«Конструирование и робототехника»

Работа с ребятами младшей группы 5-9 лет посвящена вхождению в сферу конструирования, умению читать схемы и строить по ним простые конструкции. В большей степени используются навыки и стереотипы игры. Форма проведения занятий близка к игровой и в значительной мере базируется на заинтересованности ребенка в познавательных играх, носящих соревновательный характер. К этому году в большей степени относятся микросоревнования, соревнования прямого противоборства и соревнования на выполнение игровой ситуации. Воспитанник получает первый опыт командной работы и коллективной ответственности за результат.

Работа со школьниками 10-17 лет призвана обучить навыкам управления робототехническими устройствами. В наибольшей степени здесь формируется умение строить управление автономных модулей на основе различной реализации программного управления. Это подразумевает выделение значительного ресурса времени под освоение программирования. Значительную роль начинают играть соревнования на преодоление сложной геометрии трассы, конкурсы регионального и федерального значения, что позволяет удержать заинтересованность ребенка в процессе изучения сложного материала. Командная работа, подразумевающая функциональное распределение обязанностей, взаимозаменяемость и коллективную ответственность за результат, на данном этапе должна стать для воспитанника естественной формой деятельности.

 

Педагоги

Соколова Юлия Владимировна, педагог дополнительного образования

Содержание программы

Тема 1. Техника безопасности на занятии. Введение в Робототехнику. Области использования роботов.

Тема 2. Что такое робот? Органы чувств робота. Какие органы чувств есть у человека, какие органы «чувств» могут быть у роботов – домашних, промышленных, в будущем. Работа с датчиками измерения параметров окружающей среды.

Тема 3. Практическая работа. Сборка робота с тремя моторами. Приёмы соединения деталей. Сборка учебного робота.

Тема 4. Практическая работа. Установка программы. Установка программного обеспечение на компьютер. Управление контроллером. Интерфейс программы управления. Окно программы, палитра команд, пульт управления.

Тема 5. Практическая работа. Встроенное программное обеспечение («прошивка»). Загрузка программы. Загрузка управляющего кода в робота. Движение вперёд. Создание кода управляющей программы для прямолинейного движения вперёд. Настройка блока движения на заданное расстояние и заданное время. Настройка направления движения.

Тема 6. Практическая работа. Программирование в среде разработки. Правила программирования. Основные правила написания программ: синтаксис и пунктуация.

Тема 7. Практическая работа. Движение по лабиринту. Скорость и направление. Мощность мотора. Улучшение программы управления для точного прямолинейного движения робота методом снижения его скорости.

Тема 8. Скорость и направление. Поворот и разворот.

Практическая работа. Подбор различных комбинаций мощности моторов робота для выполнения поворота или разворота. Выполнение последовательности движений.

Тема 9. Точное движение. Ручная подстройка мощности моторов. Практическая работа. Ручная корректировка мощности моторов для точного прямолинейного движения.

Тема 10. Контроль сигналов, управляющих моторами. Встроенный в мотор датчик оборотов. Настройка моторов.

Тема 11. Практическая работа. Синхронизация моторов при движении вперёд. Использование команды «Синхронизация моторов» для равномерного движения робота без ускорения и замедления.

Тема 12. Синхронизация моторов при движении по лабиринту. Практическая работа. Алгоритм точного движения на повороте.

Тема 13. Практическая работа. Датчик касания. Обнаружение препятствия. Выбор расположения датчиков касания для обнаружения препятствия.

Тема 14. Практическая работа. Структуры: цикл While. Изучение цикла While.

Тема 15. Датчик ультразвуковой. Обнаружение препятствия. Получение данных от датчика расстояния.

Тема 16. Датчик света. Работа с датчиком света: измерение изменений освещённости в классе, исследование отражающей способности разных поверхностей.

Практическая работа. Обнаружение линии. Особенности применения датчика света (освещённости) в отличие от датчиков касания или расстояния.

Тема 17. Как работает датчик освещённости. Физические процессы работы датчика освещённости. Задание порога освещённости для определения белого и чёрного.

