Легкое метро

В работе над проектом принимали участие

, школа № 000, ЦАО
, школа № 000, ЮЗАО
, школа № 000, ЗАО
, школа № 000, ЗАО

Максим Васильевич Вачильев  методист ЦИТУО
Юлия Владимировна Федорова методист ЦИТУО

ЛЕГКОЕ МЕТРО

Содержание проекта

 Учащимся предлагается разработать и создать проект лёгкого метро, в котором роботы будут исполнять основную работу: пропускать пассажиров через турникет, доставлять их к платформе, выполнять функции машиниста.

Учебные цели

При выполнении проекта ученики смогут:

познакомиться с процессами функционирования современного лёгкого метро, с проблемами обеспечения безопасности пассажиров; оценить возможность роботизации отдельных процессов; совершенствовать свои навыки и умения конструирования роботов, решающих различные производственные задачи и разработки программ их функционирования; моделировать различные ситуации в работе лёгкого метро.

Предметы и ЗУНы

ИНФОРМАТИКА:

Объекты и процессы; Модели объектов и процессов; Алгоритмы с ветвлением и конечными циклами; Знакомство с системами управления.

ГЕОГРАФИЯ:

Методы транспортировки; Перевозка пассажиров; Рельеф.

ФИЗИКА:

Принципы работы различных датчиков; Виды движения и преобразование одних видов движения в другие; Исполнительные устройства современных роботов.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ:

Свойства материалов.

Начинаем работу

Тема проекта

Проект посвящён вопросам создания лёгкого метро, в котором все основные операции будут выполнять роботы. Он рассчитан на учеников, которые уже получили навыки конструирования роботов и выполнили задания из сборника 9и 9

Выполнение проекта

Планы занятий в классах включают знакомство с работой лёгкого метро и основными операциями, выполняемыми на различных его участках и в зонах. Рекомендуется обратить внимание учащихся на такие функции как:

Пропуск пассажиров через турникет; Доставку пассажиров к платформе; Движение поезда;

Ученикам предлагается оценить, выполнение каких из них можно "поручить" роботам. Далее им предлагается методом "мозгового штурма" построить информационную модель создаваемого лёгкого метро. Роль учителя в этом процессе сводится к контролю соблюдения правил игры:

Свободное высказывание мнений; отсутствие критики предложений; Ограничение тематики дебатов рамками темы.

Вводная информация

Современное лёгкое метро представляет собой сложное инженерное сооружение, целью функционирования которого является обеспечение перевозок людей с максимальными удобствами для них и с соблюдением необходимых мер безопасности.
Целый ряд функций, которые сейчас выполняются людьми, вполне возможно поручить автоматическим устройствам.
С целью получения представлений о проектируемом объекте, его функциях и возможном облике используют метод "мозгового штурма" или "мозговой атаки".
В ходе мозговой атаки её участники свободно высказывают свои мнения по вопросу исследования, дополняют и развивают ранее высказанные предложения. Запрещается выступать с критикой поступивших предложений, но разрешается высказывать альтернативные предложения. Все поступившие предложения фиксируются одним из участников игры - секретарём.
В конце игры руководитель подводит итоги и даёт оценку возможности реализации высказанных идей с учётом ограниченных возможностей конструктора и других факторов.

Работа над проектом

Общая продолжительность работы над проектом зависит от многих факторов:

Возрастной категории учащихся; Степени подготовленности их работы над проектом; Индивидуальных факторов и др.

С учётом того, что при работе над проектом учащимся необходимы некоторые базовые знания информатики и навыки работы с компьютером, работу над проектом рекомендуется поручить ученикам 7 - 9 классов.
По результатам мозгового штурма учитель определяет состав роботизированных участков проекта, устройств лёгкого метро, которые предполагается включить в состав модели. Один из возможных вариантов такого разбиения:

Турникет, пропускающий пассажиров к подъёмному устройству. Подъёмное устройство, до платформы. Платформа для ожидания прибытия поезда. Поезд без машиниста для перевозки пассажиров.

