Раздел: Введение в Робототехнику.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ  ПРОГРАММА

«Робомир»

Возраст обучающихся 11-16 лет

Срок реализации 1 год

Автор составитель: педагог дополнительного образования Багров Кирилл Юрьевич   год разработки - 2020

 

Архангельск 2020

Пояснительная записка

Программа разработана в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами:

Федеральным Законом «Об образовании в РФ» от 29.12.2012 № 272-ФЗ;

Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам (Приказ Министерства просвещения РФ от 9 ноября 2018 г. № 196);

Уставом государственного образовательного учреждения дополнительного образования Архангельской области «Дворец детского и юношеского творчества» (новая редакция) утвержден распоряжением министерства образования и науки Архангельской области от 17 марта 2016г. № 486.

В век высоких технологий робототехника стала не только одной из ведущей отраслью в мировой экономике, но и комплексной системой для развития инженерных компетенций для детей и подростков. Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, телемеханика, механотроника, информатика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Применение робототехники настолько широко, что в повседневной жизни ее использование никого не удивляет. Охватывая большой спектр наук, данное направление позволяет освоить самые востребованные компетенции, и использовать их в модернизации действующих систем.

Робоквантум является площадкой для развития пространственного мышления детей, навыков командного взаимодействия, моделирования, прототипирования, программирования, освоения hard и soft skills. Робоквантум – сердце кванториума, где детские фантазии о роботах становятся реальностью.

Актуальность данной программы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Таким образом созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

Цель программы: создание условий для развития творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.

Задачи:

Образовательные:

- дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;

- научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;

- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;

- ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами

Воспитательные:

воспитывать бережное отношение к сложному оборудованию, своему труду и труду сверстников;

способствовать воспитанию трудолюбия.

Развивающие:

- развивать творческую инициативу и самостоятельность;

- развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.

- развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Программа «Робомир» рассчитана на 1 год обучения для учащихся от 11 до 16 лет. Режим занятий сессионный: 3 раза в неделю по 3 часа в течение двух недель, дистанционная поддержка в период между сессиями 2 часа в неделю на протяжении 6 недель. Всего 3 сессии.

В ходе изучения программы обучающиеся осваивают принципы конструирования роботов, учатся программированию. Содержание детской деятельности спроектировано в соответствии с задачами общего развития детей на основе интеграции познавательной и практической деятельности. Используемый учебно-методический комплекс направлен на развитие креативного мышления, воображения и творчества детей с учетом возрастных и индивидуальных особенностей каждого ребенка.

В основе обучения лежат групповые занятия, используются формы индивидуальной работы и коллективного творчества.

В ходе реализации программы используются различные методы обучения:

- репродуктивный (воспроизводящий);

- иллюстративный (метод наглядности, метод словесной наглядности - объяснение сопровождается демонстрацией наглядного материала);

- проблемный (метод сравнения, исследовательские методы - педагог ставит проблему и вместе с детьми ищет пути ее решения);

- эвристический (метод проектов, модельный метод - проблема формулируется детьми, ими и предлагаются способы ее решения).

Результатом освоения программы является самостоятельное конструирование робота.

Ожидаемые результаты

По итогам освоения программы обучающиеся:

знают:

- основы конструирования;

- основы проектирования;

- основы моделирования;

- основы программирования;

- основы электротехники

умеют:

- анализировать, обобщать, систематизировать;

- работать в режиме творчества;

- принимать нестандартный выход из ситуации в процессе поиска решения поставленной задачи;

- работать с литературой, с журналами, в интернете (изучать и обрабатывать

информацию);

- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);

- создавать действующие модели роботов на основе конструктора LEGO

 Education;

- программировать робота LEGO Education;

- корректировать программы при необходимости;

- демонстрировать технические возможности роботов.

