КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО ЗАНЯТИЯ «Основы конструирования машин и механизмов LegoTechnik. Червячная передача»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БОКСИТОГОРСКИЙ ЦЕНТР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ»

КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО ЗАНЯТИЯ

Тема: Основы конструирования машин и механизмов LegoTechnik. Червячная передача.

в объединении «Основы робототехники» 2.2

2 год обучения

Подготовила:

педагог дополнительного образования Ксенофонтова Наталья Николаевна

г. Пикалёво

2018 год

Педагог:Ксенофонтова Наталья Николаевна

Объединение:«Основы робототехники» 2.2

Состав учебной группы: 10 человек: 10 мальчиков, возраст обучающихся 11-14лет.

Тема занятия: Основы конструирования машин и механизмов LegoTechnik. Червячная передача.

Данная тема обозначена в соответствии с программой «Основы робототехники»,

2 год обучения.

Степень сложности: средняя

Тип занятия: изучение и первичное закрепление новых знаний.

Межпредметные связи: информатика, технология, физика, математика.

Форма учебного занятия: комбинированная

Форма обучения: групповая, фронтальная

Цель: Познакомить с понятием червячной передачи и её свойствами.

Задачи:

Обучающие

Познакомить понятием и свойствами червячной передачи.

Построить конструкцию «Артиллерийской пушки» c двумя червячными передачами. 

Развивающие

Развить воображение и творческие способности, коммуникативные качества, познавательный интерес учащихся.

Воспитательные

Воспитывать аккуратность и внимательность при выполнении работы;

Воспитывать информационную культуру, эстетическое восприятие окружающего мира.

Планируемые результаты:

В ходе занятия, обучающиеся должны продемонстрировать следующие результаты в виде универсальных учебных действий:

Регулятивные:

Научиться использовать в механизмах червячную передачу.

Познавательные:

Изучение робототехники, конструирование модели по инструкции;

Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.

Коммуникативные:

Развить коммуникативные умения при работе в группе или команде.

Личностные:

Развитие памяти и пространственного мышления.

Ожидаемые метапредметные результаты:

Способность корректировать практическую деятельность, вносить изменения в учебный процесс;

Способность анализировать эмоциональное состояние, полученное от успешной или неуспешной деятельности;

Способность оценить результат деятельности (как чужой, так и своей);

Способность различать и сравнивать изучаемые объекты;

Способность публично выражать своё мнение;

Способность к диалогу;

Способность к развитию общего кругозора и творческих способностей.

Ожидаемые личностные результаты:

Индивидуальные достижения в процессе занятия;

Самооценка приобретённого опыта на занятии;

Стремление доводить начатое дело до конца;

Готовность прийти друг другу на помощь;

Способность адекватно оценить свою деятельность.

Материально-техническое обеспечение:

Оборудование:проектор, компьютеры, конструкторы: LEGO Mindstorms Education EV3, LEGO MINDSTORMS Education NXT.

Программное обеспечение: LEGO Digital Designer

Наглядные пособия: презентация, образец червячной передачи в коробке передач, образец червячной передачи Леонардо да Винчи собранной из деталей LEGO, инструкция по сборке «Артиллерийская пушка».

Структура учебного занятия

1. Организационный этап занятия (3 мин.)

1.1. Приветственное слово педагога.
1.2. Отметка отсутствующих.
1.3. Проверка готовности учащихся.

2. Подготовка учащихся к активной учебной деятельности на основном этапе занятия (7 мин.)

2.1. Активизация знаний учащихся;

2.2. Сообщение темы и цели занятия.

3. Основной этап занятия – усвоение новых знаний (30 мин.)

Объяснение нового материала для выполнения практической работы;

Повторение правил техники поведения в компьютерном классе;

Практическая работа учащихся.

Подведение итогов занятия (4мин.)

Анализ деятельности учащихся. Демонстрация получившихся моделей.

Уборка рабочего места.

Ход учебного занятия:

Развёрнутый конспект занятия

ХОД ЗАНЯТИЯ

Организационный этап

Приветственное слово педагога

Здравствуйте ребята и уважаемые гости! Я очень рада видеть вас на нашем занятии!

Отметка отсутствующих

Давайте проверим, кто у нас отсутствует на уроке, и по каким причинам? (Обращение к учащимся)

Проверка готовности учащихся к занятию

Вводный инструктаж

Посмотрите, все готовы для проведения занятия?(Ответы учащихся)

У каждого включен компьютер и присутствует конструктор на столе. (Ответы учащихся)

Подготовка учащихся к активной учебной деятельности на основном этапе занятия

Активизация знаний учащихся

Вводная беседа:

Начнём наше занятие с повторения ранее изученного материала. Сегодня повторение ранее изученного материала будет в виде кроссворда, где мы должны будем отгадать ключевое слово, которое в последствии позволит нам сформулировать тему нашего сегодняшнего занятия.

(Приложение 1. Демонстрация презентации)

Механизм, служащий для передачи вращательного движения с одного вала на другой и изменением частоты вращения посредством зубчатых колёс и реек. (Ответы обучающихся)

Устройство, с помощью которого человек выполняет физическую работу, или подвижная часть более сложного устройства. (Ответы обучающихся)

Это простейший механизм, представляющий собой балку, способную поворачиваться вокруг точки опоры. (Ответы обучающихся)

Как называется зубчатое колесо, которое соединено с двигателем. (Ответы обучающихся)

Механическая передача, служащая для изменения передачи вращательного движения под углом 90⁰.(Ответы обучающихся)

Механическая передача, преобразующая вращательное движение зубчатого колеса в поступательное движение рейки и наоборот. (Ответы обучающихся)

Эта передача механической энергии при помощи гибкого элемента — приводного ремня за счёт силы трения. (Ответы обучающихся)

Основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями. (Ответы обучающихся)

Шестерёнка, которая получает движение через передачу. (Ответы обучающихся)

Молодцы, я рада, что вы быстро и правильно ответили на все вопросы кроссворда.

Сообщение темы и цели занятия

Теперь, когда мы решили кроссворд, мы можем узнать тему нашего сегодняшнего урока. Кто мне подскажет, какая у нас сегодня тема урока? (Ответы обучающихся: Червячная передача)

Молодцы!

Цель нашего сегодняшнего занятия - познакомиться с понятием червячной передачи и узнать её свойства, а также построить механизм на основе червячной передачи.

(Приложение 1. Демонстрация презентации)

Изучение нового материала

Теоретическая часть.

Ч ервячная передача, ещё называют - зубчато-винтовая передача

Как вы считаете, почему её так называют?(Ответы обучающихся: потому что червячное колесо похоже на винт) 

Онапостроена на основе одной обычной шестерни и червяка (червячного колеса).

Механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним зубчатого колеса.

Впервые механизм червячной передачи описывается у древних египтян. Однако, великий изобретатель Леонардо да Винчи в своих эскизах усовершенствовал данную технику.

Я попыталась воссоздать эту конструкцию из деталей LEGO, сейчас передам её в класс, и вы сможете на неё посмотреть и попробовать в действии. (Педагог передаёт конструкциюобразца червячной передачи Леонардо да Винчи собранной из деталей LEGO, учащиеся и гости занятия по очереди её осматривают)

Как вы думаете, для чего она служила?(Ответы обучающихся)

Червячная передача обладает рядом уникальных свойств:

Она может быть использована только в качестве ведущего зубчатого колеса, и никак не может быть ведомой шестерней. Это очень удобно для механизмов, которые нужны для поднятия и удержания груза без нагрузки на двигатель.

Приведите, пожалуйста, примеры этого свойства червячной передачи. (Ответы обучающихся: например, во многих видах подъемных кранов и погрузчиков, железнодорожных барьеров, разводных мостах, лебедках.) 

Очень широко червячная передача LEGO используется в конструкции захвата для робота-манипулятора.

