Файл: Направленность модульной программы.pdf

9
Учебно – тематический план
1 год обучения
Целевые установки модулей первого года обучения:
- изучение основ робототехники, организации проектной деятельности, моделирования и технического творчества обучающихся;
- освоение базовых навыков в области проектирования и моделирования объектов, направленное на стимулирование и развитие любознательности и интереса к технике;
- образовательные модули способствуют развитию системы универсальных учебных действий в составе личностных, регулятивных, познавательных и коммуникативных действий обучающихся.
Предметные результаты
1) Теоретическая подготовка
Обучающиеся должны знать:
- технику безопасности на занятиях по робототехнике;
- принципы алгоритмизации;
- построение блок-схем;
- основы механики и начертательной геометрии;
- теоретические основы робототехники.
2) Практическая подготовка
Обучающиеся должны уметь:
- читать блок-схемы;
- собирать базовые конструкции манипуляторов;
- работать с электронно-цифровыми приборами;
- разрабатывать программы действий самоходных аппаратов.
3) Творческая активность
Обучающиеся должны уметь:
- выполнять упражнения на основе репродуктивного уровня;
- выполнять простые задания самостоятельно;
- участвовать в конкурсах и выставках внутриучрежденческого уровня.
№
п\п
Наименование модулей,
разделов, тем
Количество часов
Формы
контроля и
аттестации
теория
практика
всего
Образовательный модуль «Робототехника для начинающих»
1
Вводное занятие
2
-
2
Тестирование
2 Знакомство с конструктором
2 3
5
Вводная беседа
Раздел 1. Микроконтроллер LEGO MINDSTORMS EV3
3
Функции
2 6
8
Беседа. Опрос
4
Изучение меню
1 6
7
Самостоятельная работа
Итого по модулю:
3
12
15
Раздел 2. Двигатели LEGO
5
Принцип работы
1 4
5
Педагогическое наблюдение
6
Технология монтажа трансмиссии для робота
1 4
5
Практическое задание
Итого по модулю:
9
23
32
Образовательный модуль «Техно-датчики»
Раздел 1. Датчики LEGO.Механика
7
Разновидности, функции датчиков
1 4
5
Беседа

10 8
Датчик касания
1 4
5
Беседа. Опрос
9
Датчик цвета
1 4
5
Беседа. Опрос
10 Ультразвуковой датчик (датчик препятствий)
1 4
5
Практическое задание
11 Датчик поворота (гироскоп)
1 4
5
Практическое задание
12 Основы механики. Машина, механизм, звено
1 6
7
Беседа. Опрос
Итого по модулю:
6
26
32
Образовательный модуль «Мир конструкторов и техники»
Раздел 1. «Виды механизмов»
13 Основные типы механизмов
2 6
8
Опрос
14 Исследование работы рычажного механизма
2 7
9
Практическое задание
15 Зубчатые передачи. Типы, области применения
2 7
9
Практическое задание
16 Исследование работы цилиндрического редуктора
2 7
9
Практическое задание
17 Червячная (глабоидная) передача и шнековое зацепление
2 7
9
Педагогическое наблюдение
Итого по модулю:
10
34
44
Образовательный модуль «Техническое программирование»
Раздел 1. «Составление сложных программ»
18 Программы движения по линии, Кегельринг
2 18 20
Составление простой программы
19 Составления программ с блоками переменных
2 23 25
Составление сложной программы
Итого по модулю:
4
41
45
Раздел 2. «Антропоморфные роботы»
20 Важнейшие факторы развития роботов
2
-
2
Анкетирование.
Демонстрация роботов
21 Изготовление бионического захвата
2 3
5
Практическая работа
22 Изготовление шагающих конструкций
2 3
5
Практическая работа
23 Итоговое занятие
-
3 3
Тестирование.
Выставка моделей роботов.
Мини- соревнование роботов
Итого по модулю:
10
50
60
ИТОГО:
35
133
168
Содержание программы модулей
Образовательный модуль «Робототехника для начинающих»

