Skip to content
Додому
Можливості STEM-навчання у Високопільській школі розширились Друк
П'ятниця, 24 травня 2019, 05:06

Завдяки ініціативі директора КЗ «Високопільський ОЗЗСО» Вітвіцької В. М. та підтримки і сприяння Високопільського селищного голови Застави Р. М., школа придбала ще два базових набори Lego Mindstorms EV3 з ресурсними комплектуючими. Тепер учні опорного закладу мають змогу використовувати в своїх проектах мультиметр, датчик температури, сонячну панель, генератор електричного струму, інфрачервоний датчик та інфрачервоний пульт.

Тим самим збільшився вибір тематики здобувачами освіти: інженерія, космічні проекти, відновлювальні енергоресурси та фізичні експерименти.

Вивчення кожної теми передбачає виконання невеликих проектних завдань, що реалізуються за допомогою досліджуваних технологій.

Освітня робототехніка - це нова, актуальна педагогічна технологія, що дозволяє підвищити мотивацію учнів до навчання, тому що для цього потрібні знання практично з усіх навчальних дисциплін від мистецтв і технічного конструювання до математики, фізики, астрофізики та інформатики. Тим самим школярі долучаються до понять природничих наук і технологій. І це при тому, що вчителі також можуть використовувати Lego Mindstorms під час планування уроків з фізики, математики, технології, мистецтва, інформатики, при цьому даючи учням нову мотивацію та засоби і знання для самостійного освоєння навичок програмування або фізичних законів при роботі над проектами.

В основі проектного напрямку освіти лежить постійна робота з однією моделлю (або проектом), яка розроблена для підготовки до різноманітних змагань, конкурсів, олімпіад, фестивалів, наукових виставок тощо.

У КЗ «Високопільський ОЗЗСО» функціонує на громадських засадах двічі на тиждень гурток з STEM-робототехніки, який відвідують бажаючі учні школи.

Команда сформована з гуртківців у складі Бандюка Марка, Назаренко Дем’яна, Прокопенка Сергія, Толтущенко Олександра, Яковчишена Владислава на чолі з вчителем фізики Романовим О. М. представляла своїх роботів 18 травня поточного року на «STEM фестивалі», який був організований комунальним закладом «Центр науково-технічної творчості учнівської молоді» Херсонської обласної ради та факультетом комп’ютерних наук, фізики та математики Херсонського державного університету.

В рамках фестивалю відбувся конкурс проектів діючих моделей будь-якого призначення і конструкції, а також механічні засоби, здатні полегшити роботу людини, в яких взяли участь 26 проектів та змагання з робототехніки в яких змагались 55 учасників з власноруч складеними автоботами.

Конструкції роботів наших учнів були відзначені як оригінальні, бо діти конструювали їх самі, без базових інструкцій до наборів LEGO чи із просторів Інтернет. Окрім того один наш робот реагував на звук. Відповідно роботи учнів «Турбіна», «Bull», «Енергія», «Мега-руйнівник», «V12» відзначені свідоцтвами.

Крім того у здобувачів освіти була можливість спробувати свої сили в 3D-моделюванні та програмуванні роботів Mbot, взявши участь у проведенні експериментів на творчому майданчику «Цікава фізика» чи скористатися симулятором польотів авіамоделі, дрону. Найбільше високопільським учням сподобалось створювати 3D-моделі.

Будь-яке завдання в робототехніці складається з двох різних, тісно пов'язаних частин, котрі є одним цілим. Це апаратна і програмна складова.

Апаратна частина полягає  в конструюванні безпосередньо робота завдяки використанню  різноманітних підручних деталей та вдосконалення в майбутньому роботів. Напрям дозволяє вдосконалити навички графічного програмування, адже робот виступає потужним інструментом для простого і зрозумілого пояснення складних речей у програмуванні, що так необхідно на початку формування робототехнічних умінь.

При експериментуванні потрібно брати до уваги обидві складові частини.

Виконуючи проекти, здобувачі освіти працюють за таким порядком дій:

1. Розробляють і конструюють робота або здійснюють коригування його конструкції.

2. Складають алгоритм та перетворюють алгоритм в програму.

3. Здійснюють тестування програми.

4. Вносять виправлення і покращення в конструкцію робота і програму.

Тобто здобувачі освіти:

1. Розвивають навички проведення досліджень, побудови гіпотез, наукового прогнозування і формулювання висновків;

2. Вчаться отримувати та обробляти вхідні сигнали робота (від датчиків кольору чи то освітлення, ІЧ-датчика, температури, дотику, відстані, гіроскопу, мультиметра, кнопок, звуку та ін.).

Роботи повинні записувати оперативну інформацію, реагувати на зміни навколишніх умов і т. д.

3. Окрім того, створюють дистанційно керованих роботів, навігаційні системи для подолання перешкод. Налаштовують за потреби дистанційне керування роботом через планшет, чи то завдяки використанню цифрових ІЧ-датчика або пульту з ІЧ-маяком.

Тим самим діти дізнаються більше про технології, які використовують в пультах управління аудіо-відео технікою, в системах відео спостереження і навіть в системах цілевказівки.

4. За потреби розробляють презентацію щодо виконаних дій при розробці робота, здійснюють складання і презентацію роботів, їх тестування та модифікування для виконання конкретних завдань;

5. Діти здобувають навички роботи в команді і прийнятті компромісних рішень.

