1170037
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 5.520 руб.;
- курсы повышения квалификации от 1.200 руб.
Престижные документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ ДО 70%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО сейчас!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок")

ИнфоурокДругоеРабочие программыРабочая программа дополнительного образования "Робототехника LEGO"

Рабочая программа дополнительного образования "Робототехника LEGO"

библиотека
материалов
Скачать материал целиком можно бесплатно по ссылке внизу страницы.

Департамент образования города Москвы
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы «Московский колледж управления, гостиничного бизнеса и информационных технологий «Царицыно»













РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дополнительному образованию

«Робототехника».



























Москва

2015

ОДОБРЕНА


кафедрой _____________________

___________________________

Протокол № ____

от «__» _________ 20___ г.














Заведующий кафедрой



__________ /__________ /



Заместитель директора по учебно-методической работе


___________/Фомина О.В./



Составители (авторы): Ермоленко Андрей Владимирович, преподаватель спецдисциплин преподаватель спецдисциплин ГБПОУ Колледж «Царицыно»







СОДЕРЖАНИЕ


стр.

1.ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ по дополнительному образованию

5

2. СТРУКТУРА и содержание ПРОГРАММЫ по дополнительному образованию


6

3. условия реализации программы по дополнительному образованию


11




































1. паспорт Рабочей ПРОГРАММЫ

«Робототехника».


1.1. Область применения программы

Рабочая программа может быть использована в дополнительном профессиональном образовании.

Организация работы с конструкциями роботов LEGO Mindstorms Education EV3 базируется на принципе практического обучения.


1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: учебная дисциплина принадлежит к обучающему циклу.


1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики соприкасаются с проблемами управления и искусственного интеллекта. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.

Образовательная программа «Робототехника» является актуальной и социально значимой, так как направлена на развитие созидательных способностей учащихся. Практическая работа на занятиях позволяет глубже разобраться в предмете, тем самым эффективно дополняя традиционные теоретические курсы.

Программа может помочь учащимся в выборе будущей специальности, привлечь их к получению образования по инженерным дисциплинам. Современные науки мехатроника и робототехника невозможны без хорошего понимания математики, физики, информатики, черчения. Учащимся предоставляется возможность не только узнать, где и как можно применить знания, полученные ранее, но при содействии руководителя начать самостоятельную работу, попробовать свои силы в проектной работе по конструированию элементов робототехнических и мехатронных систем.

Данная программа может являться одним из элементов подготовки к международным робототехническим соревнованиям «Евробот» (www.eurobot.org, www.eurobot-russia.ru).

Программа предназначена для учащихся общеобразовательных школ.

Основным содержанием данного курса являются постепенное усложнение занятий от технического моделирования до сборки и программирования роботов.

Актуальность курса заключается в том, что он направлен на формирование творческой личности живущей в современном мире. Технологические наборы LEGO Mindstorms Education EV3 ориентированы на изучение основных физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств.

LEGO Mindstorms это конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота. Впервые представлен компанией LEGO в 1998 году.

Конструкторы LEGO Mindstorms позволяют высокомотивированную учебную деятельность по пространственному конструированию, моделированию, программированию и автоматическому управлению

На уроках используются конструктор серии LEGO Mindstorms Education EV3 Core Set и LEGO Mindstorms Education EV3 Expansion Set.


Используя персональный компьютер с комплектом программного обеспечения (ПО) LEGO Mindstorms EV3 1.0 для робототехники, элементы LEGO - конструктора обучающиеся могут конструировать управляемые модели роботов. Роботы LEGO можно программировать автономно. Кроме программы для управления роботов могут быть написаны в ПО - LEGO Mindstorms EV3 1.0 персонального компьютера и загружены в робот LEGO через кабель. После загрузки программы - робот LEGO – может совершать движения и манипуляции независимо от ноутбука. Получая информацию от различных датчиков и обрабатывая ее, робот LEGO управляет работой моторов.

Итоги изученных тем подводятся созданием учащимися собственных автоматизированных моделей, с написанием программ, используемых в своих проектах, и защитой этих проектов.


Цель:

Сориентировать учащегося в области робототехники и смежных областях, заинтересовать в дальнейшем продолжении изучения предмета, углублении полученных знаний и умений.

Заложить фундамент для дальнейшей командной работы над ежегодными проектами создания спортивных роботов для международных соревнований Евробот (Eurobot) и Евробот Джуниор (Eurobot Junior).


