Zaprojektuj i wydrukuj robota + zaprogramuj jego pracę
Scenariusz zajęć realizowanych zgodnie z metodologią STEM w oparciu o zasoby Zintegrowanej Platformy Edukacyjnej, opracowany w ramach rządowego programu wspierania organów prowadzących szkoły i placówki w rozwijaniu umiejętności cyfrowych dzieci i młodzieży na lata 2025‑2029 – „Cyfrowy Uczeń” (Dz.U.2025.1254)
Informacje ogólne
Imię i nazwisko autora: Roman Frąckowiak
Przedmiot wiodący:
informatyka
Filary metodologii STEM realizowane w ramach zajęć:
(S) przedmioty przyrodnicze
fizyka
(T) technologie
informatyka
(E) inżynieria
(M) matematyka
Etap edukacyjny:
II etap - szkoła podstawowa,
klasa 7
klasa 8
Pracownia STEM wspierana przez scenariusz:
P2: Konstruowanie i programowanie robotów
Czas potrzebny na realizację zajęć:
135 minut (3 godziny lekcyjne)
Sugerowany sposób organizacji czasu:
zajęcia realizowane w całości w sposób ciągły
Krótki opis zajęć
Scenariusz zajęć oparty na metodologii STEM prowadzi uczniów przez proces odkrywania, analizowania i praktycznego zastosowania wiedzy, wykorzystując zasoby Zintegrowanej Platformy Edukacyjnej. Zajęcia obejmują fazę wprowadzającą, działaniową i podsumowującą, podczas których uczniowie rozwijają kompetencje kluczowe, współpracują i rozwiązują postawiony problem. W fazie końcowej dokonują samooceny, formułują wnioski oraz sprawdzają stopień realizacji celów. Uczniowie pod nadzorem nauczyciela zaprojektują w aplikacji typu CAD np. Blender lub Tinkercard elementy robota, wydrukują na drukarce 3D. Połączą wydrukowane elementy z elementami z zestawów konstrukcyjnych, a następnie napiszą program, którego zadaniem będzie poruszanie się o śladzie. Do napisania programu wykorzystają aplikację Scratch.
Tytuły i odnośniki do e‑materiałów z ZPE, w oparciu o które przygotowane są zajęcia
Cele lekcji oraz realizowane punkty podstawy programowej
Cel ogólny zajęć:
Celem ogólnym zajęć jest rozwijanie u uczniów kompetencji kluczowych w obszarze nauk ścisłych, technologii i inżynierii poprzez realizację projektu STEM, obejmującego projektowanie elementów robota w środowisku CAD, ich wytwarzanie metodą druku 3D oraz programowanie ruchu robota w aplikacji Scratch, prowadzące do praktycznego rozwiązania postawionego problemu.
Cele operacyjne w sferze kognitywnej zgodnie ze zrewidowaną taksonomią Blooma
Z zakresu pamiętania informacji
(przywoływanie istotnych informacji).
Uczeń:
wymienia podstawowe etapy procesu drukowania 3D (modelowanie, przygotowanie druku, druk, obróbka wykończeniowa)
wskazuje elementy drukarki 3D;
wymienia podstawowe bloczki wykorzystywane do programowania ruchu i sterowania robotem w Scratchu.
Z zakresu rozumienia informacji
(wyjaśnienie istotnych informacji).
Uczeń:
wyjaśnia na czym polega druk 3D — jak komputerowy model 3D staje się obiektem rzeczywistym, na czym polega fragmentacja na warstwy, rola filamentu, ekstrudera, slicera;
wyjaśnia, jak poszczególne bloczki wpływają na zachowanie robota,
opisuje zależność między kolejnością bloczków a wykonaniem programu,
omawia, czym różni się instrukcja sekwencyjna od zdarzeniowej.
Z zakresu zastosowania informacji
(rozwiązywanie problemów o zamkniętej strukturze, o jednoznacznym rozwiązaniu).
