Администрация городского округа город Бор

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
средняя школа №4 городского округа город Бор Нижегородской области

Утверждена ___________________

Дополнительная общеобразовательная
общеразвивающая программа
«РОБОТОТЕХНИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ.
УРОВЕНЬ 2»;

Возраст обучающихся: 14-16 лет.

Срок реализации программы: 1 год.

Составил: Зорин Василий Владимирович.

г. Бор
2016 г.

Оглавление

Пояснительная записка        

Содержание программы        

Календарно-учебный график        

Учебный план        

Рабочая программа «Электроника и робототехника: основы».        

Оценочные материалы        

Список литературы        

Пояснительная записка

Настоящая программа имеет техническую направленность, является продолжением курса «Робототехника и программирование (уровень 1)» и позволяет обучающимся углубить знания в сфере робототехники, усовершенствовать навыки по конструированию и программированию робототехнических устройств и подготовиться к соревнованиям конкурса «Hello, Robot! Arduino», а также познакомиться с азами 3d-моделирования и принципами работы чпу-устройств.

Программа призвана развить творческие способности обучающихся, развить у обучающихся осознанный интерес к изучению школьных дисциплин (физики, информатики, алгебры, геометрии, биологии, истории) и способствовать их ранней профориентации.

Возраст детей, участвующих в реализации программы – 14-16 лет.

Отличительной особенностью программы является разделение курса на три части (по триместрам) с реализацией в каждой части отдельного крупного сквозного проекта.

Первая часть посвящена повторению и закреплению основ программирования в среде Arduino IDE, переходу на написание чистого кода, сборке и настройке робота для подготовки к соревнованиям.

В ходе освоения первой части обучающиеся (в группах по 2 человека) собирают и программируют робота, способного двигаться по линии (соревнования шорт-трек). Предусмотрено проведение соревновательных заездов по мере усовершенствования робота. Это позволит мотивировать обучающихся к занятиям, эффективно развивать у них умения:

-  сформулировать проблему и найти способ её решения;

- разрабатывать и корректировать планы работы;

- структурировать полученные знания, анализировать и синтезировать новые знания;

- вести диалог.

Результаты соревнований служат основанием для отбора команд на региональный этап соревнований фестиваля «Робофест» 2017 года.

Вторая часть посвящена основам мехатроники и бионики.

В ходе освоения второй части обучающиеся (в группах по 4 человека) собирают и программируют роботизированный манипулятор с 3 степенями свободы, а также проектируют, собирают (в группах по 6 человек) и программируют бионическую руку-аватар (повторяет движения руки в управляющей перчатке).

Третья часть посвящена основам 3d-моделирования. Обучающиеся на примере принтера Prusa i3 знакомятся с принципами работы ЧПУ-устройств и технологиями 3d-печати, изучают основы 3d-проектирования в программе Компас-3d LT.

В ходе освоения третьей части обучающиеся (в группах по 2 человека) разрабатывают модель и изготавливают отдельные детали для самодельного 3d-принтера.

Формы и режим занятий

Наряду с групповой формой работы во время занятий осуществляется индивидуальный и дифференцированный подход к детям. Все занятия делятся на теоретические и практические. Теоретические занятия планируются с учетом возрастных, психологических и индивидуальных особенностей обучающихся.

План теоретического занятия:

• заполнение журнала присутствующих на занятиях обучаемых, оргмомент;
• объявление темы занятий, постановка целей и задач;
• раздача наглядных материалов для самостоятельной работы, повторение пройденного материала;
• представление и объяснение новой (в форме лекции, индивидуального или группового изучения текстово-графических материалов);
• проверка и закрепление полученных знаний.

План практического занятия:

• заполнение журнала присутствующих, оргмомент, инструктаж по технике безопасности;
• объявление темы занятий, постановка целей и задач;
• показ конечного результата занятия в виде собранного робота (узла, конструкции) или его графической модели, формулировка алгоритмической задачи;
• показ последовательности сборки узлов робота преподавателем, самостоятельное или групповое изучение инструкций по сборке;
• групповая работа по сборке узлов робота (разработке программы) обучающимися;
• разбор допущенных ошибок.

Содержание программы

Объем программы составляет 72 академических часа.

Цели программы:

Развитие творческих способностей и формирование ранней профориентации обучающихся в процессе конструирования и программирования роботов и других автоматизированных устройств, участия в соревнованиях (фестивалях, выставках) по робототехнике.

Задачи программы:

• Развить навыки алгоритмизации на основе программирования мобильного робота;
• Развить навыки конструирования, сформировать представление о роли естественно-научных дисциплин для формирования профессиональной компетентности отдельного человека и для научно-технического прогресса;
• Способствовать развитию образного и технического мышления;
• Способствовать воспитанию:

• настойчивости в достижении цели, ответственности, дисциплинированности, трудолюбия;
• коммуникативных качеств, умения работать в коллективе;
• творческого отношение к выполняемой работе;

Сроки освоения программы

Срок освоения программы – 1 год (____ 2016 года по ____ 2017 года).

По окончании курса обучающиеся должны

ЗНАТЬ:

• правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами;
• теоретические основы создания робототехнических устройств;
• порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами;
• порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств;
• перечень и основные правила соревнований фестиваля «Робофест», к которым допускаются роботы на базе Arduino.

УМЕТЬ:

• проводить сборку робототехнических устройств с применением с использованием платформы Arduino;
• разрабатывать программы в среде программирования Arduino IDE (основана на языке программирования C/C++);
• моделировать простые трехмерные модели в программе Компас-3d LT.;
• объяснять принципы автоматизации процессов в окружающих технических устройствах на основе знаний о видах датчиков, электронных компонентов и знаний, полученных из курса естественно-научных предметов.

Календарно-учебный график

Учебный план

Оценочные материалы

1 триместр – открытые соревнования по правилам «Hello, robot! Arduino» команд (групп) по 2 человека. Решением экспертной комиссии дается оценка по 5-балльной шкале.

Критерии оценки: призовые места – 5, успешно проехавшие – 4, не проехавшие до конца – 3 или 2.

2 триместр – презентация программы для мехатронной руки-аватара группами по 2 человека. Решением экспертной комиссии дается оценка по 5-балльной шкале.

Критерии оценки: точность повторения движений (макс 4 балла), наличие конструктивных улучшений, предложенных группой (по консультации с руководителем кружка, макс 1 балл)

3 триместр – открытый урок-соревнование по 3d-моделированию. Решением экспертной комиссии дается оценка по 5-балльной шкале.

Критерии оценки: точность измерений и выполнения (макс 3 балла), скорость выполнения (макс 2 балла).

Список литературы

1. «Программа «Робототехника» как базовый образовательный модуль центров технического творчества для детей и молодежи на базе социально ориентированных НКО» - АНО НМЦ «Школа нового поколения»: М., 2013.
2. «Учебник для образовательного набора «Амперка». Основы программирования микроконтроллеров».
3. «Электроника для начинающих» – Чарльз Платт: БХВ-Петербург, 2012.

Дополнительные материалы для педагога:

1. http://arduino.ru/
2. http://edurobotics.info/
3. http://edurobots.ru/
4. http://rus-robots.ru/
5. http://wiki.amperka.ru/
6. https://www.youtube.com/channel/UCoy0duz0ZzVzL91-E75Mw7w (канал)
7. https://www.youtube.com/channel/UC7aH7HVqDvwB1xNHfSl-fDw (канал)

Дополнительные материалы обучающихся:

1. http://arduino.ru/
2. http://www.russianrobofest.ru/
3. http://wiki.amperka.ru/