Задачи:

Выявить и поддержать творческую молодежь, мотивированную на профессиональную деятельность и получение высококачественного высшего образования в современных и перспективных областях знаний инженерного профиля;

Сформировать умение самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей (выбор материала, планирование предстоящих действий, самоконтроль, умение применять полученные знания, приемы и опыт в конструировании других объектов и т.д.);

Стимулировать находчивость, изобретательность и поисковую творческую деятельность учащихся, и ориентирование на решение интересных и практически важных комплексных задач;

Познакомить учащихся с основами робототехники и существующими соревнованиями роботов;

Эстетическое, нравственное и трудовое воспитание;

Развить творческие способности;

Сформировать умение работы с научно-технической литературой;

Развить навыки поиска информации и раскрыть возможности сети Интернет для работы над проектом.

Знакомство со средой программирования LEGO Mindstorms EV3 1.0.

Усвоение основ программирования, получить умения составления алгоритмов;

Умение использовать системы регистрации сигналов датчиков, понимание принципов обратной связи;

Проектирование роботов и программирование их действий;

Через создание собственных проектов прослеживать пользу применения роботов в реальной жизни;

Расширение области знаний о профессиях;

Умение учеников работать в группах.


Срок реализации курса

Программа рассчитана на 108 часов обучения.





Форма и режим занятий

Форма проведения занятий – групповая. Учащиеся набираются в группу без учета личных особенностей.


Ожидаемые результаты

Учащиеся будут знать:

- правила безопасной работы;

- правила и порядок чтения чертежа схемы и наглядного изображения;

- принципы связи компьютерных и микроконтроллерных систем;

- основные этапы развития робототехники;

- уровень развития робототехники в настоящее время;

- области применения роботов;

- элементы робототехнических систем: электронные устройства управления;

- программные элементы робототехники, программные платформы, языки программирования и переносимость кода, алгоритмы и приемы разработки;

- особенности сопряжения элементов робототехнических систем;

- принципы проектирования электронных устройств;

- необходимое оборудование для реализации электронных устройств;

- регламент соревнований роботов Евроробот, как проводятся соревнования и что необходимо для участия в них.


Учащиеся будут уметь:

- читать и создавать графические чертежи и электронные схемы;

- самостоятельно решать технические задачи, связанные с разработкой электроники;

- разрабатывать программные элементы электронных устройств, создавать алгоритмы управления исполнительными устройствами, собирать информацию с датчиков;

- разрабатывать связь микроконтроллерных средств с компьютером;

- разрабатывать пользовательские интерфейсы для разработанных устройств на компьютере;

- тестировать робототехнические устройства и их элементы;

- работать с научно-технической литературой, с журналами, с каталогами, в Интернете, с видеотекой (изучать и обрабатывать информацию по теме проекта).


1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося 108 часов, в том числе:

- обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 108 часов.

практические занятия – 100 часов.













  1. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ

ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы


Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

108

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

108

в том числе:


-теоретические занятия

8

- практические занятия

100










































    1. Тематический план и содержание учебной дисциплины.

Наименование разделов и тем

Макс. учебная нагрузка учащихся, час

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Практическое занятие

Теоретические занятия в т.ч внеаудиторные

Введение в робототехнику. Лекция. Цели и задачи курса. Что такое роботы. Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника. Конструкторы и «самодельные» роботы. Информация о имеющихся конструкторах компании ЛЕГО, их функциональном назначении и отличии, демонстрация имеющихся у нас наборов

1. Конструкторы компании ЛЕГО

Основные сведения о программе.

1.1.Набор Lego Mindstorms Education EV3

- Знакомство с набором Lego Mindstorms Education EV3. Датчики конструкторов роботов LEGO, аппаратный и программный состав конструкторов LEGO.

1.2. Конструирование первого робота.

- Практическое занятие. Сборка первой модели робота 45544_educator - робот учительпо инструкции.

1.3. Изучение среды управления и программирования роботом - 45544_educator - робот учитель.

- Изучение программного обеспечения, изучение среды программирования, управления - 45544_educator - робот учитель.

По инструкции программируем микрокомпьютер EV3 вводим программы управления роботом с различными датчиками, тестируем их, регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок. Анализируем плюсы и минусы конструкции.

1.4. Программирование робота - 45544_educator - робот учитель.

Практическое занятие. Разработка программ на ноутбуке в ПО LEGO Mindstorms EV3 1.0 для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий из 4-5 блоков.

Написание программы средней сложности, которая должна позволить роботу реагировать на событие срабатывания датчика.

1.5 Установка соединения через сеть bluethoos 2.0

и приложение 3d builder на мобильном устройстве, проектирование индивидуального пульта управления роботом.
2. Конструирование более сложного робота.

Сборка и тестирование 45544_robotarmh25 - рука" – по инструкции.
Из инструкции вводим программы управления роботом тестируем датчики, регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок.