Uczeń:
projektuje prosty element robota (np. uchwyt, obudowę, część ruchomą), przygotowuje go do druku (poprzez odpowiednie ustawienia), a następnie — po wydrukowaniu — włącza do konstrukcji robota i programuje jego działanie (np. ruch silnika, obrót, czujnik),
tworzy prosty skrypt sterujący robotem w Scratchu zgodnie z otrzymanym zadaniem,
modyfikuje gotowy skrypt w celu zmiany prędkości, kierunku lub reakcji robota,
stosuje instrukcje ruchu, kontroli i zdarzeń w praktycznym zadaniu programistycznym.
Z zakresu analizowania, oceniania i tworzenia informacji
(rozwiązywanie problemów o otwartej strukturze, tworzenie własnych rozwiązań zadanych problemów, ocena dotycząca wartości idei lub materiałów).
Uczeń:
ocenia, który materiał / filament / kształt zapewni odpowiednią wytrzymałość i stabilność dla części robota; proponuje własne rozwiązania konstrukcyjne;
omawia, jakie wady i zalety ma wybrany projekt;
wypracowuje w zespole najbardziej efektywne, bezpieczne i estetyczne rozwiązanie;
rozpoznaje błędy w przygotowanym skrypcie i proponuje sposób ich usunięcia,
porównuje różne rozwiązania programistyczne prowadzące do tego samego efektu,
ocenia, czy przygotowany program spełnia założone cele i poprawnie rozwiązuje postawiony problem.
Sposób realizacji zaplanowanych celów przez nauczyciela
rozmowa nauczająca z wykorzystaniem multimedium i ćwiczeń interaktywnych,
dyskusja;
praca indywidualna;
praca w parach;
praca w grupach;
praca całego zespołu klasowego.
Realizowane punkty podstawy programowej kształcenia ogólnego dla danego przedmiotu
Przygotowanie do zajęć
Przygotowanie nauczyciela
Sprawdzić logowanie do ZPE, pobrać e‑materiał „Od modelowania do wydruku 3D”, zapoznać się z przewodnikiem nauczyciela, przejrzeć materiały multimedialne: film instruktażowy, gry edukacyjne, sekwencje filmowe.
Przygotować stanowiska robocze: komputery/tablety z oprogramowaniem do modelowania 3D (np. darmowe programy typu CAD / 3D), slicer, dostęp do drukarki 3D, filamenty, narzędzia do obróbki wydruków (np. szczypce, szlifierka, pilniki).
Przygotować komplet zestawów do robotyki — elementy mechaniczne, silniki/serwa, kontrolery, kable.
Sprawdzić spełnienie zasad BHP w pracowni: wentylacja w pomieszczeniu, bezpieczne ustawienie drukarek, zasady pracy z narzędziami, ochronne okulary / rękawice (jeśli są wymagane przy obróbce wydruku).
Przygotować instrukcję BHP i omówić ją z uczniami przed rozpoczęciem pracy.
Zaplanować podział uczniów na zespoły (np. 3–4 osobowe), role w zespole (projektant 3D, operator drukarki, konstruktor, programista).
Co zrobić, aby zajęcia były dostępne dla wszystkich uczniów?
Skorzystać z dostępnych adaptacji materiałów na ZPE — e‑materiały są przygotowane również z myślą o uczniach o różnych potrzebach edukacyjnych.
Zapewnić napisy lub transkrypcje do filmów (dla uczniów słabosłyszących lub z trudnościami w uwadze). W przypadku materiałów ZPE, film instruktażowy ma opcję napisów.
Uczniom z trudnościami manualnymi — przydzielić role inne niż obsługa drukarki / obróbka (np. projektowanie komputerowe, programowanie, dokumentacja, kontrola jakości).
Uczniom potrzebującym dodatkowego wsparcia — umożliwić pracę w parach lub małych grupach oraz wydłużyć czas pracy, dać możliwość konsultacji z nauczycielem/opiekunem.
Przygotować materiały w formie dostosowanej — np. uproszczone instrukcje, schematy krok po kroku, obrazki, symboliczne oznaczenia, unikać zbyt skomplikowanego języka.
