Программа Образовательная робототехника

Муниципальное автономное образовательное учреждение дополнительного
образования детей детский образовательно-оздоровительный центр «Горный»
Утверждаю:
Директор МАОУ
ДОД ДООЦ «Горный»
Кольцов В.С.
«31» мая 2014г
________________________
Дополнительная общеразвивающая программа
«Образовательная робототехника»
срок реализации 18 часов
возраст обучающихся 9 -15 лет
Автор:
Поздняков А.В. – педагог доп.образования
Реализует программу: Щипунова Е.А. – педагог допю образования
Железногорск 2014г.
Введение
Одной из центральных задач современного образования является воспитание
компетентной личности. Компетенции современного человека предполагают
разносторонние, разноуровневые и
современные знания
в области
информационных технологий и инженерных знаний. Специфика территории на
которой расположены два высокотехнологичных, современных производств (ФГУ
ГХК, ОАО ИСС), наличие кадрового потенциала – все это способствует развитию
высокотехнологического детского творчества «Образовательная робототехника».
Востребованность курса заключается в том, что он направлен на формирование
творческой личности живущей в современном мире. Современные дидактические
материалы - технологические наборы LEGO ориентированы на изучение основных
физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех
современных конструкций и устройств.
.
1. Цели:
освоение знаний, составляющих основу научных представлений об
информации, информационных процессах, моделях;
развитие творческих способностей в процессе конструирования и
проектирования.
2. Задачи:
Обучающие:
- дать первоначальные знания по устройству робототехнических устройств;
научить
основным
приемам
сборки
и
программирования
робототехнических средств;
- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и
проектирования;
- ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами
необходимыми при конструировании робототехнических средств.
Воспитывающие:
- формировать творческое отношение по выполняемой работе;
- воспитывать умение работать в коллективе.
3. Краткое описание программы
Каждый год на рынке робототехники «прокручивается» 5 - 6 миллиардов
долларов, и эта цифра постоянно растет. Видимо, век накопления знаний и
теоретической науки сменяется новой эпохой - когда всевозможные роботы и
механизмы заполняют мир
По последним данным, сегодня в мире работают 1,8 млн. самых различных
роботов – промышленных, домашних, роботов-игрушек.
Что же такое робот?
Робот – это электромеханическое, пневматическое, гидравлическое
устройство, программа, либо их комбинация, работающая без участия человека и
выполняющие действия, обычно осуществляемые человеком.
Другими словами робот – это автоматическое устройство, имитирующее
движения и действия человека.
Робот построен по компьютерной технологии, сознание робота - это
вычислительная машина, с которой информация может быть считана и перенесена
на отдельный носитель.
Особенностью данной программы является заинтересовать учащихся
увлекательным
и
технически
сложным
видом
конструирования
и
программирования моделей роботов. Учащимся предоставляется конструктор и
практически не ограничивается фантазия по сборки собственной модели.
На протяжении 3 лет, во время летней оздоровительной кампании, Центр
реализует данную программу.
Большую помощь в реализации программы оказывает руководство филиала
Сибирского Федерального университета в г.Железногорске: предоставляет
педагогов для проведения занятий, специалистов для консультаций, по
возможности обеспечивает оборудованием.
На занятиях используются конструкторы “Базовый набор” серии LEGO
Mindstorms 8547 (Лего Майндстормс NXT 2.0 8547) с программным обеспечением
NXT 2.0 Programming
Используя LEGO-компьютер NXT, LEGO-элементы из конструкторов и
компьютерную программу NXT 2.0 Programming дети могут конструировать
управляемые модели роботов.
Итоги изученных тем подводятся созданием детьми собственных программ,
используемых в своих проектах, и защитой этих проектов.
4. Ожидаемый результат
По окончанию курса обучения учащиеся должны
ЗНАТЬ:
- теоретические основы создания робототехнических устройств;
- элементную базу при помощи которой собирается устройство;
- порядок взаимодействия механических узлов
- порядок создания алгоритма программы действия робототехнических
средств;
- правила техники безопасности при работе с инструментом и
электрическими приборами.
УМЕТЬ:
- проводить сборку робототехнических средств с применением LEGO
конструкторов;
- создавать программы для робототехнических средств при помощи
специализированных визуальных конструкторов.
Ожидаемые результаты программы:
- результаты работ учеников будут зафиксированы на фото и видео в момент
демонстрации созданных ими роботов из имеющихся в наличии учебных
конструкторов по робототехнике; (продемонстрировали свою работу 80%
обучающихся)
- фото и видео материалы по результатам работ учеников будут размещаться
на сайте центра;
- за смену будет обучено 30 детей, получат консультации все желающие
вожатые;
- с приобретением необходимого оборудования
улучшится качество
преподавания;
- возрастет заинтересованность детей в занятиях по программе;
- возникнет желание у детей продолжить занятия после окончания летней
оздоровительной кампании. (30% обучающихся )
МЕХАНИЗМ ОТСЛЕЖИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации
дополнительной образовательной программы:
- соревнования (приняли участие 80% от общего числа обучающихся );
- отчеты учеников со своими работами ;
- отзывы преподавателя и анкетирование родителей детей (не менее 80%
положительных отзывов);
-сохранность контингента (100%);
- показательные выступления на «Дне открытых дверей» (не менее 80%
положительных отзывов).
Итогом выполнения программы является успешное выступление учащегося
на внутренних соревнованиях по робототехнике, размещение фото и видео
материалов по результатам работ на сайте центра;
5. Возраст детей
Занятия проводятся по группам.
Программа рассчитана на различные категории детей 10-15 лет,
предпочтение отдается детям из неблагополучных семей, многодетных семей,
детям сиротам, детям, находящимся под опекой.
