Программа «РОБОТОТЕХНИКА»

Современные тенденции социально-экономического развития нашей страны, создание новых технических средств, повышение требований к научной и практической подготовке современного молодого человека влекут за собой новые требования и совершенно иные подходы к дополнительному образованию. На одно из первых мест выходит задача подготовки молодёжи к научно-творческому труду, который будет способствовать развитию технического мышления будущих рабочих и инженеров.

Одной из наиболее инновационных областей в сфере детского технического творчества является робототехника, которая объединяет классические подходы к изучению основ техники и современные направления научно-технического творчества:

·          информационное моделирование,

·          программирование,

·          информационно-коммуникационные технологии.

Построение моделей робототехнических устройств позволяет обучающимся увидеть взаимосвязь между различными областями знаний, что способствует интеграции информатики, математики, физики, технологии, черчения с развитием инженерно-технического мышления.

Данная дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая) программа «Робототехника» имеет техническую направленность, ориентирована на обучающихся подросткового возраста, стремящихся изучить сферу применения роботизированных технологий и получить практические навыки в конструировании и программировании робототехнических устройств.

Программа рассчитана на 1 год обучения и дает объем технических и естественно – научных компетенций, которые вполне может освоить современный школьник, ориентированный на научно-техническое или технологическое направление дальнейшего образования.

Программа относится к базовому уровню, в ходе её освоения расширяются и углубляются знания о составляющих и принципах действия современных роботов; визуальная программная среда позволяет эффективно изучить алгоритмизацию и азы программирования. Существенная роль отводится самостоятельному конструированию и программированию робототехнических устройств. Результаты этой деятельности представляются на муниципальных и региональных мероприятиях, публикуются в средствах массовой информации, на интернет-ресурсах.

Форма обучения по программе – очная.

В процессе занятий по программе сочетаются групповая и индивидуальная формы организации работы. Количество обучающихся в учебной группе обусловлено имеющейся материально-технической базой объединения и составляет 3-8 человек.

Отличительные особенности программы «Робототехника» заключаются в объединении двух современных подходов к преподаванию робототехники.

Первый подход основан на применении образовательных конструкторов LEGO WeDo 2.0 и LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3. Образовательная среда ЛЕГО объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.

В основе второго подхода лежит низкоуровневая разработка различных систем с «нуля». Такой подход в разработке робототехнических систем требует больше времени и усилий как со стороны преподавателя, так и со стороны ученика.

Актуальность настоящей программы определяется повышенным спросом на профессии hi-tech сектора, одновременно связанные с традиционной инженерией и программированием устройств. Роботы являются основой современного массового производства, а умение их строить и программировать постепенно замещает традиционные навыки конструкторов и технологов.

Педагогическая целесообразность данной дополнительной образовательной программы заключается в том, что её курс позволяет в доступной и наглядной форме почувствовать преимущества инновационных технологий, получить реальный опыт построения высокотехнологичных устройств. Программа нацелена на вовлечение детей и молодежи в техническое творчество, воспитание инженерной культуры, выявление и продвижение перспективных инженерно-технических кадров.

Целью данной программы является создание условий для развития инженерно-технического мышления обучающихся через систему практикоориентированных занятий по созданию робототехнических устройств.

преподаватели

Тюрин Геннадий Васильевич, учитель информатики и ИКТ высшей квалификационной категории, педагог дополнительного образования

Содержание программы

1. Введение. Предмет и содержание курса. Значение теоретического и практического материала программы.
2. Правила техники безопасности на занятиях по робототехнике.
3. Понятие о техническом задании.
4. Общая структура робота. Соединения деталей и узлов. Общая структура. Способы соединения деталей и узлов робота.
5. Виды приводов. Электродвигатели. Сервоприводы. Обзор робототехнических приводов.
6. Кинематическая схема. Вращательное движение. Редукторы.
7. Технические расчеты.
8. Электронная схема. Микроконтроллер. Датчики.
9. Испытания робототехники.
10. Практикум юного робототехника.
11. Техническая документация.
12. Заключительное занятие периода обучения.
13. Конструирование.
14. Технический расчет.
15. Задачи робототехнического программирования и конструирования.
16. Принципы организации коллективного творчества.
17. Организация испытаний готовых изделий.
18. Основы исследовательской работы.
19. Модельный эксперимент.
20. Робототехнический практикум.
21. Оформление исследовательских проектов.
22. Подведение итогов работы за период обучения.
23. Занятия по индивидуальному плану обучения.
24. Итоговое занятие

Цели программы

Целью данной программы является создание условий для развития инженерно-технического мышления обучающихся через систему практикоориентированных занятий по созданию робототехнических устройств.

Результат программы

По окончанию курса обучения обучающиеся должны знать:

·          роль и место робототехники в жизни современного общества;

·          назначение, особенности проектирования и программирования роботов различных классов.

·          правила и меры безопасности при роботе с электроинструментами;

·          общее устройство и принципы действия роботов;

·          основные характеристики основных классов роботов;

·          общую методику проектирования роботов различных классов;

·          общую методику расчета основных кинематических схем;

·          порядок отыскания неисправностей в различных роботизированных системах;

·          методику проверки работоспособности отдельных узлов и деталей;

·          основы популярных языков программирования.

·          методы проектирования, сборки, налаживания, испытаний готовых устройств;

·          элементы технической эстетики;

·          основные понятия о системах автоматического регулирования и управления;

·          основы программирования роботов и роботизированных комплексов.

Уметь:

·          работать с популярными программными пакетами технического моделирования;

·          самостоятельно проектировать и собирать из готовых деталей манипуляторы и роботов различного назначения;

·          программировать собранные конструкции под задачи начального уровня сложности;

·          оформлять начальную техническую документацию на готовые изделия;

·          самостоятельно разрабатывать кинематические, логические и электрические схемы роботов;

·          пользоваться монтажными инструментами и электроизмерительными приборами;

·          вести индивидуальные и групповые исследовательские работы;

·          самостоятельно изготавливать роботов из готовых и самодельных узлов и деталей;

·          самостоятельно программировать роботов на одном из популярных языков программирования;

·          самостоятельно разрабатывать логические, кинематические, программные схемы роботов;

·          разрабатывать и изготавливать различные робототехнические комплексы;

·          грамотно применять электроизмерительные приборы и комплексы для наладки изготовленных роботов.

Особые условия проведения

Отличительные особенности программы «Робототехника» заключаются в объединении двух современных подходов к преподаванию робототехники.

Первый подход основан на применении образовательных конструкторов LEGO WeDo 2.0 и LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3. Образовательная среда ЛЕГО объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.

В основе второго подхода лежит низкоуровневая разработка различных систем с «нуля». Такой подход в разработке робототехнических систем требует больше времени и усилий как со стороны преподавателя, так и со стороны ученика.

Материально-техническая база

1.     Учебный кабинет, оснащенный:

·     столами,

·     стульями,

·     интерактивной доской,

·     инструментами.

2.     Базовые и расширенные наборы конструкторов:

·        LEGO WeDo 2.0 (2 шт.)

·        LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3 (4 шт.)

3.     Компьютеры с выходом в Интернет (4 шт.)

4.     Планшетные компьютеры (2 шт.)

5.     Лабораторное оборудование:

·     мультиметр

·     лабораторный блок питания

·     паяльная станция

Видео

E