Przygotowanie uczniów
Poproś, by uczniowie:
zalogowali się na ZPE, otworzyli materiał „Od modelowania do wydruku 3D” i zapoznali się z sekcją „Wprowadzenie” oraz podstawowymi pojęciami (np. filament, model 3D, slicer). Wprowadzenie - Od modelowania do wydruku 3D - zpe.gov.pl
obejrzeli film instruktażowy „Jak tworzyć obiekty przestrzenne do druku 3D”. Proces drukowania 3D - Od modelowania do wydruku 3D - zpe.gov.pl
Zastanowili się nad możliwymi przedmiotami, które mogliby zaprojektować — częścią robota, którą chcieliby mieć. Przygotowali szkic / rysunek pomysłu.
Przynieśli (jeśli możliwe) własne notatki, szkice, pomysły.
Kluczowe zasady bezpieczeństwa podczas zajęć
Kluczowe zasady bezpieczeństwa podczas zajęć z informatyki z wykorzystaniem STEM.
1. Bezpieczeństwo pracy przy komputerze
Zagrożenia:
przeciążenie wzroku, bóle pleców i rąk wynikające z niewłaściwej postawy,
potknięcia i upadki spowodowane przewodami podłączonymi do komputerów,
przypadkowe utraty danych.
Jak unikać:
siedzieć prosto, z monitorem ustawionym na wysokości oczu,
utrzymywać porządek przy stanowisku pracy, nie dotykać kabli i nie odłączać ich bez zgody nauczyciela,
zapisywać pracę regularnie i korzystać z bezpiecznych nośników danych.
2. Bezpieczeństwo podczas pracy z elektroniką i Arduino
Zagrożenia:
zwarcia i uszkodzenie komponentów wskutek błędnego podłączenia,
oparzenia lub porażenia przy nieumiejętnym korzystaniu z zasilania,
uszkodzenie sprzętu komputerowego przez nieprawidłowe wpięcie płytki Arduino.
Jak unikać:
montować obwody tylko na płytkach stykowych, bez lutowania
przed podłączeniem do zasilania sprawdzić układ co najmniej dwa razy,
używać rezystorów przy elementach wymagających ograniczenia prądu (LED, czujniki),
nie dotykać metalowych części układu, kiedy jest podłączony do USB,
zgłaszać nauczycielowi wszelkie podejrzane zapachy, nagrzewanie się elementów lub błędy działania.
3. Bezpieczeństwo w pracy zespołowej
Zagrożenia:
konflikty wynikające z nieporozumień,
niekontrolowane działania jednego ucznia mogące zagrozić całej grupie.
Jak unikać:
dzielić się obowiązkami zgodnie z rolami (projektant, konstruktor, programista, tester),
komunikować wszystkie zamiary dotyczące zmian w projekcie,
zachowywać się odpowiedzialnie i respektować polecenia nauczyciela.
4. Cyberbezpieczeństwo i higiena cyfrowa
Zagrożenia:
dostęp do niebezpiecznych treści,
przypadkowe pobranie szkodliwego oprogramowania,
utrata lub wyciek danych osobowych.
Jak unikać:
korzystać wyłącznie z zatwierdzonych przez nauczyciela stron i narzędzi,
nie pobierać plików z nieznanych źródeł,
nie udostępniać haseł i nie logować się na cudzych kontach,
wylogowywać się po zakończeniu pracy.
5. Zachowanie porządku i organizacja stanowiska
Zagrożenia:
potknięcia, przewrócenie sprzętu, uszkodzenia urządzeń,
zgubienie elementów konstrukcyjnych lub elektronicznych.
Jak unikać:
odkładać narzędzia i elementy do oznaczonych pojemników,
utrzymywać czyste biurko,
po zajęciach sprawdzać, czy nic nie zostało w gniazdach, kablach lub na podłodze.
