Урок 1. Найти лису на слух

Целеполагание

Цель урока: создать условия, при которых ученик находит спрятанный передатчик по изменению звука приёмника и объясняет, по какому признаку он шёл.

Планируемые результаты

Личностные: доводит поиск до находки, не бросает после первой неудачи.

Предметные — ученик:

• находит лису на этаже, ориентируясь на частоту писка;
• объясняет, что значат зоны звука и тишина;
• читает число RSSI на экране: чем ближе к нулю, тем сильнее сигнал.

Метапредметные:

• регулятивные: меняет стратегию поиска, когда звук стал реже;
• познавательные: выводит правило из собственных наблюдений;
• коммуникативные: распределяет роли в команде и договаривается о маршруте.

Инструментальный блок

Задачи урока

1. Ответить на вопрос урока: «Как найти вещь, которая не видна и не издаёт звука?»
2. Выполнить задание: найти лису на этаже командой за 15 минут.
3. Проверить результат: лиса найдена, правило поиска записано словами команды.

Тип урока: урок открытия нового знания через практику.

Учебно-методический комплекс

• Оборудование: лиса (FOX_COUNT 1, FOX_TX_PWR_DBM 2) в непрозрачной коробке с вертикальной антенной; охотники в режиме BEARING_MODE 0 — по одному на команду из 3–4 человек; секундомер.
• Источники информации: README проекта — схема охотника и зоны звука.
• Дидактическое сопровождение: лист команды (ниже), задание двух уровней.

Задание

Базовый уровень. Найти лису и записать, как менялся звук по дороге к ней.

Повышенный уровень. Записать на листе три значения RSSI с экрана охотника: у двери кабинета, на полпути и у лисы. Объяснить, почему все три числа отрицательные.

Организационно-деятельностный блок

Основные понятия: радиопередатчик, приёмник, уровень сигнала, RSSI, дБм, зона звука.

Межпредметные связи: физика — свет и звук слабеют с расстоянием от источника; математика — отрицательные числа и их сравнение.

Организация пространства и формы работы: фронтальная — вопрос, инструктаж, итог; групповая — поиск. Старт команд от кабинета с интервалом 2 минуты, чтобы они не шли друг за другом.

Ход урока

Оценивание

• лиса найдена командой за отведённое время;
• правило поиска записано и опирается на то, что команда слышала во время поиска;
• повышенный уровень: три значения RSSI записаны в правильном порядке.

Безопасность

• По этажу ходят шагом. В кабинеты, где идёт урок, не входят.
• Лиса и охотник питаются от пауэрбанков. Повреждённый или горячий пауэрбанк не используют, сообщают учителю.

Материал к уроку

Подготовка

• Лису прячут до урока на том же этаже, в 20–40 м от кабинета: рекреация, ниша, лаборантская. В том же кабинете прятать нельзя. При 2 дБм сплошной тон звучит в радиусе около 10 м, и весь кабинет будет одной зоной.
• Если ходить по этажу во время урока нельзя, урок проводят в спортзале. В зале нет стен, сигнал слабеет медленнее. Нужны лиса на FOX_TX_PWR_DBM -9 и охотники с ZONE_SHIFT_DB 15. Тогда сплошной тон звучит в радиусе около 1,5 м, частые пики — до 9 м.
• Каждый охотник проверен у лисы: сплошной тон рядом, писк реже в 20 шагах.

Как звучит охотник

Перед тем как дать новую зону, охотник короткими высокими пиками сообщает номер лисы: один пик — лиса 1. На этом уроке лиса одна, и сигнал звучит один раз.

Что сказать после поиска

Лиса всё время излучает радиоволны. Чем дальше от неё, тем слабее волна доходит до приёмника — так же, как свет лампочки слабеет в тёмном коридоре. Охотник измеряет силу пришедшего сигнала и переводит её в частоту писка. Он не знает, где лиса. Он отвечает только на вопрос «сильнее или слабее, чем было». Поэтому искать надо сравнением: сделал шаги — послушал — решил.

Сила сигнала на экране называется RSSI и измеряется в дБм. Ноль дБм — это один милливатт. До приёмника доходят десятимиллионные и ещё меньшие доли милливатта, поэтому числа отрицательные. Сравнивать их надо как температуру зимой: −40 теплее, чем −70. Так и сигнал −40 сильнее, чем −70.

Типичные наблюдения детей

Глубже

Для тех, кто спрашивает, откуда числа. Мощность в дБм — это сколько раз по 10 нужно умножить или разделить 1 мВт:

Правило для запоминания: +3 дБ — вдвое больше, +10 дБ — вдесятеро. Сигнал −40 дБм в тысячу раз сильнее сигнала −70 дБм (три раза по 10 дБ).

Лист команды