Учебная программа по
Робототехнике «Лаборатория роботов».
Робототехника является одним из важнейших направлений научно — технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Содержание и структура курса «Робототехника» направлены на формирование устойчивых представлений о робототехнических устройствах как едином изделии определенного функционального назначения и с определенными техническими характеристиками.
Конструктор Лего предоставляет ученикам возможность приобретать важные знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов. Конструктор LegoMindstorms Education и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а учитель лишь консультирует его.
В окружающем нас мире очень много роботов: от лифта в вашем доме до производства автомобилей, они повсюду. Конструктор Mindstorms приглашает ребят войти в увлекательный мир роботов, погрузиться в сложную среду информационных технологий.
Настоящая программа по робототехникедля составлена на основе:
- официального курса компании LEGO Education;
- проектной деятельности учащихся;
- участия в соревновательной робототехнике.
Рабочая программа рассчитана на 144 часа общего времени в течение двух календарных лет, т.е. на 72 часа в течение одного учебного года по 2 учебных часа в неделю.
Программа содержит перечень обязательных теоретических знаний по предмету, тематическое планирование, список методических материалов для учителя и учебных материалов для учащихся, а также перечень практических работ.
1. Программа ориентирована на изучение алгоритмических конструкций и приёмов программирования на примере роботов, собранных из конструктора LegoMindstorm. Сведения по конструированию роботов и их узлов, программированию, работе датчиков и их применении дается в полном объеме в процессе реализации программы.
2. После первичного знакомства с возможностями конструктора, учащиеся работают, создавая творческие проекты, привязанные к реально существующим объектам. В процессе работы последовательно решают проблемы различного характера:
- изучение информации по теме занятия;
- выяснение технической задачи;
- определение путей решения технической задачи.
3. Участие во внутренних, городских, областных и всероссийских соревнованиях по робототехнике. Подготовка команд к участию в основных видах робототехнических соревнований.
Структура программы.Программа содержит три раздела: пояснительную записку; основное содержание с распределением учебных часов по разделам курса и требования к уровню подготовки обучающихся.
Цель курса:
- Улучшение навыков технического конструирования и программирования.
- Поддержка мотивации ученика к изучению предметов технологического и физико-математического профиля.
Задачи курса:
- стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка;
- способствовать развитию интереса к программированию, высоким технологиям, технике, конструированию,формировать навыки коллективного труда;
- прививать навыки программирования через разработку программ в визуальной среде программирования, развивать алгоритмическое мышление;
- овладевать навыками создания реально действующих моделей роботов настолько, насколько это позволяют возможности, заложенные создателями конструкторов ЛЕГО в свои комплексы;
- развивать конструкторские, инженерные и вычислительные навыки.
Возрастная группа учащихся: от 10 лет
Учитель: Добрынина Е.Н.
Количество часов: 144
Всего часа; в неделю — 2час.
Планирование составлено на основе: данной рабочей программы
Общее тематическое планирование.
| Темы | Количество учебных часов |
| 1. Введение (в т.ч. техника безопасности), первоначальные сведения об отличиях LegoEV3. Основы механики. 1) РОБОТЫ ВОКРУГ НАС. Знакомство с конструктором. Техника безопасности. История. Состав конструктора, основные характеристики его деталей. Основные сведения по механике и конструированию. Первое знакомство с деталями и их названием. Центр тяжести и устойчивость. 2) МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА. Передаточное отношение. Понижающая и повышающая передачи. 3) АЛГОРИТМ. Сервомотор и микроконтроллер. Алгоритм управляющей программы. Микроконтроллер робота. Введение понятия «алгоритм». Порты. Управление микроконтроллером. Команды на встроенном языке. 4) Сбор одномоторной тележки. Сбор двухмоторной тележки. Пограммирование тележки на разных датчиках. 5). ШАГАЮЩИЕ РОБОТЫ. Передаточное отношение. Физика шагающего робота. Программирование робота. 6). ОСВОЕНИЕ ПРОГРАММЫ LEGO DigitalDesigner. 3Д моделирование в графическом конструкторе Lego. Сбор модели с помощью конструктора LegoWedo. 7). КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО. Соревнования роботов. | |
| 2. Возможности датчиков и элементов. 1) 1.1) ДАТЧИК КАСАНИЯ. Программирование тележки «Пятиминутки». Программирование модели робота на языке Lego EV3-G.Алгоритм выхода из лабиринта. 1.2) Программирование тележки с помощью пульта управления и 2-х датчиков касания. 2) Конструкторское бюро. Моделирование и программирование «Захватчика». 3) Гироскопический датчик. Программа для поведения тележки в лабиринте и на плоскости с препятствиями. 4) Датчик цвета. Моделирование и программирование «Линейного ползуна». 5) Конструкторское бюро. Робо-сумо. Перетягивание каната. Лабиринт. Парковка. Кегельринг. | |
| 3. Использование инструкций и программного обеспечения программы Lego EV3. Алгоритмические конструкции и составление программ для различных конструкций. 1) Задачи для роботов. Сложные робототехнические системы. Программирование роботов. 2) Проектная деятельность. 3) Подготовка к соревновательной робототехнике. | |
| Контрольная работа | |
| Обобщение знаний. | |
| Итого |
Ожидаемые результаты освоения программы.
После завершения курса обучения обучающийся будетзнать:
- конструкцию, органы управления и дисплей EV3, датчики EV3 и сервомоторыEV3; основные принципы создания моделей в новом конструкторе;
- интерфейс программы LegoMindstormsEV3, команды языка LMEEV3;
- основы программированияроботов.
Обучающийся будетуметь:
- структурировать поставленную задачу и составлять план ее решения;
- использовать приёмы оптимальной работы на компьютере;
- извлекать информацию из различных источников;
- составлять алгоритмы обработки информации;
- ставить задачу и видеть пути её решения;
- разрабатывать и реализовывать проект;
- проводить монтажные работы, наладку узлов и механизмов;
- собирать робота, используя различные датчики;
- программировать робота.