Przebieg zajęć
Faza wprowadzająca
Czas [min] | Działania nauczyciela | Działania uczniów | Uwagi / wskazówki metodyczne |
|---|---|---|---|
2 min | Zaciekawienie uczniów: Nauczyciel w jasny sposób komunikuje: co uczniowie będą dziś robić (np. zbudują robota, podłączą czujnik, napiszą program), jakie umiejętności rozwiną, jaką wiedzę wykorzystają w praktyce. | Uczniowie dzielą się pomysłami. | Zaprasza do swobodnej rozmowy. Wzmacniaj motywację wewnętrzną: Wytłumacz, w jakich branżach i zawodach wykorzystuje się układy oparte na Arduino (automatyka, robotyka, inteligentne systemy). |
2 min | Przedstawienie celów: | Uczniowie podają cel zajęć. | Pokazuje interdyscyplinarny charakter praktycznej pracy. Cele powinny być przedstawione w języku zrozumiałym dla ucznia (język efektów uczenia). |
3 min | Krótka gra pytań „co już wiesz”: uczniowie w parach / grupach odpowiadają, co rozumieją pod słowami „druk 3D”, „modelowanie 3D”, „filament”. Słownik pojęć dla e‑zasobu - Od modelowania do wydruku 3D - zpe.gov.pl Wprowadza podstawowe pojęcia: co to jest drukarka 3D, filament, model 3D, slicer — można zaczerpnąć definicje ze „Słownika pojęć” w e‑zasobie. | Odpowiadają na pytania, wyjaśniają pojęcia na podstawie wskazanego materiału dostępnego na ZPE. | Nauczyciel zapisuje odpowiedzi na tablicy — to pozwala zorientować się, na jakim poziomie jest klasa. Unikaj wykładu – stawiaj pytania: E‑materiał Urządzenia zewnętrzne zestawu komputerowego i ich przeznaczenie |
2 min | Zasady pracy i oczekiwania: Omówienie zasad bezpieczeństwa, współpracy oraz sposobu zgłaszania problemów technicznych. | Podają podstawowe zasady bezpieczeństwa. | Zadbaj o bezpieczeństwo już w fazie wprowadzającej:
|
6 min | Nauczyciel omawia zadania do wykonania. Plan działań – robota podążającego po linii 1. Wprowadzenie do projektu Cele:
Zadania dla uczniów:
2. Projekt mechaniczny robota Zadania dla uczniów:
Efekt:
3. Projekt kabiny robota w programie CAD Zadania dla uczniów:
Efekt:
4. Druk 3D elementów Zadania dla uczniów:
Efekt:
5. Programowanie robota w Scratchu Zadania dla uczniów:
Efekt:
6. Testowanie i udoskonalanie robota Zadania dla uczniów:
Efekt:
7. Analiza wyników i wyciąganie wniosków Zadania dla uczniów:
Efekt:
| Podział na grupy zadaniowe w zależności od ilości zestawów (najlepiej grupy 4 osobowe) i realizacja zadań. | Nauczyciel przedstawia zadania jakie będą do wykonania / obrazuje całościowe działanie, a następnie te zadania są realizowane etapami w grupach. Do każdego zadania określa cel oraz działania uczniów. Przykładowe programy sterujące robotem podążającym po linii: 1. Algorytm w Scratchu (opis blokowy – typowy dla LEGO / mBlock / Scratch for Arduino), 2. Program w C/C++ (np. dla Arduino z czujnikiem linii IR). Zakładamy najprostszy wariant z jednym czujnikiem linii (czarny/biały) oraz dwoma silnikami. Program w Scratchu - robot podążający po linii Założenia:
Algorytm:
kiedy kliknięto zieloną flagę ustaw prędkość lewego silnika na 50 ustaw prędkość prawego silnika na 50 zawsze jeżeli (czujnik linii = 1) // czarna linia ustaw prędkość lewego silnika na 30 ustaw prędkość prawego silnika na 60 w przeciwnym razie ustaw prędkość lewego silnika na 60 ustaw prędkość prawego silnika na 30 Co robi program?
