Рабочая программа курса внеурочной деятельности "Конструирование и подвижные модели"

      РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

курса внеурочной деятельности

«Конструирование и подвижные модели»

Направление: общеинтеллектуальное

Возраст обучающихся: 10-14 лет, 5-8 классы

Количество часов: всего 140, в неделю – 1ч

Срок реализации: 4 года

      Разработал:  учитель технологии, Шанин Егений Вячеславович

г. Борисоглебск

2019 год

Планируемые результаты изучения курса

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса.

Личностными результатами обучения робототехнике являются:

·          формирование познавательных интересов, интеллектуальных,  творческих способностей обучающихся;

·          формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и технологий;

·          самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;

·          готовность к выбору жизненного пути в соответствии с собственными интересами и возможностями;

·          проявление технико-технологического мышления при организации своей деятельности;

·          мотивация образовательной деятельности школьников на основе личностно ориентированного подхода;

·          формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам обучения;

·          формирование коммуникативной компетентности в процессе проектной, учебно- исследовательской, игровой деятельности.

Метапредметными результатами являются:

·          овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности: умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы, давать определения понятиям, классифицировать, наблюдать, проводить эксперименты, делать выводы и заключения, структурировать материал, объяснять, доказывать, защищать свои идеи;

·          умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

·          овладение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

·          умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;

·          развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли, способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;

·          формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию;

·          комбинирование известных алгоритмов технического и технологического творчества в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них;

·          поиск новых решений возникшей технической или организационной проблемы;

·          самостоятельная организация и выполнение различных творческих работ по созданию технических изделий;

·          виртуальное и натурное моделирование технических объектов и технологических процессов;

·          проявление инновационного подхода к решению учебных и практических задач в процессе моделирования изделия или технологического процесса;

·          выявление потребностей, проектирование и создание объектов, имеющих потребительную стоимость;

·          формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

Предметные результаты освоения курса:

       умение использовать термины области«Робототехника»;

·          умение конструировать механизмы для преобразования движения;

·          умение конструировать модели, использующие механические передачи, редукторы;

·          умение конструировать мобильных роботов, используя различные системы передвижения; умение программировать контролер EV3 и сенсорные системы;

·          умение конструировать модели промышленных роботов с различными геометрическими конфигурациями; умение составлять линейные алгоритмы управления исполнителями и записывать их на выбранном языке программирования;

·          умение использовать логические значения, операции и выражения с ними; умение формально выполнять алгоритмы, описанные с использованием конструкций ветвления (условные операторы) и повторения (циклы), вспомогательных алгоритмов, простых и табличных величин; умение создавать и выполнять программы для решения несложных алгоритмических задач в выбранной среде программирования;

·          умение использовать готовые прикладные компьютерные программы и сервисы в выбранной специализации, умение работать с описаниями программ и сервисами;

·          навыки выбора способа представления данных в зависимости от постановленной задачи;

·          рациональное использование учебной и дополнительной технической и технологической информации для проектирования и создания роботов и робототехнических систем;

·          владение алгоритмами и методами решения организационных и технических задач; владение методами чтения и способами графического представления технической, технологической и инструктивной информации;

·          применение общенаучных знаний по предметам естественнонаучного и математического цикла в процессе подготовки и осуществления технологических процессов;

·          владение формами учебно-исследовательской, проектной, игровой деятельности;

·          планирование технологического процесса в процессе создания роботов и робототехнических систем.

Содержание курса.

Основные виды деятельности: практические, лабораторные работы, исследовательские проекты, творческие задания, соревнования, игры

Общие представления о робототехнике

Основные понятия робототехники. История робототехники. Общие представления об образовательном конструкторе LEGO Mindstorms EV3. Общие представления о программном обеспечении.

Практические работы:

·          Конструирование робота по технологической карте LEGO MindstormsEV3.

·          Программирование робота с помощью элементарных команд контроллераEV3.

·          Знакомство с интерфейсом программного обеспечения.

 Основы конструирования машин и механизмов

Машины и механизмы. Кинематические схемы механизмов. Механизмы для преобразования движения (зубчато-реечный, винтовой, кривошипный, кулисный, кулачковый). Общие представления о механических передачах. Зубчатые передачи (цилиндрические, конические, червячная). Цепные, ременные, фрикционные передачи. Двигатели постоянного тока. Шаговые электродвигатели и сервоприводы. Редукторы (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические, червячные).