Класс разбивается на бригады численностью 3 - 4 человека, каждая из которых отвечает за разработку одной из частей проекта. В случае, если какая-либо часть оказывается сложной для реализации силами одной бригады, возможно подключение к работе над ней нескольких бригад.
В процессе работы над проектом учащиеся обмениваются информацией друг с другом и с учителем, выясняя и уточняя детали проекта. Задача учителя на этом этапе - подтолкнуть учащихся к поиску вариантов, обеспечивающих решение задач, направляя их мысль в нужном направлении.
Ниже приводится описание одного из возможных вариантов модели лёгкого метро, и даются программы работы его составных частей.

Описание проекта

Модель лёгкого метро включает три объекта:

Турникет; Подъёмное устройство; Поезд.

Модель работает следующим образом.
Работа модели начинается с работы турникета. При нажатии кнопки Run первого из микрокомпьютеров RCX:

Человек подходит к турникету, вставляет в него карточку для прохода в метро; Турникет открывается, пассажир проходит на подъёмное устройство; RCX подсчитывает количество пассажиров, которые входят на подъёмное устройство, которое переносит пассажиров на платформу; Если по прошествии некоторого времени не набирается нужное количество пассажиров, подъемное устройство все равно поднимается. На платформе пассажиры ожидают прибытия поезда. По окончании посадки пассажиров поезд отъезжает. Турникет ждет следующую партию пассажиров.

Компьютерная система турникета и подъемного устройства.

В ходе выполнения задания ученики должны будут:
1. Собрать турникет с одним мотором, двумя датчиками касания и одним датчиком света. Собрать подъёмное устройство с одним мотором, датчиком освещённости. Собрать поезд с одним мотором, датчиком освещённости.
2. Запрограммировать турникет таким образом, чтобы через него можно было пройти не более 7 пассажиров.

Указание для учителя

Подъёмное устройство.

 

Учебные цели.

В ходе выполнения этого задания ученики будут:
1. Собирать модель подъёмного устройства.
2. Использовать свои знания по программированию в режиме "Конструктор".
3. Рассчитывать различные варианты для задания переменных. х.

Комментарий.

При выполнении этого задания ученики будут собирать модель, руководствуясь инструкцией. От учащихся потребуется использовать свои знания в программировании в режиме "Конструктор". Ниже представлен один из возможных вариантов решения.

 Указание для учащегося

 Подъёмное устройство.

1. Изготовьте модель подъёмного устройства.
2. Загрузите программу ROBOLAB.
3. В режиме "Конструирование" запрограммируйте работу подъёмного устройства.
4. Напишите, как вы будете это делать.
5. Подберите подходящую скорость работы подъёмного устройства.

Указание для учителя

Турникет (ворота с электронным управлением).

Учебные цели:
В ходе выполнения этого задания ученики будут:

1. Собирать модель турникета. Высчитывать, какое количество человек может пройти на подъёмник.

2. Использовать свои знания по программированию в режиме "Конструктор".

3. Рассчитывать различные варианты для задания переменных.

Комментарий.

1. При выполнении этого задания ученики будут собирать модель, руководствуясь инструкцией.

2. От учащихся потребуется использовать свои знания в программировании в режиме "Конструирование". Ниже представлен один из возможных вариантов решения данной задачи.

Указание для учащегося

Турникет (ворота с электронным управлением).

1. Изготовьте модель турникета, контролирующего вход пассажиров в метро.
2. Загрузите программу ROBOLAB.
3. В режиме "Конструирование" запрограммируйте работу турникета.
4. Напишите, как вы будете это делать.
5. Определите, какое максимальное число пассажиров может пройти через турникет.

Указание для учителя

Поезд.

 

Учебные цели.

В ходе выполнения этого задания ученики будут:
1. Собирать модель поезда.
2. Программировать в режиме "Конструирования" программу управления движением модели и остановку модели при обнаружении тёмной линии.
3. Решать задачи, в которых нужно мыслить логически.

Комментарий.

При выполнении этого задания ученики будут собирать модель, руководствуясь инструкцией. От учащихся потребуется использовать свои знания в программировании в режиме "Конструктор". Ниже представлен один из возможных вариантов решения.