Дополнительная развивающая программа "Робототехника"

Пояснительная записка

Робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.

Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития и самих этих наук. В кибернетике это связано, прежде всего, с интеллектуальным направлением и бионикой как источником новых, заимствованных у живой природы идей, а в механике – с многостепенными механизмами типа манипуляторов.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Роботехника. Продвинутый уровень. Проектирование и конструирование мобильных роботов» (далее – Программа) знакомит обучающихся с теорией и практикой робототехники на углубленном уровне.

Актуальность программы. В рамках реализации проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование» особое значение имеет развитие технического направления работы объединений дополнительного образования. На территории Каргатского района это направление активно развивается. Эффективным продолжением такого развития может стать реализация дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы по робототехнике, позволяющая освоить данный вид деятельности на продвинутом уровне.  

Программа содержит разделы, изучение которых предполагает использование специального технического оборудования. Изучение и применение современных аппаратов (3D-принтер, квадрокоптер, наборы для конструирования роботов) способно не только углубить знания, но и повысить мотивацию обучающихся, освоивших стартовый и базовый уровни изучения робототехники. 

Новизна. При разработке Программы использовалась Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника. Продвинутый уровень» автора Исаевой Я.В. Однако содержание было изменено исходя из целей Программы.

Отличительные особенности Программы

Программа содержит три основных раздела и позволяет освоить теоретические знания и  навыки работы с техническим оборудованием разных сфер и подходов. Разработка мобильных роботов, работа на 3D-принтере, изучение и пилотирование квадрокоптеров с совокупности развивают инженерные, исследовательские и проектные компетенции обучающихся. 

Курс предполагает использование компьютеров совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Методические особенности реализации программы предполагают сочетание возможности развития индивидуальных творческих способностей и формирование умений взаимодействовать в коллективе, работать в группе.

В качестве платформы для создания роботов используется конструктор LegoMindstorms eva3. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO Mindstorms. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования. Конструктор LEGO Mindstorms,  позволяет учащимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Lego-робот поможет в рамках изучения данной темы понять основы робототехники, наглядно реализовать сложные алгоритмы, рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов и процессов управления. Робот рассматривается в рамках концепции исполнителя, которая используется в курсе информатики при изучении программирования. Однако в отличие от множества традиционных учебных исполнителей, которые помогают учащимся  разобраться в довольно сложной теме, Lego-роботы действуют в реальном мире, что не только увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала, но вносит в него исследовательский компонент.

Занятия по программе формируют специальные технические умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат. Работает LegoMindstorms на базе компьютерного контроллера eva3, который представляет собой двойной микропроцессор, Flash-памяти в каждом из которых более 256 кбайт, Bluetoothмодуль, USB-интерфейс, а также экран из жидких кристаллов, блок батареек, громкоговоритель, порты датчиков и сервоприводов. Именно в eva3 заложен огромный потенциал возможностей конструктора legoMindstorms. Память контроллера содержит программы, которые можно самостоятельно загружать с компьютера. Информацию с компьютера можно передавать как при помощи кабеля USB, так и используя Bluetooth. Кроме того, используя Bluetooth можно осуществлять управление роботом при помощи мобильного телефона. Для этого потребуется всего лишь установить специальное javaприложение.

Обучение ведется на русском языке, также используются специальные слова на английском языке.

Адресат

Возраст обучающихся: 13-17 лет. 

Ведущая деятельность в этом возрасте — учебно-профессиональная, в процессе которой формируются такие новообразования, как мировоззрение, профессиональные интересы, самосознание. Занятия по техническому профилю в области роботехники могут способствовать самореализации обучающихся. Также углубленное обучение может способствовать профессиональному самоопределению подростков.

Направленность Программы: техническая.

Уровень: продвинутый. 

Срок реализации программы: 1 год.

Режим занятий:  

1-й год обучения – 32 часа 1 раз в неделю по 1 часу. 

Форма обучения: очная.

