Программирование роботов

Робототехника позволяет учащимся пересмотреть своё отношение к школьным дисциплинам и применить на практике знания математики, физики, информатики, что в дальнейшем поможет им определиться с выбором профессии инженерно-технической направленности. Программа социально востребована, она отвечает желаниям родителей видеть своего ребенка технически образованным, общительным, психологически защищенным.

преподаватели

Хавронина Ольга Викторовна, учитель высшей квалификационной категории

Содержание программы

Введение. Конструирование
-         Обучающиеся познакомятся с робототехническим комплектом MindstormsEV3: устройствами и набором деталей.

-         Создание простейших механизмов.

-         Создание конструкций по инструкции.
-         Объяснение основных правил работы.

-         Знакомство с комплектом деталей Lego Mindstorms EV3 Education для изучения робототехники: модуль EV3, сервоприводы, соединительные кабели, датчики. Порты подключения.

-         Установка батарей. Включение модуля EV3.

-         Демонстрация учебных моделей.

-         Самостоятельное конструирование обучающимися и создание простейшей модели по инструкции.
Модуль EV3. Управление модулем.
-         Создание простейших программ, используя интерфейс модуля.
-         Интерфейс модуля EV3и управление модулем.

-         Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния,порты.

-         Способы экономии энергии.

-         Запись программы и запуск ее на выполнение.
Работа с моторами
-    Знание параметров мотора и их влияние на работу модели.

-     Иметь представление о видах соединений и передач.

-     Умение выполнить расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния.
-       Сервомоторы EV3,сравнение моторов.

-       Мощность и точность мотора.

-       Параметры движения.

-       Механика механизмов и машин.

-       Виды соединений и передач и их свойства.

Программирование в среде LegoMindstorms EV3
-     Познакомить учеников со средой программирования LegoMindstorms EV3и научить составлять первые алгоритмы.

-     Уметь создавать программы движения модели и выполнять повороты.

-     Научить управлять движением и передавать программы в модуль и запускать их.

-     Знакомство с графическим интерфейсом среды программирования LegoMindstorms EV3.

-     Рулевое и независимое управление моторами, виды поворотов.

-     Линейные алгоритмы в среде LegoMindstorms EV3.

-     Свободное программирование при выполнении основных учебных задач.

Работа с датчиком расстояния. Блок управления «Переключатель»

-    Знакомство с понятием «ветвление».

-    Подключать датчики.

-    Познакомить с блоком «Переключатель».

-    Уметь создавать разветвляющиеся программы с использованием датчика расстояния.
-     Понятие «ветвление».

-     Принцип установки и подключения датчиков, принцип работы датчика расстоянияEV3.

-     Параметры датчика расстояния.

-     Разветвляющиеся алгоритмы в среде LegoMindstorms EV3.

-     Вывод изображений на экран модуля EV3.

-     Блок «Звук».

-     Свободное программирование при выполнении основных учебных задач.

Работа с датчиком касания. Блок «Цикл»
-    Знакомство с понятием «цикл»

-    Познакомить с блоком «Цикл».

-    Научатся отрабатывать и составлять алгоритмы с использованием цикла.

-    Научатся видеть одинаковые элементы задачи и повторяющиеся участки кода.

-    Уметь решать задачи на движение с использованиемдатчика касания.

-    Уметь создавать циклические программы для управления роботом.
-    Понятие «цикл».

-    Виды циклов: бесконечный, со счетчиком, с условием.

-    Параметры датчика касания.

-    Циклические алгоритмы в среде LegoMindstorms EV3.

Датчик цвета. Движение по линии
-    Научатся использовать цвета для движения по линии.

-    Отработать применение циклов и ветвления в программировании.

-    Научатся применять знания при программировании мини-проектов.
-    Параметры датчика цвета, режимы использования.

-    Обнаружение линии, распознавание цвета линии.

-     Алгоритм движения по линии с одним датчиком.

-     Калибровка датчика цвета.

-     Программирование с различными видами датчиков и структур программ.

-     Свободное программирование при выполнении основных учебных задач.

Гироскопический и инфракрасный датчики
-    Понимать принципы работы датчиков.

-    Уметь решать задачи на движение с использованием гироскопического датчика.

