Рабочая программа кружка "Робототехника"
рабочая программа (5, 6, 7, 8, 9 класс)
Рабочая программа кружка "Роботехнка" набор Power_ON
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
kruzhok_robototehnika.doc | 142.5 КБ |
Предварительный просмотр:
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Робототехника – это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения.
Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития и самих этих наук. Робототехника – это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов-роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.
Программа по Робототехнике предусматривает работу с образовательными конструкторами по робототехнике Модель – XPO 001. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальная среда разработки программ VJC 4.0.
Образовательная программа по робототехнике - это один из интереснейших способов изучения компьютерных технологий и программирования. Во время занятий, обучающиеся научатся проектировать, создавать и программировать роботов. Командная работа над практическими заданиями способствует глубокому изучению составляющих современных роботов, а визуальная программная среда позволит легко и эффективно изучить алгоритмизацию и программирование.
В распоряжении детей будут предоставлены конструкторы, оснащенные специальным микропроцессором, позволяющим создавать программируемые модели роботов. С его помощью обучаемый может запрограммировать робота на выполнение определенных функций.
Образовательный кружок по робототехнике научно-технической направленности.
В наше время робототехники и компьютеризации необходимо учить ребенка решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.
Актуальность данного кружка заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нано технологии, электроника, механика и программирование. т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники.
В педагогической целесообразности этого кружка не приходиться сомневаться, т.к. дети научатся объединять реальный мир с виртуальным, в процессе конструирования и программирования получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.
Программа кружка рассчитана на детей в возрасте от 10 до 15 лет. Сроки реализации программы 1 год.
Цель программы: развитие творческих способностей и формирование раннего профессионального самоопределения подростков и юношества в процессе конструирования и проектирования.
В результате изучения данного курса, обучающиеся:
- получат первоначальные знания по устройству робототехнических устройств;
- овладеют основными приемами сборки и программирования робототехнических средств;
- сформируют общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;
- ознакомятся с правилами безопасной работы с инструментами необходимыми при конструировании робототехнических средств.
Получат возможность:
- формировать творческое отношение по выполняемой работе;
- воспитывать умение работать в коллективе;
- развивать творческую инициативу и самостоятельность;
- развивать психофизиологические качества: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.
Основными принципами обучения являются:
- Научность - предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.
- Доступность- предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены.
- Связь теории с практикой- необходимо вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.
- Воспитательный характер обучения- процесс обучения является воспитывающим, ученик не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивает свои способности, умственные и моральные качества.
- Сознательность и активность обучения- в процессе обучения все действия, которые отрабатывает учащийся, должны быть обоснованы. Нужно учить, обучаемых, критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения. Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошей теоретической и практической подготовкой и работой педагога.
- Наглядность- объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие материалы, а также материалы своего изготовления.
- Систематичность и последовательность- учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило, этот принцип предусматривает изучение предмета от простого к сложному, от частного к общему.
- Прочность закрепления знаний, умений и навыков- качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и навыки учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой.
- Индивидуальный подход обучении – в процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и, опираясь на сильные стороны ребенка, доводит его подготовленность до уровня общих требований.
На занятиях используются различные формы организации образовательного процесса:
- фронтальные (беседа, лекция, проверочная работа);
- групповые;
- индивидуальные (инструктаж, разбор ошибок, индивидуальная сборка робототехнических средств).
Для предъявления учебной информации используются следующие методы:
- наглядные;
- словесные;
- практические.
Для стимулирования учебно-познавательной деятельности применяются методы:
- соревнования;
- поощрение.
Для контроля и самоконтроля за эффективностью обучения применяются методы:
- предварительные (анкетирование, диагностика, наблюдение, опрос);
- текущие (наблюдение, ведение таблицы результатов);
- тематические (опрос);
- итоговые (соревнования).
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Теоретические занятия по изучению робототехники предусматривают
- выдачу материалов для самостоятельной работы и повторение материала или указывается где можно взять этот материал;
- теоретический материал педагог дает обучаемым, помимо вербального, классического метода обучения, при помощи различных современных технологий в образовании (аудио, видео лекции, экранные видео лекции, презентации, интернет, электронные учебники);
- проверка полученных знаний.
Практические занятия проводятся следующим образом:
- педагог показывает конечный результат занятия, т.е. заранее готовит (собирает робота или его часть) практическую работу;
- далее педагог обучает последовательности сборки узлов робота, используя различные варианты;
- далее обучаемые самостоятельно (и, или) в группах проводят сборку узлов робота;
- практические занятия начинаются с правил техники безопасности при работе с различным инструментом и с электричеством и разбора допущенных ошибок во время занятия в обязательном порядке.
ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
По окончанию курса обучения учащиеся овладеют:
- теоретическими основами создания робототехнических устройств;
- элементной базой при помощи которой собирается устройство;
- порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами;
- порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств;
- правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами.
Получат возможность:
- проводить сборку робототехнических средств с применением конструкторов;
- создавать программы для робототехнических средств при помощи специализированных визуальных конструкторов.
Ожидаемые результаты программы кружка и способы определения их результативности заключаются в следующем:
- результаты работ учеников будут зафиксированы на фото и видео в момент демонстрации созданных ими роботов из имеющихся в наличии учебных конструкторов по робототехнике;
- фото и видео материалы по результатам работ, обучающихся будут размещаться на сайте школы в разделе дополнительного образования.
МЕХАНИЗМ ОТСЛЕЖИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы:
- олимпиады;
- соревнования;
- участие в районной НПК с проектами по робототехнике.
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№ п/п | Тема | Часы | ||
всего | теория | практ. | ||
1 | Вводное занятие (в том числе техника безопасности) | 1 | 1 | - |
2 | Тема 1. Робототехника для начинающих, базовый уровень | 4 | 2 | 2 |
3 | Тема 2. Эксперимент 1. Вертолет. | 2 | 1 | 1 |
4 | Тема 3. Эксперимент 2. Лебедка. | 2 | 1 | 1 |
5 | Тема 4. Эксперимент 3. Центрифуга. | 2 | 1 | 1 |
6 | Тема 5. Эксперимент 4. Светофор | 2 | 1 | 1 |
7 | Тема 6. Эксперимент 5. Магнитный замок. | 2 | 1 | 1 |
8 | Тема 7. Эксперимент 6. Конвейер | 2 | 1 | 1 |
9 | Тема 8. Эксперимент 7. Вращающийся стол | 2 | 1 | 1 |
10 | Тема 9. Эксперимент 8. Смеситель | 2 | 1 | 1 |
11 | Тема 10. Эксперимент 9. Стиральная машина | 2 | 1 | 1 |
12 | Тема 11. Эксперимент 10. Мощный световой сканер | 3 | 1 | 1 |
13 | Тема 12. Эксперимент 11. Банкомат | 2 | 1 | 1 |
14 | Тема 13. Эксперимент 12. Токарный автомат | 3 | 1 | 2 |
15 | Тема 14. Эксперимент 13. Автоматическая дверь | 3 | 1 | 2 |
16 | Тема 15. Эксперимент 14. Лифт | 4 | 1 | 3 |
17 | Тема 16. Эксперимент 15. Автомобиль | 3 | 1 | 2 |
18 | Тема 17. Эксперимент 16. Промышленный робот | 3 | 1 | 2 |
19 | Тема 18. Эксперимент 17. Манипулятор | 3 | 1 | 2 |
20 | Тема 19. Эксперимент 18. Станок с ЧПУ | 4 | 1 | 3 |
Тема 20. Импровизация 1 | 2 | 1 | 1 | |
Тема 21. Импровизация 2 | 2 | 1 | 1 | |
Тема 22. Импровизация 3 | 6 | 1 | 5 | |
Представление результата - робота | 3 | 2 | 1 | |
ИТОГО | 70 | 26 | 44 |
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Вводное занятие
Теория:
Рассказ о развитии робототехники в мировом сообществе и в частности в России.
Показ видео роликов о роботах и роботостроении.
Правила техники безопасности.
Тема 1.
Теория:
- Робототехника для начинающих, базовый уровень
- Основы робототехники.
- Понятия: датчик, интерфейс, алгоритм и т.п.
Алгоритм программы представляется по принципу конструктора. Из визуальных блоков составляется программа. Каждый блок включает конкретное задание и его выполнение. По такому же принципу собирается сам робот из различных комплектующих узлов (датчик, двигатель, зубчатая передача и т.д.) узлы связываются при помощи интерфейса (провода, разъемы, системы связи, оптику и т.д.)
Практика:
Знакомство с конструктором.
- Твой конструктор (состав, возможности)
- Основные детали (название и назначение)
- Датчики (назначение)
- Двигатели
- Контроллер POWERONCO
- Адаптер питания
- Как правильно разложить детали в наборе
В конструкторе по робототехнике Модель XPO-001 применены новейшие технологии робототехники: современный 32 – битный программируемый микроконтроллер; программное обеспечение, с удобным интерфейсом на базе образов и с возможностью перетаскивания объектов, а также с поддержкой интерактивности; чувствительные сенсоры и интерактивные сервомоторы; разъемы для USB подключений. Различные сенсоры необходимы для выполнения определенных действий. Определение цвета и света. Обход препятствия. Движение по траектории и т.д.