Тим самим поповнюють словниковий запас з досліджуваних предметів, удосконалюють розповідну мову, свої рухові навички та координацію рук і очей. Не кажучи вже про те, що їхні набуті навички вирішення проблем також можуть значно поліпшуватись завдяки кількості доступних деталей.

Хоч існують різні базові моделі із покроковими інструкціями, доступними для дітей, діти охоче використовують різні додаткові деталі (черв'ячну передачу, роз’єми, ремені, осі, балки та багато іншого) для удосконалення та створення своїх моделей. Під час гри із результатом своєї праці, вони можуть розібрати її і переробити в іншу модель. Це фантастично підвищує їх творчі ігрові здібності.

Завдяки цьому здобувачі освіти додатково самомотивуються на швидке відточування навичок програмування, моделювання та проектного тестування. Наприклад, пропонують вирішення реальних проблем і завдань у такій просунутій сфері діяльності людини, як аерокосмічні дослідження. Вже в ранньому віці знайомляться з астрономією, Сонячною системою, а також планетами, що входять в неї. Чи то всебічне вивчення поновлюваних джерел енергії: «Сонячна енергія», «Енергія вітру» і «Гідроенергетика».

З метою збільшення можливостей отримання сигналів оточуючого світу роботами та збільшення конструкцій роботів, вчителем школи, Романовим О. М. було витрачено близько 5000 грн. для урізноманітнення проектів. Тобто придбано за власні кошти з’єднувальні кабелі, різні деталі, звуковий датчик, Wi-Fi та Bluetooth модулі.

Наприклад, придбаний вчителем датчик звуку вимірює гучність та інтенсивність звуку. Крім того датчик може реагувати не тільки на людську мову, а й на тон розмови або інтонацію. Ці діапазони передбачають відстань між джерелом звуку та датчиком звуку приблизно на один метр. Мікрофони мають різну спрямованість, тому захищені від наведень корпусу і шумів вітру.


Тож датчик звуку допоможе приймати різні звукові сигнали, а також ідентифікувати їх зміни. Звуковий датчик здатний вимірювати рівень шуму, як в децибелах (дБ), так і в акустичних децибелах (дБА). Він сприймає частоти близько 3-6 кГц при рівні шуму діапазону близько 50...90 дБ SPL, але значення повертаються в 0% для 50 дБ і 100% відповідно для 90 дБ, що є оптимальним для людського вуха. Для порівняння: 4-5% - це рівень звичайного тихого житлового приміщення. 5-10% - подібні ситуації, коли двоє людей спілкуються знаходячись поряд. 10-30% відповідають звичайної розмови, що проходить поблизу сенсора, або ж відтворення музики c нормальною гучністю. Значення 30-100% вийдуть, якщо хтось почне кричати або включить музику на повну гучність. Шкода, що цей датчик LEGO не розпізнає голоси.

Використовуючи цей звуковий датчик, робот Lego Mindstorms може переміщатися у місце більш високої або нижчої гучності в залежності від коду, який написали учні.

Цей звуковий датчик був включений за замовчуванням у попередній версії комплекту Lego Mindstorms NXT. У версії EV3 датчик звуку Lego був замінений другим сенсорним датчиком і більше не присутній за замовчуванням через що доводиться замовляти даний датчик окремо.

В майбутньому Романов О. М. планує придбати датчик кольору NXT (Артикул: 9694) та HiTechnic Color Sensor V2.

Кольоровий датчик 9694 за можливостями відрізняється від базового кольорового датчика EV3 тим, що хоч і може виявити меншу кількість кольорів, а саме тільки шість проти восьми позицій кольору в EV3 проте здатен працювати в режимі лампи, освітлюючи об’єкт одним із варіантів світла: червоним, зеленим або синім, а не лише червоним світлом як EV3. Це може бути корисно для кращого детектування об'єктів різних кольорів і в різних умовах освітленості.

Датчик LEGO використовує світлодіод RGB і послідовно світить червоним, зеленим і синім кольором світла на об'єкті. Відбите світло збирається світловим сенсором, чутливим до всієї довжини хвилі.

У HiTechnic Color Sensor V2 є білий світлодіод і спеціалізований чіп з чутливістю до кольору. Цей чіп має три чутливі області, охоплені червоним, зеленим і синім фільтрами. Додатковою перевагою методу HiTechnic є те, що він може виявляти колір світла, що посилається на нього (в пасивному режимі, при цьому білий світлодіод вимикається). Також для деяких проектів корисна функція індикаторної лампи.

HiTechnic Color Sensor V2 виграє навіть у EV3, а саме HiTechnic не чутливий до навколишнього світла, має більший діапазон виявлення кольорів (аж 18) і дальність реєстрації кольору. Це близько 10 см у порівняні всього з 1 см в датчику NXT і 1,5 см в EV3.

Шкода, що кількість бажаючих відвідувати гурток більша за кількість базових наборів Lego Mindstorms, тому прохання до керівництва Високопільської об’єднаної територіальної громади, підприємців і всіх небайдужих посприяти щодо придбання хоча б базових наборів та додаткових комплектуючих.

 

Додати коментар


 

 

 

 

 


FB-Група Високопільськой ОТГ

Группа Високопільської громади в соцмережі Фейсбук

А ти передплатив газету?

Районна газета

Передплатний індекс - 61667
Будь в курсі новин!

_______________

Офіційні сайти

 

Асоціація міст України

Статистика

1943886
CьогодніCьогодні1115
ВчораВчора2502
На цьому тижніНа цьому тижні18122
У цьому місяціУ цьому місяці54933
З початкуЗ початку1943886

Besthosting


Найновіше