В учебные группы
принимаются все желающие, без специального отбора. Для успешной реализации
программы целесообразно объединение детей в учебные группы от 10 до 15
человек.
Занятия проводятся 6 раз в неделю.
Продолжительность занятия – 1 час в день
(академический час – 45 мин)
Общая продолжительность курса составляют 18 часов.
В день могут заниматься по 2 группы детей.
6. Формы организации обучения:
Программа реализуется через кружковую работу в течении всей смены
На занятиях используются различные формы организации образовательного
процесса:
- фронтальные ;
- групповые;
- индивидуальные.
Для предъявления учебной информации используются следующие методы:
- наглядные;
- словесные;
- практические.
Для контроля и самоконтроля за эффективностью обучения применяются
методы:
- предварительные (анкетирование, наблюдение, опрос);
- текущие (наблюдение);
- итоговые (соревнования).
Для проведения занятий в Центре имеется:
LEGO Mindstorms 8547 (Лего Майндстормс NXT 2.0 8547) – 2 шт,
аккумуляторы – 12 шт.,
зарядное устройство для аккумуляторов – 1 шт.,
экран – 1 шт.,
доска ученическая – 1 шт.
Для охвата большего числа детей этого недостаточно.
7. Календарно-тематический план.
№
занятия
1
2
3
4
5
Тема занятия
Практическая работа
Техника
Роботы. Управляющая
безопасности.
система роботов. Программа.
Подготовка набора «Игра в робота».
к работе.
Конструирование
Сборка простейшей
автомобиля.
модели. Программная среда
NXT 2.0 Programming
Датчик света.
Составление и отладка
Движение автомобиля по программ для различных
черной дорожке с
роботов-исполнителей,
остановкой в конце
собранных из ЛЕГО
дорожки при виде белого
Алгоритмы,
цвета.
использующие циклы.
Команды-блоки для создания
циклов при
программировании роботов из
ЛЕГО.
Программирование
Папки и файлы: имя
автомобиля и отладка
файла и его содержимое, что
программы
означает «открыть папку» и
«открыть файл», тип файла,
поиск нужного файла
Программирование
Программы для
автомобиля и отладка
программы
6
7
8
9
10
11
12
Конструирование
автомобиля с датчиком
касания
Движение
автомобиля,
преодолевающего
препятствия
Добавление
звуковых эффектов в
программу.
Сборка модели.
Составление программы,
передача, демонстрация.
Организация
бесконечного цикла для
решения задачи
Подготовка к
творческойработе:
1. Выезд из лабиринта.
Составление
программы,
демонстрация модели.
2. Управляемая
детская машина
Составление
программы,
демонстрация модели.
Тема творческих
работ
1.Охрана
окружающей среды.
Проекты по теме
«Охрана окружающей
среды»:
 Уборочная машина
 Шахта
 Конвейер
 Подъемный кран
 Робот-сортировщик
В конструкции
двухмоторных машинок,
снабженных датчиком
освещенности. Программа,
реализующая конечный цикл.
Программы для
двухмоторных машинок,
снабженных датчиками
касания
Команды NXT 2.0
Programming.
Знакомство с блоками:
1. Звук;
2. Экран;
Знакомство с блоками:
1. Ветвление
2. Ожидание
Ветвление по датчику
1. Ветвление по датчику
касания.
2.. Ветвление по датчику
освещенности.


уметь набирать,
исправлять, копировать
текст,
уметь выделять и
копировать части
изображения,
могут использоваться не
только детали ЛЕГО, но
и другие материалы.
13,14,15
Выполнение
творческой работы
16,17,18
Выполнение
творческой работы
Соревнование
«Парад роботов»
Применение знаний,
полученных на предыдущих
занятиях
Применение знаний,
полученных на предыдущих
занятиях
Календарный план мероприятий по реализации программы.
Мероприят
ия
Ответствен
ный
Закупка
Зам.
необходимого
директора по
оборудования
АХЧ
Презентаци
Зам.
я программы
директора по
УВР, педагог
руководитель
кружка
Реализация
программы
Руководитель
кружка
Показатель
Руководите
ные выступления ль кружка
на «День
открытых
дверей»
Дата
проведения
Май
2 день
после начала
каждой смены
В течении
всей смены
Последнее
воскресенье
смены
Соревнован
Руководите
Последние
ия и защита
ль кружка
три занятия
творческой
работы
Размещени
е фото, видео
материалов на
сайте Центра
Зам.директ
ора по УВР,
ответственный за
ведение сайта
8. Методические материалы.
После
окончания
каждой смены
Кол-во
участников
300 чел
25 – 30
человек в
смену
25 – 30
чел в смену
25 – 30
чел в смену
- Конструирование роботов П.Андре Ж-М. Кофман Ф.Лот Ж-П.Тайар. Пер. с
франц. М.: Мир, 1986.- 360с., ил
- Роботы и автоматизация производства Асфаль Р. Пер. с англ. М. Ю. Евстегнеевв
и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 448с.: ил.
- Механика промышленных роботов Под ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева.
Учеб. пособие для втузов. -М.: Выс.шк, 1989.—383 с: ил.
- ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ Н.В. Василенко КД. Никитан В.П. Пономарёв
А.Ю. Смолин. Томск МГП "РАСКО" 1993. 470с. Ил
- Робототехника Янг Дж. Ф. Пер. с англ./Ред. М. Б. Игнатьев. — Л.:
Машиностроение. 1979. —300 с, ил
- Как самому сделать робота Д. Хейзерман. Издат. М. Мир 1979г. 196с.
- Роботы вертикального перемещения Грядецкий Валерий Георгиевич, Рачков
Михаил Юрьевич. Издат. М.: ТИП. МИН. Образования РФ, 1997, 223 с.