Муниципальное образовательное учреждение лицей №82
Утверждаю _____________
Директор МОУ лицея №82
«__»____________2013 г.
ПРОГРАММА
ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ
«Школа Робототехники»
Срок обучения: 2 года
Базовое образование обучающихся воспитанников: 4 – 7 класс
Авторы: ,
г. Нижний Новгород
2013год
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
· Направленность образовательной программы – образовательная, научная
· новизна, актуальность, педагогическая целесообразность
Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.
Робототехника является одним из важнейших направлений научно - технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Активное участие и поддержка Российских и международных научно-технических и образовательных проектов в области робототехники и мехатроники позволит ускорить подготовку кадров, развитие новых научно-технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями, реализацию инновационных разработок в области робототехники в России и по всему миру.
Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах – сиделках, роботах – нянечках, роботах – домработницах, роботах – всевозможных детских и взрослых игрушках и т. д. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно школе и с самого младшего возраста. Поэтому, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время. В качестве основного оборудования при обучении детей робототехнике в школах предлагаются ЛЕГО конструкторы серии Mindstorm.
· цель и задачи
Цель программы: помочь учащимся, интересующимся робототехникой, углубить и систематизировать свои знания по этому направлению, а также способствовать их профессиональному самоопределению.
Задачи программы:
- формирование познавательной активности, потребности к научно-исследовательской деятельности в процессе самостоятельной работы, воспитание научной культуры;
- развитие у учащихся формально-логического мышления, навыков конструирования, моделирования, программирования.
- в ходе выполнения проекта-задания при подготовке к состязаниям отработать систему межпредметного взаимодействия и межпредметных связей информатики, технологии, математики и физики.
· возраст детей, для которых разработана программа
Данная программа разработана для учащихся 4 – 7 классов
· сроки реализации
Сроки реализации программы – 2 учебных года.
· форма и режим занятий
Занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 часа в группе не менее 3 человек. В рамках преподавания наряду с лекциями и практическими занятиями предусматривается активное использование элементов проблемного обучения. Доминирующая форма деятельности – конструкторско-исследовательская.
· ожидаемые результаты и способы определения их результативности
Проверка полученных ЗУН, осуществляется с помощью разработки учащимися индивидуальных проектов в конце каждого учебного года. Работы учащихся в течение учебного года представляются для участия в робототехнических выставках, фестивалях и соревнованиях.
· формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы
Анализ итоговых проектов по изучаемым темам.
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
«Школа Робототехники»
Первый год обучения
№ | Тема | Кол-во часов |
Раздел 1 Состав робототехнического комплекта и работа с ним | 12 | |
1. | Правила техники безопасности при работе с комплектом | 1 |
2. | Краткая история робототехники | 1 |
3. | Область применения современных роботов | 1 |
4. | Состав комплекта: процессор и двигатели. Правила подключения двигателей к процессору. | 1 |
5. | Состав комплекта: датчики, их типы и назначение. Правила подключения датчиков к процессору | 2 |
6. | Состав комплекта: колеса и гусеницы. Конструирования простейшей движущейся базы. | 2 |
