Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: "Робототехника"
Автор: Новосельцев Сергей Владимирович
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: "Робототехника"
Автор: Новосельцев Сергей Владимирович
Государственное бюджетное образовательное учреждениедополнительного образования детей Архангельской области«Дворец детского и юношеского творчества»ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА«Робототехника»Возраст обучающихся 10-16 лет Срок реализации 3 годаг. Архангельск 2022Пояснительная запискаТема робототехники очень популярна и актуальна в последнее время. Уже много лет мы читаем в книгах и газетах, слышим по радио и по телевизору, что скоро нас будут окружать умные, добрые и интересные роботы. Однако в реальной жизни роботов все нет и нет. И так же часто в научно-технических журналах мы читаем о мехатронике — удивительной науке на стыке механики, электроники, компьютеров и теории управления (кибернетики). Однако и мехатронными устройствами ученые тоже что-то не торопятся нас окружить. И вот несколько лет назад знаменитая датская компания Lego сделала роскошный подарок любителям мехатроники, роботов и других кибернетических игр и игрушек: выпустила робототехнический конструктор Lego Mindstorms. Из него можно собрать не только фантастические человекоподобные и другие роботы, не только разнообразные мехатронные устройства, но и приборы для измерения, связи, контроля и т.п. Главное же, этот конструктор позволяет легко и с удовольствием научиться самому строить такие модели и учить этому молодежь, начиная с возраста 10—12 лет. Следующее поколение киберконструктора, Lego Mindstorms EV3, обладает новыми возможностями: общение по протоколу Bluetooth, богатый набор бортовых датчиков, включая видеокамеры. В современном сознании, сформированном не одним поколением фантастов, робот представляет собой некоторый человекоподобный механизм, выполняющий полезную людям работу (или, наоборот, бунтующий и чрезвычайно опасный). Однако промышленные роботы редко похожи на людей или животных. Идея неживой материи, которая самостоятельно выполняет сложные задания, просто поразительна! С тех пор как роботы стали такими технологически сложными и современными, можно было бы подумать, что для их конструирования и программирования необходимы большие знания и навыки. Однако серия кибернетических конструкторов Lego Mindstorms делает робототехнику легкой и увлекательной как для взрослых, так и для детей. Поэтому педагогически целесообразно использовать эти конструкторы для привлечения детей к созданию роботов и обучению навыкам конструирования и программирования.Цель программы: создание условий для творческой самореализации ребенка и приобщение к компьютерным технологиям посредством робототехнических конструкторов. Задачи: Образовательные:изучать виды передач и их конструктивные параметры; познакомить с техническими особенностями роботов разработанных для различных целей. Воспитательные:воспитывать бережное отношение к сложному оборудованию, своему труду и труду сверстников; способствовать воспитанию трудолюбия. развитие чувства патриотизма Развивающие:развивать творческие способности и конструктивные навыки; способствовать формированию инженерного мышления; развивать умения работы с компьютером. Воспитательные задачи программы достигаются через:1. Знакомство с историей развития Робототехники в Российской Федерации и других странах.2. Сравнение Роботизированных устройств и конструкторских решений отечественных производителей.3. Совместную работу в коллективе и участии в соревновательной деятельности.Формы контроля: наблюдение, опрос, мини-выставка, анализ изделия, тестирование.Оценка творческих работ производится путем совместного анализа педагога и обучающегося.Формой контроля воспитательных задач являются: Педагогическое наблюдение, анкетирования, тесты, викторины.Срок реализации программы: 3 года. Возможно зачисление на программу детей сразу на 2-й или 3-й года обучения в зависимости от имеющихся знаний и умений. Зачисление детей производится в начале учебного года после предварительной диагностики обучающегося и собеседования с ним. Продолжительность обучения по программе может составлять по желанию ребенка 1, 2 или 3 года. В данном случае если предполагается завершить обучение после первого или второго года обучения, то учащемуся выдается документ о выпуске соответствующего года обучения. В ходе изучения программы обучающиеся осваивают принципы конструирования роботов, учатся программированию. Содержание детской деятельности спроектировано в соответствии с задачами общего развития детей на основе интеграции познавательной и практической деятельности. Используемый учебно-методический комплекс направлен на развитие креативного мышления, воображения и творчества детей с учетом возрастных и индивидуальных особенностей каждого ребенка.В основе обучения лежат групповые занятия, используются формы индивидуальной работы и коллективного творчества. В ходе реализации программы используются различные методы обучения: репродуктивный (воспроизводящий); иллюстративный (метод наглядности, метод словесной наглядности - объяснение сопровождается демонстрацией наглядного материала); проблемный (метод сравнения, исследовательские методы - педагог ставит проблему и вместе с детьми ищет пути ее решения); эвристический (метод проектов, модельный метод - проблема формулируется детьми, ими и предлагаются способы ее решения). Результатом освоения программы является самостоятельное конструирование робота.