«Основы робототехники»

  • (1)

Робототехника – это инновационное направление технического творчества в дополнительном образовании. Техническое детское творчество является одним из самых важнейших способов формирования ранней профессиональной ориентации учащихся, способствующее развитию устойчивого интереса к технике и науке. Учащиеся получают знания, умения и навыки в конструировании, проектировании и программировании, учатся анализировать, синтезировать свою деятельность и защищать свои проекты. Дети, которые выбирают данное направление, делают первый шаг к своей будущей профессии.

Учащиеся через знакомство с конструктором LEGO Mindstorm NXT 9797 и основами программирования в программе lego nxt 2.0, обучаются основам робототехники, следуя предлагаемым пошаговым инструкциям и схемам, а затем обучение усложняется – они знакомятся с механикой и её законами. Исходя из конкретной темы программы, дети обучаются конструированию и программированию с привлечением знаний из различных областей наук, таких как: математика, физика, информатика и т.д.

В связи с этим отбор материала и построение этапов занятия, а также организация работы по ходу программы проходит индивидуально к каждому занятию и группе. Для закрепления каждой темы обучающиеся выполняют практическую работу.

1 год обучения
Знакомство с историей робототехники, знакомство с конструктором, основными деталями и принципами крепления. Создание простейших механизмов, описание их назначения и принципов работы. Силовые машины. Использование встроенных возможностей микроконтроллера: просмотр показаний датчиков, простейшие программы, работа с файлами. Знакомство со средой программирования Lego Mindstorms Education NXT, базовые команды управления роботом, базовые алгоритмические конструкции. Простейшие регуляторы: релейный, пропорциональный. Участие в учебных состязаниях.

2 год обучения
Повторение ранее изученного материала. Основы конструирования машин и механизмов. Трехмерное моделирование LEGO Digital Designer. Продвинутое программирование. Работа с файлами. Совместная работа нескольких роботов. Альтернативные среды программирования. Основные виды соревнования и элементы заданий. Участие в учебных состязаниях.

Педагоги

Ксенофонтова Наталья Николаевна, педагог дополнительного образования высшей квалификационной категории, стаж по специальности – 13 лет.

Ивановский Сергей Алексеевич, педагог дополнительного образования первой квалификационной категории, стаж работы по специальности – 4 года.

Масычев Петр Николаевич, педагог дополнительного образования.

Расписание

4 часа в неделю, 2 раза в неделю 2 часа

Содержание программы

1 год обучения - 140 часов

1. Основные понятия робототехники и принципы конструирования роботов – 18 часов

2. Язык программирования NXT-G – 34 часов

3. Контроллер. Сенсорные системы – 30 часов

4. Работа с данными различных типов в NXT-G – 24 часа

5. Состязания роботов – 32 часов

6. Итоговые показательные соревнования 2 часа

 

2 год обучения - 144 часов

 1. Повторение ранее изученного материала – 8 часов

2. Основы конструирования машин и механизмов LEGO TECHNIC – 44 часа

3. Трехмерное моделирование в программе LEGO Digital Designer – 18 часов

4. Продвинутое программирование – 22 часа

5. Альтернативные среды программирования – 22 часа

6. Основные виды соревнования и элементы заданий – 30 часов

 

Цели программы

Приобщение детей к научно-техническому творчеству через обучение основам робототехники.

Результат программы

Предметные результаты:

по окончании обучения учащиеся должны

знать:

- правила безопасной работы;

- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

- компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

- конструктивные особенности различных роботов;

- как передавать программы NXT;

- как использовать созданные программы;

- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;

- основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием компьютера.

уметь:

- использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;

- конструировать различные модели; использовать созданные программы;

- применять полученные знания в практической деятельности.

владеть:

- владеть навыками работы с роботами;

- владеть навыками работы в среде ПервоРобот NXT.

Особые условия проведения

Работа в группах и парах.

Материально-техническая база

Помещение для занятий – компьютерный класс – 78.5 м2 (11 компьютеров (10 детских, один педагога), 21 стул, 15 столов.)

Оборудование, инвентарь: доска (белая) – 1, проектор – 1, ноутбук – 1, наборы конструкторов Lego Mindstorms NXT – 14 основных наборов, 5 ресурсных, поля для соревнований Hello, Robot! – 6.

Технические средства обучения:

- программа ПервоРобот NXT 2.0;

- программа TRIK;

- программа Robolab;

- программа LEGO Digital Designer.

Учебно-методический материал

Дополнительная общеобразовательная программа «Основы робототехники», система оценки результатов освоения программы, которая состоит из оценки результатов текущего контроля успеваемости и промежуточной и итоговой аттестации учащихся. Так же для программы разработаны контрольно измерительные материалы (приложение 2) и иллюстративно-демонстрационные материалы (презентации и плакаты), диагностические карты (приложение 3), календарный учебный график (приложение 4).