Сабақ
Жобаның мақсаты:
- Мотордың жұмыс принципін тәжірибелік түрде түсіну.
- Қарсы салмақ пен дірілдің қозғалысқа әсерін зерттеу.
Пәнаралық байланыс
- Физика (Электр тогы, механика, энергия түрлері)
- Технология (Робототехника негіздері)
- Бейнелеу өнері (роботты әрлеу, сызбалардан суреттер шығару)
Мұғалімге арналған нұсқаулық
Оқушыларды 4-5 адамнан топтарға бөліңіз.
Сабақтың басында ұсынылады: жобаға деген қызығушылықты ояту үшін бірнеше «жетекші сұрақтар» қойыңыз:
- Робот өзі қозғалып, сурет саларлықтай етіп жасауға бола ма?
- Робот қозғалған кезде қандай энергия түрлері бір-біріне айналады?
- Батареяны алып тастасақ, робот жұмыс істей ме? Неге?
Жұмыс істеу кезінде қауіпсіздік техникасы ережелері туралы қысқаша нұсқаулық өткізіңіз.
Теориялық бөлім
Электр энергиясын қозғалысқа айналдыру — қазіргі техника мен робототехниканың негізінде тұрған маңызды құбылыс. Бұл үдеріс батареядан басталып, мотордың жұмысымен аяқталады.
Батарея қалай жұмыс істейді?
Батарея — химиялық энергияны электр энергиясына айналдыратын құрал. Оның ішінде екі түрлі электрод (анод және катод) және электролит бар.
Химиялық реакция нәтижесінде:
- Анодта электрондар бөлініп шығады;
- Олар сыртқы тізбек арқылы катодқа өтеді;
- Электролит иондардың қозғалуына мүмкіндік береді.
Осылайша батарея электр тогын өндіреді.
Электр тізбегі
Электр энергиясы тек тұйық тізбек арқылы қозғалады. Егер батарея сымдар арқылы моторға қосылса, тізбек жабылады және ток ағады. Егер тізбек үзіліп қалса — мотор тоқтайды.
Мотордың жұмысы
- Электр моторы электр энергиясын механикалық энергияға айналдырады. Орам сымдар (катушка) бар, ол арқылы ток өтеді.
- Ток өткізгіш сым магнит өрісіне орналастырылған кезде, Лоренц күші пайда болады.
- Бұл күш катушканы айналуға итермелейді.
- Айналу қозғалысы сыртқы оське беріледі.
Қарсы салмақтың әсері
Егер мотордың осіне кішкене салмақты бір жақ шетіне бекітсе, айналу кезінде тепе-теңдік бұзылады. Бұл тепе-теңсіздік дірілді тудырады.
- Тепе-тең салмақ болса → робот тұрақты қозғалады.
- Салмақ бір жақта болса → робот дірілдеп, әртүрлі бағытта қозғалады.
Бұл принцип роботтың қағаз бетінде түрлі-түсті із қалдыруына мүмкіндік береді.
Ғылыми қорытынды
Батарея химиялық энергияны электр энергиясына айналдырады.
Электр энергиясы моторға беріліп, ол механикалық қозғалысқа айналады.
Мотордың айналуына қарсы салмақ қосылғанда, діріл пайда болып, робот қозғалып сурет салады.
Тәжірибелік бөлім
1-қадам. Пластик стақанды алыңыз. Фломастерлерді стаканның айналасына тігінен қойып, жабысқақ таспамен бекітіңіз. Олар роботтың аяқтары болады.
2-қадам. Батареяны батарея бөліміне салыңыз және сымдарын дайындаңыз.
3-қадам. Мотор мен батарея бөлімін сымдар арқылы байланыстырыңыз.
4-қадам. Мотор мен батарея бөлімін стаканның үстіне жапсырыңыз. Сымдарды кедергі келтірмес үшін жабысқақ таспамен жабыстырыңыз.
5-қадам. Мотордың ұшына қарсы салмақ орнатыңыз. Стерженнің кішкене кесілген бөлігін моторға кіргізіңіз. Оған қыстырғышты қыстырыңыз. Бұл моторды теңгерімсіз қылып, роботты «дірілдетеді».
6-қадам. Қаласаңыз, роботқа көздері мен мұрнын жабыстырыңыз.
Жобаларды таныстыру (презентация)
Оқушылар өздерінің дайын жобаларын таныстыруы керек. Роботты ақ қағаздың үстіне қойып, батарея бөлімін қосыңыз. Суретші робот қозғалып, түрлі-түсті сызықтар қалдырады!
Қорытынды
Бұл жоба арқылы оқушылар электр қуаты мен мотордың көмегімен қарапайым робот жасауды үйренді. Суретші робот ғылыми тәжірибені шығармашылықпен біріктіріп, оқушыларға қызықты әрі көңілді нәтижелер көрсетті.
Бағалау
PBL бойынша бағалау критерийлері:
Problem based learning (проблемалық-бағдарлы оқыту)– бұл шынайы, қызықты және күрделі сұраққа, проблемаға немесе қиындыққа жауап іздеу және жоба бойынша жұмыс істеу арқылы оқушылар білім мен дағдыларды игеретін оқыту әдісі. (сілтеме бойынша өтіңіз)
Жобаны бағалау үшін, оқушыларға осы материалды (PBL rubrics – сілтеме) беріңіз:
– оқушылар қандай критерийлер бойынша дайындалу керектігін алдын ала түсінді,
– оқушылар өз әріптестеріне тиісті баға бере алды.