Кружок "Основы робототехники"
Одной из важных проблем в России являются её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к робототехнике и автоматизации систем и в этом нам очень помогает образованный кружок.
На занятиях используются конструкторы - «базовый набор» серии LEGO MINDSTORMS EV3 EDUCATION с соответствующим программным обеспечением.
Возрастная категория: обучающиеся 7-9 классов.
Цель: развитие способностей к творческому самовыражению через овладение навыками конструирования в процессе создания робототехнических систем.
Основы электротехники, программирования, математики, инженерии, механики выходят за пределы школьного учебника, но становятся близкими и понятными, входя в жизнь и сознание ребенка на занятиях робототехникой.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 programma.docx | 36.2 КБ |
Предварительный просмотр:
Управление образования администрации
городского округа города Райчихинска Амурской области
Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 15
городского округа города Райчихинска Амурской области
РАССМОТРЕНО на заседании методического объединения учителей математики, физики, информатики 25.12.2017. протокол №. | СОГЛАСОВАНО. Заместитель директора по учебно-воспитательной работе МОАУ СОШ № 15 _____________Н.В.Морозова 27.12.2017 | УТВЕРЖДАЮ. Директор МОАУ СОШ № 15 __________В.В.Неценстрик 28.12.2017 г. |
ПРОГРАММА РАБОТЫ КРУЖКА
«Основы робототехники»
Автор: учитель информатики
высшей категории
Ю.В.Андреева
г. Райчихинск
2017 г.
Пояснительная записка
Одной из важных проблем в России являются её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к робототехнике и автоматизации систем.
Данный курс даст возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология.
Основным содержанием данного курса являются постепенное усложнение занятий от технического моделирования до сборки и программирования роботов с использованием материалов книги С.А. Филиппова «Робототехника для детей и родителей» и компьютеров.
Актуальность курса заключается в том, что он направлен на формирование творческой личности живущей в современном мире. Технологические наборы LEGO EDUCATION ориентированы на изучение основных физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств.
На уроках используются конструктор «базовый набор» серии LEGO MINDSTORMS EV3 EDUCATION с соответствующим программным обеспечением.
Используя персональный компьютер, с ПО LEGO MINDSTORMS EV3 Education, LEGO-элементы из конструктора ученики могут конструировать управляемые модели роботов. Загружая управляющую программу в специальный LEGO-компьютер EV3 и присоединяя его к модели робота, робот функционирует автономно. EV3 работает независимо от настольного компьютера, на котором была написана управляющая программа; получая информацию от различных датчиков и обрабатывая ее, он управляет работой моторов.
Итоги изученных тем подводятся созданием учениками собственных автоматизированных моделей, с написанием программ, используемых в своих проектах, и защитой этих проектов.
Возрастная категория: обучающиеся 7-9 классов.
Цель: развитие способностей к творческому самовыражению через овладение навыками конструирования в процессе создания робототехнических систем.
Задачи: Обучающие:
- Познакомить учащихся с основными терминами и понятиями в области робототехники и научить использовать специальную терминологию;
- Сформировать представление об основных законах робототехники;
- Сформировать первоначальные представления о конструировании роботов;
- Познакомить учащихся с основами разработки алгоритмов при создании робототехнических конструкций;
- Усовершенствовать или привить навыки сборки и отладки простых робототехнических систем;
- Познакомить с основами визуального языка для программирования роботов;
- Систематизировать и/или привить навыки разработки проектов простых робототехнических систем;
- Усовершенствовать навыки работы с компьютером и офисными программами и/или обучить использованию прикладных программ для оформления проектов.
Развивающие:
- Стимулировать интерес к смежным областям знаний: математике, информатике, физике, биологии;
- Способствовать заинтересованности в самостоятельном расширении кругозора в области конструирования робототехнических систем;
- Формировать информационную культуру, умение ориентироваться и работать с разными источниками информации;
- Поддерживать выработку эффективных личных методик использования внимания и памяти, обработки и анализа сведений, конспектирования и наглядного представления информации (подготовки презентаций, в том числе мультимедийных);
- Поощрять стремление к применению своего потенциала в поиске оригинальных идей, обнаружении нестандартных решений, развитию творческих способностей.
