Рабочая программа по робототехники 5-6 класс. Рабочая программа по курсу Робототехника 5-6 класс. Программа по курсу Робототехника

• Название: Программа по курсу Робототехника
• Анкор: Рабочая программа по робототехники 5-6 класс
• Дата: 28.02.2022
• Размер: 221.5 Kb.
• Имя файла: Рабочая программа по курсу Робототехника 5-6 класс.doc
• Тип: Программа; #377463
• страница: 2 из 3

Цель данного курса – посредством конструирования и программирования роботов, научить учащихся самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этого знания из разных областей, уметь прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения.

Задачи:

• 
  Закрепление и углубление навыков конструирования и проектирования;
  
• 
  Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда.
  
• 
  Научить учеников формализации, сравнению, обобщению, синтезу полученной информации с имеющимися базами знаний.
  
• 
  Сформировать у учащихся умение классифицировать задачи по типам с последующим решением и выбором определённого технического средства в зависимости от его основных характеристик.
  
• 
  Сформировать алгоритм действий по разработке вариантов использования информации и прогнозированию последствий реализации решения проблемной ситуации (конкретной задачи, для решения которой разрабатывается робот).
  
• 
  Прививать навыки программирования через разработку программ в визуальной среде программирования, развивать алгоритмическое мышление
  

Учащиеся должны знать:

• 
  влияние технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;
  
• 
  область применения и назначение инструментов, различных машин и механизмов, технических устройств (в том числе компьютеров);
  
• 
  источник, способы преобразования и сохранения энергии;
  
• 
  виды передаточных механизмов и их технические характеристики;
  
• 
  конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
  
• 
  виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
  
• 
  основные приемы конструирования роботов;
  
• 
  основные понятия, использующие в робототехнике: микрокомпьютер, датчик, сенсор, порт, разъем, ультразвук, USB-кабель, интерфейс, иконка, программное обеспечение, меню, подменю, панель инструментов;
  
• 
  интерфейс программного обеспечения Mindstorms NXT-G, Robolab.
  

Учащиеся должны уметь:

• 
  получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);
  
• 
  осуществлять простейшие операции с файлами;
  
• 
  самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования и т.д.);
  
• 
  создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, инструкции, по собственному замыслу;
  
• 
  демонстрировать технические возможности роботов;
  
• 
  представлять одну и ту же информацию различными способами;
  
• 
  осуществлять поиск, преобразование, хранение и передачу информации, используя указатели, каталоги, справочники, Интернет.
  

Ожидаемые результаты:

• 
  умение самостоятельно и мотивированно организовывать свою познавательную деятельность (от постановки цели до получения и оценки результата);
  
• 
  поиск (проверка) необходимой информации в словарях, каталоге библиотеки, на электронных носителях;
  
• 
  элементарное обоснование высказанного суждения;
  
• 
  выполнение инструкций, точное следование образцу и простейшим алгоритмам.
  
• 
  создание условий для повышения уровня мастерства;
  
• 
  знание основ робототехники;
  
• 
  самоопределение по отношению к социально-этическим ценностям объединения;
  
• 
  знание основных форм и требований к проведению товарищеских встреч, соревнований по лего- конструированию на школьном, муниципальном уровне;
  

• 
  участие в лего- соревнованиях.
  

Курс рассчитан на 1 год 70 часов, по 2 часа в неделю.

Основная форма работы – практические занятия.

Возраст детей 12-14 лет.
Средства обучения:

• 
  Цифровое оборудование: проектор, АРМ учителя, компьютерный класс.
  
• 
  Конструкторы LEGO Education Технология и физика 9686, 9641, Перворобот NXT 9797 с программным обеспечением к ним.
  
• 
  Цифровые разработки учителя к урокам (презентации, сайты, тесты и т.д.).
  

Содержание инвариантной части программы

1. 
   Общие представления о робототехнике
   

Введение в лего-конструирование
Общие представления об образовательных конструкторах LEGO. Краткое резюме того, что будут изучать учащиеся на протяжении всего курса обучения лего-конструированию. Основные способы и принципы лего-конструирования. Демонстрация видеороликов лего-проектов «Робототехника»

Практическая работа: Сборка деталей образовательного конструктора LEGO Mindstorms.

Робототехника

Основные понятия робототехники. История робототехники. Общие представления об образовательном конструкторе LEGO Mindstorms NXT. Общие представления о программном обеспечении NXT-G, Robolab.

Практические работы:

1. 
   Конструирование робота по технологической карте LEGO Mindstorms NXT.
   
2. 
   Знакомство с интерфейсом программного обеспечения NXT-G.
   
3. 
   Программирование робота с помощью элементарных команд контроллера NXT.
   
4. 
   Знакомство с интерфейсом программного обеспечения Robolab
   

2. 
   Основы конструирования машин и механизмов
   

Этапы конструирования. Требования, предъявляемые к конструкциям: прочность, жесткость, устойчивость. Анализ существующих конструкций программно управляемых машин и принципов их работы. Алгоритм конструирования по инструкциям. Значение машин, механизмов в жизни человека. Виды простых механизмов. Характеристика типовых деталей механизмов выполняемых из конструктора Lego. Общие представления о механических передачах. Классификация передаточных механизмов. Кинематические схемы механизмов. Механизмы для преобразования движения (зубчато-реечный, винтовой, кривошипный, кулисный, кулачковый). Зубчатые передачи (цилиндрические, конические, червячная). Редукторы, мультипликаторы: виды, характеристика. Двигатели постоянного тока. Шаговые электродвигатели и сервоприводы. Проектирование электромеханического привода машин с сервоприводом.

Практические работы:

1. 
   Способы соединения деталей конструктора LEGO Mindstorms NXT.
   
2. 
   Создание механизмов для преобразования движения: зубчато-реечный, винтовой, кривошипный, кулисный, кулачковый.
   
3. 
   Создание моделей, использующих зубчатые (цилиндрические, конические, червячная), цепные, ременные, фрикционные передачи.
   
4. 
   Создание моделей, использующих двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.
   
5. 
   Создание цилиндрических, конических, коническо-цилиндрических, червячных редукторов.
   

3. 
   Системы передвижения роботов
   

Потребности мобильных роботов. Типы мобильности. Колесные системы передвижения роботов: автомобильная группа, группа с произвольным независимым поворотом каждого колеса влево и вправо. Шагающие системы передвижения роботов: робот с 2-я конечностями, робот с 4-я конечностями, робот с 6-ю конечностями.

Практические работы:

1. 
   Конструирование и программирование робота автомобильной группы.
   
2. 
   Конструирование и программирование робота с произвольным независимым поворотом каждого колеса влево и вправо.
   
3. 
   Роботы передвигающиеся на гусеничном ходу.
   
4. 
   Конструирование и программирование шагающего робота с 2-я конечностями.
   
5. 
   Конструирование и программирование шагающего робота с 4-я конечностями.
   
6. 
   Конструирование и программирование шагающего робота с 6-ю конечностями.
   

4. 
   Контроллер. Сенсорные системы
   

Общее представление о контроллере LEGO Mindstorms NXT. Тактильный датчик. Звуковой датчик. Ультразвуковой датчик. Световой датчик. Система с использованием нескольких датчиков.

Практические работы:

1. 
   Вывод изображений, набора текстового фрагмента или рисования на дисплее NXT.
   
2. 
   Воспроизведение звукового файла или какого-либо одиночного звука контроллером NXT.
   
3. 
   Управление роботом через Bluetooth.
   
4. 
   Использование датчика касания для преодоления препятствий робота.
   
5. 
   Действия робота на звуковые сигналы.
   
6. 
   Огибание препятствий роботом при использовании ультразвукового датчика.
   
7. 
   Движение робота по черной линии (используется один, два световых датчика).
   
8. 
   Конструирование и программирования робота, использующего систему из нескольких датчиков.
   

5. 
   Манипуляционные системы
   

Структура и составные элементы промышленного робота. Рабочие органы манипуляторов. Сенсорные устройства, применяемые в различных технологических операциях. Геометрические конфигурации роботов: декартовая система координат, цилиндрическая система координат, сферическая система координат.

Практические работы:

1. 
   Конструирование и программирование рабочего органа манипулятора с датчиком касания.
   
2. 
   Конструирование и программирование рабочего органа манипулятора со световым датчиком.
   
3. 
   Конструирование и программирование рабочего органа манипулятора с ультразвуковым датчиком.
   
4. 
   Конструирование и программирование промышленного робота с траекторией движения в декартовой системе координат.
   
5. 
   Конструирование и программирование промышленного робота с траекторией движения цилиндрической системе координат.
   
6. 
   Конструирование и программирование промышленного робота с траекторией движения в сферической системе координат.
   

6. 
   Разработка проекта
   

Требования к проекту. Определение и утверждение тематики проектов. Обсуждение возможных источников информации, вопросов защиты авторских прав. Алгоритм подготовки выступления. Как выбрать содержание и стиль презентации.

Практические работы:

1. 
   Разработка плана выполнения проектной работы: формулирование цели проекта, составление графика работы над проектом.
   
2. 
   Моделирование объекта.
   
3. 
   Конструирование модели.
   
4. 
   Программирование модели.
   
5. 
   Оформление проекта.
   
6. 
   Защита проекта.
   

7. 
   Контроль качества знаний
   

Контрольное тестирование.

Анализ собранных моделей.
Учебно-тематический плана

№	Наименование модуля, блока и темы	Уровень
п/п		5 класс	6 класс
1	Общие представления о робототехнике	6	4
1.1	Введение в лего-конструирование	3	-
1.1.1	Обзор образовательных конструкторов LEGO	1	-
1.1.2	Основные свойства конструкции при ее построении	1	-
1.1.3	Способы, варианты соединения деталей конструктора LEGO	1	-
1.2	Робототехника	3	4
1.2.1	Основные понятия робототехники. История робототехники	1	-
1.2.2	Состав, параметры и квалификация роботов	1	-
1.2.3	Программное обеспечение NXT-G	1	-
1.2.4	Программное обеспечение Robolab	-	4
2	Основы конструирования машин и механизмов	18	6
2.1	Машины и механизмы	4	-
2.1.1	Основы конструирования.	1	-
2.1.2	Машины и механизмы. Кинематические схемы механизмов	1	-
2.1.3	Простые механизмы для преобразования движения.	2	-
2.2	Механические передачи	6	2
2.2.1	Общие сведения	1
2.2.2	Зубчатые передачи (цилиндрические, конические, червячная)	3	2
2.2.3	Реечные, ременные, червячные передачи	2
2.3	Проектирование электромеханического привода машин	6	4
2.3.1	Двигатели постоянного тока	1	-
2.3.2	Шаговые электродвигатели и сервоприводы	1	-
2.3.3	Редукторы (цилиндрические, конические, коническо- цилиндрические, червячные)	4	4
3	Системы передвижения роботов	14	14
3.1	Мобильные роботы	2	-
3.1.1	Потребности мобильных роботов.	1	-
3.1.2	Типы мобильности роботов.	1	-
3.2	Колесные системы передвижения роботов	8	-
3.2.1	Автомобильная группа	4	-
3.2.2	Группа с произвольным независимым поворотом каждого колеса влево и вправо	4	-
3.3	Роботы передвигающиеся на гусеничном ходу	4	8
3.3.1	Цельные гусеничные шасси.	4	2
3.3.2	Траверсные гусеничные шасси		6
3.4	Шагающие системы передвижения роботов	-	12
3.4.1	Робот с 2-я конечностями	-	4
3.4.2	Робот с 4-я конечностями	-	4
3.4.3	Робот с 6-ю конечностями	-	4
4	Контроллер. Сенсорные системы	18	2
4.1	Общее представление о контроллере NXT, структура, характеристика интерфейса.	2	-
4.2	Управление интерактивным практикумом. Программирование в NXT-G.	2	-
4.3	Инициализация сбора данных с помощью датчиков NXT.	12	-
4.3.1	Звуковой датчик	2	-