Тема 2.
Практика:
Собираем модель Вертолёта.
- Подключение электромотора
- Загрузка программы
Теория:
-Знакомство со свойствами основных узлов Вертолёта.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 3.
Практика:
Собираем модель Лебедка.
- Подключение электромотор
- Использование муфты с червячной шестернёй.
- Шестерёнчатая передача крутящего момента.
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов Лебедки, применение аналогичных механизмов и узлов механизма в жизни и быту человека.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 4.
Практика:
Собираем модель Центрифуга.
- Использование углового редуктора с выходным валом 1:1
Теория:
- Знакомство с основными узлами Центрифуги и центробежной силой.
- Использование аналогичных механизмов в жизни и быту человека.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 5.
Практика:
Собираем модель Светофор
- Подключение электроламп
- Загрузка программы
Теория:
-Знакомство со свойствами светофора и применение его в жизни.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 6.
Практика:
Собираем модель Магнитный замок.
- Подключение магнитных датчиков
- Подключение электроламп
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов магнитного замка.
- Использование аналогичных механизмов в жизни и быту человека.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 7.
Практика:
Собираем модель Конвейер.
- Подключение электромотора
- Подключение электроламп
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов конвейера.
- Использование аналогичных механизмов на практики производств.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 8.
Практика:
Собираем модель Вращающийся стол
- Подключение магнитных датчиков
- Подключение электроламп
- Подключение электромотора
- Использование углового и прямого редуктора
- Загрузка программы
Теория:
-Знакомство со свойствами основных узлов вращающегося стола.
- Использование аналогичных механизмов на практики.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 9.
Практика:
Собираем модель Смеситель
- Подключение электромотора
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение электроламп
- Подключение датчика касания
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов смеситель.
- Использование аналогичных механизмов в быту и на практики производств.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 10.
Практика:
Собираем модель Стиральная машина
- Подключение электромотора
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение электроламп
- Подключение датчика касания
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов стиральная машина.
- Использование аналогичных механизмов в быту и на практики.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 11.
Практика:
Собираем модель Мощный световой сканер
- Подключение электромотора
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение датчика освещенности
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов светового сканера.
- Применение аналогичных механизмов на практики в производстве.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 12.
Практика:
Собираем модель Банкомат
- Подключение электромотора
- Подключение электролампы
- Подключение датчика освещенности
- Использование углового и прямого редуктора
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов банкомата.
- Применение аналогичных механизмов на практики.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 13.
Практика:
Собираем модель Токарный автомат
- Подключение электромотора
- Подключение датчика магнитного поля
- Использование углового и прямого редуктора
- Использование ходового винта
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов токарного станка.
- Применение аналогичных механизмов на производствах.
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 14.
Практика:
Собираем модель Автоматическая дверь
- Подключение электромотора
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение электроламп
- Подключение датчика касания
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов автоматической двери.
- Применение механизма автоматических дверей в быту и производстве
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 15.
Практика:
Собираем модель Лифт
- Подключение электромотора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение электроламп
- Подключение датчика касания
- Загрузка программы
Теория:
-Знакомство со свойствами основных узлов лифта.
- Применение механизма лифта в быту и производстве
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 16.
Практика:
Собираем модель Автомобиль
- Подключение электромотора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение датчика освещённости
- Загрузка программы
Теория:
-Знакомство со свойствами основных узлов автомобиля.
- Применение аналогичного механизма в быту и производстве
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 17.
Практика:
Собираем модель Промышленный робот
- Подключение электромотора
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение электромагнит
- Подключение датчика касания
- Подключение датчика числа оборотов
- Использование ходового винта
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов промышленным роботом.
- Применение аналогичных механизмов в производстве
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 18.
Практика:
Собираем модель Манипулятор
- Подключение электромотора
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение датчика числа оборотов
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов манипулятора.
- Применение аналогичных механизмов в производстве
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 19.
Практика:
Собираем модель Станок с ЧПУ
- Подключение электромотора
- Использование прямого редуктора
- Подключение датчика магнитного поля
- Подключение датчика числа оборотов
- Использование ходовых винтов
- Загрузка программы
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов станка.
- Применение аналогичных механизмов в производстве
Инструкция в комплекте с комплектующими.
Тема 20.
Практика:
Собираем импровизированную модель робототехники №1
- Подключение электромотора
- Загрузка программы
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение электроламп
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов.
- Применение аналогичных механизмов в производстве и быту
- Изучение команд программирования электроламп и электромотора
Тема 21.