Так же характерной особенностью червячной передачи является то, что она имеет наибольшее передаточное отношение. В обратном направлении вращение чаще всего блокируется, что даёт возможность использовать червячную передачу при больших нагрузках. Это мы можем это увидеть на примере следующего образца: червячная передача в коробке передач.

Предлагаю провести испытание механизма, сначала проверните ручку, подсоединённую к червяку, а затем на простой шестерёнке.

(Педагог передаёт конструкцию образца червячной передачи в коробке передач и учащиеся и гости занятия по очереди её осматривают)

Какой результат мы получим? (Ответы обучающихся)

В один заход червяка поворачивает один зубец ведомой шестерни. Вы могли встречать червячную передачу на разводном гаечном ключе, где вместо ведомой шестерни используется зубчатая рейка.

Червячная передача имеет ряд преимуществ, как вы думаете каких?

(Ответы обучающихся)

Занимает мало места.

Имеет свойство самоторможения.

Во много раз снижает число об/мин.

Увеличивает силу привода.

Изменяет направление вращательного движения на 90°.

(Приложение 1. Демонстрация презентации)

Физкультминутка

Мы немного с вами засиделись, давайте немного разомнёмся, а помогут нам в этом наши конструкторы. Берём в руки наши ящики.

Вытянули руки вперёд, и повернулись влево, затем вправо (2 раза);

Тоже положение рук, а теперь притянули ящик своей грудной клетке и снова вытянули руки вперёд (2 раза).

А теперь поставили свои ящики на столы, давайте разомнём кисти рук:

Два поворота влево, два поворота вправо и встряхнули кисти рук.

(Педагог вместе с обучающимися выполняет упражнения)

Молодцы!

Повторение правил техники безопасности

и перед тем как перейти к практической части, повторим правила ТБ. Скажите, пожалуйста, чего нельзя делать в компьютерном классе? (Ответы учащихся, примеры ответов:

Находиться в классе в верхней одежде;

Класть одежду и сумки на столы;

Находиться в классе с напитками и едой;

Располагаться сбоку или сзади от включенного монитора;

Присоединять или отсоединять кабели, трогать разъемы, провода и розетки;

Передвигать компьютеры и мониторы;

Включать и выключать компьютеры самостоятельно.

Пытаться самостоятельно устранять неисправности в работе аппаратуры;

Перекрывать вентиляционные отверстия на системном блоке и мониторе;

Ударять по клавиатуре, нажимать бесцельно на клавиши;

Класть книги, тетради и другие вещи на клавиатуру, монитор и системный блок;

Удалять и перемещать чужие файлы)

Молодцы!

Практическая часть

Ваша задача в практической части построить артиллерийскую пушку c двумя червячными передачами.

Инструкцию по сборке вы можете найти у нас на сервере «Пользователь Server3» → папка «user03» → папка «Основы робототехники» → папка «Червячная передача» → артиллерия.

Приступаем к работе.

(Приложение 2. Инструкция по сборке)

Подведение итогов занятия

Анализ деятельности учащихся

А теперь посмотрим, что у нас получилось.

Какие вы молодцы, работали с интересом и были внимательными. Я очень довольна вашими результатами, каждый из вас хорошо потрудился.

Спасибо вам за работу!

Уборка рабочего места

Вы знаете, что после работы необходимо выключить компьютеры, убрать своё рабочее место, привести в порядок учебный кабинет.

Учащиеся убирают свои рабочие места.

Всем спасибо, до свидания!

Список литературы

Филиппов С.А., Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. – М.: Лаборатория знаний, 2017. – 176 с.: ил.

Харичева Д.Л. и др., Технология. 5 класс: учебное пособие: в 2 ч. Ч.2/под ред. Врублёвской Е.Г., Босовой Л.Л. – М.: Лаборатория знаний: ВАКО, 2017. – 93 с.: ил.

Бекурин М., Простые механизма и передачи. Учебное издание. – Екатеринбург: Астер, 2017. – 227 с.: ил.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/312167-konspekt-otkrytogo-zanjatija-osnovy-konstruir