2.1. Программирование более сложного робота.

Практическое задание. Разработка программ на ноутбуке в ПО LEGO Mindstorms EV3 1.0 для выполнения поставленных задач роботом 45544_robotarmh25 - рука" . Несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук (более сложная программа).

2.2 Установка соединения через сеть bluethoos 2.0

и приложение 3d builder на мобильном устройстве, проектирование индивидуального пульта управления роботом.

3. Сборка гусеничного робота по инструкции.

Сборка и тестирование "Гусеничного робота" 45544_45560_tankbot по инструкции.

Задача: необходимо научиться собирать робота на гусеницах по инструкции.

Из инструкции вводим программы управления роботом, тестируем датчики, регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок. Анализируем плюсы и минусы конструкции.

3.1. Программирование гусеничного робота.

Практическое задание. Разработка программ на персональном компьютере в ПО LEGO Mindstorms EV3 1.0 для выполнения поставленных задач роботом 45544_45560_tankbot – танкбот. Несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук (более сложная программа).

3.2 Установка соединения через сеть bluethoos 2.0

и приложение 3d builder на мобильном устройстве, проектирование индивидуального пульта управления роботом.

4. Разработка проектов по группам.

Цель: Сформировать задачу на разработку проекта группе учеников.
На занятии учащиеся делятся на группы по 2-3 человека.
Шаг 1. Каждая группа сама придумывает себе проект автоматизированного устройства/установки или робота. Учащиеся обязаны описать данные решения в виде блок-схем, текста в виде презентации, а также в редакторе Word и распечатать.

Шаг 2. При готовности описательной части проекта приступить к созданию действующей модели.
Шаг 3. Уточняются параметры проекта. Он при необходимости дополняется схемами, блок-схемами программ, описательной частью. Дорабатывается презентация

Шаг 4. При готовности модели проводится программирование запланированных ранее функций.

Шаг 5. Оформление проекта.: Окончательно определяемся с названием проекта, разрабатывается окончательная презентация для защиты проекта. Распечатывается проект в редакторе Word с титульным листом (название, ФИО авторов), описательной частью, рисунками, литературой.

Шаг 6. Защита проекта.

5. Сбор модели и исследование датчиков робота.

Сбор и исследование датчиков в модели робота 45544_educator - робот учитель:

датчик цвета - возможность удалённого управления и программирования робота для движения по цветным линиям на полу!

инфракрасный датчик – возможность удаленного управления и программирования в трех разных режимах: приближения, в режиме маяка и в дистанционном режиме.

робот с датчиком касания - робот с программой, использующей датчик касания в качестве инструмента для определения препятствий.

робот с датчиком для следования по линии - робот, программа которого настроена на его движение по чёрной линии.

6.Контрольное тестирование.

Тест должен содержать простые и чётко сформулированные вопросы о конструкторе, о лего, о законах физики, математики и т.д. Рекомендуемое количество примерно 20 вопросов. В тест включены несколько вопросов на смекалку из цикла: "А что если...". Выбор учеников, способных изучать робототехнику на повышенном уровне.

7. Сборка проекта EL3CTRIC GUITAR.

Сборка и тестирование проекта EL3CTRIC GUITAR по инструкции.

Из инструкции вводим программы управления проектом, тестируем датчики, регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок. Анализируем плюсы и минусы конструкции.

7.1. Программирование EL3CTRIC GUITAR.

Практическое задание. Разработка программ на персональном компьютере в ПО LEGO Mindstorms EV3 1.0 для выполнения поставленных задач роботом EL3CTRIC GUITAR. Несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук (более сложная программа).

7.2. Установка соединения через сеть bluethoos 2.0

и приложение 3d builder на мобильном устройстве, проектирование индивидуального пульта управления роботом.

8. Сборка робота принтер баннеров (banner print3r)

Сборка и тестирование робота принтер баннеров (banner print3r) по инструкции.

Из инструкции вводим программы управления проектом, тестируем датчики, регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок. Анализируем плюсы и минусы конструкции.

8.1. Программирование робота принтер баннеров (banner print3r).

Практическое задание. Разработка программ на персональном компьютере в ПО LEGO Mindstorms EV3 1.0 для выполнения поставленных задач роботом принтер баннеров (banner print3r). Несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук (более сложная программа).

8.2 Установка соединения через сеть bluethoos 2.0

и приложение 3d builder на мобильном устройстве, проектирование индивидуального пульта управления роботом.

9. Сборка робота EV3MEG

Сборка и тестирование робота EV3MEG по инструкции.

Из инструкции вводим программы управления проектом, тестируем датчики, регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок. Анализируем плюсы и минусы конструкции.