Практика:
Собираем импровизированную модель робототехники №2
- Подключение электромотора
- Загрузка программы
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение электроламп
- Подключение датчика касания
- Подключение датчика электромагнитного поля
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов.
- Применение аналогичных механизмов в производстве и быту
- Изучение команд программирования датчика касания и датчика электромагнитного поля
Тема 22.
Практика:
Собираем импровизированную модель робототехники №3
- Подключение электромотора
- Загрузка программы
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение электроламп
- Подключение датчика касания
- Подключение датчика электромагнитного поля
- Подключение электромагнита
- Подключение датчика освещенности
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов.
- Применение аналогичных механизмов в производстве и быту
- Изучение команд программирования датчика освещенности и электромагнита
Тема 23.
Практика:
Собираем импровизированную модель робототехники №4
- Подключение электромотора
- Загрузка программы
- Использование углового и прямого редуктора
- Подключение электроламп
- Подключение датчика касания
- Подключение датчика электромагнитного поля
- Подключение электромагнита
- Подключение датчика освещенности
- Подключение датчика числа оборотов
Теория:
- Знакомство со свойствами основных узлов.
- Применение аналогичных механизмов в производстве и быту
- Изучение команд программирования датчика числа оборотов и других команд
4. Методическое обеспечение дополнительной образовательной программы
Обеспечение программы предусматривает наличие следующих методических видов продукции:
- электронные учебники;
- видео ролики;
5. Материально-техническое обеспечение программы.
1. Компьютерный класс – на момент программирования робототехнических средств, программирования контроллеров конструкторов, настройки самих конструкторов, отладки программ, проверка совместной работоспособности программного продукта и модулей конструкторов.
2. Наборы конструкторов:
- конструктора по робототехнике Модель – XPO 001 – 5 шт.
- программный продукт.
- зарядное устройство для конструктора –5 шт.
- контроллеры конструкторов – 5 шт.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
На русском языке о легороботах
http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=2
http://www.mindstorms.su/
На английском языке о легороботах
http://www.lego.com/education/#
http://mindstorms.lego.com/
Каталоги образовательных ресурсов
educatalog.ru - каталог образовательных сайтов
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
ПМ 01, 02, 03, 04, 05 Рабочая программа по бух-учету, по налогам, для специальности 080110 и рабочие программы по налогам и бух-учету для специальности 080114 и программа экзаменов для ПМ 01 и 02
Рабочие программы:ПМ 01 -Документирование хозяйственных операций и ведение бухгвалтерского учета имущества организацииПМ 02-Ведение бухучета источников формирования имущества, выполнения работ по инве...
Рабочая программа курса химии 8 класс, разработанная на основе Примерной программы основного общего образования по химии (авторская рабочая программа)
Рабочая программа курса химии 8 класс,разработанная на основеПримерной программы основного общего образования по химии,Программы курса химии для 8-9 классовобщеобразовательных учреждений (а...
Рабочая программа по литературе для 6 класса (по программе В. Коровиной) Рабочая программа по литературе для 10 класса (по программе ]В. Коровиной)
Рабочая программа содержит пояснительную записку, тематическое планирование., описание планируемых результатов, форм и методов, которые использую на уроках. Даётся необходимый список литературы...
Рабочие программы по математике для 5 класса, по алгебре для 8 класса. УМК А. Г. Мордкович. Рабочие программы по геометрии для 7 и 8 класса. Программа соответствует учебнику Погорелова А.В. Геометрия: Учебник для 7-9 классов средней школы.
Рабочая программа содержит пояснительную записку, содержание учебного материала, учебно - тематическое планирование , требования к математической подготовке, список рекомендованной литературы, календа...
Аннотация к рабочей программе по математике (алгебре и началам анализа), 11 класс , профильный уровень; рабочая программа по алгебре и началам анализа профильного уровня 11 класс и рабочая программа по алгебре и началам анализа базового уровня 11 класс
Аннотация к рабочей программе по МАТЕМАТИКЕ (алгебре и началам анализа) Класс: 11 .Уровень изучения учебного материала: профильный.Программа по алгебре и началам анализа для 11 класса составлена на ос...
Рабочая программа по русскому языку 5 класс Разумовская, рабочая программа по литературе 5 класс Меркин, рабочая программа по русскому языку 6 класс разумовская
рабочая программа по русскому языку по учебнику Разумовской, Львова. пояснительная записка, календарно-тематическое планирование; рабочая программа по литературе 5 класс автор Меркин. рабочая программ...
Рабочая программа по Биологии за 7 класс (УМК Сонина), Рабочая программа по Биологии для реализации детского технопарка Школьный кванториум, 5-9 классы, Рабочая программа по Биохимии.
Рабочая программа по биологии составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования на основании примерной программы по биологи...