Юный техник

Сформировать личность, способную самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, техническое и программное решение, реализовать свою идею в виде модели, способной к функционированию, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку. То есть основная цель – формирование ключевых компетентностей воспитанников.

преподаватели

Иванова Мария Валерьевна

Расписание

Понедельник 16:15-17:00

Вторник 16:15-17:00

Среда 16:15-17:00

Четверг 16:15-17:00

Пятница 16:15-17:00

Содержание программы

Содержание учебного плана

1 год обучения

"Введение в робототехнику" 1 модуль

1. Введение.

Теория (1 час):

 

Цели, задачи и содержание работы творческого объединения «Робототехника». Правила поведения в учреждении. Правила организации рабочего места. Техника безопасности.

 

Практика(1час):

Демонстрация готовых моделей роботов, знакомство с составом конструктора.

2. Основы построения конструкций.

Теория(2 часа):

Просмотр презентации на тему "Компания LEGO Group«

 

Детали конструктора и их назначение. Понятия «модель», «робот». Основные этапы разработки модели. Применение роботов в различных сферах жизни человека.

 

Практика(4 часа):

 

Исследование основных функций и параметров работы мотора. Понятие технологической карты модели и технического паспорта модели.

3. Простые механизмы и их применение.

Теория(3 часа):

 

Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в машине. Идентификация простых механизмов, работающих в модели, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи. Зависимость движения модели от трения. Принцип технических испытаний.

 

Практика(4 часа):

Сборка простейших механизмов с использованием кулачков, червячной передачи и коронного зубчатого колеса.

4. Построение трехмерной модели

Теория(1 час):

 

понятие трёхмерной графики; основные компоненты LegoDigitalDesigner; конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов LegoDigitalDesigner; виды и подвижных и неподвижных соединений в LegoDigitalDesigner; принципы моделирования и проектирования в LegoDigitalDesigner.

 

Практика(2 часа):

 

работа с презентацией "Виды компьютерной графики";работа с компонентами Lego Digital Designer; моделирование и проектирование в Lego Digital Designer.

Содержание учебного плана

1 год обучения

"Введение в робототехнику" 2 модуль

1. Построение трехмерной модели

Теория(1 час):

 

понятие трёхмерной графики; основные компоненты LegoDigitalDesigner; конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов LegoDigitalDesigner; виды и подвижных и неподвижных соединений в LegoDigitalDesigner; принципы моделирования и проектирования в LegoDigitalDesigner.

 

Практика(2 часа):

 

работа с презентацией "Виды компьютерной графики";работа с компонентами Lego Digital Designer; моделирование и проектирование в Lego Digital Designer.

 

2. Передаточные механизмы.

Теория(2 часа):

 

Понятия мультипликатор, возвратно-поступательное движение. Понятие о простых механизмах и их разновидностях. Примеры примененияпростых механизмов в быту и технике. Понятие о рычагах. Основные определения. Два вида рычагов.

 

Практика(2 часа):

 

Построение моделей с использованием технологических карт.

3. Шагающие роботы

Теория(2 часа):

 

Подготовка и проведение демонстрации модели. Организация и проведение тематических сюжетных игр. Оформление визуальными и звуковыми эффектами модели роботов.

 

Практика(4 часа):

 

Сборка и испытание моделей. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной работы и обмена идеями.

 

4. Самостоятельная проектная деятельность в группах на свободную тему

Практика(5 часов):

 

Самостоятельные разработки конструкций или механизмов с применением полученных знаний, умений и навыков. Сборка, программирование и испытание моделей. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной работы и обмена идеями. Конструирование модели.

Содержание учебного

2 год обучения

"Введение в робототехнику" 1 модуль

 

1. Введение в робототехнику.

Теория (2 час):

 

Цели, задачи и содержание работы творческого объединения «Робототехника». Правила поведения в учреждении. Правила организации рабочего места. Техника безопасности. Демонстрация готовых моделей роботов, знакомство с составом конструктора.

2. Робот Mindstorms EV3.

Теория(4 часа):

Ознакомление с комплектом деталей для изучения робототехники: контроллер, сервоприводы, соединительные кабели. Порты подключения. Технические характеристики. Память, быстродействие. Кнопки. Элементы питания. Программные среды. Демонстрация действующей модели робота и его программ.

Практика(6 часа):

 

Основные структуры программирования. Одномоторная тележка. Полноприводная тележка. Тележка с автономным управлением. Сборка базовой модели трехколесной тележки, тележки с изменением передаточного отношения..

