Mbot и MBlock: Игровая робототехника для юных программистов

Направленность программы: Программа «Игровая робототехника для юных программистов» имеет техническую направленность; по функциональному предназначению является общекультурной (базовой); по форме организации — групповой, кружковой.

 

Актуальность программы – в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

Основные формы занятий:
Программой предусмотрено проведение практических игр-занятий – STEAM-занятий, а также теоретических блоков инструктивного характера.

Основные технологии:
·       технология развивающего игрового обучения;

·       технология индивидуального обучения.

Методы обучения:
·        Объяснительно-иллюстративный метод обучения:

Дети получают знания в ходе беседы, объяснения, дискуссии, из учебной или методической литературы, через экранное пособие в "готовом" виде.

·        Репродуктивный метод обучения:

Деятельность обучающихся носит алгоритмический характер, выполняется по инструкциям, предписаниям, правилам в аналогичных, сходных с показанным образцом ситуациях.

·        Метод проблемного изложения в обучении

Прежде чем излагать материал, перед детьми необходимо поставить проблему, сформулировать познавательную задачу, а затем, раскрывая систему доказательств, сравнивая точки зрения, различные подходы, показать способ решения поставленной задачи. Дети становятся соучастниками научного поиска.

·       Частично-поисковый, или эвристический

метод обучения заключается в организации активного поиска решения выдвинутых в обучении (или самостоятельно сформулированных) познавательных задач в ходе подготовки и реализации творческих проектов.

·       Исследовательский метод обучения

обучающиеся самостоятельно программируют робота согласно поставленной цели, ведут наблюдения и выполняют другие действия поискового характера. Инициатива, самостоятельность, творческий поиск проявляются в исследовательской деятельности наиболее полно.

преподаватели

Марова Алина Олеговна, к.п.н., методист, учитель культурологии, МХК и информатики

Содержание программы

Тема 1. Теория

Инструктаж по ТБ и ОТ. Роботы и робототехника. История робототехники

Тема 2. Знакомство с конструктором.

Названия и принципы крепления деталей. Сборка модели

Тема 3. Комплектация роботов MBOT

Детали конструктора MBOT. Сборка простых механизмов.

Тема 4.  Плата управления MCORE

Интерфейс подключения, порты, датчики. Пподключение модулей.

Тема 5. Играем роботом «из коробки»

 Инфракрасный пульт дистанционного управления. Режимы переключения. Сборка робота, программирование робота

Тема 6. Мобильный робот +планшет (смартфон)

 Программа для мобильных устройств Makeblock. Установка Makeblock на смартфон. Соединение с роботом. Основные разделы программы: привод, рисуй и управляй, музыкант. Управление роботом

Тема 7.  Усложнение конструкции MBOT

Изучение ресурсного набора Mbot servo pack, а также комплектация робота оригинальными деталями lego. Сборка шагающего робота.

Тема 8. Приложение MBLOCK BLOCKLY

Изучение уровней: последовательность, скорость,  повтор, остановить, ожидание, суждение, условие, сравнение, свет, значение. Проект «Парковка»

Тема 9. Повторение пройденного материала.

Сборка робота. Испытания. 2 датчика. Сравнение. Выполнение поворотов Сборка модели. Программирование.

Тема 10. Проект «Вежливый собеседник»

Принцип действия. Программирование.

Тема 11. MBLOCK на компьютере –новые возможности нашего робота

Загрузка и установка mblock на компьютер. Подключение робота к программе через usb –кабель. Проверка соединения и исполнения команд от компьютера

Тема 12. Проект «Пульт управления» или управляем при помощи клавиатуры.

Программирование в среде mblock. Создание блоков управления, создание проектов, деление проектов на части-подпрограммы, создание блоков.

Тема 13. Усовершенствование MBOT по Bluetooth

Настройка соединения usb- порт и адаптер Bluetooth, проверка соединения на практике, различные команды для робота.

Тема 14. Используем датчик расстояния. Проект «Очень общительный и тактичный собеседник»

 Определение задачи, последовательность действий робота, создание алгоритма, проверка работы программы, усовершенствование программы.

Тема 15. Используем датчик линии. Проект «Из гаража-вручную, по дороге - автоматически»

Правила. Алгоритмы. Конструирование робота. Создание программы. Испытания.

Тема 16. Режим Arduino Mode. Проект «Я сам!», «Паровозик», «Стоп-препятствие»

Правила. Алгоритмы. Конструирование робота. Создание программы. Испытания.

Тема 17. Робот взрослеет. Дополнения от Makeblock

Обзор дополнений от компании Makeblock. Конструирование робота. Набор дополнений для mbot – набор с сервомотором, интерактивный свет и звук, отдельные компоненты : гироскоп, акселерометр

Тема 18. Проекты серии «Работа головой»

Проект «Разминаем шею, поворачиваем голову», проект «Метроном. Развороты», проект «Не врежусь», проект «Кошки-мышки» 

Тема 19. Проект «Гироскоп»

Знакомство с гироскопом 1, знакомство с гироскопом 2, проект «Звездные гонки».

Тема 20. Подготовка к итоговым соревнованиям, сбор конструкции и программирование.

Правила. Алгоритмы. Конструирование робота. Создание программы. Испытания.

Тема 21. Участие в соревнованиях.

Проведение итоговых испытаний

Цели программы

обучение основам робототехники, программирования. Развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.

Результат программы

Обучающийся:
БУДЕТ ЗНАТЬ:
-правила безопасной работы;
-основные компоненты конструктора;
-компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
основные приемы конструирования роботов;
-конструктивные особенности различных роботов;
-порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств;
-как использовать созданные программы;
-создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по схеме;
-корректировать программы при необходимости;

БУДЕТ УМЕТЬ:
- проводить сборку робототехнических средств, с применением конструкторов;
- создавать программы для робототехнических средств.
- планировать ход выполнения задания.

Материально-техническая база

Комплекты робототехнических конструкторов mBot на базе Arduino, компьютеры/планшеты, программная среда mBlock (Scratch), ресурсный набор конструктора.