Особенности организации образовательного процесса

Программа разделена на три тематических раздела и охватывает работу с техническим оборудованием разных направлений робототехники. Большая часть образовательного процесса посвящена практической работе в оборудованием.

Применяется как групповая работа (изучение теории, проектная деятельность), так и индивидуальная (проектирование и конструирование  роботов).

Кроме того, широко применяется специальное программное обеспечение, работа с компьютером.

Состав группы – постоянный. Обучающиеся должны иметь  знания базового уровня робототехники.

Формы учебной деятельности:  практическое занятие;  занятие с творческим заданием;  занятие-мастерская;  занятие-соревнование;  выставка. 

Цель программы: развить исследовательские, инженерные и проектные компетенции через моделирование и конструирование научно-технических объектов в робототехнике.  Задачи Предметные:

-                       усвоение знаний в области робототехники; 

-                       формирование технологических навыков конструирования; 

-                       ознакомление с технологиями изготовления технических объектов, со специальными приёмами ручных работ. 

Личностные:

-                       формирование           у          обучающихся ценностных ориентаций через интерес к

робототехнике; 

-                       формирование коммуникативной культуры, внимания, уважения к людям; 

-                       развитие способности к самореализации, целеустремлѐнности.

Метапредметные  

-                       развитие самостоятельности в учебно-познавательной деятельности; 

-                       развитие творческих способностей, воображения, фантазии; 

-                       расширение ассоциативных возможностей мышления; 

-                       воспитание творческого подхода при получении новых знаний. 

Учебно-тематический план

№ занятия	Тема занятия	Общее кол-во часов	в том числе			Формы аттестации
			теоретические	практические
I РАЗДЕЛ  «Профильная робототехника». 16 часов.
1	Основы механики. Знакомство с конструкторами и деталями.	1	1	0		Опрос
2	Основы кинематики. Сборка первых роботов с использованием основных законов кинематики.	1	0	1		Практическая работа
3	Основы динамики. Сборка первых роботов с использованием основных законов динамики.	1	0	1		Практическая работа
4-5	Изучение среды программирования. Знакомство с интерфейсом программы. Программирование первого робота.	2	1	1		Практическая работа
6-7	Основы механики. Сборка и программирование роботов с использованием основных законов механики.	2	1	1		Практическая работа
8-9	Сборка и программирование спортивных роботов с использованием датчиков. Испытание	2	1	1		Практическая работа
10	Сборка и программирование Мобильных роботов.	1	0	1		Практическая работа
11-12	Сборка и программирование авторских роботов творческой категории	2	0	2		Организация выставки
13	Выставка. Демонстрация возможностей роботов.	1	0	1		Выставка
14	Соревнования «Суммо»	1	0	1		Соревнование
15	Соревнования «Езда по линии»	1	0	1		Соревнование
16	Соревнования «Кугельринг»	1	0	1		Соревнование
	II РАЗДЕЛ  «3D конструирование». 8 часов.
1	Принципы создания инженерной проектной работы	1	1		0	Опорос
2	Основы 3D-печати и 3Dмоделирования	1	1		0	Практическая работа
3	Создание авторских моделей и их печать	6	0		6	Практическая работа
	III РАЗДЕЛ  «Летательные аппараты» 8 часов.
1	История развития квадрокоптеров. Знакомство с летательным аппаратом	1	1		0	Опрос
2	Правила пилотирования (обучение навыкам пилотирования квадрокоптера)	1	1		0	Выполнение практических заданий
3	Пилотирование квадрокоптера Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера и аппаратуры управления	1	0		6	Практическая работа
4	Полёты	1	0		1	Практическая работа
5	Выполнение полётов		0		1	Практическая работа
6	Основы видеотрансляции.	2	0		2	Практическая работа
7	Пилотирование с использованием FPV- оборудования	1	0		1	Практическая работа

Содержание Программы 

I РАЗДЕЛ  «Профильная робототехника». 16 часов.

Введение Основы механики. Знакомство с конструкторами и деталями. 1 час.