3. Ознакомление с визуальной средой программирования EV3.

Теория(6 часа):

 

Язык программирования EV3. Интерфейс программы. Окно программы. Палитра команд. Блок движения, ожидания. Ветвления. Циклы. Переменные. Основные окна. Готовые примеры программ. Типы команд. Команды действия. Базовые команды. Моторы. Продвинутое управление моторами. Команды ожидания: интервалов времени, показаний датчиков, значений контейнеров, значений таймера. Управляющие структуры. Задачи и подпрограммы.

 

Практика(6 часа):

Техническая задача: «Управление моторами», «Управляемая тележка», «Использование датчиков для управления роботом», Манипулятор, «Движение по линии с использованием релейного регулятора», "Продвинутое управление моторами".

4. Подготовка к состязаниям роботов

Теория(2 часа):

 

Формирование технического задания для модели робота. Определение необходимых ресурсов. Основные виды соревнований и элементы заданий. Подготовка к соревнованиям "Кегельринг".

 

Практика(4 часа):

Разработка собственных моделей в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с ЛЕГО. Подготовка к соревнованиям "Кегельринг".

5. Самостоятельная проектная деятельность в группах на свободную тему.

 

Практика(6часа):

 

Построение моделей с использованием технологических карт с изменением назначения моделей. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект. Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков. Презентация моделей. Выставки. Соревнования.

Содержание учебного

2 год обучения

"Lego-конструирование«" 2 модуль

 

1. Сборка сложных моделей роботов с использование датчиков.

Теория(2 часа):

 

Подготовка и проведение демонстрации модели. Организация и проведение тематических сюжетных игр. Оформление визуальными и звуковыми эффектами модели роботов.

 

Практика(24 часа):

 

Сборка и испытание моделей. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной работы и обмена идеями.

2. Самостоятельная проектная деятельность в группах на свободную тему

Теория(1 часа):

 

Подготовка и проведение демонстрации модели. Организация и проведение тематических сюжетных игр. Оформление визуальными и звуковыми эффектами модели роботов.

 

Практика(5 часа):

 

Сборка и испытание моделей. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной работы и обмена идеями.

 

 

3. Подготовка к состязаниям роботов

Практика(4 часов):

 

Самостоятельные разработки конструкций или механизмов с применением полученных знаний, умений и навыков. Сборка, программирование и испытание моделей. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной работы и обмена идеями. Конструирование модели. Презентация моделей. Выставки. Соревнования.

Содержание учебного

3 год обучения

«Lego-конструирование» 1 модуль

1. Введение в робототехнику.

Теория (1 час):

 

Цели, задачи и содержание работы творческого объединения «Робототехника». Правила поведения в учреждении. Правила организации рабочего места. Техника безопасности. Демонстрация готовых моделей роботов.

 

2. Изучение среды управления и программирования.

Теория(7 часов):

Циклы. Параллельные задачи. События. Модификаторы. Операции с выражениями. Библиотеки пользователя. Взаимодействие с EV3. Управление моторами. Использование датчиков. Регуляторы: релейный, пропорциональный, дифференциальный, интегральный. Движение по линии, Движение вдоль стены. Управление без обратной связи. Управление с обратной связью. Точные перемещения. Объезд препятствий. Фильтрация данных. Удаленное управление. Кодирование передачи данных. Управление в пошаговом режиме. Обмен данными.

Практика(4 часа):

 

Техническая задача: «Синхронизация моторов», «Подсчет перекрестков», «Робот-сортировщик», «Объезд препятствий», «Движение вдоль стены», "Обмен данными между роботами".

3. Создаём "Четырехколёсного робота«

Теория(1 час):

Необходимо проанализировать конструкции МУЛЬТИБОТА по по этой ссылке.
Практика(5 часов):

Собираем робота по инструкции, загружаем программу, изучаем его поведение: запускаем, наблюдаем, тестируем. Меняем программу, добиваемся изменения принципа работы робота. Меняем его конструкцию.

4. Анализ готовых проектов робототехнических систем, конструирование и модификация этих систем

Теория(1 час):

 

Изменение поведения модели путём модификации её конструкции или посредством обратной связи при помощи датчиков. Измерение времени в секундах с точностью до десятых долей. Оценка и измерение расстояния. Связь между диаметром и скоростью вращения.

 

Практика(21 час):

 

Использование чисел для задания звуков и для задания продолжительности работы мотора. Установление взаимосвязи между расстоянием до объекта и показанием датчика расстояния. Установление взаимосвязи между положением модели и показаниями датчика наклона. Использование чисел при измерениях и при оценке качественных параметров.

Содержание учебного

3 год обучения

«Lego-конструирование» 2 модуль

1. Анализ готовых проектов робототехнических систем, конструирование и модификация этих систем

Теория(1 час):

 

Изменение поведения модели путём модификации её конструкции или посредством обратной связи при помощи датчиков. Измерение времени в секундах с точностью до десятых долей. Оценка и измерение расстояния. Связь между диаметром и скоростью вращения.

 

Практика(7 часов):

 

Использование чисел для задания звуков и для задания продолжительности работы мотора. Установление взаимосвязи между расстоянием до объекта и показанием датчика расстояния. Установление взаимосвязи между положением модели и показаниями датчика наклона. Использование чисел при измерениях и при оценке качественных параметров.

 

2. Самостоятельная проектная деятельность в группах на свободную тему

 

Практика(12 часов):

 

Сборка, программирование и испытание моделей. Интерпретация двухмерных и трехмерных иллюстраций и моделей. Использование программного обеспечения для обработки информации.Сборка, программирование и испытание моделей. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции или посредством обратной связи при помощи датчиков. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной работы и обмена идеями.

Конструирование модели «Автомобиль» и «Сигнализация и радар», «Охотник», «Гольф», «Сортировочная машина», «Богомол», «Робогатор».

3. Подготовка к состязаниям роботов

Практика(16 часов):

 

Разработка собственных моделей в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с ЛЕГО. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект. Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков. Презентация моделей. Выставки. Соревнования.

Цели программы

Сформировать личность, способную самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, техническое и программное решение, реализовать свою идею в виде модели, способной к функционированию, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку. То есть основная цель – формирование ключевых компетентностей воспитанников.

Результат программы

Воспитанники должны знать:

 основные принципы механики;

 основы алгоритмизации;

 основы объектно-ориентированного программирования микрокомпьютера EV3 в компьютерной среде моделирования LegoMindstormsEducation EV3.

Воспитанники должны уметь:

 решать задачи практического содержания;

 моделировать и исследовать процессы, творчески подходить к решению задачи;

 составлять алгоритмы действий для исполнителя с заданным набором команд;

 правильно подключать к блоку EV3 внешние устройства, передавать программу с помощью устройства Bluetooth;

 составлять, отлаживать и модифицировать программы для различных исполнителей, собранных из ЛЕГО;

 разделять обязанности при работе в малой группе, контролировать действия своей «пары», разрешать конфликты.

Особые условия проведения

Программа «Робототехника» состоит из двух модулей:

Lego-конструирование (основы механики и конструирования). Цель – овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, изучение понятий конструкции и ее основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навык взаимодействия в группе.

 Введение в робототехнику (основы автоматического управления) 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. Воспитанники получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Среда программирования EV3 позволяет визуальными средствами конструировать программы для роботов, т.е. позволяют ребенку буквально «потрогать руками» абстрактные понятия информатики, воплощенные в поведении материального объекта (команда, система команд исполнителя, алгоритм и виды алгоритмов, программа для исполнителя).

Наборы Lego используются для групповой работы. Ребята приобретают навыки сотрудничества, и умение справляться с индивидуальными заданиями, составляющими часть общей задачи. Добиваясь того, чтобы созданные модели работали, испытывая полученные конструкции, воспитанники получают возможность учиться на собственном опыте. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а педагог лишь консультирует работу.

Задания разной трудности осваивают поэтапно. Принцип обучения «шаг за шагом», являющийся ключевым для Lego, обеспечивает воспитаннику возможность работать в собственном темпе.

Наборы Lego ориентированы на регулярную, тематическую, проектную работу, позволяют изучать технологии автоматизированного управления и являются самым простым способом введения в курс робототехники. Простой интерфейс позволяет объединить конструкцию из Lego и компьютеров в единую модель современного устройства с автоматизированным управлением.

Материально-техническая база

1. Занятия коллективные, индивидуально-групповые, межуровневые (занятия для воспитанников, освоивших или осваивающих начальные уровни программы, проводят воспитанники, освоившие более высокий уровень).

2. Индивидуальная работа детей, предполагающая самостоятельный поиск различных ресурсов для решения задач:

 учебно-методических (обучающие программы, учебные, методические пособия и т.д.);

 материально-технических (электронные источники информации);

социальных (консультации специалистов, общение со старшеклассниками, сверстниками, родителями).

3. Участие в выставках, конкурсах, соревнованиях различного уровня.