Laboratory work in physics "The study of uniformly accelerated motion without initial velocity" using a robotic kit LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3
https://doi.org/10.32517/2221-1993-2024-23-4-15-22
Abstract
The article presents an example of using a robotic kit at physics and informatics lessons — a laboratory work "The study of uniformly accelerated motion without initial velocity" using the LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3 kit. This work is intended for students in 9–10th grades when studying uniformly accelerated motion in a physics course. During the laboratory work, it is necessary to: assemble an experimental setup and create a program for the EV3 control module, which should record the time of movement of a ball along an inclined chute with output to the EV3 module screen; enter the obtained measurement results into a calculation table compiled in an electronic spreadsheet, into which formulas for automatic calculation of acceleration and instantaneous velocity of the ball are preliminarily entered. The laboratory work can be carried out both in a physics and an informatics lessons, and in an optional lesson, you can also conduct an integrated physics and informatics lesson. The use of robotic modeling introduces students to the modern process of conducting physical research (experiments), helps to increase students' interest in experimental work, develop their skills in using robots in research and motivation for engineering and technical creativity.
About the Author
D. M. BlinovRussian Federation
Izhevsk, The Udmurt Republic
References
1. Антонова Д. А., Оспенникова Е. В. Учебные компьютерные симуляции физического эксперимента // Современные проблемы науки и образования. 2021. № 6. С. 1–9. EDN: XWMCWV. DOI: 10.17513/spno.31217.
2. Белиовская Л. Г., Белиовский Н. А. Использование LEGO-роботов в инженерных проектах школьников. Отраслевой подход: учебное пособие. М.: ДМК Пресс, 2016. 88 с.
3. Белиовская Л. Г., Белиовский Н. А. Роботизированные лабораторные работы по физике: пропедевтический курс физики. М.: ДМК Пресс, 2016. 164 с.
4. Векслер В. А. Реализация концепции STEАM-образования при решении задач о движении роботов // Информатика в школе. 2022. № 5. С. 88–94. EDN: LNITMZ. DOI: 10.32517/2221-1993-2022-21-5-88-94.
5. Вязовов С. Я., Калягина О. Ю., Слезин К. А. Соревновательная робототехника: приемы программирования в среде ЕV3: учебно-практическое пособие. М.: Перо, 2014. 36 с. EDN: TNCRXP.
6. Вяткин А. А. Демонстрационные и лабораторные работы по физике с использованием робототехнических наборов и современного цифрового оборудования в рамках раздела курса «Механика». Пермь: Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет; изд-во «Пермский университет», 2016. 106 с.
7. Ершов М. Г. Возможности использования образовательной робототехники в преподавании физики // Проблемы и перспективы развития образования. Материалы IV международной научной конференции (Пермь, 20–23 июля 2013 года). Пермь: Меркурий, 2013. С. 81–87. EDN: VMRECX.
8. Ершов М. Г. Робототехника как объект изучения в курсе физики средней школы // Педагогическое образование в России. 2015. № 3. С. 117–125. EDN: TWFINH.
9. Ершов М. Г., Оспенникова Е. В. Образовательная робототехника как инструмент познания в учебном процессе по физике // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. 2015. № 3. С. 109–124. EDN: TSAONZ.
10. Ионова И. Р. Использование роботов LEGO MINDSTORMS EV3 для изучения механического движения на уроках физики // Информационно-коммуникационные технологии в педагогическом образовании. 2021. № 3 (72). С. 6–9. EDN: WGRQIR.
11. Кокин В. А., Поврозюк А. С. О межпредметных связях технических наук в процессе реализации образовательной робототехники // Осовские педагогические чтения «Образование в современном мире: новое время — новые решения». 2022. № 1-2. С. 259–264. EDN: CBGFXD.
12. Копосов Д. Г. Технология. Робототехника. 5 класс: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020. 96 с.
13. Копосов Д. Г. Технология. Робототехника. 5–6 классы: учебник. М.: Просвещение, 2021. 128 с.
14. Копосов Д. Г. Технология. Робототехника. 6 класс: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020. 224 с.
15. Копосов Д. Г. Технология. Робототехника. 7 класс: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. 224 с.
16. Копосов Д. Г. Технология. Робототехника. 7–8 классы: учебник. М.: Просвещение, 2021. 175 с.
17. Копосов Д. Г. Технология. Робототехника. 8 класс: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. 128 с.
18. Никитина Т. В. Образовательная робототехника как направление инженерно-технического творчества учащихся: учебное пособие. Челябинск: Челябинский государственный педагогический университет, 2014. 171 с. EDN: UGOXXD.
19. Образовательная робототехника на уроках информатики и физики в средней школе: учебно-методическое пособие / Т. Ф. Мирошина и др. М-во образования и науки Челябинской обл., ОГУ «Обл. центр информ. иматериально-технического обеспечения образовательных учреждений, находящихся на территории Челябинской обл.» (РКЦ). Челябинск: Взгляд, 2011. 157 с.
20. Оспенникова Е. В. Развитие самостоятельности учащихся при изучении школьного курса физики в условиях обновления информационной культуры общества: автореф. дис. доктора пед. наук: 13.00.02. Челябинск: Челябинский государственный педагогический университет, 2003. 46 с. EDN: NMIIJT.
21. Оспенникова Е. В. Развитие самостоятельности школьников в учении в условиях обновления информационной культуры общества: монография. В 2 ч. Пермь: Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет, 2003. 300 с. EDN: QSZMCV.
22. Оспенникова Е. В., Ильин И. В., Ершов М. Г., Оспенников А. А. Принцип политехнизма в обучении физике: современная интерпретация и технологии реализации в средней школе: монография / под общ. ред. Е.В. Оспенниковой. Пермь: Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет, 2014. 502 с. EDN: TRXITX.
23. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 31 мая 2021 г. № 287 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования». https://edsoo.ru/wp-content/uploads/2023/08/Приказ-№-287-от-31.05.2021-ФГОС_ООО.pdf
24. Сафонова О. Ю. Урок на тему «Виртуальное исследование Марса» (VI класс) // Информатика в школе. 2020. № 2. С. 28–34. EDN: BFEOSW. DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-2-28-34.
25. Тарапата В. В., Самылкина Н. Н. Робототехника в школе: методика, программы, проекты. М.: Лаборатория знаний, 2017. 109 с.
26. Федеральная рабочая программа основного общего образования. Физика (базовый уровень) (для 7–9 классов образовательных организаций). М.: Институт стратегии развития образования, 2023. 61 с. https://edsoo.ru/wp-content/uploads/2023/08/20_ФРП-Физика_7-9-классы_база.pdf
27. Хапаева С. С., Ганин Р. А., Пышкина О. А., Сунцов К. А. Организация квеста для знакомства учащихся с инновационным оборудованием // Информатика в школе. 2019. № 2. С. 13–17. EDN: UXFCDZ. DOI: 10.32517/2221-1993-2019-18-2-13-17.
Review
For citations:
Blinov D.M. Laboratory work in physics "The study of uniformly accelerated motion without initial velocity" using a robotic kit LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3. Informatics in school. 2024;(4):15-22. (In Russ.) https://doi.org/10.32517/2221-1993-2024-23-4-15-22