Тема 18. Практическая работа. Обнаружение чёрной линии. Применение датчика света и подбор порога уровня освещённости для обнаружения чёрной линии.

Тема 19. Отслеживание линии. Построение алгоритма отслеживания края линии, используя блоки «Жди темноты» и "Жди света«.

Тема 20. Движение вдоль линии с одним датчиком.

Практическая работа. Создание программы движения вдоль линии. Создание оптимального алгоритма, используя условие (Если-Иначе, if-else).

Тема 21. Движение вдоль линии с двумя датчиками света. Алгоритм движения робота с двумя датчиками.

Практическая работа. Создание программы с более эффективным алгоритмом для движения по линии. Преодоление перекрёстков и сложных поворотов становится возможным для робота.

Тема 22. Таймер. Отслеживание линии. Изучение команды «Таймер» для движения робота на заданное время.

Тема 23. Датчик оборотов. Как устроен датчик оборотов. Решение задач с использованием датчика оборотов.

Практическая работа. Отслеживание линии. Использование датчика оборотов для движения робота на заданное расстояние.

Тема 24. Переменные. Введение понятия переменных для представления данных с датчиков.

Практическая работа. Автоматическое нахождение порога. Изучение мира значений и особенно «структур», которые используются для представления и хранения значений, называемых «переменными». Использование значения датчика света для тёмного и светлого участков, которые были сохранены в переменных, для вычисления среднего значения.

Тема 25. Переменные и функции. Введение понятий «переменные» и «функции» для представления связи между данными с датчиков и выполняемыми действиями.

Практическая работа. Автоматическая настройка робота перед движением с использованием «функции». Применение метода сохранения значения датчика освещённости в «переменные», а также использование датчика касания для взаимодействия робота и человека.

Тема 26. Принципы автоматического регулирования.

Цели программы

Цель программы:

 

· развитие творческих и научно-технических компетенций обучающихся в неразрывном единстве с воспитанием коммуникативных качеств и целенаправленности личности через систему практикоориентированных групповых занятий, консультаций и самостоятельной деятельности воспитанников по созданию робототехнических устройств, решающих поставленные задачи

 

 

 

Задачи программы:

· развивать научно-технические способности (критический, конструктивистский и алгоритмический стили мышления, фантазию, зрительно-образную память, рациональное восприятие действительности);

· расширять знания о науке и технике как способе рационально- практического освоения окружающего мира;

· обучить решению практических задач, используя набор технических и интеллектуальных умений на уровне свободного использования;

· формировать устойчивый интерес робототехнике, способность и воспринимать их исторические и общекультурные особенности;

· воспитывать уважительное отношение к труду.

Результат программы

Ожидаемые результаты и способы их проверки:

после освоения данной программы воспитанник получит знания о:

- науке и технике как способе рационально-практического освоения окружающего мира;

- роботах, как об автономных модулях, предназначенных для решения сложных практических задач;

- истории и перспективах развития робототехники ;

- робоспорте, как одном из направлений технических видов спорта;

- физических, математических и логических теориях, положенных в основу проектирования и управления роботами;

- философских и культурных особенностях робототехники, как части общечеловеческой культуры;

овладеет:

- критическим, конструктивистским и алгоритмическим стилями мышления;

- набором коммуникативных компетенций, позволяющих безболезненно войти и функционировать без напряжения в команде, собранной для решения некоторой технической проблемы;

- разовьет фантазию, зрительно-образную память, рациональное восприятие действительности;

- научится решать практические задачи, используя набор технических и интеллектуальных умений на уровне их свободного использования;

- приобретет уважительное отношение к труду как к обязательному этапу реализации любой интеллектуальной идеи.

Особые условия проведения

желание ребенка заниматься

Материально-техническая база

· кабинет для конструирования и занятий робототехникой, учебно-наглядные пособия, наборы конструкторов Makeblock, конструктор металлических деталей;

· электронные задания;

· раздаточный материал по темам модуля в электронном или печатном виде;

· книга для педагога;

· презентации к занятиям;

· компьютер для педагога, проектор, маркерная доска;

· компьютеры для обучающихся.