Робототехника

Данная программа даст возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология. За счет использования запаса технических понятий и специальных терминов расширяются коммуникативные функции языка, углубляются возможности лингвистического развития учащегося. Программа позволяет создать уникальную образовательную среду, которая способствует развитию инженерного, конструкторского мышления.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Данная программа предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Педагоги

Педагог дополнительного образования

Долгополова Нина Николаевна

(учитель физики и информатики – высшей категории)

 

Содержание программы

Содержание учебно-тематического плана

Раздел 1. Введение в робототехнику

Теория: Правила поведения и ТБ в кабинете и при работе с конструкторами. Определение понятия робот. История робототехники, роботы в современном мире. Термины «конструкция», «механизм». Изучение названия деталей, способов соединения.

Практика: Знакомство с набором LEGO MINDSTORMS EV3,соединие различных деталей между собой при помощи штифтов, осей. Сборка простой (безмоторной) тележки.

 

Раздел 2. Основы работы с LEGO MINDSTORMS EV3

Теория: Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Правила обращения с роботами. Основные механические детали конструктора и их назначение. Интерфейс модуля EV3. Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором.

Программирование движения вперед по прямой траектории. Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния. Датчик касания. Устройство датчика. Датчик цвета, режимы работы датчика. Ультразвуковой датчик. Гироскопический датчик. Инфракрасный датчик, режим приближения, режим маяка.

Практика: сборка базовой модели с использованием программируемого блока управления EV3. Изучение понятия «алгоритм» Создание простых программ движения прямо, поворота, паузы. Сборка креплений датчиков к базовой модели. Тестирование датчиков через интерфейс программируемого блока управления EV3. Составление простых программ с использованием датчиков. Решение задач на движение с использованием датчика касания. Решение задач на движение с использованием датчика Решение задач на движение с использованием датчика расстояния. Подключение датчиков и моторов. Интерфейс модуля EV3. Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором. Конструкторский эксперимент.

 

Раздел 3. Конструирование базовых моделей

Теория: Изучение инструкций по сборке базовых моделей.

Практика: Конструирование базовых моделей (Гиробой, Цветосортировщик, Охранник, Робот рука, Щенок, Гоночный автомобиль), их программирование, проведение испытаний и модернизация моделей.

 

Раздел 4. 3D конструирование

Теория: Изучение интерфейса программы LEGO Digital Designer.

Практика: Создание 3D модели робота по заданию и создание творческого проекта в среде LEGO Digital Designer.

 

Раздел 5. Проектная деятельность «Мой робот»

Теория: соревнования роботов, подготовка к соревнованиям.

Практика: Создание собственной модели робота, подготовка к соревнованию и участие в соревновании.

 

Цели программы

 

Цель программы:

Обеспечить условия для осознанного развития личности и индивидуальности ребенка и его профессионального самоопределения. Развивать логическое и творческое мышление, посредством освоения технологий конструирования и программного проектирования в области робототехники.

Результат программы

Планируемые результаты

Предметные:

− формирование навыков конструирования моделей роботов, с применением механической передачи и редукторов;

− формирование навыков конструирования мобильных роботов, с использованием различных систем передвижения;

− формирование навыков программирования контролер EV 3 и сенсорных систем;

− формирование навыков конструирования модели промышленных роботов с различными геометрическими конфигурациями;

− формирование навыков по составлению линейных алгоритмов управления исполнителями и записи их на выбранном языке программирования Lego Mindstorm Education EV3;

− формирование навыков по созданию программ для решения несложных алгоритмических задач в выбранной среде программирования Lego Mindstorm Education EV3;

− формирование навыков виртуального конструирования.

Метапредметные:

− умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

− умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;

− умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;

− умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения;

− владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

− умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение.

Личностные:

− воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину, прошлое и настоящее многонационального народа России;

− формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;

− формирование целостного мировоззрения, учитывающего культурное, языковое, духовное многообразие современного мира;

− формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению, мировоззрению, культуре; готовности и способности вести диалог с другими людьми и достигать в нем взаимопонимания;

− развитие морального сознания и компетентности в решении моральных проблем на основе личностного выбора, формирование нравственных чувств и нравственного поведения, осознанного и ответственного отношения к собственным поступкам;

− формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, взрослыми в процессе образовательной, творческой деятельности;

− осознание значения семьи в жизни человека и общества, принятие ценности семейной жизни, уважительное и заботливое отношение к членам своей семьи;

− развитие эстетического сознания через освоение художественного наследия народов России и мира, творческой деятельности эстетического характера.

 

 

Материально-техническая база

Маркерная доска.

ТСО: компьютер, принтер, проектор, колонки.

Демонстрационный материал: схемы этапов выполнения творческих работ, слайдовые презентации по темам программы, видеофильмы.

Инструменты и материалы:

- Компьютерный класс (ноутбуки ученические + учителя);

- Интерактивный мультимедиа проектор;

- Принтер;

- 45544 Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3;

- 45560 Ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education EV3;

- ПО LEGO MINDSTORMS Education EV3;

- ПО LEGO Digital Designer 4.3.8 (Виртуальный конструктор Лего);

- Пакет Microsoft office.