Рассказ о развитии робототехники в мировом сообществе и в частности в России.

Показ видео роликов о роботах и роботостроении. Правила техники безопасности.

Понятия: датчик, интерфейс, алгоритм и т.п.

Алгоритм программы представляется по принципу LEGO. Из визуальных блоков составляется программа. Каждый блок включает конкретное задание и его выполнение. По такому же принципу собирается сам робот из различных комплектующих узлов (датчик, двигатель, зубчатая передача и т.д.) узлы связываются при помощи интерфейса (провода, разъемы, системы связи, оптику и т.д.

  Технология робототехники. О технологии . Установка батарей.  Главное меню. 

 Сенсор цвета и цветная подсветка.  Сенсор нажатия.  Ультразвуковой сенсор. 

Интерактивные сервомоторы. ИспользованиеBluetooth.

Это интеллектуальный, управляемый компьютером элемент конструктора, позволяющий роботу ожить и осуществлять различные действия.

Различные сенсоры необходимы для выполнения определенных действий.

Определение цвета и света. Обход препятствия. Движение по траектории и т.д.

Основы кинематики. Сборка первых роботов с использованием основных законов кинематики. 1 час.

   Знакомство с конструктором (состав, возможности).

Основные детали (название и назначение). Датчики (назначение, единицы измерения). Двигатели.Микрокомпьютер. Аккумулятор (зарядка, использование). Как правильно разложить детали в наборе.

В конструкторе применены новейшие технологии робототехники: современный 32 – битный программируемый микроконтроллер; программное обеспечение, с удобным интерфейсом на базе образов и с возможностью перетаскивания объектов, а так же с поддержкой интерактивности; чувствительные сенсоры и интерактивные сервомоторы; разъемы для беспроводного Bluetooth,WI-FIи USB подключений. Различные сенсоры необходимы для выполнения определенных действий. Определение цвета и света. Обход препятствия. Движение по траектории и т.д.

Основы динамики. Сборка первых роботов с использованием основных законов динамики. 1 часа.

   Начало работы.  Включение и выключение микрокомпьютера (аккумулятор, батареи, включение, выключение). Подключение двигателей и датчиков (комплектные элементы, двигатели и датчики). Тестирование . Мотор. Датчик освещенности. Датчик звука. Датчик касания. Ультразвуковой датчик. Структура меню. Снятие показаний с датчиков .

Изучение среды программирования. Знакомство с интерфейсом программы.

Программирование первого робота. 2 часа.

   Программное обеспечение. Требования к системе. Установка программного обеспечения.Интерфейс программного обеспечения. Палитра программирования. Панель настроек.Контроллер.Редактор звука. Редактор изображения.Дистанционное управление. Структура языка программирования. Установка связи.Usb. BT .WI-FI. Загрузка программы. Запуск программы на. Память: просмотр и очистка.

Основы механики. Сборка и программирование роботов с использованием основных законов механики.  2 часа.

   Первая модель.  Сборка модели по технологическим картам. Составление простой программы для модели, используя встроенные возможности . Модели с датчиками. Сборка моделей и составление программ из ТК. Датчик звука.  Датчик касания.  Датчик света.  Подключение лампочки.

Выполнение дополнительных заданий и составление собственных программ.  Соревнования.

Проводится сборка моделей роботов и составление программ по технологическим картам, которые находятся в комплекте с комплектующими для сборки робота. Далее составляются собственные программы.

Сборка и программирование спортивных роботов с использованием датчиков. 2 часа.

   Программы. Составление простых программ по линейным и псевдолинейным алгоритмам.  Соревнования.

Учитывая, что при конструировании робота из данного набора существует множество вариантов его изготовления и программирования, начинаем с программ предложенных в инструкции и описании конструктора.

Сборка и программирование мобильных ботов. 1 час.

  Модели с датчиками.  Составление простых программ по алгоритмам, с использованием ветвлений и циклов». 

Сборка и программирование авторских роботов творческой категории. 2 часа.

Программы. Составление авторских  программ по линейным и псевдолинейным алгоритмам. Соревнования. Выставка. Демонстрация возможностей роботов. 1 час.

Программы. День показательных соревнований по категориям.

Категории могут быть различными.

Категории соревнований заранее рассматриваем различные. Используем видео материалы соревнований по конструированию роботов и повторяем их на практике.

Затем применяем все это на соревнованиях. 

Соревновательные  занятие. 3 часа.

Соревнование «Суммо», «Езда по линии», «Кегельринг» .

II      РАЗДЕЛ  «3D конструирование». 8 часов.

Принципы создания инженерной проектной работы. 1 час.

Техника безопасности. История развития технологий печати.Формирования объемных моделей. Программные средства для работы с 3D моделями.

Основы 3D-печати и 3D-моделирования.  1 час.

Знакомство с программой векторной графики, конвертирование форматов. Обзор 3D графики, программ. Изучение 3D принтера.

Создание авторских моделей и их печать. 6 час.

III  РАЗДЕЛ  «Летательные аппараты». 8 часов.

История развития квадрокоптеров. Знакомство с летательным аппаратом. 1 час. Возникновение и производство квадрокоптера. Строение летательного аппарата.

Правила пилотирования (обучение навыкам пилотирования квадрокоптера). 1 час. Правила запуска. Правила управления. Порядок действий при посадке.

Пилотирование квадрокоптера. 1 час.

Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера и аппаратуры управления.

Полёты. 1 час.

 «Удержание на заданной высоте», перемещения «вперед-назад», «влево- вправо».

Разбор аварийных ситуаций. Выполнение полётов. 1 час.

«Точная посадка на удаленную точку», «коробочка», «челнок», «восьмерка», «змейка», «облет по кругу».

Основы видеотрансляции. 2 часа.

Применяемое оборудование, его настройка. Выполнение практической работы. Установка и подключение радиоприёмника и видеооборудования Пилотирование с использованием FPV- оборудования. 1 час.

Знакомство с оборудованием, принципы его работы. Выполение практической работы.

Планируемые результаты

1. Личностные результаты:  

-                      ответственное отношение к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения; 

-                      развитие чувства личной ответственности за качество окружающей информационной среды;  - способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значимость подготовки в области лего-конструирования и робототехники в условиях развивающегося общества;

-                      готовность к повышению своего образовательного уровня; 

-                      способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни за счет знания основных гигиенических, эргономических и технических условий безопасной эксплуатации средств лего-конструирования и робототехники. 

2. Метапредметные результаты:  

-                      владение информационно-логическими умениями: определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение и делать выводы; 

-                      владение умениями самостоятельно планировать пути достижения целей; соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности, определять способы действий в рамках предложенных условий, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; оценивать правильность выполнения учебной задачи; 

-                      владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности; 

-                      самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; 

-                      владение информационным моделированием как основным методом приобретения знаний: умение преобразовывать объект из чувственной формы в пространственнографическую или знаково-символическую модель; 

-                      способность и готовность к общению и сотрудничеству со сверстниками и взрослыми в процессе образовательной, общественно-полезной, учебноисследовательской, творческой деятельности.

3. Предметные результаты: знания, умения, навыки: 

-                       проявление технического мышления, познавательной деятельности, творческой инициативы, самостоятельности; 

-                       использование имеющегося технического обеспечения для решения поставленных

задач; 

-                       способность творчески решать технические задачи; 

-                       способность продуктивно использовать техническую литературу для поиска сложных решений; 

-                       способность излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;

-                       владение информационным моделированием как основным методом приобретения знаний;

-                       готовность и способность применения теоретических знаний по физике для решения задач в реальном мире;

-                       способность самостоятельно планировать пути достижения поставленных целей; 

-                       готовность выбора наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; 

-                       самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; 

-                       готовность и способность создания новых моделей, систем; 

-                       способность создания практически значимых объектов.

