кружок робото. Программа по Робототехнике предусматривает работу с образовательными конструкторами по робототехнике Модель xpo 001. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальная среда разработки программ vjc 0
 Скачать 142 Kb.
|
|
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Робототехника – это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения. Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития и самих этих наук. Робототехника – это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов-роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами. Программа по Робототехнике предусматривает работу с образовательными конструкторами по робототехнике Модель – XPO 001. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальная среда разработки программ VJC 4.0. Образовательная программа по робототехнике - это один из интереснейших способов изучения компьютерных технологий и программирования. Во время занятий, обучающиеся научатся проектировать, создавать и программировать роботов. Командная работа над практическими заданиями способствует глубокому изучению составляющих современных роботов, а визуальная программная среда позволит легко и эффективно изучить алгоритмизацию и программирование. В распоряжении детей будут предоставлены конструкторы, оснащенные специальным микропроцессором, позволяющим создавать программируемые модели роботов. С его помощью обучаемый может запрограммировать робота на выполнение определенных функций. Образовательный кружок по робототехнике научно-технической направленности. В наше время робототехники и компьютеризации необходимо учить ребенка решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать. Актуальность данного кружка заключается в том, что в настоящий момент активно развиваются нано технологии, электроника, механика и программирование. т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. В педагогической целесообразности этого кружка не приходиться сомневаться, т.к. дети научатся объединять реальный мир с виртуальным, в процессе конструирования и программирования получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики. Программа кружка рассчитана на детей в возрасте от 10 до 15 лет. Сроки реализации программы 1 год. Цель программы: развитие творческих способностей и формирование раннего профессионального самоопределения подростков и юношества в процессе конструирования и проектирования. В результате изучения данного курса, обучающиеся: получат первоначальные знания по устройству робототехнических устройств; овладеют основными приемами сборки и программирования робототехнических средств; сформируют общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования; ознакомятся с правилами безопасной работы с инструментами необходимыми при конструировании робототехнических средств. Получат возможность: формировать творческое отношение по выполняемой работе; воспитывать умение работать в коллективе; развивать творческую инициативу и самостоятельность; развивать психофизиологические качества: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном. Основными принципами обучения являются: Научность - предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники. Доступность- предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены. Связь теории с практикой- необходимо вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике. Воспитательный характер обучения- процесс обучения является воспитывающим, ученик не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивает свои способности, умственные и моральные качества. Сознательность и активность обучения- в процессе обучения все действия, которые отрабатывает учащийся, должны быть обоснованы. Нужно учить, обучаемых, критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения. Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошей теоретической и практической подготовкой и работой педагога. Наглядность- объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие материалы, а также материалы своего изготовления. Систематичность и последовательность- учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило, этот принцип предусматривает изучение предмета от простого к сложному, от частного к общему. Прочность закрепления знаний, умений и навыков- качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и навыки учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой. Индивидуальный подход обучении – в процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и, опираясь на сильные стороны ребенка, доводит его подготовленность до уровня общих требований. На занятиях используются различные формы организации образовательного процесса: фронтальные (беседа, лекция, проверочная работа); групповые; индивидуальные (инструктаж, разбор ошибок, индивидуальная сборка робототехнических средств). Для предъявления учебной информации используются следующие методы: наглядные; словесные; практические. Для стимулирования учебно-познавательной деятельности применяются методы: - соревнования; - поощрение. Для контроля и самоконтроля за эффективностью обучения применяются методы: - предварительные (анкетирование, диагностика, наблюдение, опрос); - текущие (наблюдение, ведение таблицы результатов); - тематические (опрос); - итоговые (соревнования). ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Теоретические занятия по изучению робототехники предусматривают - выдачу материалов для самостоятельной работы и повторение материала или указывается где можно взять этот материал; - теоретический материал педагог дает обучаемым, помимо вербального, классического метода обучения, при помощи различных современных технологий в образовании (аудио, видео лекции, экранные видео лекции, презентации, интернет, электронные учебники); - проверка полученных знаний. Практические занятия проводятся следующим образом: - педагог показывает конечный результат занятия, т.е. заранее готовит (собирает робота или его часть) практическую работу; - далее педагог обучает последовательности сборки узлов робота, используя различные варианты; - далее обучаемые самостоятельно (и, или) в группах проводят сборку узлов робота; - практические занятия начинаются с правил техники безопасности при работе с различным инструментом и с электричеством и разбора допущенных ошибок во время занятия в обязательном порядке. ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ По окончанию курса обучения учащиеся овладеют: теоретическими основами создания робототехнических устройств; элементной базой при помощи которой собирается устройство; порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами; порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств; правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами. Получат возможность: проводить сборку робототехнических средств с применением конструкторов; создавать программы для робототехнических средств при помощи специализированных визуальных конструкторов. Ожидаемые результаты программы кружка и способы определения их результативности заключаются в следующем: результаты работ учеников будут зафиксированы на фото и видео в момент демонстрации созданных ими роботов из имеющихся в наличии учебных конструкторов по робототехнике; фото и видео материалы по результатам работ, обучающихся будут размещаться на сайте школы в разделе дополнительного образования. МЕХАНИЗМ ОТСЛЕЖИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы: - олимпиады; - соревнования; - участие в районной НПК с проектами по робототехнике. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ Вводное занятие Теория: Рассказ о развитии робототехники в мировом сообществе. Показ видео роликов о роботах и роботостроении. Правила техники безопасности. Тема 1. Теория: - Робототехника для начинающих, базовый уровень - Основы робототехники. - Понятия: датчик, интерфейс, алгоритм и т.п. Алгоритм программы представляется по принципу конструктора. Из визуальных блоков составляется программа. Каждый блок включает конкретное задание и его выполнение. По такому же принципу собирается сам робот из различных комплектующих узлов (датчик, двигатель, зубчатая передача и т.д.) узлы связываются при помощи интерфейса (провода, разъемы, системы связи, оптику и т.д.) Практика: Знакомство с конструктором. - Твой конструктор (состав, возможности) - Основные детали (название и назначение) - Датчики (назначение) - Двигатели - Контроллер POWERONCO - Адаптер питания - Как правильно разложить детали в наборе В конструкторе по робототехнике Модель XPO-001 применены новейшие технологии робототехники: современный 32 – битный программируемый микроконтроллер; программное обеспечение, с удобным интерфейсом на базе образов и с возможностью перетаскивания объектов, а также с поддержкой интерактивности; чувствительные сенсоры и интерактивные сервомоторы; разъемы для USB подключений. Различные сенсоры необходимы для выполнения определенных действий. Определение цвета и света. Обход препятствия. Движение по траектории и т.д. Тема 2. Практика: Собираем модель Вертолёта. - Подключение электромотора - Загрузка программы Теория: -Знакомство со свойствами основных узлов Вертолёта. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 3. Практика: Собираем модель Лебедка. - Подключение электромотор - Использование муфты с червячной шестернёй. - Шестерёнчатая передача крутящего момента. - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов Лебедки, применение аналогичных механизмов и узлов механизма в жизни и быту человека. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 4. Практика: Собираем модель Центрифуга. - Использование углового редуктора с выходным валом 1:1 Теория: - Знакомство с основными узлами Центрифуги и центробежной силой. - Использование аналогичных механизмов в жизни и быту человека. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 5. Практика: Собираем модель Светофор - Подключение электроламп - Загрузка программы Теория: -Знакомство со свойствами светофора и применение его в жизни. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 6. Практика: Собираем модель Магнитный замок. - Подключение магнитных датчиков - Подключение электроламп - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов магнитного замка. - Использование аналогичных механизмов в жизни и быту человека. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 7. Практика: Собираем модель Конвейер. - Подключение электромотора - Подключение электроламп - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов конвейера. - Использование аналогичных механизмов на практики производств. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 8. Практика: Собираем модель Вращающийся стол - Подключение магнитных датчиков - Подключение электроламп - Подключение электромотора - Использование углового и прямого редуктора - Загрузка программы Теория: -Знакомство со свойствами основных узлов вращающегося стола. - Использование аналогичных механизмов на практики. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 9. Практика: Собираем модель Смеситель - Подключение электромотора - Использование углового и прямого редуктора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение электроламп - Подключение датчика касания - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов смеситель. - Использование аналогичных механизмов в быту и на практики производств. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 10. Практика: Собираем модель Стиральная машина - Подключение электромотора - Использование углового и прямого редуктора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение электроламп - Подключение датчика касания - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов стиральная машина. - Использование аналогичных механизмов в быту и на практики. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 11. Практика: Собираем модель Мощный световой сканер - Подключение электромотора - Использование углового и прямого редуктора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение датчика освещенности - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов светового сканера. - Применение аналогичных механизмов на практики в производстве. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 12. Практика: Собираем модель Банкомат - Подключение электромотора - Подключение электролампы - Подключение датчика освещенности - Использование углового и прямого редуктора - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов банкомата. - Применение аналогичных механизмов на практики. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 13. Практика: Собираем модель Токарный автомат - Подключение электромотора - Подключение датчика магнитного поля - Использование углового и прямого редуктора - Использование ходового винта - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов токарного станка. - Применение аналогичных механизмов на производствах. Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 14. Практика: Собираем модель Автоматическая дверь - Подключение электромотора - Использование углового и прямого редуктора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение электроламп - Подключение датчика касания - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов автоматической двери. - Применение механизма автоматических дверей в быту и производстве Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 15. Практика: Собираем модель Лифт - Подключение электромотора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение электроламп - Подключение датчика касания - Загрузка программы Теория: -Знакомство со свойствами основных узлов лифта. - Применение механизма лифта в быту и производстве Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 16. Практика: Собираем модель Автомобиль - Подключение электромотора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение датчика освещённости - Загрузка программы Теория: -Знакомство со свойствами основных узлов автомобиля. - Применение аналогичного механизма в быту и производстве Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 17. Практика: Собираем модель Промышленный робот - Подключение электромотора - Использование углового и прямого редуктора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение электромагнит - Подключение датчика касания - Подключение датчика числа оборотов - Использование ходового винта - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов промышленным роботом. - Применение аналогичных механизмов в производстве Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 18. Практика: Собираем модель Манипулятор - Подключение электромотора - Использование углового и прямого редуктора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение датчика числа оборотов - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов манипулятора. - Применение аналогичных механизмов в производстве Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 19. Практика: Собираем модель Станок с ЧПУ - Подключение электромотора - Использование прямого редуктора - Подключение датчика магнитного поля - Подключение датчика числа оборотов - Использование ходовых винтов - Загрузка программы Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов станка. - Применение аналогичных механизмов в производстве Инструкция в комплекте с комплектующими. Тема 20. Практика: Собираем импровизированную модель робототехники №1 - Подключение электромотора - Загрузка программы - Использование углового и прямого редуктора - Подключение электроламп Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов. - Применение аналогичных механизмов в производстве и быту - Изучение команд программирования электроламп и электромотора Тема 21. Практика: Собираем импровизированную модель робототехники №2 - Подключение электромотора - Загрузка программы - Использование углового и прямого редуктора - Подключение электроламп - Подключение датчика касания - Подключение датчика электромагнитного поля Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов. - Применение аналогичных механизмов в производстве и быту - Изучение команд программирования датчика касания и датчика электромагнитного поля Тема 22. Практика: Собираем импровизированную модель робототехники №3 - Подключение электромотора - Загрузка программы - Использование углового и прямого редуктора - Подключение электроламп - Подключение датчика касания - Подключение датчика электромагнитного поля - Подключение электромагнита - Подключение датчика освещенности Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов. - Применение аналогичных механизмов в производстве и быту - Изучение команд программирования датчика освещенности и электромагнита Тема 23. Практика: Собираем импровизированную модель робототехники №4 - Подключение электромотора - Загрузка программы - Использование углового и прямого редуктора - Подключение электроламп - Подключение датчика касания - Подключение датчика электромагнитного поля - Подключение электромагнита - Подключение датчика освещенности - Подключение датчика числа оборотов Теория: - Знакомство со свойствами основных узлов. - Применение аналогичных механизмов в производстве и быту - Изучение команд программирования датчика числа оборотов и других команд 4. Методическое обеспечение дополнительной образовательной программы Обеспечение программы предусматривает наличие следующих методических видов продукции: - электронные учебники; - видео ролики; 5. Материально-техническое обеспечение программы. 1. Компьютерный класс – на момент программирования робототехнических средств, программирования контроллеров конструкторов, настройки самих конструкторов, отладки программ, проверка совместной работоспособности программного продукта и модулей конструкторов. 2. Наборы конструкторов: - конструктора по робототехнике Модель – XPO 001 – 5 шт. - программный продукт. - зарядное устройство для конструктора –5 шт. - контроллеры конструкторов – 5 шт. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ На русском языке о легороботах http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=2 http://www.mindstorms.su/ На английском языке о легороботах http://www.lego.com/education/# http://mindstorms.lego.com/ Каталоги образовательных ресурсов educatalog.ru - каталог образовательных сайтов | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||