9.1. Программирование робота EV3MEG

Практическое задание. Разработка программ на персональном компьютере в ПО LEGO Mindstorms EV3 1.0 для выполнения поставленных задач роботом EV3MEG Несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук (более сложная программа).

9.2 Установка соединения через сеть bluethoos 2.0

и приложение 3d builder на мобильном устройстве, проектирование индивидуального пульта управления роботом.


10. Сборка робота высокой сложности.

Сборка робота 45544_colorsorter - цветосортировщик по
инструкции.

10.1 Программирование робота высоко сложности.

Практическое задание. Разработка программ на ноутбуке в ПО LEGO Mindstorms EV3 1.0 для выполнения поставленных задач роботом 45544_colorsorter – цветосортировщик. Несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук (более сложная программа). Пишем программу средней сложности, которая должна позволить роботу реагировать на событие срабатывания датчика. Тестируем робот на соответствии программе.

10.2 Установка соединения через сеть bluethoos 2.0

и приложение 3d builder на мобильном устройстве, проектирование индивидуального пульта управления роботом.


11. Сбор готовой модели на выбор.

Сбор и исследование одной из моделей роботов на выбор.

12. Анализ всех изученных функций датчиков и возможностей конструкции, подготовка к внутрекружковому соревнованию.

13. Сборка своего проекта с учетом полученных навыков, с применением всевозможных датчиков, и программирование наибольшее количество функций изученных ранее.

14. Проведение конкурса среди учащихся

14.1 1этап: «Лучшие функции»

14.2 2этап: «лучший спроектированный пульт управления роботом»

15. Заключительное занятие, подведение итогов.












2





2




4














2











2






4








4










2






2













4










2






2












2



2




2



2








2

2







2





2




2




2










2









4









2






2











4










2






2









4








2






2





4














4






2




4




2





8


2


2


2












2








































2


















































































































2











































































































2





















2




4














2











2






2








4










2






2













4










2






2












2



2




2



2








2

2







2





2




2




2



















4









2






2











4










2






2









4








2






2





4














4






2




4









8


2


2


2






3. условия реализации программы дисциплины

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы дисциплины требует наличия лабораторий «Робототехники».

Оборудование лаборатории и рабочих мест лаборатории:

- посадочные места по количеству студентов;

- рабочее место преподавателя;

Используется компьютерный класс на 10 компьютеров с необходимым лицензионным программным обеспечением, а также проекционной техникой.


3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

а) основная литература:

  1. Робототехника для детей и их родителей. Книга для учителя. С.А. Филиппов, - 263 с., илл., Руководство пользователя LEGO MINDSTORMS - 64 стр., илл.

  2. Комплект методических материалов «Перворобот». Институт новых технологий.

  3. Чехлова А. В., Якушкин П. А.«Конструкторы LEGO DAKTA в курсе информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ, 2001 г.

  4. Белиовская Л. Г. Белиовский А. Е. Программируем микрокомпьютер в LabVIEW// М.: ДМК Пресс, 2010.


Интернет ресурсы

  1. http://lego.rkc-74.ru/

  2. http://www.gruppa-prolif.ru/content/view/23/44/

  3. http://robotics.ru/

  4. http://www.prorobot.ru/lego/robototehnika_v_shkole_6-8_klass.php

  5. http://www.prorobot.ru/lego.php

  6. http://robotor.ru

  7. http://www.lego.com/education/

  8. http://www.wroboto.org/

  9. http://learning.9151394.ru

  10. http://www.roboclub.ru/

  11. http://robosport.ru/

  12. http://www.prorobot.ru/





Общая информация

Номер материала: ДВ-064431

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Подростковый возраст - важнейшая фаза становления личности»
Курс «Логистика»
Курс повышения квалификации «Основы туризма и гостеприимства»
Курс повышения квалификации «Формирование компетенций межкультурной коммуникации в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Основы управления проектами в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Применение MS Word, Excel в финансовых расчетах»
Курс повышения квалификации «Маркетинг в организации, как средство привлечения новых клиентов»
Курс повышения квалификации «Психодинамический подход в консультировании»
Курс профессиональной переподготовки «Управление сервисами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Корпоративная культура как фактор эффективности современной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Управление информационной средой на основе инноваций»
Курс профессиональной переподготовки «Риск-менеджмент организации: организация эффективной работы системы управления рисками»
Курс профессиональной переподготовки «Политология: взаимодействие с органами государственной власти и управления, негосударственными и международными организациями»
Курс повышения квалификации «Международные валютно-кредитные отношения»
Курс профессиональной переподготовки «Информационная поддержка бизнес-процессов в организации»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.