-    Уметь решать задачи на движение с использованием гироскопического датчика.
-    Принципы работы гироскопического и инфракрасного датчиков.

-    Гироскопический датчик.

-    Инфракрасный датчик, режим приближения, режим маяка.

Работа с датчиком звука. Реакция робота на звук.
-    Понимать принципы работы датчика звука.

-    Знать параметры звука.

-    Уметь решать задачи на движение с использованием датчика звука
-    Принципы работы датчика звука.

-    Режимы звука.

Управление роботом с помощью внешних воздействий

-    Уметь программировать робота, обнаруживающего препятствие.

-    Создавать программу для движения робота внутри помещения и самостоятельно огибающего препятствия.

-    Виды внешних воздействий.

-    Реакция робота на звук,цвет, касание.

-    Таймер.

-    Движение в лабиринте.

Использование конструктора в качестве цифровой лаборатории.
-    Знать назначение и основных режимов работы датчиков.

-    Уметь использовать датчики для исследовательской деятельности.

-    Измерение освещенности.

-    Определение цветов.Распознавание цветов.

-     Использование конструктора в качестве цифровой лаборатории.

-     Измерение расстояний до объектов.

-     Сканирование местности.

Поднятие грузов. Проект «Подъемный кран»
-    Знать понятие плечо силы, принципы работы подъемного крана.

-    Уметь выполнять расчеты при конструировании подъемного крана.

-    Уметь программировать действия модели подъемного крана
-     Сила. Плечо силы.

-     Подъемный кран.

-     Скорость вращения сервомотора.

-     Мощность.

Соревновательная робототехника
-    Знать основные положения соревнований.

-    Уметь готовить робота к соревнованиям.

-    Уметь калибровать датчики.
-    Правила соревнований.

-    Соревнование роботов на тестовом поле.

-     Зачет времени и количества ошибок.

-     Подготовка и проведение соревнований в группе.

Проектная деятельность
-      Научатся создавать проекты по собственному сценарию.

-      Уметь конструировать, программировать и испытывать собственные модели роботов.
-      Самостоятельная работа.

-      Защита проектов.

 
 

Цели программы

Формирование познавательных и творческих способности обучающихся в области технического конструирования и программирования с использованием возможностей робототехники и проектно-исследовательской деятельности

Результат программы

В результате освоения образовательной программы обучающийся должен:

знать:

·     правила безопасной работы;

·     основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

·     конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

·     компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

·     виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; основные приемы конструирования роботов;

·     конструктивные особенности различных роботов;

·     технологию передачи программы в EV3 и использования созданных программ;

·     особенности работы в группе;

·     способы планирования деятельности, разбиения задач на подзадачи, распределения ролей в рабочей группе.

уметь:

·     генерировать идеи указанными методами (метод генератор идей, мозговой штурм, метод 6 шляп, метод синектики, метод scamper, метод ассоциаций, метод морфологического ящика, метод квоты идей, ментальная карта);

·     слушать и слышать собеседника;

·     аргументированно отстаивать свою точку зрения;

·     искать информацию в свободных источниках и структурировать ее;

·     комбинировать, видоизменять и улучшать идеи;

·     грамотно в письменной форме формулировать свои мысли;

·     проверять и изменять свойства созданных моделей;

·     работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);

·     самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);

·     создавать действующие модели роботов на основе конструктора LegoMindstormsEV3;

·     передавать (загружать) программы в EV3;

·     корректировать программы при необходимости;

·     демонстрировать технические возможности роботов.

·     организовывать индивидуальное информационное пространство;

·     создавать слайды и подготавливать презентации.

обладать навыками:

·     исследовательской, проектной и социальной деятельности, строить логические доказательства;

·     проектирования, разработки, документирования и представления собственных проектов в составе команды;

·     самообразования;

·     коммуникации.

Особые условия проведения

нет 

Материально-техническая база

п/п    Наименование                                         Требуемое количество

1.      Персональные компьютеры с выходом в интернет  14+1 для преподавателя

2.      Проектор                                                  1

3.      Интерактивная доска или экран              1

4.      Маркерная доска, магнитная доска(магниты) 1

5.      КомплектLEGO Mindstorms Education     10

6.      Ресурсныйнабор LEGO Mindstorms Education EV3          2