Главная страница
Контакты

    Басты бет


Изучение раздела «кинематика» в школьном курсе физики с помощью робототехнической платформы lego mindstorms ev3 Симонян Марианна Сергеевна

жүктеу 39.48 Kb.



жүктеу 39.48 Kb.
Дата14.09.2018
өлшемі39.48 Kb.

Изучение раздела «кинематика» в школьном курсе физики с помощью робототехнической платформы lego mindstorms ev3 Симонян Марианна Сергеевна


ИЗУЧЕНИЕ РАЗДЕЛА «КИНЕМАТИКА» В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ФИЗИКИ С ПОМОЩЬЮ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ LEGO MINDSTORMS EV3 Симонян Марианна Сергеевна (sss.87@bk.ru) Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет», Пермь Вяткин Алексей Анатольевич (vjatkin_aa@pspu.ru) Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет», Пермь Аннотация Исследование посвящено методической разработке интерактивного учебно-методического пособия для лабораторных и демонстрационных работ по физике с использованием робототехнической платформы LEGO MINDSTORMS EV3. Подробно рассматривается тема «аналитический и графический способы описания механического движения» из раздела «кинематика» школьного курса физики. Чтение графической информации перевод в аналитическую форму представления и обратно, являются традиционно сложными задачами для учащихся. Платформа LEGO MINDSTORMS EV3содержит все необходимые инструменты для создания мобильной цифровой лаборатории в кабинете физики и позволяет успешно реализовать лабораторный практикум по теме «механические явления».
Платформа (фр. plate – жайпақ, forme - форма) - геологияда қозғалмалығы біршама аз, жазық немесе үстірт тәрізді бедерлі, екі жікқабатты құрылымдық қабаттан – іргетастан және шөгінді тыстан тұратын жер қыртысының кең ауқымды атырабы.
Приводятся методические разработки серии лабораторных и демонстрационных работ и результаты апробации практикума в школах Пермского края. В настоящее время существует множество современных цифровых лабораторий для кабинета физики. Популярными цифровыми лабораторными комплексами в школах являются «Polytech», «Vernier» и «L-микро». Представленные комплексы представляют собой набор датчиков для измерения различных физических величин и аналого-цифровой преобразователь с технической и программной надстройкой. Многофункциональная цифровая измерительная техника представляет собой аналого-цифровой преобразователь (АЦП), работа которого заключается в переводе напряжения (аналогового сигнала) в дискретный код. Плата АЦП может иметь несколько интерфейсов связи (USB, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth) с компьютером.
Bluetooth (ағылш. Bluetooth - көк тіс) - радиомен тілдесу арқылы ақпарат алмасу технологияларының бірі. Ол 2,4 - 2,4835 GHz (ISM - Industrial, Science and Medical band, лицензиялау қажет емес диапазон) жиілік арасында 10 немесе 100 м (классына байланысты) арақашықтықта істейді.
Полученный, таким образом, цифровой сигнал обрабатывается микропроцессором самого измерительного комплекса или программным обеспечением, поставляемого с платами АЦП. Для измерения неэлектрических величин применяются первичные преобразователи (датчики). Можно условно классифицировать датчики на активные и пассивные. Активные датчики генерируют электрический сигнал (например, термоэлектрические, пьезоэлектрические и др.), для работы пассивных преобразователей необходим источник тока (резистивные, фотоэлектрические, ультразвуковые и др.). Перечисленные устройства в скупе с программным обеспечением, которое осуществляет обработку сигналов и вывод ее на экран, позволяет создать виртуальную лабораторию, предоставляющую пользователю мощные средства для визуализации, спектрального анализа, измерения электрических параметров, генерации, записи и воспроизведения данных. Виртуальная лаборатория отличается от виртуальных физических моделей [1], тем, что компьютер выступает средством визуализации реальных значений физических величин.
Компьютер (ағылш. computer - «есептегіш»), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) - есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина.
Платформа LEGO MINDSTORMS EV3 в качестве лаборатории для класса физики применяется реже, чем указанные выше лабораторные комплексы. Робототехнический набор LEGO EV3позволяет создавать и программировать управляющие механизмы любой конфигурации.
Механизм (гр. mehane - құрал, мәшине) - бір немесе бірнеше қатты денелерді басқа қатты денелер арқылы қажетті қозғалысқа келтіретін денелер жүйесі. Механизм құрылымдық белгілері бойынша топсалы (иінтіректі), бағдартқышты, тісті, сыналы, бұрамалы, ыңғайландырғыш, арнайы, шыбық қысқыш, иілгіш буынды, гидравликалық, пневматикалық және электрлі құрылғылары бар және т.б.
Так, при изучении темы «аналитический и графический способы описания механического движения»предлагается собрать мобильную платформу и запрограммировать ее на любой закон движения с одновременной регистрацией данных с ультразвукового датчика расстояния. Программное обеспечение позволяет проводить анализ полученных зависимостей, строить тренды и уравнения движения, а также оформлять исследовательские работы в формате рабочей электронной тетради для учащегося и учителя. Таким образом, робототехническая платформа LEGO MINDSTORMS EV3 предлагает мощные инструменты для исследовательской и проектной работы с учащимися. Другим стимулом использования средств образовательной робототехники на уроках физики является живой интерес учащихся. Робототехника активно внедряется в школах, как средство обучения в предметных областях, так и в качестве самостоятельной дисциплины [2].
Робототехника (робот және техника; ағылш. robotics - роботика) – роботтардың құрылысымен, жұмысы мен қолдануымен айналысатын, оған қоса олардың басқару, сезіну мен мәлімет өңдеумен айналысатын механикалық, электр және электронды инженерия мен компьютер ғылымдарының біріккен саласы.
Использование данного пособия на уроках физики будет способствовать поддержанию высокого интереса к изучению предмета. А это в свою очередь будет способствовать развитию инженерных навыков учащихся начиная со средней школы. Предлагается несколько лабораторных работ по теме «Кинематика» в школьном курсе физики. Контент содержит графический, текстовый и видео материал. Лабораторные исследования дифференцированы по уровню изучения физики: базовый и профильный. Каждая работа снабжена инструкцией по сборке простейшей модели и проведению исследования. Программы используются в готовом виде, что сокращает время на подготовку к уроку. Открытость и мобильность программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 позволяет изменить конфигурация лабораторного исследования. В настоящий момент литературы по внедрению робототехники на уроках физики в продаже нет. Можно отметить только собственные разработки компании LEGO [3], но это лишь несколько лабораторных работ. При этом робототехнические комплексы поставлены в большое количество школ, в том числе Пермского края. Используемые источники: 1. Иванов, А. Н. Разработка цикла лабораторных работ школьного курса физики средствами компьютерного моделирования Вестник Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании. 2014. №10. URL:http:cyberleninka.ruarticlenrazrabotka-tsikla-laboratornyh-rabot-shkolnogo-kursa-fiziki-sredstvami-kompyuternogo-modelirovaniya (Дата обращения: 26.12.2017). 2. Копосов, Д.Г. Первый шаг в робототехнику. 5–6 классы: рабочая тетрадь Д.Г. Копосов; М.: БИНОМ. Лаборатория знаний – 2-е изд., 2014. 88 с. 3. Книга учителя для Комплекта заданий «Физические эксперименты EV3» на русском URL: https:education.lego.comru-rusupportmindstorms-ev3teacher-introduction (Дата обращения: 27.12.2017).

  • Робототехника

  • жүктеу 39.48 Kb.