описать движение робота? Что ты сделаешь, если робот пришёл не к флажку?»