Ожидаемые результатыПо итогам освоения программы обучающиеся:знают:- основы конструирования;- основы проектирования;- основы моделирования;- основы программирования;- основы электротехникиумеют:- анализировать, обобщать, систематизировать;- работать в режиме творчества;- принимать нестандартный выход из ситуации в процессе поиска решения поставленной задачи;- работать с литературой, с журналами, в интернете (изучать и обрабатыватьинформацию);- 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 механизмы из набора Lego Технология и Физика и действующие модели роботов на основе LEGO MINDSTORMS® Education EV3;- программировать робота LEGO MINDSTORMS® Education EV3;- передавать (загружать) программы в EV3;- корректировать программы при необходимости;- демонстрировать технические возможности роботов.понимают:- правила поведения в коллективе- причастность к развитию культурных ценностей общества- как выражать свою гражданскую позициюМатериально-техническое обеспечение образовательного процессаКомпьютерный класс Принтер Мультимедийный проектор Учебная доска ОС MS Windows Наборы Lego Mindstorms EV3 Наборы Lego Технология и Физика Площадка для испытания роботов Комплект Arduino XXL В случае непредвиденных обстоятельств программа может быть реализована в дистанционном формате с использованием сети Интернет.Учебный планУчебно-тематический план1 год обученияСодержание дополнительной образовательной программы1 год обученияРаздел: Введение в Робототехнику.Что такое робототехника? Разбор набора Технология и физика, названия деталей и механизмов. Техника безопасности. Раздел: Игры на запоминание деталейТеория: Первые конкурсы для работы по командам или в парах на запоминание деталей, способах их соединения. Практика: Создание первых моделей.Раздел: Простые машины.Теория: Исследование безопасности привода и быстродействия зубчатых колес. Настройка трения и проскальзывания. Исследование храпового механизма, как средства обеспечения безопасности. Изучение автоматических устройств, для механического управления движением.Практика: Разработка и создание эффективной самоходной уборочной машины. Исследование влияния размера колеси материала шин на эффективность тележки рабочие характеристики материалов. Колеса и оси для перемещения грузов.Раздел: Механизмы.Теория: Изучение понижающей передачи и сложной передачи. Изучение управляющих устройств с обратной связью (маятник и регулятор хода) и повышающей передачи.Практика: Разработка точных и удобных в использовании шкал. Изучение рычага и рычажных систем. Калибровка шкал и считывание показаний. Измерение расстояния с максимальной точностью. Уравновешивающие силы. Измерение массы с максимальной точностью.Раздел: Первые моделиТеория: Исследование зависимости эффективности использования энергии ветра от материала, формы и площади лопасти ветряка. Исследование зависимости эффективности использования энергии ветра от формы, площади и угла наклона паруса. Поиск механизмов для эффективного использования энергии в транспортных средствах. Практика: Изучение маховика как механизма регулировки скорости (повышающая передача) и средства обеспечения безопасности. Исследование маховика как аккумулятора энергии. Использование зубчатых колес для повышения скоростиРаздел: Модели с электродвигателемТеория: Изучение способов увеличения вращающего момента с помощью понижающей передачи, а также шин и колес различного типа. Исследование скорости и тяговой силы различных сочетаний зубчатых передач и колес. Исследование повышающей передачи. Исследование влияния кривошипов, рычагов и сцеплений на устойчивость скорохода и длину шага при «ходьбе» или возвратно-поступательном движении. Исследование храповика как механизма, предохраняющего от скольжения и создающего однонаправленное движение. Изучение относительного расположения кривошипных рычагов при различных «шагах». Исследование возможности использования червячной шестерни для создания сильно понижающей передачиПрактика: Разработка и создание транспортного средства с двигателем, способным перемещать как можно более тяжелый груз. Разработка и создание гоночного автомобиля, запускаемого пусковым устройством и преодолевающего возможно большее расстояние.Раздел: Парное конструированиеТеория: Работа в парах по созданию проектов машин и механизмов. Проведение исследований и экспериментов. Поиск лучших конструкторских решений.Практика: Разработка 3D моделей собранных проектов в программе Lego Digital Designer. Применение знаний о конструкциях, рычагах, шестернях и блоках. Раздел: ПневматикаТеория: Разбор набора Пневматика, названия деталей и механизмов. Применение различных научных методов и оборудования для развития и проверки идей и объяснений. Практика: Сбор, запись и анализ данных, оценка научных данных и реальных работающих систем. Планирование и проведение практических исследовательских занятий – индивидуальных и групповых. Проведение практических занятий и лабораторных исследований.