"Первые шаги в робототехнику" 9-12 лет (Муниципальная)

        Данная программа позволяет научить детей основам конструирования и моделирования роботов при помощи программируемых конструкторов Lego Mindstorms EV3. 

Во время занятий обучающиеся собирают и программируют роботов, проектируют и реализуют миссии, осуществляемые роботами – умными машинками.

       Работа с LEGO конструктором способствует развитию таких качеств, как внимание, усидчивость, умение доводить начатое дело до конца. Занятия по данной программе позволят обучающимся попробовать себя в роли ученых и инженеров, помогут им понять принципы работы простых механизмов, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни.

преподаватели

Солдатов Георгий Алексеевич,

педагог дополнительного образования.

Расписание

2-3 класс:

Понедельник, среда, пятница - 09:00 - 10:35

4-5 класс:

Вторник, среда, четверг - 14:00 - 15:35

Содержание программы

 Раздел 1. Введение в робототехнику.

Теория: Знакомство с программой. Требования к занятиям. Правила поведения для обучающихся. Инструктаж по технике безопасности в учебном процессе. Роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. Основные направления применения роботов. Искусственный интеллект. Правила работы с конструктором LEGO.

Практика: Знакомство с конструктором. Учебная эвакуация из здания.

Контроль: Входная диагностика. Беседа по правилам работы с конструктором LEGO

Теория: Управление роботами. Методы общения с роботом. Состав конструктора LEGO MINDSTORMS EV3. Визуальные языки программирования. Их основное назначение и возможности. Команды управления роботами.

Практика: Работа в среде программирования модуля, основные блоки.

Контроль: Индивидуальный, фронтальный опрос, практическая работа №.1 "Знакомство с программной средой EV3"

Раздел 2. Знакомство с роботами LEGO MINDSTORMS EV3 EDU.

Теория: Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Правила обращения с роботами.

Практика: Основные механические детали конструктора. Их название и назначение.

Контроль: Беседа по правилам техники безопасности. Практическая работа № 2 "Механические детали и их назначение"

Теория: Модуль EV3. Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния, порты.

Практика: Установка батарей, способы экономии энергии. Включение модуля EV3. Запись программы и запуск ее на выполнение.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 3 "Программирование модуля EV3"

Теория: Сервомоторы EV3, сравнение моторов. Мощность и точность мотора. Механика механизмов и машин.

Практика: Виды соединений и передач и их свойства.

Контроль: Беседа, практическая работа № 4 "Запуск и программирование сервомоторов EV3«

Теория: Сборка роботов.

Практика: Сборка модели робота по инструкции. Программирование движения вперед по прямой траектории. Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния.

Контроль: Беседа, практическая работа № 5 «Сборка приводной платформы». Практическая работа № 6 "Сборка приводной платформы и программирование на движение вперед по прямой«

Раздел 3. Датчики LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и их параметры.

Теория: Датчики. Датчик касания. Устройство датчика.

Практика: Решение задач на движение с использованием датчика касания.

Контроль: Беседа, практическая работа № 7 «Подключение датчика к микрокомпьютеру. Программирование датчика», практическая работа № 8 "Сборка модели приводной платформы с датчиком касания Программирование модели".

Теория: Датчик цвета, режимы работы датчика.

Практика: Решение задач на движение с использованием датчика цвета.

Контроль: Индивидуальный, практическая работа № 9 "Сборка модели приводной платформы с датчиком цвета. Программирование модели".
практическая работа № 10 "Сборка и программирование собственной модели с датчиком цвета. Калибровка датчика".

Теория: Ультразвуковой датчик.

Практика: Решение задач на движение с использованием датчика расстояния.

Контроль: Индивидуальный, Практическая работа № 11 "Сборка и программирование модели с ультразвуковым датчиком.".
Практическая работа № 12 «Сборка и программирование модели «Мойщик пола» с ультразвуковым датчиком.".

Теория: Гироскопический датчик. Инфракрасный датчик, режим приближения, режим маяка.

Практика: Сборка робота с использованием гироскопического и инфракрасного датчиков.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 13 "Сборка и программирование модели с инфракрасным датчиком.".

Практическая работа № 14 "Сборка и программирование модели с гироскопическим датчиком.".

Теория: Интерфейс модуля EV3. Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором.

Практика: Подключение датчиков и моторов и их тестирование.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 15 "Сборка простейшей модели с подключением датчиков и тестирование".

Практическая работа № 16 "Сборка и программирование простейшей модели с использованием моторов и датчиков".

Раздел 4. Основы программирования и компьютерной логики.

Теория: Среда программирования модуля.

Практика: Создание программы. Удаление блоков. Выполнение программы. Сохранение и открытие программы.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 17 "самостоятельная сборка и программирование простейшего робота".

Практическая работа № 18 "Создание программы. Удаление блоков. Выполнение программы. Сохранение и открытие программы.«.

Теория: Счетчик касаний. Ветвление по датчикам.

Практика: Методы принятия решений роботом. Модели поведения при разнообразных ситуациях.

Контроль: Индивидуальный, Практическая работа № 19 «Самостоятельно собранная модель, выполняющая простые команды» Практическая работа № 20 "Самостоятельно собранная модель, выполняющая различные команды при разнообразных ситуациях".

Теория: Программное обеспечение EV3. Среда LABVIEW. Основное окно. Свойства и структура проекта.

Практика: Решение задач на движение вдоль сторон квадрата. Использование циклов при решении задач на движение.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 21 ″ Создание программ в среде LABVIEW, тестирование на простейшем роботе для движения",

Практическая работа № 22 "Создание робота для движения вдоль сторон квадрата, программирование робота"

Теория: Программные блоки и палитры программирования. Страница аппаратных средств. Редактор контента. Инструменты.

Практика: Устранение неполадок. Перезапуск модуля.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 23 ″ Создание программ в среде LABVIEW, тестирование на простейшем роботе",

Практическая работа № 24 "Редактирование контента. Устранение неполадок. Перезапуск модуля."

Практика: Промежуточная аттестация. Проверочная работа № 1 по теме "Знакомство с роботами LEGO MINDSTORMS".

Раздел 5. Практикум по сборке роботизированных систем.

Теория: Повторение механика механизмов и машин.

Практика: Решение задач на движение по кривой. Независимое управление моторами. Поворот на заданное число градусов. Расчет угла поворота.

Контроль: Индивидуальный, собранная модель, выполняющая предполагаемые действия.

Теория: Использование нижнего датчика освещенности.

Практика: Решение задач на движение с остановкой на черной линии.

Контроль: Индивидуальный, собранная модель, выполняющая предполагаемые действия.

Теория: Датчики освещенности.

Практика: Решение задач на движение вдоль линии. Калибровка датчика освещенности.

Контроль: Индивидуальный, Практическая работа № 25 "Создание робота для движения вдоль линии, с датчиком освещенности, программирование робота",

№ 26 "Создание робота для движения вдоль линии, с двумя датчиками освещенности, программирование робота",

Теория: Программирование модулей.

Практика: Решение задач на прохождение по полю из клеток.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 27 "Создание робота для движения по полю из клеток",

Практическая работа № 28 "Создание и последующее редактирование программы робота для движения по полю из клеток, устранение неполадок",

Теория: повторение правил сборки и программирования роботов.

Практика: Соревнование роботов на тестовом поле. Зачет времени и количества ошибок.

Контроль: Самостоятельно собранная модель, выполняющая предполагаемые действия. Соревнование.

Раздел 6. Практикум по сборке роботизированных систем.

Теория: Измерение освещенности. Определение цветов. Распознавание цветов.

Практика: Использование конструктора Lego в качестве цифровой лаборатории.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 29 «Сборка и программирование робота «Сортировщик цветов». Калибровка измерения освещенности"

Теория: Повторение темы датчик расстояния. Калибровка датчика.

Практика: Измерение расстояний до объектов. Сканирование местности.

Контроль: Беседа, Практическая работа № 30 "Сборка робота для определения расстояния до объекта (препятствия). Объезд препятствий, атака противника".

Теория: Сила. Плечо силы. Подъемный кран. Счетчик оборотов. Скорость вращения сервомотора. Мощность.

Практика: Сборка роботов на движение.

Контроль: Индивидуальный, Практическая работа № 31 "Сборка и программирование робота "Рука робота H25",

Самостоятельно собранная модель, выполняющая предполагаемые действия.

Теория: Управление роботом с помощью внешних воздействий. Реакция робота на звук, цвет, касание. Таймер.

Практика: Сборка роботов на движение с помощью внешних воздействий.

Контроль: Индивидуальный, Практическая работа № 32 "Сборка и программирование робота «гоночный болид «формула I». Управление моделью с помощью программы и от первого лица, удаленно",

Самостоятельно собранная модель, выполняющая предполагаемые действия.

Теория: Движение по замкнутой траектории.

Практика: Решение задач на криволинейное движение.

Контроль: Индивидуальный, Практическая работа № 33 «Сборка и программирование робота «внедорожник» с датчиками цвета«,

Самостоятельно собранная модель, выполняющая предполагаемые действия.

Теория: Использование различных датчиков при конструировании роботов их функции и назначения.

Практика: Конструирование моделей роботов для решения задач с использованием нескольких разных видов датчиков.

Контроль: Индивидуальный, собранная модель на основе «Приводной платформы», выполняющая предполагаемые действия.

Теория: Правило «правой» и «левой» руки. Использование 2 датчиков расстояния.

Практика: Решение задач на выход из лабиринта. Ограниченное движение.

Контроль: Индивидуальный, Практическая работа № 34 «Сборка и программирование робота „Лабиринт“ с датчиком расстояния. Правило правой и левой руки», Практическая работа № 35 «Сборка и программирование робота „Лабиринт“ с двумя датчиками расстояния. Отладка программ», Самостоятельно собранная модель выполняющая предполагаемые действия.

Раздел 7. Творческие проектные работы и соревнования.

Теория: повторение тем программы. Изучение правил соревнований.

Практика: Работа над проектами «Движение по заданной траектории», "Кегельринг«.

Контроль: соревнования, самостоятельная сборка модели робота «Кегельринг», программирование робота.

Теория: Зачет времени и количества ошибок. Изучение правил соревнований.

Практика: Соревнование роботов на тестовом поле. Зачет времени и количества ошибок.

Контроль: соревнования.

Практика: Конструирование собственной модели робота.

Теория: повторение правил программирования роботов.

Практика: Программирование и испытание собственной модели робота.

Контроль: Решение задач (инд. и групп). Программирование и конструирование собственного робота.

Практика: Презентации и защита проекта «Мой уникальный робот» Контроль: Итоговый контроль. Проверочная работа № 2 по теме «Виды движений роботов». Создание проекта «Мой уникальный робот» Защита проекта. (Открытое мероприятие для родителей, администрации и посетителей ЦДТ)

Мониторинг сформированности личностных качеств (таблица результатов)

 

Цели программы

Развитие познавательного интереса и мышления обучающихся к робототехнике через изучение основ конструирования и моделирования.

Результат программы

На занятиях обучающиеся:

· закрепят знания по устройству персонального компьютера;

· научатся соблюдать правила техники безопасности и гигиены при работе на ПК;

· сформируют навыки элементарного проектирования, научатся основам программирования на основе языка Lego Mindstorms EV3;

· научатся самостоятельно разрабатывать и реализовывать творческие проекты по созданию моделей Lego Mindstorms EV3;

· приобретут навыки планирования своей деятельности;

· разовьют элементы технического мышления, изобретательности, творческой инициативы;

· воспитают волевые качества: настойчивость в завершении работы, терпение, усердие, ответственность.

Занятия робототехникой так же помогут обучающимся достичь такие личностные результаты, как:

· сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей;

· самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;

· мотивация образовательной деятельности обучающегося на основе личностно ориентированного подхода;

· формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам обучения.

Материально-техническая база

 · помещение – кабинет робототехники для теоретических занятий и занятий практического характера (ученические столы, стулья, стол для соревнований, стол для педагога, шкафы для хранения модулей);

· точка доступа в интернет;

· компьютеры Lenovo на базе процессора AMD FX – 7500 Radeon R7, 2.1GHz;

· многофункциональное устройство brother MFC – J2320

· экран Lumien – 1 шт.

· мультимедийный проектор Aser −1 шт.

· 3D принтер CUBE 3 – 1 шт.

· образовательный набор LEGO LEGO Mindstorms EV3 – 6 шт.

· программное обеспечение: Windows 8.1,

· прикладное программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3.

 

Видео