Материально-техническое обеспечение образовательного процесса

1. Компьютерный класс
2. Мультимедийный проектор
3. Учебная доска
4. Наборы Lego Education

Учебный план

№

Раздел, темы

Теория

Практика

Всего 1 Раздел: Введение в робототехнику 6 6 1.1. Правила техники безопасности и санитарно-гигиенические нормы при работе на компьютере. 1   1 1.2. Робототехника, её место в современном мире. 1   1 1.3. Краткий обзор содержимого робототехнического комплекта. 1   1 1.4. Обзор среды программирования 3   3 2. Раздел: Программирование робота. 1 5 6 2.1. Моторы. Программирование движений по различным траекториям. 1 2 3 2.2. Создание собственной модели и прохождения трассы   3 3 3. Раздел: Работа с датчиками 2 4 6 3.1. Датчик расстояния и силы нажатия 1 2 3 3.3. Датчик цвета 1 2 3 4. Раздел: Основные виды соревнований и элементы заданий. 6 27 72 4.1. Сборка лёгкой модели 1 2 3 4.2. Самостоятельное создание модели   3 3 4.3. Самостоятельная работа «работа датчиков» (д)   3 3 4.4. Самостоятельная работа «состав набора» (д)   3 3 4.5. Самостоятельная работа «роботатехника» (д)   3 3 4.6. Разработка дизайна робота (д)   6 6 4.7. Просмотр видеоуроков (д) 6   6 4.8. Просмотр видеоуроков (д) 3   3 4.9. Разработка дизайна робота (д)   6 6     0     4.10. Сборка сложной модели 1 2 3 4.11. Соревнование роботов   3 3 4.12. Самостоятельное создание модели   3 3 4.13. Соревнование роботов   3 3 4.14. Самостоятельное создание модели   3 3 4.15. Закрепление материала   3 3 4.16. Сбор материала (д)   6 6 4.17. Изучение материалов для творческой работы (д)   6 6 4.18. Дизайн робота для творческой работы(д)   6 6           5. Раздел: Творческая работа   18 18 5.1. Итоговая творческая работа   15 15 5.2. Защита проекта   3 3   Итого часов 15 93 108

Календарный учебный график

Учебный план

№

П/п

Содержание (разделы)

Количество часов

очно дистанционно Всего   1 Введение в робототехнику 6 - 6   2 Программирование. робота 6 - 6   3 Работа с датчиками 6 - 6   4 Основные виды соревнований и элементы заданий. 18 33 51   5 Итоговая творческая работа 18 21 39     Итого: 108   108  

Содержание

Год обучения

Траекториям.

Конструирование экспресс-бота. Понятие сервомотор. Устройство сервомотора. Порты для подключения сервомотора. Зеленая палитра блоков(Action). Положительное и отрицательное движение мотора. Определение направления движения моторов. Блоки LargeMotorи MediumMotor (большой мотор и средний мотор). Выбор порта, выбор режима работы (включить, включить на количество секунд, включить на количество градусов, включить на количество оборотов), мощность двигателя. Выбор режима остановки мотора. Блок “Независимое управление моторами”. Блок “Рулевое управление”. Программная палитра “Дополнения”. Инвертирование вращения мотора. Нерегулируемы мотор. Инвертирование мотора.

Упражнение 1. Отработка основных движений моторов.

Упражнение 2. Расчет движения робота на заданное расстояние.

Упражнение 3. Расчет движений по ломаной линии.

Задания для самостоятельной работы.

Раздел: Работа с датчиками.

Тема: Датчик касания.

Палитра программирования Датчик. Датчик касания. Внешний вид. Режим измерения. Режим сравнения. Режим ожидания. Изменение в блоке ожидания. Ра бота блока переключения с проверкой состояния датчика касания. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.

Тема: Датчик цвета.

Датчик цвета и программный блок датчика. Области корректной работы датчика. Режим определения цвета. Режим измерения интенсивности отраженного света. Выбор режима работы датчика. Режим измерения цвета. Выбор режима измерения цвета. Режим измерения интенсивности отраженного света. Режим измерения интенсивности окружающего света. Режим сравнения цвета. Режим калибровки. Пример выполнения режима калибровки. Режим ожидания датчика цвета. Упражнения.

Задания для самостоятельной работы.

Тема: Датчик гироскоп.

Датчик гироскоп и программный блок датчика. Направление вращения. Режимы работы датчика гироскоп. Упражнения.

Задания для самостоятельной работы.

Тема: Датчик ультразвука.