7. | Состав комплекта: балки, оси и шестерни. Конструирование простейшей передачи от двигателя к колесам | 2 |
8. | Обобщающее занятие: конструирование движущегося робота с несколькими моторами | 2 |
Раздел 2 Простейшие механизмы робототехники | 12 | |
1. | Мотор и зубчатые колеса: способы соединения | 2 |
2. | Повышающие и понижающие зубчатые передачи. Шкивы | 2 |
4. | Коронное зубчатое колесо, червячное зубчатое колесо, кулачок | 2 |
5. | Способы передвижения робота без использования колес. Создание простейшего ходящего робота | 2 |
7. | Роботы со многими конечностями: четвероногие и шестиногие. Синхронизация движения конечностей робота | 2 |
10. | Обобщающее занятие: соревнование «Самый быстрый робот» | 2 |
Раздел 3 Забавная механика | 10 | |
1. | Работа над моделью "Танцующие птицы" | 2 |
2. | Работа над моделью "Умная вертушка" | 2 |
3. | Работа над моделью "Обезьянка-барабанщица" | 4 |
4. | Обобщающее занятие | 2 |
Раздел 4 Модели зверей | 10 | |
1. | Работа над моделью "Голодный аллигатор" | 2 |
2. | Работа над моделью "Рычащий лев" | 4 |
3. | Работа над моделью "Порхающая птица" | 2 |
4. | Обобщающее занятие | 2 |
Раздел 5 Модели на футбольную тему | 12 | |
1. | Работа над моделью "Нападающий" | 4 |
2. | Работа над моделью "Вратарь" | 4 |
3. | Работа над моделью "Ликующие болельщики" | 2 |
4. | Обобщающее занятие | 2 |
Раздел 6 Модели на тему приключений | 12 | |
1. | Работа над моделью "Спасение самолета" | 4 |
2. | Работа над моделью "Спасение от великана" | 4 |
3. | Работа над моделью "Непотопляемый парусник" | 2 |
4. | Обобщающее занятие | 2 |
Итого: | 68 |
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
«Школа Робототехники»
Второй год обучения
№ | Тема | Кол-во часов |
Раздел 1 Роботы-имитаторы | 10 | |
1. | Алгоритм и композиция роботов-симуляторов | 2 |
2. | Свойства алгоритма. Система команд исполнителя | 2 |
3. | Работа над проектом «Выпускник» | 2 |
4. | Звуковые имитации: редактор и конвертер | 2 |
5. | Работа над проектом «Послание» | 2 |
Раздел 2 Космические исследования | 10 | |
1. | Космонавтика. Роботы в космосе. | 2 |
2. | Работа над проектом «Первый спутник» | 2 |
3. | Работа над проектом «Живой груз» | 2 |
4. | Исследования Луны. Гравитационный маневр | 2 |
5. | Работа над проектом «Обратная сторона Луны» | 2 |
Раздел 3 Автомобиль в городе | 10 | |
1. | Что такое концепт-кар. | 2 |
2. | Минимальный радиус поворота робота NXT | 2 |
3. | Кольцевые автогонки | 2 |
4. | Проблемы парковки в городе | 2 |
5. | Работа над проектом «Парковка» | 2 |
Раздел 4 Двигатели и сенсоры | 12 | |
1. | Сервопривод и тахометр | 2 |
2. | Работа над проектом «Тахометр» | 2 |
3. | Датчик звука и работа с ним | 2 |
4. | Работа над проектом «Автоответчик» | 2 |
5. | Как измерить звук. Работа с процентами числа. | 2 |
6. | Работа над проектом «Измеритель уровня шума» | 2 |
Раздел 5 Безопасность дорожного движения | 12 | |
1. | Фотометрия и датчик света | 2 |
2. | Работа над проектом «Дневной автомобиль» | 2 |
3. | Работа над проектом «Безопасный автомобиль» | 2 |
4. | Работа над проектом «Трехскоростное авто» | 2 |
5. | Работа над проектом «Ночная молния» | 2 |
Раздел 6 Бионика и изобретательство | 14 | |
1. | Работа над проектом «Дальномер» | 2 |
2. | Работа над проектом «Робот-прилипала» | 2 |
3. | Работа над проектом «Соблюдение дистанции» | 2 |
4. | Работа над проектом «Охранная система» | 2 |
5. | Работа над проектом «Дальномер» | 2 |
6. | Работа над проектом «Терменвокс» | 2 |
7. | Работа над проектом «Умный дом» | 2 |
Итого: | 68 |
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Первый год обучения (68 час)
Состав робототехнического комплекта и работа с ним (12 час) |
|