Календарный учебный график

Учебные дни: 01.10.2021 -31.05.2022 г. Продолжительность каникул: 09.11.2021 - 15.11.2021 г.

                                                    01.01.2022 – 10.01.2022 г.

 Материально-техническое обеспечение 

1.          Компьютерный класс – на момент программирования робототехнических средств, программирования контроллеров конструкторов, настройки самих конструкторов, отладки программ, проверка совместной работоспособности программного продукта и модулей конструкторов LEGO.

2.          Наборы конструкторов:        

-                       LEGOMindstorms NXT Education – 10 шт.;

-                       LEGOMindstorms NXT Education – 5 шт.;

-                       базовый набор для промышленной робототехники – 5 шт.;

-                       ресурсный набор для изучения промышленной робототехники – 5 шт.;

-                       квадрокоптер – 1 шт.;

-                       3D-принтер – 2 шт.;

-                       учебно-лабораторный комплект для разработки автономных мобильных роботов – 2 шт.;

-                       программный продукт – по количеству компьютеров в классе;

-                       поля для проведения соревнования роботов – 1  шт.; - зарядное устройство для конструктора – 5 шт.;

-                       ящик для хранения конструкторов (по объёму).

Информационное обеспечение

В качестве платформы для создания роботов используется конструктор LegoMindstorms eva3. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO Mindstorms. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования. Конструктор LEGO Mindstorms,  позволяет учащимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. 

Кадровое обеспечение: педагог дополнительного образования, владеющий специальностью «Информатика».

Формы аттестации

Программа предусматривает проведение входной диагностики с целью выявления соответствия знаний обучающихся базовому уровню. Для диагностики используется форма тестирования и практической работы.

Промежуточная аттестация проводится по итогам освоения каждого раздела в форме практических работ по работе с техническим оборудованием, соревнования, защиты проектов по результатам практических работ.

Оценочные материалы представлены в Приложении 1.

Методические материалы

Основные принципы обучения

1.                   Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.

2.                   Доступность. Предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены.

3.                   Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.

4.                   Воспитательный характер обучения. Процесс обучения является воспитывающим, ученик не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивает свои способности, умственные и моральные качества.

5.                   Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывает учащийся, должны быть обоснованы. Нужно учить критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения.  Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошейтеоретической и практической подготовкой и работой педагога.

6.                   Наглядность.Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а так же материалы своего изготовления.

7.                   Систематичность и последовательность. Учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило, этот принцип предусматриваетизучение предмета от простого к сложному.

8.                   Прочность закрепления знаний, умений и владений. Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и владения учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой.

9.                   Индивидуальный подход в обучении. В процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и опираясь на сильные стороны ребенка, доводит его подготовленность до уровня общих требований.

На занятиях используются различные формы организации образовательного процесса:

-   фронтальные (беседа, лекция, проверочная работа);

-   групповые (олимпиады, фестивали, соревнования);

-   индивидуальные         (инструктаж,           разбор             ошибок,          индивидуальная    сборка робототехнических средств).

Для предъявления учебной информации используются следующие методы: - наглядные; - словесные;

-   практические.

Для стимулирования учебно-познавательной деятельности применяются методы:

-   соревнования;

-   поощрение и порицание.

Для контроля и самоконтроля за эффективностью обучения применяются методы:

-   предварительные (анкетирование, диагностика, наблюдение, опрос);

-   текущие (наблюдение, ведение таблицы результатов); - тематические (билеты, тесты);

-   итоговые (соревнования).

Алгоритм занятия

Теоретические занятия по изучению робототехники строятся следующим образом:

-   заполняется журнал присутствующих на занятиях обучаемых;

-   объявляется тема занятий;

-   раздаются материалы для самостоятельной работы и повторения материала или указывается где можно взять этот материал;

-   теоретический материал педагог  дает обучаемым, помимо вербального, классического метода преподавания, при помощи различных современных технологий в образовании (аудио, видео лекции, экранные видео лекции, презентации, интернет, электронные учебники);

-   проверка полученных знаний осуществляется при помощи тестирования обучаемых.