Датчик ультразвука и программный блок датчика. Определение разброса пуска волн. Структура блока ультразвука в режиме измерения.

Упражнения.

Задания для самостоятельной работы.

Тема: Инфракрасный датчик.

Инфракрасный датчик, маячок и их программные блоки. Режим определения

относительного расстояния до объекта. Режим определения расстояния и углового положения маяка. Максимальные углы обнаружения инфракрасного маяка. Режимы программного блока инфракрасного датчика. Режим дистанционного управления.

Упражнения.

Задания для самостоятельной работы.

Тема: Датчик определения угла/количества оборотов.

Программный блок датчика вращения. Сброс.

Упражнения. Задания для самостоятельной работы.

Тема: Подготовка к соревнованиям.

Знакомство с регламентом Российских соревнований по робототехнике «Hello,Robot!», в частности с видами соревнований: «Шагающий робот», «Сумо», «Кегельринг», «Кегельринг- квадро», «Траектория», «Биатлон». Знакомство с различными требованиями к разным возрастным категориям. Рассмотрение слабых и сильных сторон каждого вида соревнований.

Тема: Соревнования “Сумо”.

Регламент состязаний. Соревнования роботов-сумоистов. Размеры робота. Вес робота.

Варианты конструкций. Примеры алгоритмов.

Упражнения.

Задания для самостоятельной работы.

Соревнования.

Тема: Подготовка к областным соревнованиям.

Знакомство с регламентом международных соревнований по робототехнике “WRO”. Знакомство с различными требованиями к разным возрастным категориям. Рассмотрение

слабых и сильных сторон каждого вида соревнований.Разработка робота. Инженерная книга. Тренировка на полях.

Литература

1. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2013. 319 с.

2. Рыкова Е. А. LEGO-Лаборатория (LEGOControlLab). Учебно-методическое пособие. – СПб, 2001,- 59 с.

3. В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный ресурс]//http://lego.rkc-

74.ru/index.php/2009-04-03-08-35-17, Пермь, 2011 г.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ  ПРОГРАММА

«Робомир»

Возраст обучающихся 11-16 лет

Срок реализации 1 год

Автор составитель: педагог дополнительного образования Багров Кирилл Юрьевич   год разработки - 2020

 

Архангельск 2020

Пояснительная записка

Программа разработана в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами:

Федеральным Законом «Об образовании в РФ» от 29.12.2012 № 272-ФЗ;

Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам (Приказ Министерства просвещения РФ от 9 ноября 2018 г. № 196);

Уставом государственного образовательного учреждения дополнительного образования Архангельской области «Дворец детского и юношеского творчества» (новая редакция) утвержден распоряжением министерства образования и науки Архангельской области от 17 марта 2016г. № 486.

В век высоких технологий робототехника стала не только одной из ведущей отраслью в мировой экономике, но и комплексной системой для развития инженерных компетенций для детей и подростков. Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, телемеханика, механотроника, информатика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Применение робототехники настолько широко, что в повседневной жизни ее использование никого не удивляет. Охватывая большой спектр наук, данное направление позволяет освоить самые востребованные компетенции, и использовать их в модернизации действующих систем.

Робоквантум является площадкой для развития пространственного мышления детей, навыков командного взаимодействия, моделирования, прототипирования, программирования, освоения hard и soft skills. Робоквантум – сердце кванториума, где детские фантазии о роботах становятся реальностью.

Актуальность данной программы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Таким образом созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

Цель программы: создание условий для развития творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.

Задачи:

Образовательные:

- дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;

- научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;

- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;

- ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами

Воспитательные:

воспитывать бережное отношение к сложному оборудованию, своему труду и труду сверстников;

способствовать воспитанию трудолюбия.

Развивающие:

- развивать творческую инициативу и самостоятельность;

- развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.

- развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Программа «Робомир» рассчитана на 1 год обучения для учащихся от 11 до 16 лет. Режим занятий сессионный: 3 раза в неделю по 3 часа в течение двух недель, дистанционная поддержка в период между сессиями 2 часа в неделю на протяжении 6 недель. Всего 3 сессии.

