Робототехника

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа  «Lego-конструирование» имеет техническую направленность. Обучение основам технического конструирования ведется с использованием образовательного конструктора LEGO "Технология и физика" и Education EV3. Использование Лего-конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин.

Вовлекая детей в процесс технического творчества, мы не только передаем им новые знания, но и формируем у них дополнительные навыки инженерной технической деятельности, необходимые им для дальнейшего профессионального развития. В программе заложены основы, которые дают детям возможность строить такие модели, которые они хотят. Конструировать модели таким образом, чтобы достичь поставленной цели, решать задачи и вносить изменения.

Педагоги

Табакаева А.А.

Романова Е. В. 

Кыкманов Ю. В.

Содержание программы

1.      Простые механизмы

Теория: Компания «LEGO» и ее творения. «Роботы в окружающем нас мире».

Конструктор 9686 «Технология и физика». Понятие простые механизмы, виды простых механизмов, виды механических передач. Правила работы с инструкцией.

Практика: Работа с деталями конструктора. Сборка и изучение простых механизмов на основе базовых соединений деталей конструктора «LEGO». Сборка зубчатой, кулачковой, ременной передачи и храпового механизма. Изучение их применения в технике.

2.      Машины и механизмы

Теория: Особенности конструкций различных машин и механизмов создаваемых на основе конструктора 9686 "Технология и физика". Конструктор LEGOMindstormsEV3 45544 и 45560, его составляющие.

Практика:  Сборка и испытание различных машин и механизмов на основе конструктора 9686 по инструкциям, сборка «Базовой» не программируемой модели на основе конструктора 45544 по инструкции.

3.      Программное обеспечение LEGO Mindstorms EV 3

Теория: Интерфейс программы «LEGO Mindstorms EV3». Блоки программы, их разновидности и свойства.

Практика: Установка ПО. Рассмотрим интерфейс в программе «LEGO Mindstorms EV3». Рассмотрим в программе разновидности блоков. Изучение блоков в программной среде.

4.                  Модуль и моторы

Теория: Моторы. Блоки «Действий». Блок управление операторами «Цикл». Использование «Вращение мотора». Модуль EV3. Блоки «Действий». Блок управление операторами «Переключатель». Работа с блоками кнопки «Управления модулем».

Практика: Принцип работы моторов EV3. Создание программы из нескольких блоков «Действий». Программируем с оператором «Цикл». Создание программы для выполнения упражнения «Кегельринг». Тестирование созданной программы.

5.                  Датчики

Теория: Датчик «Касания». Режимы. Блок датчика «Касание». Калибровка датчика. Блок управление операторами «Ожидание». Шины данных. Состояние «Нажатие», «Освобождение» и «Щелчок». «Ультразвуковой» датчик. Датчик «Цвета». Определение цветов. «Гироскопический» датчик. Вращательные движения с использованием «Гироскопа». Калибровка датчиков. Операторы «Мои блоки».

Практика: Работа в программе: с блоком датчика «Касания»; с блоком управления операторами «Ожидание»; с датчиком «Касания»; с «Ультразвуковым» датчиком; с датчиком «Цвета»; с «Гироскопическим» датчиком. Создание программ с использованием: блока датчика «Касания»; калибровка датчика; блока «Ожидания» и шины данных. Использование датчиков: «Касания» для состояния «Нажатия», «Освобождение» и «Щелчок» (выход из лабиринта); датчика «Цвета» на движение по линии, на определение цветов, на произношение определяемых роботом цветов,. Тестирование созданных программ.

6.    Моделирование

Теория: Модели «Манипулятор». Технология подключения датчика «Касания».

Практика: Сборка моделей «Манипулятор». Подключение датчиков к моделям: датчика «Касания» и «Цвета». Создание тестовой программы для моделей,  её загрузка и отладка. Создание простой программы для моделей. Создание программы используя комбинации блоков. Тестирование созданной программы. Корректировка. Выполнение испытаний для модели

7.                  Итоговое занятие

Практика: Подготовка к демонстрации модели. Обоснование конструкции. Защита модели робота соответствующего техническим условиям состязаний.

Цели программы

Цель программы: Развитие интеллектуальных способностей и конструкторского мышления обучающихся через освоение технологии LEGO-конструирования и моделирования.

Задачи программы:
1.      Образовательные задачи:

-          развитие познавательного интереса к робототехнике;

-          формирование умений и навыков конструирования;

-          приобретение первого опыта при решении конструкторских  задач по механике;

-          ознакомить с основами программирования, теории автоматического управления, программирования в LEGO MINDSTORMS EV3.

2.      Личностные задачи:

-          создание условий для развитие творческого и инженерного мышления;

-           содействие развитию навыка анализа и разработки сложных механизмов;

-          способствовать развитию творческой активности, самостоятельности в принятии оптимальных решений в различных ситуациях.

3.      Метапредметные задачи:

-          формирование умения работать по алгоритму, по предложенным инструкциям;

-          способствовать формированию  умения определять и формулировать цель деятельности на занятии;

-          развитие умения слушать и вступать в диалог, адекватно воспринимать и передавать информацию;

-          способствовать развитию навыка интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми.

Отбор содержания  образования и организация процесса его освоения базируется  на  знании  педагогом  возрастных  особенностей  обучающихся, построении материала от простого к сложному, создании ситуации успеха.

Результат программы

В результате обучения по программе учащиеся должны:

Иметь представление:

·                     о конструкторе Технология и физика  и  LEGOMindstormsEV3;

·                     о среде программирования  LEGOMindstorms;

·                     о разновидностях и названиях деталей конструктора;

·                     о алгоритмической конструкции программы;

·                     о циклах;

·                     о переменных и значениях.

Знать:

·                     правила техники безопасности при работе с конструктором;

·                     основные соединения деталей LEGO конструктора 9686, 45544, 45560;

·                     основные свойства различных видов конструкций (жёсткость, прочность, устойчивость);

·                     разновидности передач и способы их применения;

·                     виды рычагов;

·                     храповой механизм как средство обеспечения безопасности;

·                     влияние размера колес и материала шин на эффективность тележки (рабочие характеристики материалов);

·                     маховик как механизм регулировки скорости (повышающая передача) и средства обеспечения безопасности;

·                     влияние кривошипов, рычагов и сцеплений на устойчивость скорохода и длину шага при «ходьбе» или возвратно-поступательном движении;

·                     блоки программы, их разновидности и свойства;

Уметь:

·                     создавать простейшие конструкции, модели по готовым схемам сборки и эскизам;

·                     характеризовать конструкцию, модель;

·                     находить оптимальный способ построения конструкции, модели с применением наиболее подходящего механизма или передачи;

·                     уменьшать скорость и увеличивать силу при использовании ремней и шкивов (блоки и тали);

·                     измерять расстояние;

·                     калибровать шкалы и считывать показания;

·                     исследовать работу рычагов, сцеплений, кулачков и кривошипов при выполнении сложных синхронных и регулируемых движений;

·                     подключать  и задействовать датчики и двигатели;

·                     принцип работы моторов EV3;

·                     создание программы используя комбинации блоков;

·                     использовать операторы «Мои блоки».

Особые условия проведения

Занятия проходят в центре "Робототехники" на базе Точки роста

Материально-техническая база

-       ноутбуки  6 штук.;

-       компьютерная мышь 6 штук;

-       конструкторы LEGO 9686 "Технология и физика" количество 3 штуки;

-       конструкторы LEGO MindstormsEV3 45544 и ресурсный набор 45560 количество 3 штуки;

-        инструкции для поэтапной сборки механизмов в печатном и/или электронном варианте;

-       поля для тестирования точности движения робота и отладки программ;

 пальчиковые батарейки, зарядные устройства