- Развивать способности работы индивидуально и в командах разного качественного и количественного состава группы;
- Прививать навыки к анализу и самоанализу при создании робототехнических система;
- Содействовать саморазвитию в формировании успешных личных стратегий коммуникации и развитию компетенций при участии учеников в командной работе.
Воспитательные:
- Формировать интерес к практическому применению знаний, умений и навыков в повседневной жизни и в дальнейшем обучении;
- Поощрять целеустремленность, усердие, настойчивость, оптимизм, веру в свои силы;
- Способствовать развитию способности конструктивной оценки и самооценки, выработке критериев оценок и поведенческого отношения к личным и чужим успехам и неудачам;
- Подтверждать высокую ценность таких способностей и качеств, как эмоциональная уравновешенность, рассудительности;
- Поддерживать представление учащихся о значимости общечеловеческих нравственных ценностей, доброжелательности, сотрудничества;
- Укреплять спортивный дух, способность сохранять уважение к соперникам и преодолевать стресс во время обучения и соревнований;
- Прививать культуру организации рабочего места, правила обращения со сложными и опасными инструментами;
- Воспитывать бережливость и сознательное отношение к вверенным материальным ценностям.
Результаты обучения:
Личностные результаты | Предметные результаты | Метапредметные результаты |
1. Самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы 2. Трудолюбие и усердие | Знать: - основы алгоритмизации - основы объектно-ориентированного программирования - простейшие основы механики - виды конструкций однодетальные и многодетальные, неподвижное соединение деталей; - технологическую последовательность изготовления конструкций. Уметь: - программировать и собирать роботов; - с помощью учителя, а затем и самостоятельно анализировать, планировать предстоящую практическую работу, осуществлять контроль качества результатов собственной практической деятельности; - реализовывать творческий замысел. | Познавательные УУД: - уметь решать задачи, связанные с алгоритмами; - конструировать по образцу, по чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему. - ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного. Регулятивные УУД: - уметь работать по предложенным инструкциям. - умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений; - определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью учителя. Коммуникативные УУД: - уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о созданном проекте; - уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности. |
ЦОР: Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS EV3 EDUCATION, язык интерфейса русский и английский, сайты с инструкциями и уроками:
https://robot-help.ru/links.html
http://www.prorobot.ru/lego.php
№ | Дата | Тема | Содержание курса | Решаемые задачи |
1-2 | 9.01 | Введение в робототехнику | Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа. | |
3-4 | 16.01 | Знакомство с конструктором | Познакомимся: Что в наборе? Классификация деталей, крепление деталей между собой, главный блок, моторы, датчикиСборка простейшего робота | Задача 1: Учим нашего робота двигаться вперед на определенное расстояние. |
5-6 | 23.01 | Программирование движения робота | Детальное знакомство со средой программирования и подробно изучение команды, задающие движение простейшему роботу-тележке, собранному на предыдущем занятии. | Задача 2: Проехать прямолинейно вперед на 4 оборота двигателя. Развернуться. Проехать на 720 градусов. Задача 3: Установить на ровной поверхности какое-либо препятствие (банку, кубик, небольшую коробку), отметить место старта робота. Создать в проекте новую программу позволяющую роботу объехать вокруг препятствия и вернуться к месту старта. |
7-8 | 30.01 | Знакомство с вычислительными возможностями робота | Изучение вычислительных возможностей модуля EV3 и разбор примеров практических решений задач на вычисление траектории движения. | Задача №4: Написать программу прямолинейного движения для проезда роботом расстояния в 1 метр. Задача №5: Написать программу, рассчитывающую значение параметра "Градусы" для разворота робота. |
9-10 | 6.02 | Изучаем датчик касания | Знакомство с программными блоками, расположенными в Оранжевой палитре, которая называется "Управление операторами". | Задача №6: Написать программу, запускающую движение робота по щелчку кнопки. Задача №7: Написать программу, останавливающую робота, столкнувшегося с препятствием. Задача №8: Написать программу, заставляющую робота двигаться вперед, при наезде на препятствие - отъезжать назад, поворачивать вправо на 90 градусов и продолжать движение вперед до следующего препятствия. |
11-12 | 13.02 | Начинаем изучать датчик цвета | Изучение особенности работы датчика в режимах:
| Задача №9: Написать программу, называющую цвета предметов, подносимых к датчику цвета. Задача №10: Написать программу прямолинейного движения робота, называющего цвета полос, над которыми он проезжает. При достижении черной полосы робот проговаривает "Stop" и останавливается. |
13-14 | 20.02 | Продолжаем изучать датчик цвета | Изучение процессов автоматизации и информатизации в современном обществе | Задача №11: Написать программу движения робота, останавливающегося при достижении черной линии. Задача №12: Написать программу для робота, передвигающегося внутри круга, окантованного черной окружностью по следующему правилу:
Задача №13: Написать программу, изменяющую скорость движения нашего робота в зависимости от интенсивности внешнего освещения. |
15-16 | 6.03 | Изучаем ультразвуковой датчик | Изучение назначения ультразвукового датчика, как определителя расстояния до предметов, находящихся перед ним. | Задача №14: Написать программу, останавливающую прямолинейно движущегося робота, на расстоянии 15 см до стены или препятствия. Задача №15: Написать программу для робота, держащего дистанцию в 15 см от препятствия. Задача № 16: Написать программу, обнаруживающую другого робота, с работающим ультразвуковым датчиком. |
17-18 | 13.03 | Начинаем изучать инфракрасный датчик | Знакомство с инфракрасным датчиком в режиме "Приближение", который самостоятельно посылает инфракрасные волны и, поймав отраженный сигнал, определяет наличие препятствия перед собой. Еще два режима работы инфракрасный датчик реализует в паре с инфракрасным маяком | Задача №17: Написать программу прямолинейно движущегося робота, останавливающегося перед стеной или препятствием, отъезжающего немного назад, поворачивающего на 90 градусов и продолжающего движение до следующего препятствия. Задача №18: Написать программу дистанционного управления роботом с помощью инфракрасного маяка. |
19-20 | 20.03 | Продолжаем изучать инфракрасный датчик | Изучение работы инфракрасного датчика в режиме "Удаленный" инфракрасный датчик умеет определять нажатия кнопок инфракрасного маяка, что позволяет организовать дистанционное управление роботом. В режиме "Маяк" | Задача № 19: Написать программу для робота, вращающегося вокруг своей оси и останавливающегося в направлении инфракрасного датчика. |
21-22 | 27.03 | Изучаем гироскопический датчик | Изучение работы гироскопического датчика, который предназначен для измерения угла вращения робота или скорости вращения. | Задача №22: Написать программу движения робота по квадрату с длиной стороны квадрата, равной длине окружности колеса робота. |
23-24 | 3.04 | Слалом по линии | Соревнование. | За наименее короткое время робот должен пройти трассу, обозначенную черной линией, от места старта до места финиша, обходя препятствия-кегли, расположенные на линии. |
25-26 | 10.04 | Кегельринг | Соревнование. | За наиболее короткое время робот, не выходя за пределы круга, очерчивающего ринг, должен вытолкнуть расположенные в нем кегли. |
27-28 | 24.04 | Свободное конструирование и программирование | Поиск новых идей для создания робота | Формулировка задачи на свободный выбор обучающихся. |
29-30 | 8.05 | Свободное программирование | Учимся создавать интересные и сложные программы | Формулировка задачи на свободный выбор обучающихся. |
31-32 | 15.05 | Свободное конструирование | Подготовка к защите своих проектов | |
33-34 | 22.05 | Защита проектов |