В ходе изучения программы обучающиеся осваивают принципы конструирования роботов, учатся программированию. Содержание детской деятельности спроектировано в соответствии с задачами общего развития детей на основе интеграции познавательной и практической деятельности. Используемый учебно-методический комплекс направлен на развитие креативного мышления, воображения и творчества детей с учетом возрастных и индивидуальных особенностей каждого ребенка.

В основе обучения лежат групповые занятия, используются формы индивидуальной работы и коллективного творчества.

В ходе реализации программы используются различные методы обучения:

- репродуктивный (воспроизводящий);

- иллюстративный (метод наглядности, метод словесной наглядности - объяснение сопровождается демонстрацией наглядного материала);

- проблемный (метод сравнения, исследовательские методы - педагог ставит проблему и вместе с детьми ищет пути ее решения);

- эвристический (метод проектов, модельный метод - проблема формулируется детьми, ими и предлагаются способы ее решения).

Результатом освоения программы является самостоятельное конструирование робота.

Ожидаемые результаты

По итогам освоения программы обучающиеся:

знают:

- основы конструирования;

- основы проектирования;

- основы моделирования;

- основы программирования;

- основы электротехники

умеют:

- анализировать, обобщать, систематизировать;

- работать в режиме творчества;

- принимать нестандартный выход из ситуации в процессе поиска решения поставленной задачи;

- работать с литературой, с журналами, в интернете (изучать и обрабатывать

информацию);

- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);

- создавать действующие модели роботов на основе конструктора LEGO

 Education;

- программировать робота LEGO Education;

- корректировать программы при необходимости;

- демонстрировать технические возможности роботов.

Материально-техническое обеспечение образовательного процесса

1. Компьютерный класс
2. Мультимедийный проектор
3. Учебная доска
4. Наборы Lego Education

Учебный план

№

Раздел, темы

Теория

Практика

Всего 1 Раздел: Введение в робототехнику 6 6 1.1. Правила техники безопасности и санитарно-гигиенические нормы при работе на компьютере. 1   1 1.2. Робототехника, её место в современном мире. 1   1 1.3. Краткий обзор содержимого робототехнического комплекта. 1   1 1.4. Обзор среды программирования 3   3 2. Раздел: Программирование робота. 1 5 6 2.1. Моторы. Программирование движений по различным траекториям. 1 2 3 2.2. Создание собственной модели и прохождения трассы   3 3 3. Раздел: Работа с датчиками 2 4 6 3.1. Датчик расстояния и силы нажатия 1 2 3 3.3. Датчик цвета 1 2 3 4. Раздел: Основные виды соревнований и элементы заданий. 6 27 72 4.1. Сборка лёгкой модели 1 2 3 4.2. Самостоятельное создание модели   3 3 4.3. Самостоятельная работа «работа датчиков» (д)   3 3 4.4. Самостоятельная работа «состав набора» (д)   3 3 4.5. Самостоятельная работа «роботатехника» (д)   3 3 4.6. Разработка дизайна робота (д)   6 6 4.7. Просмотр видеоуроков (д) 6   6 4.8. Просмотр видеоуроков (д) 3   3 4.9. Разработка дизайна робота (д)   6 6     0     4.10. Сборка сложной модели 1 2 3 4.11. Соревнование роботов   3 3 4.12. Самостоятельное создание модели   3 3 4.13. Соревнование роботов   3 3 4.14. Самостоятельное создание модели   3 3 4.15. Закрепление материала   3 3 4.16. Сбор материала (д)   6 6 4.17. Изучение материалов для творческой работы (д)   6 6 4.18. Дизайн робота для творческой работы(д)   6 6           5. Раздел: Творческая работа   18 18 5.1. Итоговая творческая работа   15 15 5.2. Защита проекта   3 3   Итого часов 15 93 108

Календарный учебный график

Учебный план

№

П/п

Содержание (разделы)

Количество часов

очно дистанционно Всего   1 Введение в робототехнику 6 - 6   2 Программирование. робота 6 - 6   3 Работа с датчиками 6 - 6   4 Основные виды соревнований и элементы заданий. 18 33 51   5 Итоговая творческая работа 18 21 39     Итого: 108   108  

Содержание

Год обучения

Раздел: Введение в Робототехнику.