Практические работы:

·          Способы соединения деталей конструктора LEGO MindstormsEV3.

·          Создание механизмов для преобразования движения: зубчато-реечный, винтовой, кривошипный, кулисный, кулачковый.

·          Создание моделей, использующих зубчатые (цилиндрические, конические, червячная), цепные, ременные, фрикционные передачи.

·          Создание моделей, использующих двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.

·          Создание цилиндрических, конических, коническо - цилиндрических, червячных редукторов.

Системы передвижения роботов

Потребности мобильных роботов. Типы мобильности. Колесные системы передвижения роботов: автомобильная группа, группа с произвольным независимым поворотом каждого колеса влево и вправо. Шагающие системы передвижения роботов: робот с 2-я конечностями, робот с 4-я конечностями, робот с 6-ю конечностями.

Практические работы:

·          Конструирование и программирование робота автомобильной группы.

·          Конструирование и программирование робота с произвольным независимым поворотом каждого колеса влево ивправо

·            Конструирование и программирование робота с 2-яконечностями.

·            Конструирование и программирование робота с 4-яконечностями.

·            Конструирование и программирование робота с 6-ю конечностями.

. Сенсорные системы

Общее представление о контроллере LEGO Mindstorms EV3. Тактильный датчик. Звуковой датчик. Ультразвуковой датчик. Световой датчик. Система с использованием нескольких датчиков.

Практические работы:

·          Вывод изображений, набора текстового фрагмента или рисования на дисплееEV3.

·          Воспроизведение звукового файла или какого-либо одиночного звука контроллеромEV3.

·          Управление роботом через Bluetooth.

·          Использование датчика касания для преодоления препятствий робота.

·          Действия робота на звуковые сигналы.

·          Огибание препятствий роботом при использовании ультразвукового датчика.

·          Движение робота по черной линии (используется один, два световых датчика).

·          Конструирование и программирования робота, использующего систему из нескольких датчиков.

Манипуляционные системы

Структура и составные элементы промышленного робота. Рабочие органы манипуляторов. Сенсорные устройства, применяемые в различных технологических операциях. Геометрические конфигурации роботов: декартовая система координат, цилиндрическая система координат, сферическая система координат.

Практические работы:

·          Конструирование и программирование рабочего органа манипулятора с датчиком касания.

·          Конструирование и программирование рабочего органа манипулятора со световым датчиком.

·          Конструирование и программирование рабочего органа манипулятора с ультразвуковым датчиком.

·          Конструирование и программирование промышленного робота с траекторией движения в декартовой системе координат.

·          Конструирование и программирование промышленного робота с траекторией движения цилиндрической системе координат.

·          Конструирование и программирование промышленного робота с траекторией движения в сферической системе координат.

Разработка проекта

Требования к проекту. Определение и утверждение тематики проектов. Обсуждение возможных источников информации, вопросов защиты авторских прав. Алгоритм подготовки выступления. Как выбрать содержание и стиль презентации.

Практические работы: Разработка плана выполнения проектной работы: формулирование цели проекта, составление графика работы над проектом.

·Моделирование объекта.

·  Конструирование модели.

·  Программирование модели.

·  Оформление проекта.

·    Защита проекта.

·  Рефлексия идей технического моделирования посредством конструктора LEGO более сложных моделей. Распределение

Тематическое планирование.

№	Содержание темы	5 кл	6 кл	7 кл	8 кл
1	Общие представления о робототехнике	5	2	2
2	Основы конструирования машин и механизмов	5	4	4	4
3	Системы передвижения роботов	8	7	5	6
4	Сенсорные системы	1	2	3	1
5	Манипуляционные системы	6	10	1	4
6	Разработка проекта	10	10	20	20
		35	35	35	35

1.       

Краткое описание документа:

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

курса внеурочной деятельности

«Конструирование и подвижные модели»

Направление: общеинтеллектуальное

Возраст обучающихся: 10-14 лет, 5-8 классы

Количество часов: всего 140, в неделю – 1ч

Срок реализации: 4 года

Основные виды деятельности: практические, лабораторные работы, исследовательские проекты, творческие задания, соревнования, игры