11
Теория. Знакомство с группой. Объяснение плана, задач работы объединения. Инструктаж по технике и пожарной безопасности. Правила работы с электрическими приборами. Правила поведения в техническом кабинет. Беседа о развитии робототехники в мировом сообществе и в частности в России. Показ видео роликов о роботах и роботостроении.
Тема № 2. Знакомство с конструктором
Теория. Поколения LEGO MINDSTORMS. Разновидности деталей. Знакомство с предыдущим поколением LEGO MINDSTORMS.
Практика. Изучение деталей в наборе. Изучение формы, разнообразия деталей для дальнейших построек. Свободное творчество: построение модели самолета.
Раздел 1. Микроконтроллер LEGO MINDSTORMS EV3
Тема № 1. Функции
Теория. Соединение по BLUETOOTH. Соединение нескольких контроллеров. Соединение с компьютером. Функции меню.
Практика. Подключение контроллера к компьютеру для связи с программой, подключение к блоку датчиков и двигателя.
Тема № 2. Изучение меню
Теория. Технические возможности контроллера LEGO MINDSTORMS EV3. Количество подключаемых деталей.
Практика. Установка соединения контроллера по BLUETOOTH, тестирование его работы.
Раздел 2. Двигатели LEGO
Тема № 1. Принцип работы
Теория. Изучение по схемотехническим рисункам принципов работы двигателя, его конструкции. Сравнительные характеристики большого и малого моторов.
Практика. Принципы запуска двигателей (дополнительным двигателем; связки генератор – мотор). Замена колес с разным диаметром на двигателях.
Тема №2. Технология монтажа трансмиссии для робота
Теория. Технология монтажа двигателей для подвижных роботов. Конструкция зависимой и независимой подвесок. Видовое разнообразие трансмиссии.
Практика. Изготовление классической трансмиссии с четырьмя колесами. Применение привода на заднем мосту через дифференциал, установка ролевого управления.
Образовательный модуль «Техно-датчики»
Раздел 1. Датчики LEGO. Механика
Тема №1. Разновидности, функции датчиков
Теория. Знакомство с разнообразием датчиков подключаемых к контроллеру.
Практика. Определение какой из предложенных датчиков является датчиком: цвета, касания, препятствий (ультразвуковой датчик), гироскоп (датчик поворота), инфракрасный датчик, термометр.
Тема № 2. Датчик касания
Теория. Определение рабочих условий для датчиков касания.
Практика. Практическое изучение разнообразных датчиков в отдельности. Для датчика касания собирается вариант бампера и устанавливается спереди на готового робота.
Подключение проводов и проверка работоспособности.
Тема №3. Датчик цвета
Теория. Определение рабочих условий для датчиков касания.
Практика. Проработка датчика цвета, программирование движений на цвет линии и поля.
Тема №4. Ультразвуковой датчик
Теория. Определение рабочих условий для ультразвуковых датчиков.
Практика. Изготовление для ультразвукового датчика модели болида, монтаж и программирование датчиков на уклонение робота от препятствий при его движении.
Тема №5. Датчик поворота
Теория. Определение рабочих условий для датчиков поворота

