Scenariusz zajęć z wykorzystaniem zestawu LEGO® MINDSTORMS® Education EV3® 

Wiek uczestników: 10-14 lat
Liczba uczestników: do 14 osób
Czas trwania zajęć: 90 min
Autor: RoboCamp
Link do strony placówki: www.robocamp.pl

INFORMACJE OGÓLNE

Cele ogólne:

• Omówienie zagadnień związanych z programowaniem licznika obrotów na przykładzie modelu motocykla z zestawu LEGO® Education MINDSTORMS® EV3 (#45544).

Cele szczegółowe:
Uczniowie: 

• Poznają historię rozwoju pojazdów dwuśladowych, ich rodzaje i zastosowania.
• Rozwijają umiejętności motoryczne oraz komunikacji i współpracy w grupie, budując w parach motocykl z zestawu LEGO® Education MINDSTORMS® EV3 (#45544).
• Rozwijają kompetencje techniczne poznając budowę i działanie przekładni prostej i kątowej oraz działanie ultradźwiękowego czujnika odległości.
• Zgłębiają tajniki myślenia komputacyjnego tworząc program zliczający obroty motocykla oraz wykorzystują w praktyce odczyty z czujnika odległości, zmienne oraz pętle programowe.

Czego potrzebujesz:

• Zestaw LEGO® Education MINDSTORMS® EV3 (#45544) - po jednym na parę,
• komputer z zainstalowanym środowiskiem programistycznym LEGO® MINDSTORMS® EV3 Classroom,
• filmiki z instrukcją.

PRZEBIEG ZAJĘĆ

• Zobacz (10 min):
  Wprowadzenie do tematu lekcji. Prowadzący omawia z grupą zagadnienia związane z historią rozwoju pojazdów dwuśladowych, ich rodzajami i zastosowaniami. Przykładowe pytania do dyskusji:
  • Jakie typy pojazdów rozwinęły się w wyniku wynalezienia silnika spalinowego?
  • Jakie znasz marki motocykli?
  • Gdzie i dlaczego popularne są skutery Vespy?
  • Jakie typy motocykli wyróżniamy?
  • Czym się charakteryzują?
    
    
    
• Zbuduj (40-50 min): 
  Budowanie robota. Prowadzący udostępnia uczniom instrukcję budowy (poniższy filmik) Uczniowie budują model motocykla w oparciu o instrukcję krok po kroku.
  
  

• Zbadaj (10-15 min): 
  Prowadzący omawia z grupą działanie zbudowanych robotów.
  Przykładowe pytania do dyskusji:
  • Z jakich modułów zbudowana jest konstrukcja motocykla?
  • Jakie elementy konstrukcji modelu motocykla pozwalają mu jeździć po okręgu?
  • Jakie elementy elektroniczne wykorzystano w konstrukcji modelu? Jakie są ich funkcje?
  • W jaki sposób napęd z silnika jest przenoszony do osi napędowej motocykla?
  • Która przekładnia w robocie jest przyspieszająca, a która zwalniająca?
  • Ile wynoszą przełożenia pierwszej i drugiej przekładni zastosowanej w modelu? Jak obliczyć przełożenie łączne?
  • Jakie elementy konstrukcji wpływają na stabilną pozycję centralnej części modelu podczas ruchu motocykla?
  • Jakie szczegóły konstrukcji prawdziwych motocykli można odnaleźć w modelu z klocków?

• Zaprogramuj (20-30 min):
  Programowanie robota. Prowadzący omawia z grupą, w jaki sposób zaprogramować robota w aplikacji LEGO®MINDSTORMS® EV3 Classroom. Prowadzący prezentuje uczniom jak krok po kroku wykonać program dla motocykla. Celem programu jest wprawienie motocykla w ruch po trasie o kształcie okręgu oraz wykonanie licznika obrotów wykorzystującego zmienną oraz wskazania ultradźwiękowego czujnika odległości. Po omówieniu każdego etapu programu, uczniowie programują roboty przy swoich stanowiskach pracy.
  Przykładowe pytania do dyskusji:
  • Jaki element elektroniczny odpowiada za poruszanie się motocykla?
  • Jaki element elektroniczny można wykorzystać do zliczania obrotów motocykla?
  • W jaki sposób można zapobiec kilkukrotnemu zliczaniu jednego przejazdu motocykla przez program?
  • Gdzie w programie możemy przechować informację o liczbie przejechanych okrążeń modelu?
  • W jaki sposób możemy wyświetlić liczbę przejechanych okrążeń na ekranie kostki EV3?
    
    

• Zagraj  (5-10 min):
  Zabawa robotem. Uczniowie testują działanie robota i zaprogramowanego własnoręcznie licznika okrążeń wprowadzając własne zmiany w programie. Dla urozmaicenia, uczniowie mogą przygotować dla motocykla przeszkody (rampy, progi zwalniające, wyskocznie), które ustawią na trasie przejazdu modelu. Alternatywnie uczniowie mogą stworzyć sprawozdanie z zajęć w formie wideo bloga, w którym opiszą działanie robota i opowiedzą o najważniejszych zagadnieniach poruszanych w trakcie pracy nad projektem, takich jak: ultradźwiękowy czujnik odległości, przeniesienie napędu, przekładnie zębate, licznik okrążeń, zmienna.

DODATKOWO

Podpowiedzi:
Proces budowy robota przebiega sprawniej, jeśli dzieci korzystają z proponowanego przez producenta systemu sortowania klocków i pracują w parach.

W trakcie pracy nad budową modelu przekładnia może zostać przypadkowo rozłączona. Przed uruchomieniem modelu należy upewnić się, że koła zębate w przekładni zazębiają się prawidłowo. W modelu motocykla warto zwrócić uwagę na blokadę nóżki - w silnie eksploatowanych zestawach blokada nóżki może nie działać prawidłowo. Należy wówczas nieco wyciągnąć żółty klocek na czerwonej osi.

Czas rozkładania konstrukcji pod koniec zajęć warto wykorzystać na powtórzenie najważniejszych pojęć poznanych na zajęciach. Przykładowe pojęcia do powtórzenia to: ultradźwiękowy czujnik odległości, przeniesienie napędu, przekładnie zębate, licznik okrążeń, zmienna.

Przykładowe rozwiązania konstrukcyjne: