«Робототехника»

Образовательная задача творческого объединения «Технарики» состоит в организации условий, провоцирующих детское действие. Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде LEGO, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты LEGO WEDO 2.0, LEGO MINDSTORMS Education EV3, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным. Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце урока увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Одна из задач курса заключается в том, чтобы перевести уровень общения ребят с техникой «на ты», познакомить с профессией инженера.

Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации моделировании работы систем. Поэтому вторая задача курса состоит в том, чтобы научить ребят грамотно выразить свою идею, спроектировать ее техническое и программное решение, реализовать ее в виде модели, способной к функционированию.

Внедрение LEGO-конструкторов во внеурочную деятельность детей разного возраста помогает решить проблему занятости детей, а также способствует многостороннему развитию личности ребенка.

Педагоги

Сазонова Наталья Алексеевна -учитель физики, высшая категория, стаж 22 года.

Стец Валерия Юрьевна -учитель математики,1 категория, стаж, 20 лет

Бурнакова Мария Викторовна-учитель математики, стаж 2 года.

Содержание программы

1 класс.

1. Инструктаж по технике безопасности. История робототехники от глубокой древности до наших дней. Определение понятия «робота». Классификация роботов по назначению. Применение роботов в современном мире (5 часов).

2. Знакомство с LEGO Wedo 2.0 (10 часов).

3. ROBO-конструирование. Управление датчиками и моторами при помощи программного обеспечения WeDo (21 час).

2 класс.

1. Инструктаж по технике безопасности. История робототехники от глубокой древности до наших дней. Определение понятия «робота». Классификация роботов по назначению. Применение роботов в современном мире (5 часов).

2. Знакомство с LEGO Wedo 2.0 (10 часов).

3. ROBO-конструирование (2 часа).

4. Проекты («Танцующая птица», «Умная вертушка», «Обезьянка-Барабанщица», «Голодный аллигатор», «Рычащий лев», «Порхающая птица», «Нападающий Вратарь», «Ликующие болельщики», «Спасение самолета», "Спасение от великана«

3 класс.

1. Что такое «Робототехника»? (1 час)

2. Знакомство с программным обеспечением конструктора LEGO EDUCATION. Изучение механизмов конструктора LEGO EDUCATION (6 часа)

3. Конструирование и программирование заданных моделей. Проект («Майло, научный вездеход», «Датчик перемещения Майло», «Датчик наклона Майло», «Совместная работа», «Тяга», «Скорость», «Прочные конструкции», «Метаморфоз лягушки», «Растения и опылители», «Предотвращения наводнения», «Десантирование и спасение», «Сортировка и переработка») (13 часов)

4. Проект с открытым решением («Хищник и жертва», «Экстремальная среда обитания», «Исследование космоса», «Мост для животных», «Предупреждение об опасности», «Очистка океана») (12 часов)

5. Я создаю собственный проект (4 часа)

4 класс.

1. Введение в робототехнику (2 ч). Управление роботами. Методы общения с роботом. Состав конструктора LEGO MINDSTORMS EV3. Визуальные языки программирования. Их основное назначение и возможности. Команды управления роботами. Среда программирования модуля, основные блоки.

2. Знакомство с роботами LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. (4 ч). Модуль EV3. Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния, порты. Установка батарей, способы экономии энергии. Включение модуля EV3. Запись программы и запуск ее на выполнение. Сервомоторы EV3, сравнение моторов. Мощность и точность мотора. Механика механизмов и машин. Виды соединений и передач и их свойства. Сборка роботов. Сборка модели робота по инструкции. Программирование движения вперед по прямой траектории. Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния.

3. Датчики LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и их параметры (6 ч). Датчик касания. Датчик цвета. Ультразвуковой датчик. Гироскопический датчик. Подключение датчиков и моторов. Интерфейс модуля EV3. Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором.

4. Основы программирования и компьютерной логики (9 ч). Программное обеспечение EV3. Среда LABVIEW. Основное окно. Свойства и структура проекта. Решение задач на движение вдоль сторон квадрата, по кривой, с остановкой на черной линии, вдоль линии, прохождение по полю из клеток.

5. Практикум по сборке роботизированных систем (8 ч). Измерение освещенности. Определение цветов. Распознавание цветов. Использование конструктора Lego в качестве цифровой лаборатории. Измерение расстояний до объектов. Сканирование местности. Сила. Плечо силы. Подъемный кран. Счетчик оборотов. Скорость вращения сервомотора. Мощность. Управление роботом с помощью внешних воздействий. Реакция робота на звук, цвет, касание. Таймер. Движение по замкнутой траектории. Решение задач на криволинейное движение. Конструирование моделей роботов для решения задач с использованием нескольких разных видов датчиков. Решение задач на выход из лабиринта. Ограниченное движение.

6. Творческие проектные работы и соревнования (7 ч). Правила соревнований. Работа над проектами «Движение по заданной траектории», «Кегельринг». Соревнование роботов на тестовом поле.

Цели программы

Цель программы – овладение навыками начального технического конструирования и программирования, развитие мелкой моторики, координации «глаз-рука», изучение понятий конструкций и ее основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости), развитие навыков взаимодействия в группе, развитие интереса школьников к технике и техническому творчеству.

Результат программы

Учащиеся должны знать:

- правила безопасной работы;

- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания);

– создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.

 

Учащиеся должны уметь:

- принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель;

– прогнозировать результаты работы;

- планировать ход выполнения задания;

- рационально выполнять задания;

- руководить работой группы или коллектива;

- высказываться устно в виде сообщения или доклада;

- высказываться устно в виде рецензии ответа товарища;

- получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);

- осуществлять простейшие операции с файлами;

- запускать прикладные программы, редакторы, тренажеры;

- представлять одну и ту же информацию различными способами;

– осуществлять поиск, преобразование, хранение и передачу информации, используя указатели, каталоги, справочники, Интернет.

Особые условия проведения

Программа предполагает занятия учащихся с ограниченными возможностями, т.к конструирование развивает мелкую моторику, логику,память и  творческое мышление.

Материально-техническая база

6 наборов LEGO WEDO 2.0, 6 ноутбуков Lenovo, программное обеспечение LEGO WEDO.

4 набора LEGO MINDSTORMS Education EV3.