3. Три лисы по очереди

Урок 3. Три лисы по очереди


Класс	7
Модуль	Робототехника
Тема урока	Разделение эфира по времени. Сглаживание измерений
Урок	3 из 8, 45 минут

Целеполагание

Цель урока: создать условия, при которых ученик находит три лисы, работающие по расписанию, и объясняет, почему они не мешают друг другу и зачем прибор усредняет сигнал.

Планируемые результаты

Личностные: работает по плану команды и соблюдает очерёдность, когда нужная лиса молчит.

Предметные — ученик:

узнаёт на слух номер лисы, которая сейчас в эфире;
объясняет, как три передатчика делят одну частоту по времени;
объясняет, что даёт усреднение по нескольким пакетам и чем за него платят.

Метапредметные:

регулятивные: планирует маршрут с учётом того, какая лиса в эфире;
познавательные: сравнивает работу прибора с разным окном усреднения;
коммуникативные: делит команду на пары, договаривается о встрече.

Инструментальный блок

Задачи урока

Ответить на вопрос урока: «Три передатчика на одной частоте. Как приёмнику не перепутать их?»
Выполнить задание: найти все три лисы за 20 минут и записать порядок и время находок.
Проверить результат: найдены три лисы, объяснено правило расписания.

Тип урока: практическая работа.

Учебно-методический комплекс

Оборудование: три лисы с FOX_COUNT 3, FOX_ID 1, 2, 3, SLOT_MS 20000, мощность 2 дБм; охотники BEARING_MODE 0; для демонстрации два охотника, прошитые с RSSI_AVG_N 1 и RSSI_AVG_N 7; симулятор на компьютере учителя.
Источники информации: код лисы, функция isMySlot() (вкладка «Лиса» на странице проекта).
Дидактическое сопровождение: лист команды, задание двух уровней.

Задание

Базовый уровень. Найти три лисы, записать номер, место и время находки каждой.

Повышенный уровень. По коду isMySlot() рассчитать, в какие секунды минуты работает лиса 2, и объяснить, что случится, если лису 2 включить на 5 секунд позже остальных.

Организационно-деятельностный блок

Основные понятия: слот, цикл расписания, разделение по времени, позывной лисы, усреднение, окно усреднения.

Межпредметные связи: математика — деление с остатком, среднее арифметическое; информатика — условие в программе.

Организация пространства и формы работы: фронтальная — вопрос, запуск лис, разбор; групповая — поиск. Лисы спрятаны на этаже в разных концах.

Ход урока

Этап	Мин	Деятельность учителя	Деятельность учеников
Вопрос урока	3	Показывает три лисы. «Все говорят на одной частоте. Если включить их сразу, что услышит охотник?»	Высказывают версии.
Запуск лис	4	Включает три лисы одновременно, по счёту «три-два-один», при детях. Объясняет расписание: 20 секунд лиса 1, потом 2, потом 3, и снова. Номер лисы охотник сообщает пиками.	Слушают охотник: один пик, два, три.
Поиск	20	Разносит лис по местам, засекает старт.	Ищут, записывают номер, место и время. Ждут, если нужная лиса молчит.
Разбор расписания	7	«Почему лисы не мешают друг другу? Зачем я включал их одновременно?»	Объясняют разделение по времени. Повышенный уровень — расчёт по коду.
Сглаживание	8	Стоит с двумя охотниками (окно 1 и окно 7) на одном месте, потом идёт к лисе. Показывает ползунок окна в симуляторе.	Сравнивают: первый дёргается, второй запаздывает. Отвечают, какое окно взяли бы для бега и для медленного поиска.
Итог и рефлексия	3	«Что было самым трудным при трёх лисах?»	Отвечают, сдают листы.

Оценивание

найдены три лисы (две — частичный результат);
объяснено, почему лисы делят эфир по времени и зачем включать их одновременно;
названа цена сглаживания: опоздание звука.

Безопасность

По этажу ходят шагом, команда держится вместе или парами в зоне видимости.

Материал к уроку

Как работает расписание

Цикл длится FOX_COUNT × SLOT_MS = 3 × 20 с = 60 с. Каждая лиса считает время от своего включения и вещает, когда номер текущего слота совпадает с её номером:

Секунды цикла	В эфире
0–19	лиса 1
20–39	лиса 2
40–59	лиса 3

Часов у лис нет, только счётчик миллисекунд от включения. Поэтому их включают одновременно. Разброс в секунду не мешает. Если лису 2 включить на 5 секунд позже, её слот сдвинется на секунды 25–44, и пять секунд она будет говорить одновременно с лисой 3. Охотник в это время услышит более сильную из двух или не разберёт ни одну.

Так же делят эфир в настоящих соревнованиях по спортивной радиопеленгации: пять лис по минуте каждая, позывные азбукой Морзе MOE, MOI, MOS, MOH, MO5 — по числу точек в конце понятно, какая лиса говорит. У нас вместо азбуки Морзе — число пиков.

Как работает сглаживание

Уровень сигнала скачет на 3–5 дБ от пакета к пакету, даже если стоять на месте: волна приходит разными путями, люди ходят. Охотник складывает последние пять значений и делит на пять. Скачки гасятся, но звук опаздывает: пакет приходит раз в 0,3 с, пять пакетов — это полторы секунды.

Окно	Как звучит	Когда подходит
1	быстро, но дёргается на месте	только для опыта
3	отзывчиво	бегом, на улице
5	спокойно, опоздание 1,5 с	шагом по этажу
7	очень плавно, опоздание 2 с	медленный поиск в комнате

Когда в эфир выходит другая лиса, охотник очищает накопленные значения. Иначе первые полторы секунды он смешивал бы уровень двух разных лис.

Типичные затруднения

Что происходит	Что сказать
Охотник замолчал посреди поиска	Ваша лиса закончила слот. Подождите 40 секунд на месте, она вернётся.
Команда нашла лису 1 трижды	Считайте пики перед звуком.
Звук прыгает между двумя зонами на месте	Это скачки сигнала. Сделайте пару шагов и сравните.

Глубже

Номер слота — это целая часть от деления прошедшего времени на длину слота: activeSlot = elapsed / SLOT_MS. При elapsed = 47 000 мс получаем 47000 / 20000 = 2 (целочисленное деление), то есть слот лисы 3.

Задача. Лиса 2 включена на 5 с позже остальных. Сколько секунд в каждом цикле две лисы звучат одновременно?

Ответ

Лиса 2 вещает на секундах 25–44 общего цикла. С лисой 3 (40–59) она пересекается 5 секунд. С 20-й по 24-ю секунду не говорит никто.

Лист команды

Лиса (число пиков)	Где нашли	Время находки
1
2
3

Почему три лисы не мешают друг другу: ________________________________

Какое окно сглаживания мы бы выбрали и почему: _________________________

2. Децибелы и мощность 4. Антенна и тень тела