Практические занятия проводятся следующим образом:

-   педагог показывает конечный результат занятия, т.е. заранее готовит (собирает робота или его часть) практическую работу;

-   далее педагог показывает, используя различные варианты, последовательность сборки узлов робота;

-   педагог           отдает             учащимся,      ранее   подготовленные        самостоятельно мультимедийные материалы по изучаемой теме;

-   далее учащимся  самостоятельно (и, или) в группах проводят сборку узлов робота;

-   практические занятия начинаются с правил техники безопасности при работе с различным инструментом и с электричеством и разбора допущенных ошибок во время занятия в обязательном порядке. 

Виды учебной деятельности:  

-   Образовательно-исследовательская деятельность, при которой процесс получения информации (программного материала) добывается обучающимися самостоятельно при помощи педагога; 

-   Информационная деятельность – организация и проведение мероприятий с целью обозначения проблемы, распространение полученной информации, формирование общественного мнения; 

-   Творческая деятельность – участие в научно-технических мероприятиях. 

Литература

Программа по робототехнике реализуется в соответствии с основными нормативными документами:

-                      Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 г. №

273-ФЗ;

-                      «Концепция развития дополнительного образования детей» (распоряжение Правительства РФ от 04.09.2014 г. №1726-р);

-                      «План мероприятий на 2015-2020 годы по реализации Концепции развития дополнительного образования детей» (распоряжение Правительства РФ от 25.04.2015 г. № 729-р);

-                      приказ Министерства образования и науки РФ от 29.09.2013 г. № 1008 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;

-                      письмо Департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 г.

№09-3242 «Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)»;

-                      СанПиН 2.4.4.3172-14 Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей.

-                      приказ департамента образования, науки и молодежной политики Воронежской области от 14.10.2015 г. №1194 «Об утверждении модельных дополнительных общеразвивающих программ»;

-                      приказ департамента образования, науки и молодежной политики Воронежской области от26.12.2016 г. № 1575 «Об утверждении регионального плана мероприятий на 2016 – 2020 годы по реализации Концепции развития дополнительного образования детей».

1.                   Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.

2.                   Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с.

3.                   «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филиппов, Санкт-Петербург «Наука» 2010. - 195 с.

4.                   Программа курса «Образовательная робототехника» . Томск: Дельтаплан, 2012.- 16с.

5.                   Книга для учителя компании LEGO System A/S, Aastvej 1, DK-7190 Billund, Дания; авторизованный перевод - Институт новых технологий г. Москва.

6.Сборник материалов международной конференции «Педагогический процесс, как непрерывное развитие творческого потенциала личности» Москва.: МГИУ, 1998г.

7.Журнал «Самоделки».  г. Москва. Издательская компания  «Эгмонт Россия Лтд.»

LEGO. г. Москва. Издательство ООО «Лего»

8. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.

9.Интернет – ресурсы:

http://int-edu.ru http://7robots.com/

http://www.spfam.ru/contacts.html  

http://robocraft.ru/  

http://iclass.home-edu.ru/course/category.php?id=15  

/ http://insiderobot.blogspot.ru/

https://sites.google.com/site/nxtwallet/

Дополнительные Интернет-ресурсы для обучающихся

1.                  http://metodist.lbz.ru

2.                  http://www.uchportal.ru

3.                  http://informatiky.jimdo.com/

4.                  http://www.proshkolu.ru/

Приложение 1

Промежуточная аттестация  по робототехнике Теоретическая часть 

Вариант 1

Фамилия________________________ Имя _______________

Задание 1. Робототехника и детали конструктора LegoWedо.

1. Напиши названия деталей (8 баллов).

2. Ответь на вопросы из раздела «Робототехника» (4 балла).

А) Сколько законов в робототехнике? _________________________________

Б) Напишите вид зубчатой передачи  _________________________

             

В) Вид передачи __________________________________________

Г) Название блока ______________________________________

Задание 2. Сконструировать колодец «Ворот». (5 баллов).

 

Задание 3. Собрать робота по образцу (5 баллов).

Тестовые задания по робототехнике для детей второго года обучения

Задание 1. Как называется!

Настоящийробототехникзнает как называется каждая деталь в конструкторе.

Предлагаем вам соотнести предложенные детали лего (слева) и их названия (справа)

пластина

1	2	3
4	5	6

Задание 3. Кирпичики.

Известно, что фигура построена из одинаковых серых кирпичиков, но половину фигуры не видно. Мысленно достройте фигуру симметрично относительно линии. В Бланк ответов запишите, сколько всего кирпичиков использовано в полной фигуре, если известно, что все кирпичики расположены одинаково и в ширину только 1 ряд Задание 4. Куда крутится?

Посмотрите внимательно на рисунок и определите, в какую сторону крутится шкив Б (большой), если известно, что шкив А (большой) крутится по часовой стрелке. В Бланк ответов запишите сторону (по часовой стрелке или против часовой стрелки).

 

Задание 5. Найди подходящий.

Очень часто при конструировании теряются детали. Выбери, какую деталь необходимо поставить вместо вопросительного знака, чтобы закончить ряд без пропусков. В Бланк ответов запишите нужную букву напротив нужного номера.

1	А	Г
2	Б	Д
3	В	Е

Задание 6. Будьте внимательны!

Выберите фрагмент (или фрагменты) представленной конструкции. В Бланк ответов запишите номер(а) выбранного фрагмента(ов).

 

Задание 7. Составь инструкцию!

Все вы хоть раз собирали модели по инструкции. Мы предлагаем вам почувствовать себя в роли составителя инструкции! Составьте картинки по порядку сборки и соберите инструкцию. В Бланк ответов запишите последовательность этапов сборки без пробелов, например 12345.

1	2	3
4	5

Промежуточная аттестация третьего года обучения

1.         Робот обнаруживает препятствие. На роботе датчик касания смотрит вперед. Робот начинает двигаться. Как только обнаружится касание с препятствием, робот должен остановиться.

•               Из какого количества  блоков состоит ваша программа?

•               Остановился робот сразу после касания или еще пытался продолжить двигаться?

•               За счет какого действия в программе нужно остановить робота, сразу после обнаружения нажатия?

2.          Простейший выход из лабиринта. Напишите программу, чтобы робот выбрался из лабиринта вот такой конфигурации:

 

•               Что нужно сделать роботу после касания со стенкой?

•               В какую сторону должен крутиться мотор, чтобы робот мог выполнить разворот беспрепятственно?

•               Сколько раз робот должен сделать одинаковые действия?

                3.         Ожидание событий от двух датчиков.

Установите на роботе два датчика касания – один смотрит вперед, другой – назад.

Напишите программу, чтобы робот менял направление движения на противоположное при столкновении с препятствием, при этом:

•              При движении вперед опрашивается передний датчик

•              При движении назад опрашивает задний датчик

                4.         Управление звуком.

•               Робот должен начать двигаться после громкого хлопка.

•               После еще одного хлопка робот должен повернуть на 180 градусов и снова ехать вперед

•               Использовать цикл, чтобы повторять действия из шага 2.

5.                    Робот обнаруживает препятствие.

Датчик расстояния на роботе смотрит вперед. Робот двигается до тех пор, пока не

появится препятствие ближе, чем на 20 см.

6.                    Парковка. Датчик расстояния смотрит в сторону. Робот должен найти пространство для парковки между двумя «автомобилями» и выполнить заезд в обнаруженное пространство.

 

7.                    Черно-белое движение.

Пусть робот доедет до темной области, а затем съедет обратно на светлую.

Добавьте цикл в программу – пусть робот перемещается вперед-назад попеременно, то на темную, то на светлую область.

 

8.                    Движение вдоль линии.

Пусть робот перемещается попеременно, то на темную, то на светлую область. Движение должно выполняться поочередно то одним, то другим колесом. Используйте линии разной толщины.

 

9.                    Робот-уборщик.

Роботу понадобятся датчик расстояния и цвета. Задача робота обнаружить внутри ринга весь мусор и вытолкнуть их за черную линию, ограничивающую ринг. Сам робот не долен выезжать за границу ринга.

 

10.                Красный цвет – дороги нет.

Робот-тележка должен пересекать черные полоски – дорожки, при пересечении говорить «Black». Как только ему встретиться красная дорожка – он должен остановиться. Задание нужно выполнить с использованием вложенных условий.

Приложение 2

Инструкция по технике безопасности и правилам поведения в компьютерном кабинете для учащихся

Общее положения:

•               К работе в компьютерном кабинете допускаются лица, ознакомленные с данной инструкцией по технике безопасности и правилам поведения.

•               Работа учащихся в компьютерном кабинете  разрешается только в присутствии преподавателя (инженера, лаборанта).

•               Во время занятий посторонние лица могут находиться в кабинете только с разрешения преподавателя.

•               Во время перемен между занятиями проводится обязательное проветривание компьютерного кабинета с обязательным выходом учащихся из помещения.

•               Помните, что каждый учащийся в ответе за состояние своего рабочего места и сохранность размещенного на нем оборудования.

Перед началом работы необходимо:

•               Убедиться в отсутствии видимых повреждений на рабочем месте;

•               Разместить на столе тетради, учебные пособия так, что бы они не мешали работе на компьютере;

•               Принять правильною рабочую позу.

•               Посмотреть на индикатор монитора и системного блока и определить, включён     или выключен компьютер.  Переместите мышь, если компьютер находится в энергосберегающем состоянии или включить  монитор, если он был выключен.

При работе в компьютерном кабинете категорически запрещается:

•               Находиться в кабинете в  верхней одежде;

•               Класть одежду и сумки на столы;

•               Находиться в кабинете с напитками и едой;

•               Располагаться сбоку или сзади от включенного монитора;

•               Присоединять или отсоединять кабели, трогать разъемы, провода и розетки;

•               Передвигать компьютеры и мониторы;

•               Открывать системный блок;

•               Включать и выключать компьютеры самостоятельно.

•               Пытаться самостоятельно устранять неисправности в работе аппаратуры;

•               Перекрывать вентиляционные отверстия на системном блоке и мониторе;

•               Ударять по клавиатуре, нажимать бесцельно на клавиши;

•               Класть книги, тетради и другие вещи на клавиатуру, монитор и системный

блок;

•               Удалять и перемещать чужие файлы;      Приносить и запускать компьютерные игры.

Находясь в компьютерном кабинете, учащиеся обязаны:

•               Соблюдать тишину и порядок;

•               Выполнять требования педагога;

•               Находясь в сети работать только под своим именем и паролем;

•               Соблюдать режим работы (согласно п. 9.4.2. Санитарных правил и норм);

•               При появлении рези в глазах, резком ухудшении видимости, невозможности сфокусировать взгляд или навести его на резкость, появления боли в пальцах и кистях рук, усиления сердцебиения немедленно покинуть рабочее место, сообщить о происшедшем педагогу и обратиться к врачу;

•               После окончания работы завершить все активные программы и корректно выключить компьютер;  Оставить рабочее место чистым.

Работая за компьютером, необходимо соблюдать правила:

•               Расстояние от экрана до глаз – 70 – 80 см (расстояние вытянутой руки);

•               Вертикально прямая спина;

•               Плечи опущены и расслаблены;

•               Ноги на полу и не скрещены;

•               Локти, запястья и кисти рук на одном уровне;

•               Локтевые, тазобедренные, коленные, голеностопные суставы под прямым углом. Требования безопасности в аварийных ситуациях:

•               При появлении программных ошибок или сбоях оборудования учащийся должен немедленно обратиться к педагогу.

•               При появлении запаха гари, необычного звука немедленно прекратить работу,  и сообщить педагогу.