Урок

Цель проекта:

• На практике понять принцип работы мотора.
• Исследовать влияние противовеса и вибрации на движение.

Межпредметные связи

• Физика (электрический ток, механика, виды энергии)
• Технология (основы робототехники)
• Изобразительное искусство (декорирование робота, создание рисунков из узоров)

Инструкция для учителя:

Разделите учащихся на группы по 4–5 человек.

В начале урока рекомендуется задать несколько «наводящих вопросов», чтобы вызвать интерес к проекту:

• Можно ли сделать робота, который сам будет двигаться и рисовать?
• Какие виды энергии преобразуются во время работы робота?
• Будет ли робот работать, если вынуть батарейки? Почему?

Проведите краткий инструктаж по технике безопасности.

Теоретическая часть

Преобразование электрической энергии в движение — важный процесс, лежащий в основе современной техники и робототехники. Этот процесс начинается с батареи и завершается работой мотора.

Как работает батарея?

Батарея — это устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую. В её составе есть два разных электрода (анод и катод) и электролит.

В результате химической реакции:

• На аноде выделяются электроны;
• Они проходят через внешний проводник к катоду;
• Электролит обеспечивает движение ионов.

Таким образом батарея производит электрический ток.

Электрическая цепь

Электрическая энергия движется только по замкнутой цепи. Если батарея подключена к мотору через провода, цепь замыкается и ток течёт. Если цепь разомкнута — мотор останавливается.

Работа мотора

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую.

• Внутри есть катушка проводов, через которую идёт ток.
• Когда токопроводящий проводник помещен в магнитное поле, возникает сила Лоренца.
• Эта сила заставляет катушку вращаться.
• Вращательное движение передается на внешний вал.

Именно этот принцип позволяет роботу оставлять разноцветные следы на бумаге.

Научный вывод

Батарея преобразует химическую энергию в электрическую.

Электрическая энергия поступает в мотор и превращается в механическое движение.

Добавление противовеса к вращению мотора вызывает вибрацию, благодаря которой робот двигается и рисует.

Практическая часть

Шаг 1. Возьмите пластиковый стакан. Установите фломастеры вертикально по кругу и закрепите скотчем. Они будут служить «ногами» робота.

Шаг 2. Вставьте батарею в отсек и подготовьте провода.

Шаг 3. Соедините мотор и батарейный отсек проводами.

Шаг 4. Прикрепите мотор и батарейный отсек к верху стакана. Зафиксируйте провода скотчем, чтобы они не мешали.

Шаг 5. Установите противовес на вал мотора: вставьте маленький кусок стержня и закрепите на нём скрепку. Это создаст дисбаланс и вибрацию.

Шаг 6. При желании приклейте роботу глаза и нос.

Презентация проектов

Ученики должны представить свои готовые работы. Поставьте робота на белый лист бумаги и подключите батарею. «Художник-робот» начнёт двигаться и оставлять разноцветные линии!

Заключение

В этом проекте ученики научились создавать простого робота с помощью электричества и мотора.Художник-робот объединил научный эксперимент и творчество, подарив детям интересный и увлекательный опыт.

Оценивание

Критерии оценки по PBL (обучение на основе проблем):

Problem-Based Learning — это метод обучения, при котором учащиеся осваивают знания и навыки, работая над проектом и решая реальные, интересные и сложные вопросы или проблемы.

Для оценки проекта дайте ученикам этот материал (PBL rubrics — ссылка):

• учащиеся заранее понимают критерии подготовки,

• учащиеся могут объективно оценить работу своих одноклассников.