Раздел: Модели повышенной сложностиТеория: Работа индивидуально или в парах по созданию проектов усложненных машин и механизмов. Разработка 3D моделей собранных проектов в программе Lego Digital Designer. Как осуществить ударное движение, свободное скольжение деталей и механизмов. Практика: Понижающие передачи, сборка усовершенствованных механизмов передачи вращения. Комбинирование наборов Технологии и Пневматики. Принцип работы спирографа, рисование различных узоров механическим способом.Раздел: Внутренние соревнованияТеория/Практика: Разработка и создание моделей по заданным параметрам, подготовка и проведение соревнований. Результаты.Заключительное занятие. Подведение итоговУчебно-тематический план2 год обученияСодержание дополнительной образовательной программы2 год обученияРаздел: Введение в РобототехникуТеория/практика: Введение в науку о роботах. Основные виды роботов, их применение. Направления развития робототехники. Новейшие достижения науки и техники в смежных областях. Техника безопасности.Раздел: Обзор робототехнического комплекта EV3Теория/Практика: Обзор содержимого набора (датчики, сервомоторы, блок, провода, детали конструктора). Названия деталей. Характеристики блока, сервомоторов. Скорость вращения. Крутящий момент. Краткая характеристика среднего и большого сервомотора. Скорость опроса датчика.Раздел: Простейшее программирование блокаТеория: Понятие сервомотор. Порты для подключения сервомотора. Блоки большой мотор и средний мотор. Выбор порта, выбор режима работы включить, включить на количество секунд, мощность двигателя.Практика: Подключение к блоку сервомотора. Ручное управление моторами. Задержка включения программы, условия задержки. Раздел: Среда программирования EV3Теория: Обзор среды программирования. Палитра блоков. Справочные материалы. Самоучитель. Проект. Лобби. Новая программа. Сохранение проекта, программы. Основательный разбор палитры блоков. Практика: Соединения блоков. Параллельные программы. Подключение робота к компьютеру и загрузка программы. USB соединение. Bluetooth соединение. Обычная загрузка. Загрузка с запуском. Запуск фрагмента программы. Наблюдение за состояние портов. Визуализация выполняемой в данный момент части программы.Раздел: Работа с датчикамиТема: Работа с подсветкой, экраном и звуком.Теория: Работа с экраном. Вывод фигур на экран дисплея. Режим отображения фигур. редактор. Вывод рисунка на экран. Работа с подсветкой кнопок на блоке EV3. Блок индикатора состояния модуля. Выбор режима. Демонстрация работы подсветки кнопок. Практика: Работа со звуком. Блок воспроизведения звуков. Режим проигрывания звукового файла. Воспроизведение записанного звукового файла. Режим воспроизведения тонов и нот. Задания для самостоятельной работы.Тема: Датчик касания.Теория: Датчик касания. Режим измерения. Режим сравнения. Режим ожидания. Изменение в блоке ожидания. Практика: Работа блока переключения с проверкой состояния датчика касания. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Датчик цвета.Теория: Датчик цвета и программный блок датчика. Области корректной работы датчика. Режим определения цвета. Режим измерения интенсивности отраженного света. Выбор режима работы датчика. Выбор режима измерения цвета. Режим сравнения цвета. Режим калибровки. Практика: Пример выполнения режима калибровки. Режим ожидания датчика цвета. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Датчик гироскоп.Теория: Датчик гироскоп и программный блок датчика. Направление вращения. Режимы работы датчика гироскоп. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Датчик ультразвука.Теория: Датчик ультразвука и программный блок датчика. Практика: Определение разброса пуска волн. Структура блока ультразвука в режиме измерения. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Датчик определения угла/количества оборотов.Теория/ Практика: Программный блок датчика вращения. Сброс.Тема: Совместная работа датчиков.Теория: Объединение работы датчиков между собой. Порядок работы и зависимость их друг от друга. Практика: Создание программ одновременной или последовательной работы датчиков. Работа до 4х датчиков одновременно.Раздел: Программные структурыТема: Блок «Ожидание». Теория: Оранжевая программная палитра (Управление операторами). Начало работы с блока ожидания. Условия. Различные применения в начале, середине или конце программы.Практика: Комбинирование работы с датчиками или кнопками блока. Обычные паузы и задержки. Задания для самостоятельной работы.Тема: Блок «Цикл». Теория: Прерывание цикла. Цикл с постусловием. Вложенные циклы. Счетчик итераций. Номер цикла. Условие завершения работы цикла. Варианты выхода из цикла. Практика: Прерывание выполнения цикла из параллельной ветки программы. Вложенные циклы. Задания для самостоятельной работы.Тема: Блок “Переключатель”.Теория: Блок “Переключатель”. Переключатель на вид вкладок (полная форма, краткая форма). Практика: Дополнительное условие в структуре Переключатель.Задания для самостоятельной работы.Раздел: Создание первого роботаТеория: Справочные материалы. Сцепление с поверхностью, нюансы и недостатки.