Кейс УПК. 8 класс. Тема: Умная рука. Создание деталей модели руки.

Кейс УПК

8 класс

Тема: Умная рука. Создание деталей модели руки.

(Тема рассчитана на три занятия. Занятие №1 – шесть уроков в один день)

Модули: КиП, ИВ.

Образовательные технологии: технология проблемного обучения.

Цель: создание дистанционно управляемой модели руки робота, выполняющей сжимание и разжимание пальцев.

Задачи:

• Создание проблемной ситуации учителем и формулирование проблемы учениками;

• Создать условия для развития мышления, логики, познавательного интереса, способности к конструктивному творчеству;

• Изучить научную литературу по данному вопросу;

• Проанализировать существующие системы управления роботами;

• Изучить строение человеческой руки;

• Выбрать подходящий материал и электронное составляющее для создания модели руки робота;

• Разработать чертеж деталей руки в компьютерной программе;

• Вырезать на лазерном станке детали руки;

• Составить программу для управления рукой-манипулятором;

• Использовать при решении поставленной задачи сочетание различных технологий;

• Проанализировать форму конструкции руки-манипулятора, его графическое изображение, понять условности чертежа;

• формировать качества творческой личности с активной жизненной позицией;

• Воспитать целеустремленность при достижении поставленной цели, ответственность за результаты своего труда, уважения к мнению товарищей, доверительного отношения, чувства взаимопомощи, поддержки.

ФГОС:

1. формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению;

2. формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками;

3. усвоение правил индивидуального и коллективного безопасного поведения;

4. овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты;

5. развитие инновационной творческой деятельности обучающихся в процессе решения прикладных учебных задач;

6. совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности;

7. формирование у учащихся системы понятий, связанных с созданием умной руки;

8. обучение анализированию формы и конструкции руки человека, и ее замене на другой материал.

9. обучение графическим изображениям, пониманию условности чертежа;

10. формирование качеств творческой личности с активной жизненной позицией;

WorldSkills:

1. Деятельность в компетенции «Электроника» направлена на создание и тестирование схем, а также выявление и устранение неисправностей в их работе;

2. Мобильная робототехника: Специалисты по робототехнике занимаются сборкой, программированием и обслуживанием робототехнических систем, осуществляет техническое обслуживание роботов, выявляют и устраняют неисправности управления механических и электрических частей, проводят исследования по расширению возможностей роботов.

Оборудование: Наборы по электронике «Матрешка», лазерный станок, ПК, картон.

Состав групп и их роли.

Класс делится на команды по 5-6 человек. В каждой команде происходит деление по разным модулям и специальностям:

1-2 – инженера-конструктора (создают модель руки) - КИП,

1 – программист - ИВ,

1 – аналитик (создание презентации) - КИП,

1-2 – инженер-электронщик (сборка электронной составляющей) -ИВ.

Ход работы группы КИП (инженер-конструктор)

• Изучение конструкции руки человека.

• Сопоставление и выбор формы протеза руки.

• Определение количества деталей протеза и их формы.

• Выбор материала, из которого может быть изготовлен протез.

• Выполнение эскиза протеза на бумаге.

• Расчет размеров деталей.

• Построение чертежей деталей в программе FreeCad.

• Вырезание деталей на лазерном станке.

Ход работы группы КИП (аналитик)

Работа в программе MO PowerPoint. Создание презентации:

• Титульный лист. Наименование учебного заведения, ф.и. авторов, тема работы, год сдачи.

• Введение. Актуальность, цель, задачи, объект исследования, предмет исследования, гипотеза.

• Теоретическая и практическая часть. Отражается исследование, варианты решения проблемы, обоснование выбора оптимального решения, теоретические и практические изыскания.

• Заключение. Выводы, практическая значимость.

Ход работы группы ИВ (программист)

Составление программы для управления рукой-манипулятором.

Ход работы группы ИВ(сборка электронной составляющей)

Начало работы совместно с группой инженеров-конструкторов:

• Изучение конструкции руки человека.

• Сопоставление и выбор формы протеза руки.

• Определение количества деталей протеза и их формы.

• Выбор материала, из которого может быть изготовлен протез.

• Выполнение эскиза протеза на бумаге.

• Расчет размеров деталей.

Далее сборка электронной составляющей по ранее определенным размерам. Составление технологической карты данной сборки.

Этапы УПК:

Установочный (подготовительный)

1. Организационный момент.

2. Знакомство учащихся с техникой безопасности (каждый педагог озвучивает ТО по своему направлению работы);

3. Деление учащихся на команды, в командах - на группы по модулям и спецификой работы, распределение учащихся по рабочим местам, закрепленным за конкретным педагогом;

4. Знакомство учащихся с объемом предстоящей работы. Групповое решение командой общих задач проекта. Определение основных общих моментов по теме проекта.

Практический (производственный)

1. Знакомство учащихся с инструкцией (технологической картой) для выполнения своей части проекта: работа учащихся в разных группах под руководством педагога;

2. Выполнение заданий: работа учащихся в разных группах под руководством педагога;

3. Выполнение заданий: работа учащихся в своей команде, объединение заданий, выполненных в группах, в единый общий проект команды. Доработка, создание общего проекта.

Контрольный (заключительный)

1. Защита проектов;

2. Рефлексия:

   1. Что? – создание деталей и электронной составляющей для руки-манипулятора;

   2. Как?:

      1. Вырезание деталей из картона (удаление части от целого);

      2. сборка электронной составляющей (сборка) + программируемая технология автоматических процессов;

      3. заключительный этап: предварительная сборка изделия (сборка) + программируемая технология автоматических процессов;

      4. создание презентации продукта: технологии представления информации.

   3. Чем?

      1. Вырезание деталей производится на лазерном станке;

      2. программирование осуществляется с использованием ПК.

3. Разбор электронной составляющей. Упаковка для следующего УПК деталей руки-манипулятора. Сдача оборудования;

Ожидаемые результаты:

Команды вырежут детали руки-манипулятора для последующей сборки на следующем дне УПК, определятся с размерами и выполнят сборку электронной составляющей. Выполнят сохранение данной сборки в виде технологической карты. Создадут презентацию для своего проекта, в соответствии с требованиями к оформлению. Сделают выводы о возможности практического применения данного проекта в бионическом производстве.