12
Практика. Изготовление робота согласно инструкции "GIROBOY" для наработки опыта с датчиком поворота (Гироскоп)
Тема №6. Основы механики. Машина, механизм, звено
Теория. Определения, назначение, основные типы. Определение звена, механизма, машины.
Назначение механических элементов. Основные типы механизмов, машин, звеньев.
Практика. Проработка конструкций механизмов различных передач, изучение принципов действий и их применения. Изготовление каждое соединения в отдельности по схеме с учетом использования только дополнительных деталей без контроллера, двигателей и датчиков.
Образовательный модуль «Мир конструкторов и техники»
Тема № 1. Основные типы простых механизмов
Теория. Виды простых механизмов их математические соотношения. Схемы, принцип действия, область применения. Схемы соединения принцип действия, области применения.
Тема №2. Исследование работы рычажного механизма
Практика. Изготовление различных видов рычажных механизмов из деталей конструктора
Lego. Исследование величин нагрузок для различных конфигураций рычагов.
Тема №3. Зубчатые передачи. Типы, области применения
Теория. Рассмотрение конструкций зубчатых передач, типов редукторов, областей их применения.
Тема № 4. Исследование работы цилиндрического редуктора
Практика. Изготовление цилиндрического редуктора из деталей конструктора Lego, исследование его работоспособности, измерение усилий на входном и выходном валу редуктора.
Тема № 5. Червячные передачи и шнековое зацепление
Теория. Рассмотрение различных конструкций червячных передач, схемы червячных передач, изучение математических соотношений, описывающих работу червячной передачи.
Схема, тип, основные параметры и соотношения.
Практика. Изготовление червячного механизма из деталей конструктора Lego, исследование основных параметров его функционирования.
Образовательный модуль «Техническое программирование»
Раздел 1. Составление сложных программ
Тема № 1. Программы движения по линии, Кегельринг
Теория. Составление сложных программ для роботов, выполняющих упражнение: движение по линии, Кегельринг.
Практика. Изготовление первоначальной программы при помощи блока "Переключателя".
Дальнейшее совершенствование путем добавления одного, двух датчиков цвета или препятствий. Создание программ используя блоки переменных данных и арифметических действий.
Тема № 2. Составление программ с блоками переменных
Практика. Проектировка трансмиссии робота на гусеничном ходу. Изготовление робота на гусеничном ходу используя механическую пониженную передачу. Внедрение в конструкцию шестеренчатой передачи, для повышения проходимости робота с передаточным числом меньше. Выбор зацеплений и передач.
Раздел 2. Антропоморфные роботы
Тема № 1. Важнейшие факторы развития роботов
Теория. Роль, создание, важнейшие факторы развития роботов. Способы изготовления бионического захвата. Варианты антропоморфных роботов. Демонстрация конструктора
«Как и какой робот сможет выполнять те или иные задачи».
Тема № 2. Изготовление бионического робота

13
Практика. Принципы сбора бионической руки при использовании всех деталей конструктора. Монтаж захвата для фиксирования и удержания стакана с водой. Наличие в конструкции от трех до пяти конечностей.
Тема №3. Изготовление шагающих конструкций
Теория. Изготовление шагающих конструкций посредством поступательно-вращательных механизмов.
Практика. Изготовление шагающего робота по инструкции. Используя принцип построения робота по инструкции, внедрение другого механизма движения робота на самостоятельное усмотрение. Дальнейшая модернизация робота путем эксперимента с другими механизмами передачи крутящего момента. Сборка робота с четырьмя и более конечностями.
Тема№4. Итоговое занятие
Практика. Итоговое тестирование.
День показательных соревнований по категориям. Использование видео материалов соревнований по конструированию роботов и повторение их на практике. Выставка моделей роботов. Мини – соревнование роботов.
Учебно – тематический план
2 год обучения
Основные характеристики модулей
Программные модули предполагают большие возможности робототехники как в формировании особого способа мышления детей (пространственного, логического, алгоритмического), так и в освоении ими универсальных методов моделирования.
Модули ориентированы на достижение метапредметных результатов начального образования в части формирования познавательных, регулятивных и коммуникативных универсальных учебных действий, а также овладение умениями участвовать в совместной деятельности и работать с информацией. Структура модулей построена исходя из принципов: «От простого к сложному»
Целевые установки модулей второго года обучения:
-формирование у детей устойчивого интереса и начальных представлений о механике и робототехнике;
-развитие первоначальных представлений о механике, основных узлах и компонентах типовых механизмов;
-развитие основ пространственного, логического и алгоритмического, мышления; • формирование элементов самостоятельной интеллектуальной и продуктивной деятельности на основе овладения несложными методами познания окружающего мира и моделирования;
-освоение навыков самоконтроля и самооценки.
Предметные результаты:
1) Теоретическая подготовка
Обучающиеся должны уметь и знать:
- практическое применение алгоритмов;
- построение робототехнических устройств;
- писать приложения на простых языках программирования;
- применять основы алгоритмизации в практических заданиях.
2) Практическая подготовка
Обучающиеся должны уметь:
- отыскивать некорректность в построении блок-схем;
- собирать базовые конструкции манипуляторов с их программированием;
- работать с веб средой ASP.NET;
- собирать конструкции среднего и сложного уровня (самоходные аппараты с функциями манипуляторов или анализаторов).
3) Творческая активность
Обучающийся должен уметь: