"Робототехника"

Программа «Робототехника» имеет техническую направленность, призвана решить две взаимосвязанные задачи: профессиональную ориентацию ребят в технически сложной   сфере   робототехники   и   формирование  адекватного   способа мышления. Программа даёт объём технических и естественно-научных компетенций, которыми вполне может овладеть современный школьник, ориентированный на научно-техническое и/или технологическое направление дальнейшего образования и сферу профессиональной деятельности.

Программа ориентирована на ребят, желающих основательно изучить сферу применения роботизированных технологий и получить практические навыки в конструировании и программировании робототехнических устройств на базе конструкторов LEGO и Arduino. Программа «Робототехника» реализуется в рамках федерального проекта «Точка роста». Она предполагает использование форм и методов обучения, адекватных возрастным возможностям обучающихся: ролевая игра; беседа; задание по образцу; творческое  моделирование; проект.

преподаватели

Петров Денис Александрович

Содержание программы

Тема 1 Введение в робототехнику

Вводное занятие. Основы безопасной работы. Инструктаж по технике безопасности. Применение роботов в современном мире: от детских игрушек, до серьезных научных исследовательских разработок. Демонстрация передовых технологических разработок, представляемых в Токио на Международной выставке роботов. Основные робототехнические соревнования

 

Тема 2 Первичные сведения о роботах

История робототехники от глубокой древности до наших дней. Идея создания роботов. Что такое робот. Определение понятия «робота». Классификация роботов по назначению. Виды современных роботов. Знакомство с набором Lego Mindstorms и Arduino. Основные элементы, основные приёмы соединения и конструирования. Конструирование первого робота.

 

Тема 3 Изучение среды управления и программирования

Виды и назначение программного обеспечения. Основы работы в среде программирования Lego и Arduino. Изучение блоков: движение, ждать, сенсор, цикл и переключатель. Создание простейших линейных программ: движение вперед, назад, поворот на заданный угол, движение по кругу.

 

Тема 4 Конструирование роботов Lego и Arduino.

Способы передачи движения при конструировании роботов на базе конструкторов Lego и Arduino. Основы проектирования и моделирования электронного устройства на базе Lego и Ардуино. Механическая передача. Передаточное отношение. Волчок. Редуктор. Тестирование моторов и датчиков. Управление моторами. Состояние моторов. Встроенный датчик оборотов. Синхронизация моторов. Режим импульсной модуляции.

Зеркальное направление. Датчики. Настройка моторов и датчиков. Тип датчиков.

 

Тема 5 Создание индивидуальных и групповых проектов

Разработка проекта Распределение по группам. Формулировка задачи на разработку проекта группе. Описание моделей, распределение обязанностей в группе по сборке, отладке, программированию модели. Описание решения в виде блок-схем, или текстом. Созданию действующей модели. Уточнение параметров проекта. Дополнение проекта схемами, условными чертежами, описательной частью. Обновление параметров Представление проекта. Разработка презентации для защиты проекта. Публичная защита проектов.

 

Тема 6 Участие в соревнованиях

Изучение правил соревнований Конструирование робота Программирование робота. Сборка робота по памяти на время. Продолжительность сборки: 30-60 минут. Проведение соревнования. Рассматриваем и изучаем конструкцию робота победителя. Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы робота.

 

 

Цели программы

Формирование творческих и научно-технических компетенций обучающихся в неразрывном единстве с воспитанием коммуникативных качеств и целенаправленности личности через систему практико-ориентированных групповых занятий и самостоятельной деятельности обучающихся по созданию робототехнических устройств, решающих поставленные задачи.

Результат программы

Обучающийся получит знания о:

  • науке и технике как способе рационально-практического освоения окружающего мира;
  • роботах, как об автономных модулях, предназначенных для решения сложных практических задач;
  • истории и перспективах развития робототехники;
  • робототехнических платформах для образовательных учреждений, в частности LEGO Education и Arduino.
  • робоспорте, как одном из направлений технических видов спорта;
  • физических, математических и логических теориях, положенных в основу проектирования и управления роботами;
  • философских и культурных особенностях робототехники, как части общечеловеческой культуры;

овладеет –

  • критическим, конструктивистским и алгоритмическим стилями мышления;
  • техническими компетенциями в сфере робототехники, достаточными для получения высшего образования по данному направлению;
  • набором коммуникативных компетенций, позволяющих безболезненно войти и функционировать без напряжения в команде, собранной для решения некоторой технической проблемы;
  • разовьет фантазию, зрительно-образную память, рациональное восприятие действительности;
  • научится решать практические задачи, используя набор технических и интеллектуальных умений на уровне их свободного использования;
  • приобретет уважительное отношение к труду как к обязательному этапу реализации любой интеллектуальной идеи.

Особые условия проведения

Помещение для проведения занятий должно быть достаточно просторным, хорошо проветриваемым, с хорошим естественным и искусственным освещением. Свет должен падать на руки детей с левой стороны. Столы могут быть рассчитаны на два человека, но должны быть расставлены так, чтобы дети могли работать, не стесняя друг друга, а руководитель мог подойти к каждому ученику, при этом, не мешая работать другому учащемуся.

Материально-техническая база

Методический фонд.

Для успешного проведения занятий необходимо иметь выставку изделий, таблицы с образцами, журналы и книги, инструкционные карты, шаблоны.

Материалы и инструменты.

  • Конструкторы ЛЕГО, ЛЕГО ВЕДУ, АРДУИНО компьютеры, проектор, экран.
  • Образовательный робототехнический комплект тип 1 – 2 шт.
  • Пластиковое поле с комплектом соревновательных элементов – 1шт.
  • Ресурсный набор – 1 шт.
  • Образовательный робототехнический комплект тип 2 – 2 шт.
  • Датчик света – 1 шт.
  • Ультразвуковой датчик – 1 шт.
  • ИК-излучатель – 1 шт.
  • Набор соединительных кабелей – 1 шт.
  • Зарядное устройство – 1 шт.

Компьютерное оснащение:

  • Планшет ученика - 2 шт.
  • Ноутбук учителя – 1 шт.
  • МФУ – 1 шт