Внедрение и использование программного обеспечения LEGO MINDSTORMS NXT в проведении практических работ по здоровьесберегающих технологиям в деятельности образовательного учреждения

Шайхитдинова Ирина Михайловна,

учитель биологии и валеологии

МБОУ СОШ № 30 г. Новоалтайска,

Заслуженный учитель РФ,

Член краевого губернаторского клуба

«Учителя – новаторы»

Внедрение и использование программного обеспечения LEGO®MINDSTORMS®NXT в проведении практических работ по здоровьесберегающих технологиям в деятельности образовательного учреждения

В основу стандартов нового поколения положен системно - деятельностный подход, который обеспечивает активную познавательную деятельность учащихся. Для достижения требований стандартов к результатам обучения учащихся, склонных к естественным наукам, технике, прикладным исследованиям, важно вовлечь их в учебно- познавательную деятельность уже в начальной школе и развить их способности на следующих этапах школьного обучения.

Одним из направлений является развитие научно- технических способностей учащихся в рамках учебной и внеурочной деятельности. Современные комплексы универсального оборудования и программное обеспечение для всех ступеней образования, учебно- методические материалы позволяют развивать творческие способности на занятиях робототехникой.

При этом если в начальной школе ставится задача развития технического мышления и конструкторских умений на основе лего-конструирования, работы с датчиками, применение интерактивного микроскопа, то в средней школе есть возможность включать в обучение компьютеризированные эксперименты на основе робототехнических устройств. Это существенно отличается от традиционного использования роботов в учебном процессе, которое обычно сводится к решению задач программирования их поведения.

Превращение LEGO- робота в цифровую естественно - научную лабораторию становится возможным благодаря использованию адаптераNXT, предназначенного для сопряжения интеллектуального робота MINDSTORMS NXTс датчиками компании Vernier, и соответствующего программного обеспечения. Использование такого робота – технического комплекта открывает новые возможности для проведения многочисленных экспериментов в самых разных областях, разрабатывать индивидуальные исследовательские проекты.

Не маловажным аспектом интеграции и практической направленности является сборка и программирование самих роботов. Эта деятельности стимулирует изучение современных сред и технологий программирования.

Работа с компьютером и цифровым оборудованием, сборка роботов и проведение экспериментов по исследованию окружающей среды способствует достижению межпредметных результатов освоения образовательной программы общего образования, которые указанны в стандартах нового поколения. К ним относятся: овладение навыками познавательной, учебно – исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применение различных методов познания для изучения различных сторон окружающей действительности.

Использовать робототехнику на уроках биологии достаточно проблематично и нецелесообразно, но объединить возможности робота MINDSTORMS NXTс датчиками компании Vernier можно через внеурочную деятельность учащихся.

Из опыта работы

Кислород – важнейший химический элемент, обеспечивающий дыхание большинства живых организмов. Без кислорода человек может прожить всего несколько минут. Кислород используется клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением содержащейся энергии, необходимой для поддержания жизнедеятельности.

Признаки кислородной недостаточности (гипоксия): общая слабость и сонливость, головная боль, быстрая утомляемость, раздражительность и хроническая усталость. Со временем гипоксия приводит к нарушению сна и обмена веществ, снижению иммунитета, инфекционным болезням и даже онкологическим заболеваниям.

Поступление кислорода в организм происходит из окружающей среды. Следовательно, в формировании навыков здорового образа жизни, отношение человека к качеству окружающей его среды является одним из элементов здоровьесбережения.

Эксперимент: Определение содержания кислорода.

Задачи

При проведении данного эксперимента мы будем:

измерять содержание кислорода с помощью компьютера и блока NXT;

сравнивать показания при разных условиях

Оборудование:

компьютер

интеллектуальный блок LEGO NXT

программное обеспечение MINDSTORMS NXT 2,0

адаптер датчика Vernier NXT

датчик содержания кислорода Vernier

кабельNXT

Материалы

2 пластиковые емкости по 5 литров

два вазона с комнатными растениями (в данном эксперименте фиалки узамбарские)

поле с черной линией

Введение

Растения выполняют важную роль в биосфере, в процессе фотосинтеза они вырабатывают побочный продукт – кислород.

«Зеленые друзья» в офисных и жилых помещениях благоприятно сказываются на микроклимате, поскольку, вследствие обогащения кислородом и увлажнения воздух в помещении становится чище. Дыхание растений в отличие от фотосинтеза происходит непрерывно. Это следует учитывать при разведении комнатных растений. Однако надо иметь в виду, что если днем растения активно поглощают углекислый газ и выделяют кислород, то ночью, при отсутствии источника света дыхание становится особенно заметным, и что если в спальном помещении находится большое количество крупнолистных растений, то количество кислорода за ночь может значительно уменьшиться.

Мы решили проверить эту информацию на практике. Известно, что нормальное содержание кислорода в помещении – 20, 5 %.

При постановке эксперимента была выдвинута рабочая гипотеза: Если в помещении не будет условий для протекания фотосинтеза, то содержания кислорода в нем будет меньше, так как растения в процессе дыхания поглощают кислород.

Для подтверждения или опровержения гипотезы нами был подготовлен и проведен эксперимент.

Два одинаковых растения поместили под пластмассовые колпаки, одно из них затемнили, чтобы предотвратить фотосинтез, другое оставили на свету. Через три дня провели замеры содержания кислорода.

Подготовка адаптера к работе

АдаптерVernierNXT обеспечивает совместимость многих аналоговых датчиков с роботизированными устройствами LEGO®MINDSTORMS®NXT.

Запустить программу NXTV2.0 и выбрать BlockImport andExportWizard (Мастер настройки импорта и экспорта блока) в меню Tools (Сервис). Нажать Browse (Загрузить) и перейти к папке VernierSensorBlock, независимо от места ее загрузки. ВыбратьVernierSensor и нажать OK. Через несколько секунд на экране должны появиться слова VernierSensorкак название импортируемого блока. Щелкнуть кнопкой мыши на названии VernierSensor, а затем изменитьPalette (Панель инструментов) с Advanced (Расширенная) на Sensor (Датчик). Теперь необходимо отобразить блок VernierSensor на панели инструментов датчика в программе NXT версии 2.0. Выделив слова VernierSensor и настроив панель инструментов на использование датчика, нажать Import (Импортировать). Через несколько секунд блок Vernier Sensor будет импортирован в установленную программу NXT версии 2.0.

Методика проведения

I. Соединили датчик и блок NXT

подключили датчик к адаптеру Vernier NXT

подсоединили адаптер к порту 1 блока NXT кабелем LEGONXT

блок NXT подсоединили к компьютеру через USB

II. Запустили программуNXT 2,0

III. Подготовили программу для сбора данных содержания кислорода

В самом начале программы робот замеряет уровень кислорода в помещении. Результат – 20,59%. Затем происходит замер в той ёмкости, где фотосинтез некоторое время не протекал - это 19,14%. Последнее измерение - в ёмкости, где протекал фотосинтез. Результат – 21,13%. При данных условиях, с учетом погрешностей гипотеза подтверждается.

Ознакомиться с видео уроком можно на сайте

http://robot.uni-altai.ru/metodichka/videouroki-iriny-mihaylovny-shayhitdinovoy или

http://www.afsedu.ru/publics/index/opit.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/389745-vnedrenie-i-ispolzovanie-programmnogo-obespec