Można zaproponować wersję o lepszej stabilności Wersja rozszerzona (lepsza stabilność) Dodaj krótki czas opóźnienia: czekaj 0.05 sekundy Przykładowy program w C/C++ (Arduino) Sprzęt:
Połączenia int sensorPin = 2; // czujnik linii (cyfrowy) int motorL1 = 5; // silnik lewy int motorL2 = 6; int motorR1 = 9; // silnik prawy int motorR2 = 10; Program w C/C++ int sensorPin = 2; int motorL1 = 5; int motorL2 = 6; int motorR1 = 9; int motorR2 = 10; void setup() { pinMode(sensorPin, INPUT); pinMode(motorL1, OUTPUT); pinMode(motorL2, OUTPUT); pinMode(motorR1, OUTPUT); pinMode(motorR2, OUTPUT); } void loop() { int sensorValue = digitalRead(sensorPin); if (sensorValue == HIGH) { // Czarna linia – skręt w lewo analogWrite(motorL1, 80); analogWrite(motorL2, 0); analogWrite(motorR1, 150); analogWrite(motorR2, 0); } else { // Białe tło – skręt w prawo analogWrite(motorL1, 150); analogWrite(motorL2, 0); analogWrite(motorR1, 80); analogWrite(motorR2, 0); } delay(20); } Jak działa program?
Rozszerzenie (dla uczniów zdolniejszych)
Schemat blokowy algorytmu Możesz go narysować na kartce / PowerPoint, korzystając z poniższego opisu. Schemat blokowy - opis START · ustaw prędkość bazową silników · uruchom silniki ⬇ ⬇ ⬇⬇ · zmniejsz prędkość lewego silnika · zwiększ prędkość prawego silnika ⬇⬇ · zwiększ prędkość lewego silnik · zmniejsz prędkość prawego silnika ⬇ START | v Ustaw prędkość | v Czytaj czujnik | v Czy linia czarna? / \\\ TAK NIE | | Skręt w lewo Skręt w prawo | | └───────<─────┘ Program w mBlock (Scratch) - jeden czujnik linii Założenia:
Program – zapis blokowy (dokładnie jak w mBlock) kiedy kliknięto zieloną flagę zawsze jeżeli (czujnik linii < 500) ustaw M1 na 50 ustaw M2 na 100 w przeciwnym razie ustaw M1 na 100 ustaw M2 na 50 czekaj 0.02 s Wskazówki dydaktyczne (dla uczniów)
|
Faza realizacyjna
Czas [min] | Działania nauczyciela | Działania uczniów | Uwagi / wskazówki metodyczne |
|---|---|---|---|
10 min | Zadanie 1 - Wprowadzenie do projektu
|
| Przedstawia czym jest robotyka Prezentacja multimedialna - Czym jest robotyka? - zpe.gov.pl
|
10 min | Zadanie 2 - projekt mechaniczny robota |
| |
30 min | Zadanie 3 - projekt kabiny robota Omawia aplikacje do projektowania wizualnego Tinkercard lub Blender Nauczyciel nadzoruje pracę uczniów podczas projektowania | Uczniowie projektują kabinę. Kabina zamocowana będzie na podwoziu wykonanym z klocków LEGO / LEGO Spike | Najlepszym rozwiązaniem jest skorzystanie z klocków LEGO Spike, ponieważ zestawy posiadają odpowiednie silniki, koła i elementy stabilizacyjne, które łatwo dopasować. Jeżeli użyjemy klocków Lego to należy rozważyć w jaki sposób zamontujemy na podwoziu układ sterujący robotem. Tym układem może być płyta Arduino, ale do płyty Arduino należy przygotować szersze podwozie. Dla uczniów posiadających większe umiejętności związane z projektowaniem i obsługa komputera, można wprowadzić aplikację Blender. Link do e‑materiału Urządzenia zewnętrzne zestawu komputerowego i ich przeznaczenie Proponujemy przeanalizowanie informacji umieszczonych na ZPE Link do e‑materiału Jak tworzyć obiekty przestrzenne do druku 3D |
5 min | Zadanie 4 - druk elementów Nauczyciel pełni rolę doradcy — pomaga w obsłudze drukarki 3D / programu, wspiera merytorycznie, monitoruje pracę, sugeruje poprawki, ale to uczniowie prowadzą projekt. | Drukowanie elementów na drukarce 3D. Po wydrukowaniu — obróbka końcowa: usuwanie podpór, szlifowanie, ewentualne dopasowanie do elementów robota. | Uczniowie odpowiedzialni za druk obserwują proces. |
15 min | Kontynuacja zadania 2 Łączenie podwozia z elementami wydrukowanymi. Nauczyciel pełni rolę doradcy — pomaga w doborze elementów. | Po wydruku i obróbce, uczniowie montują część w konstrukcji robota (np. z zestawu robotycznego), wydrukowaną kabinę, dołączają silnik / serwo, czujniki, przewody. | Nauczyciel na tym etapie pełni rolę doradcy, wskazuje możliwe kierunki modyfikacji, ale to uczniowie decydują, co zmieniają — uczą się na błędach, podejmują decyzje, uczą się iteracyjnego procesu projektowania. Blockly - Tworzenie i edycja materiałów dydaktycznych - zpe.gov.pl |
30 min | Zadanie 5 - programowanie robota w Scratchu Odpowiedni dobór aplikacji do programowania robota. Nadzoruje poprawność tworzenia programu. | Programowanie — uczniowie tworzą prosty program.
