Портфолио

В.В.СЕРГУШИН,
ЦО № 293, СВАО, г. Москва

«Луноход» на базе «LEGO-конструктора»

Дополнительное образование. Ученические проекты, 12 ч. 7–9-й классы

На современных детей идёт огромный поток информации – печать, радио, телевидение, интернет и т.д., – который, однако, не приводит автоматически к системным знаниям – дети не умеют превращать информацию в знания. С точки зрения учителя, возникает новая проблема: подготовить человека, умеющего находить и извлекать необходимую ему информацию в условиях её обилия, усваивать её в виде новых знаний. Другими словами, необходимо формировать у учащихся информационную компетентность. В этом смысле большие возможности даёт метод учебных проектов, в частности, конструирование на базе технологических наборов LEGO DACTA: 9680 («Энергия, работа, мощность») и 9681 («Возобновляемые источники энергии»), которые ориентированы на изучение основных физических понятий (работа, мощность, энергия) и базовых технологических решений, лежащих в основе современных конструкций и устройств. При этом учащиеся не только теоретически разрабатывают отдельные вопросы, но и реализуют свои идеи на практике, изготавливая тот или иной механизм самостоятельно и демонстрируя его работу.

Тематика наших проектов для 7–9-х классов – это разработка, исследование и конструирование агрегата с одним из трёх циклов преобразования энергии: «Электрическая – механическая – электрическая»; «Солнечная – электрическая – механическая»; «Механическая – электрическая – механическая».

Рассмотрим для примера второй проект, работа над которым была построена по типу творческой мастерской: каждый имел своё рабочее место, набор «LEGO-конструктор», методическую литературу и мог получить консультацию учителя.

1 этап – погружение в проект. Каждому учащемуся из группы (состав группы 4–5 человек), сообщаются проблемы проекта, сюжетная ситуация, цели и задачи проекта. Каждый должен хорошо усвоить, что он должен будет сделать дома, а что – в школе; записать цели и задачи проекта, рекомендованную литературу для повторения и изучения материалов по теме; отобрать элементы конструктора предварительно для технической реализации проекта.

Проблема проекта

1. Формулировка задач, которые должен выполнять «Луноход»: фотографирование местности в определенном квадрате; взятие проб грунта; исследование химического состава грунта; измерение дневной и ночной температур; передача полученной информации на Землю.

2. Анализ условий, в которых на Луне должен работать агрегат: температурный режим, профиль местности, где будет работать агрегат.

3. Выбор общей конструкции «Лунохода» исходя из перечисленных задач и условий работы: несущая конструкция, на которой размещается источник энергии, аппаратура управления и средства автоматики; основной источник энергии – солнечная батарея с элементами автоматики, ориентирующими её нормально к направлению солнечных лучей; шасси – либо на гусеничном ходу, либо на колёсах, в обоих случаях передаточные узлы от колёс (гусениц) к несущей конструкции должны обеспечивать преодоление моделью препятствия; конструкции для бурения грунта, редуктор, сам бур, подъёмники.

4. Анализ циклов преобразования энергии при работе «Лунохода»: первый цикл «Солнечная – электрическая», второй – «Электрическая – механическая», третий – «Электрическая – энергия электромагнитных волн».

Модель лунохода из «Lego» выполнил Алёша Егоров (9-й кл.)

2 этап – организация деятельности. Во внеурочное время ребята подбирают литературу в библиотеке, кабинете физики, дома, изучают её в соответствии с поставленными целями и задачами. На уроках они должны собрать заданные конструкции – сначала отдельные элементы, а затем всю в целом. Можно предложить, например, такой порядок работы при сборке модели лунохода.

Урок 1. Выбор, компоновка и сборка несущей конструкции «Лунохода» (2 ч).

Урок 2. Разработка схемы конструкции шасси «Лунохода», а также узлов крепления шасси с несущей конструкцией (2 ч).

Урок 3. Обоснование схемы крепления солнечной батареи к несущей конструкции. Выбор накопителя. Определение места установки двигателя генератора для обеспечения движения «Лунохода» (2 ч).

Урок 4. Определение места крепления бурильной установки и двигателя генератора для обеспечения её работы (1 ч).

Урок 5. Сборка и испытание всей конструкции (1 ч).

Урок 6. Подготовка тезисов к презентации проекта (1 ч).

3 этап – сборка. Учащиеся работают – каждый в соответствии со своим проектом и сообща. Консультируются по необходимости, «добывая» недостающие знания. Кроме того, постоянно собирают материалы к презентации результатов.

4 этап – презентация. Каждый учащийся должен продемонстрировать понимание проблемы, целей и задач проекта, умение планировать и осуществлять работу, демонстрировать найденный способ решения проблемы, рефлексию деятельности и результата. Например, можно составить презентацию из двух частей: теоретической и практической. В теоретической части следует показать, каковы были цели и задачи проекта, как рождалась мысль и как она была реализована на практике. Рекомендуется изготовить план на трёх листах: на первом – цели и задачи проекта, на втором – схематическое представление «Лунохода», на третьем – структурная схема преобразования энергии. В практической части надо продемонстрировать передвижение «Лунохода» по горизонтальной поверхности и вращение бура.

Владимир Васильевич Сергушин – преподаватель физики, астрономии и математики высшей квалификационной категории, кандидат технических наук, доцент. Закончил с отличием Военно-воздушную академию им. Н.Е.Жуковского в 1972 г., а в 1983 г. – факультет ВМК МГУ им. М.В. Ломоносова. Педагогический стаж более 30 лет. Награждён 9-ю медалями. В семье выросли два сына и уже растёт внук. Владимир Васильевич – садовод-автолюбитель, да ещё и играет на баяне.