Правила техники безопасности при работе с комплектом. Краткая история робототехники. Область применения современных роботов. Состав комплекта: процессор и двигатели. Правила подключения двигателей к процессору. Датчики, их типы и назначение. Правила подключения датчиков к процессору. Колеса и гусеницы. Конструирования простейшей движущейся базы. Балки, оси и шестерни. Конструирование простейшей передачи от двигателя к колесам. Обобщающее занятие: конструирование движущегося робота с несколькими моторами. | |
Простейшие механизмы робототехники (12 час) |
|
Мотор и зубчатые колеса: способы соединения. Повышающие и понижающие зубчатые передачи. Шкивы. Коронное зубчатое колесо, червячное зубчатое колесо, кулачок. Способы передвижения робота без использования колес. Создание простейшего ходящего робота. Роботы со многими конечностями: четвероногие и шестиногие. Синхронизация движения конечностей робота. Обобщающее занятие: соревнование «Самый быстрый робот» | |
Забавная механика (10 час) |
|
Работа над моделью "Танцующие птицы". Работа над моделью "Умная вертушка". Работа над моделью "Обезьянка-барабанщица". Обобщающее занятие. | |
Модели зверей (10 час) |
|
Работа над моделью "Голодный аллигатор". Работа над моделью "Рычащий лев". Работа над моделью "Порхающая птица". Обобщающее занятие. | |
Модели на футбольную тему (12 час) |
|
Работа над моделью "Нападающий". Работа над моделью "Вратарь". Работа над моделью "Ликующие болельщики". Обобщающее занятие. | |
Модели на тему приключений (12 час) |
|
Работа над моделью "Спасение самолета". Работа над моделью "Спасение от великана". Работа над моделью "Непотопляемый парусник". Обобщающее занятие. |
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Второй год обучения
(68 час)
Роботы-имитаторы (10 час) |
|
Алгоритм и композиция роботов-симуляторов. Свойства алгоритма. Система команд исполнителя. Работа над проектом «Выпускник». Звуковые имитации: редактор и конвертер. Работа над проектом «Послание» | |
Космические исследования (10 час) |
|
Космонавтика. Роботы в космосе. Работа над проектом «Первый спутник». Работа над проектом «Живой груз». Исследования Луны. Гравитационный маневр. Работа над проектом «Обратная сторона Луны» | |
Автомобиль в городе (10 час) |
|
Что такое концепт-кар. Минимальный радиус поворота робота NXT. Кольцевые автогонки. Проблемы парковки в городе. Работа над проектом «Парковка» | |
Двигатели и сенсоры (12 час) |
|
Сервопривод и тахометр. Работа над проектом «Тахометр». Датчик звука и работа с ним. Работа над проектом «Автоответчик». Как измерить звук. Работа с процентами числа. Работа над проектом «Измеритель уровня шума» | |
Безопасность дорожного движения (12 час) |
|
Фотометрия и датчик света. Работа над проектом «Дневной автомобиль». Работа над проектом «Безопасный автомобиль». Работа над проектом «Трехскоростное авто». Работа над проектом «Ночная молния» | |
Бионика и изобретательство (14 час) |
|
Работа над проектом «Дальномер». Работа над проектом «Робот-прилипала». Работа над проектом «Соблюдение дистанции». Работа над проектом «Охранная система». Работа над проектом «Дальномер». Работа над проектом «Терменвокс». Работа над проектом «Умный дом». |
Список литературы
1. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов / . – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 286 с.
2. Филиппов для детей и родителей. СПб.:Наука, 20с.
Дополнительная литература
3. http://www. prorobot. ru/lego. php - Роботы и робототехника. Роботы LEGO.
4. http://www. robotclub. ru/robot186.php - Идеи робототехники и программы.
5. http://www. int-edu. ru/ - Институт новых технологий. Образовательные конструкторы.
6. http://education. / - Учебные программы. Идеи. Поддержка.