| Należy wybrać odpowiednie środowisko do programowania robota. Dopasować do umiejętności uczniów. Mamy do dyspozycji aplikacje blokową Scratch fot LEGO, Scratch oraz środowisko C/C++ dla uczniów zaawansowanych. |
5 min | Zadanie 6 - testowanie działania robota. Nauczyciel służy radą. Kontroluje pracę uczniów. |
Sprawdzają, czy wydrukowane części działają, czy są stabilne, czy spełniają założoną funkcję. | Nauczyciel na tym etapie pełni rolę doradcy, wskazuje możliwe kierunki modyfikacji, ale to uczniowie decydują, co zmieniają — uczą się na błędach, podejmują decyzje, uczą się iteracyjnego procesu projektowania. |
Faza podsumowująca
Czas [min] | Działania nauczyciela | Działania uczniów | Uwagi / wskazówki metodyczne |
|---|---|---|---|
5 min | Zadanie 7 - analiza wyników i wyciąganie wniosków Nauczyciel zwraca uwagę na:
|
| Każdy zespół odnosi się do zadania projektowego: „Czy zaprojektowany element robota działa zgodnie z założeniem? W jakim stopniu rozwiązaliśmy problem?” |
5 min | Dyskusję: co udało się zrealizować — która część była prosta, która trudna. Nauczyciel wyświetla lub wypowiada pytanie postawione na początku zajęć: „Jak przechodzimy od pomysłu na część robota do działającego elementu w prawdziwym urządzeniu?” „Na początku lekcji zapisaliście, skąd się bierze przedmiot wydrukowany w 3D. Otwórzcie teraz swoje kartki / notatki. Dopiszcie, co wiedzieliście wcześniej, a co wiecie teraz — w czym zaszła zmiana?” | Uczniowie wspólnie tworzą mapę procesu, którego doświadczyli: • projekt → model 3D → slicer → druk → obróbka → montaż → programowanie → testowanie Uczniowie w parach lub małych zespołach porównują swoje wcześniejsze pomysły z tym, co wiedzą teraz. | Nauczyciel stosuje dyskusje kierowaną, ale pozwala uczniom na swobodne wypowiedzi. Na każdym etapie dopisują: • jaką wiedzę z fizyki / chemii / matematyki / informatyki wykorzystali, • co sprawiło trudność, • co było kluczowe dla sukcesu. |
2 min | Sprawdzenie realizacji celów operacyjnych Propozycja aktywności: „Światła sygnalizacji” Nauczyciel zbiera obserwacje — to jednocześnie szybka forma ewaluacji. | Uczniowie pokazują kartoniki / naklejki w 3 kolorach: • zielony – „umiem i rozumiem”, • żółty – „rozumiem częściowo, potrzebuję jeszcze praktyki”, • czerwony – „nie rozumiem / potrzebuję pomocy”. | Ocena dotyczy czterech obszarów celów: 1. Pamiętanie: Czy potrafię wymienić etapy druku 3D? 2. Rozumienie: Czy potrafię wyjaśnić, jak działa drukarka 3D i co to jest filament? 3. Zastosowanie: Czy potrafię przygotować prosty model do druku? 4. Analiza / tworzenie: Czy potrafię ocenić, co poprawić w moim projekcie i zaproponować ulepszenia? |
3 min | Podsumowanie i ocena Pytania oceniające osiągnięcie celów: • Czy potrafisz teraz opisać cały cykl powstawania przedmiotu od projektu do gotowej części robota? • Jakie umiejętności zdobyłeś lub poprawiłeś podczas zajęć? • Który element pracy był najtrudniejszy i jak sobie z nim poradziłeś? • Czy czujesz, że wyjaśniłeś problem zawarty w temacie zajęć? Dlaczego tak / dlaczego nie? | Uczniowie odpowiadają na pytania nauczyciela. | Przykładowe pytania podsumowujące dla nauczyciela. • Co dziś najbardziej Cię zaskoczyło w projektowaniu lub drukowaniu 3D? • Jakie decyzje projektowe podjęliście świadomie — i dlaczego? • Jak wykorzystaliście matematykę podczas projektowania? • Jakie właściwości materiału (filamentu) okazały się najważniejsze dla Waszego projektu? • W jaki sposób fizyka ruchu i mechanika były potrzebne w konstrukcji robota? • Gdybyś miał zaprojektować ten element ponownie, od czego zacząłbyś pracę? • Co według Was było kluczem do tego, że Wasza konstrukcja zadziałała / nie zadziałała? • Jak Wasz zespół rozwiązywał problemy, kiedy coś nie działało? |
Po zajęciach
Propozycja działań dla uczniów, które mają na celu integrację i utrwalenie zdobytej wiedzy
Działania uczniów wspierające integrację i utrwalenie wiedzy
1. Mini‑projekt podsumowujący
Uczniowie projektują i wykonują niewielki układ lub program, wykorzystując zdobytą wcześniej wiedzę.
Przykłady:
stworzenie sygnalizatora świetlnego na diodach,
pomiar jasności światła i wyświetlanie wyników,
termometr z diodą sygnalizującą przekroczenie temperatury,
prosty alarm światła lub ruchu.
Cel: samodzielne zastosowanie nowo zdobytych umiejętności.
2. Mapa myśli lub infografika
Uczniowie tworzą mapę pojęć lub plakat cyfrowy, który przedstawia:
budowę układu,
poznane czujniki,
zasady działania płytki stykowej,
elementy programu Arduino (np. pętla loop, funkcje).
Cel: uporządkowanie wiedzy i powiązań między elementami.
3. Zadanie problemowe lub „wyzwanie inżynieryjne”
Uczniowie rozwiązują problem, np.:
„Jak zrobić układ, który sam włącza światło po zmroku?”
„Jak wykryć wzrost temperatury i zareagować sygnałem?”
„Jakie zmiany wprowadzić, by układ działał szybciej lub dokładniej?”
Cel: rozwijanie myślenia projektowego i umiejętności modyfikowania układów.
4. Test wzajemnego nauczania (peer‑teaching)
Uczniowie pracują w parach lub małych grupach:
tłumaczą partnerowi wybrany fragment lekcji,
porównują swoje rozwiązania układów,
analizują różnice między programami i wybierają najlepsze rozwiązania.
Cel: utrwalenie poprzez wyjaśnianie innym (najskuteczniejsza forma nauki).
5. Notatka laboratoryjna – „Co zaobserwowałem?”
Pracując indywidualnie, uczniowie uzupełniają krótką notatkę:
co działało w eksperymencie,
co trzeba było poprawić,
jakie błędy popełnili i jak je naprawili.
Cel: refleksja nad procesem i wzmacnianie umiejętności diagnostycznych.
6. Dyskusja refleksyjna – „Co by było, gdyby…?”
Nauczyciel proponuje pytania wyzwalające myślenie:
„Co się stanie, jeśli zamiast tego rezystora użyjemy innego?”
„Jak zmieni się działanie układu po odwróceniu polaryzacji diody?”
„Jak można ulepszyć ten projekt?”
Cel: transfer wiedzy i pogłębianie rozumienia zjawisk.
7. Zastosowanie wiedzy w nowych sytuacjach
Uczniowie dostają nowe scenariusze problemów:
układ działa niestabilnie — co może być przyczyną?
przy pomiarze światła pojawiają się szumy — jak je ograniczyć?
LED świeci zbyt słabo — co zmienić?
Cel: utrwalenie umiejętności analizy i diagnozy.
8. Uczeń jako projektant – modyfikacja gotowego układu
Każdy uczeń:
dostaje gotowy układ lub program,
wprowadza modyfikację według instrukcji lub własnego pomysłu,
testuje i opisuje efekt.
Przykłady:
zmiana częstotliwości migania diody,
dodanie dodatkowego czujnika,
poprawa estetyki lub ergonomii połączeń.
Cel: kreatywna integracja wiedzy teoretycznej i praktycznej.
Propozycja ewaluacji lekcji i stopnia realizacji zaplanowanych celów edukacyjnych
Samoocena ucznia – miniportfolio kompetencji.
Uczniowie uzupełniają krótką, jedną z poniższych form:
Forma A – „3–2–1”:
3 rzeczy, których się dziś nauczyłem,
2 rzeczy, które chcę jeszcze poćwiczyć,
1 rzecz, którą zrobiłem naprawdę dobrze.
Forma B – Skala kompetencji:
Uczniowie zaznaczają na skali 1–5 poziom swojej pewności w zakresie:
projektowania 3D,
pracy z drukarką 3D,
programowania robota.
Wspólne wnioski – ustna lub graficzna refleksja
Nauczyciel prowadzi krótką dyskusję:
„Co te zajęcia powiedziały nam o tym, jak naprawdę działają nowoczesne technologie i procesy inżynieryjne?”
Uczniowie formułują 2–3 główne wnioski, które zapisują na tablicy lub w zeszytach.
Domknięcie fazy podsumowującej, czyli integracja wiedzy.
Nauczyciel podkreśla:
przyrost wiedzy uczniów, z „nie wiem, jak działa druk 3D” do poznania pełnego procesu: projekt- druk–robot,
integracje wiedzy w praktyce z fizyki , informatyki oraz matematyki
kształcenie myślenia projektowego (projekt wymagał planowania, testowania, obserwacji, oceny i iteracji ).
Bibliografia i załączniki
Szczegółowy wykaz elementów e‑materiałów z ZPE wykorzystanych do opracowania scenariusza
Tytuł e‑materiału | Odnośnik | Element e‑materiału |
|---|---|---|
Słownik pojęć | słowniczek | |
Elementy drukarki 3D | Informacja o drukarce 3D, grafika | |
Aplikacja Blender | Link do pobrania darmowej aplikacji do tworzenia obiektów 3D | |
Bloki aplikacji Scratch | Opis wszystkich bloków aplikacji Scratch | |
Blockly | Komponent do tworzenia programu za pomocą bloczków | |
Wykonanie modelu 3D | Film -Wykonanie modelu 3D, opracowanie grafiki i przygotowanie druku | |
Sekwencje filmowe .Proces drukowania 3D | Film dydaktyczny „ Projektowanie procesu druku 3D” | |
Sekwencje filmowe .Proces drukowania 3D | Film dydaktyczny „Rozpoczęcie i przebieg drukowania” | |
Jak tworzyć obiekty przestrzenne do druku | Film dydaktyczny |
Inne niezbędne środki i pomoce dydaktyczne
Drukarka 3D
Zestawy elektroniczne oparte na Arduino
Robot np. mBoot
Klocki Lego Spike
Bibliografia:
Boxall J. Arduino 65 praktycznych projektów, Wyd. Helion 2014r.
Jurkiewicz A., Python 3 - Projekty dla początkujących i pasjonatów, Wyd. Helion, Gliwice 2021
Margolis M.,Jepson B., Weldin N.R. Arduino – Przepis na rozpoczęcie, rozszerzenie i udoskonalenie projektów, Wyd. Helion 2021r