Практика: Сборка робота по технологической карте. Подключение шлейфов к моторам и датчикам. Проверка работоспособности. Проверка устойчивости. Дополнительные элементы конструкции. Раздел: Программирование роботаТема: МоторыТеория: Понятие сервомотор. Устройство сервомотора. Порты для подключения сервомотора. Зеленая палитра блоков (Action). Положительное и отрицательное движение мотора. Определение направления движения моторов. Блоки Large Motor и Medium Motor (большой мотор и средний мотор). Выбор порта, выбор режима работы (включить, включить на количество секунд, включить на количество градусов, включить на количество оборотов), мощность двигателя. Выбор режима остановки мотора. Практика: Блок “Независимое управление моторами”. Блок “Рулевое управление”. Программная палитра “Дополнения”. Инвертирование вращения мотора. Нерегулируемы мотор. Инвертирование мотора.Тема: Программирование движений по различным траекториямТеория: Программа для движения по линии «змейкой» на одном датчике цвета. Программа для движения на одном датчике света по прямой. Плюсы и минусы данных программ. Практика: Калибровка движений. Тема: Дальномер. Теория: Изготовление программы для измерения расстоянияПрактика: запись показаний, математические действия с ними. Применение на практике.Тема: Захват.Теория: Программа для среднего мотора. Комбинирование движения и устройства захвата. Комбинирование с датчиками и условия работы захвата. Практика: Изготовление дополнительного устройства захвата для робота.Тема: Движение по стене.Теория: Программа для движения по стенке на датчике ультразвука. Параметры движения, калибровка. Комбинация движения по стене с ориентированием по местности. Практика: Выход из лабиринта. Тема: Движение с помощью двух датчиков света.Теория: Движение по тонкой линии. Движение на скорость. Определение преимуществ разных программ движений.Практика: Прохождение трассы на время. Комбинирование движений на двух датчиках света с программой движения на одном датчике света. Тема: Проезд перекрестков.Теория: Использование программы для двух датчиков света. Подсчет перекрестков. Условия завершения программы.Практика: Проезд пересечений линий. Движение на скорость с определением количества пройденных кругов. Подсчет кругов, вывод значения на экран. Тема: Инверсия Теория: Движение на двух датчиках света. Инверсная линия, проезд инверсного участка. Практика: Линия пунктир. Условия выхода с инверсии. Ручная калибровка датчиков. Определение показателей датчиков в режиме реального времени при движении.Раздел: Основные виды соревнованийТема: Соревнования «Сумо».Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов-сумоистов. Размеры робота. Вес робота.Практика: Варианты конструкций. Примеры алгоритмов.Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Соревнования.Тема: Соревнования «Кегельринг»Теория: Регламент состязаний. Соревнование “Кегельринг”. Размеры робота. Вес робота. Практика: Варианты конструкций. Примеры алгоритмов.Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Соревнования.Тема: Соревнования «Лабиринт»Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Практика: Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Упражнения.Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Шорт-Трек»Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Практика: Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Упражнения.Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Тонкая линия»Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Практика: Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Упражнения.Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Траектория-лайт»Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Практика: Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Упражнения.Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Боулинг»Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Практика: Вариантыконструкций. Примеры алгоритмов. Упражнения.Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Раздел: Работа с файламиТема: Работа с файлами. Теория: Разбор фрагмента программы, демонстрирующий алгоритм работы с файлом.Работа с текстовым/числовыми файлами. Практика: Запись данных в файл. Закрытие файла. Чтениеданных из файла. Фрагмент программы, демонстрирующий алгоритм работы с файлом.Упражнения.Задания для самостоятельной работы.Тема: Bluetooth-соединениеТеория: Блок для создания Bluetooth-соединения. Блок отравления/принятия сообщений через Bluetooth соединение. Режимы работы блока Bluetooth-соединения.Практика: Пример программы отправителя сообщения. Пример программы приемника сообщения. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Bluetooth-соединение с телефономТеория: Подключение Блока к телефону через Bluetooth. Дистанционное управление роботом. Практика: Управление роботом в режиме реального времени. Примеры применения роботов с дистанционным управлением. Мини соревнования. Соревнования «Управляемое сумо». Задания для самостоятельной работы.Раздел: Подготовка и проведение соревнованийТеория: Знакомство с регламентом областных соревнований по робототехнике. Знакомство с требованиями к разным возрастным категориям. Рассмотрение слабых и сильных сторон каждого вида соревнований. Практика: Разработка робота. Инженерная книга. Тренировка на полях.Подготовка и проведение соревнований. Результаты.Учебно-тематический план3 год обученияСодержание дополнительной образовательной программы3 год обученияРаздел: Введение в Робототехнику.Тема: Понятие о Робототехнике.Теория/ Практика: Введение в науку о роботах. Основные виды роботов, их применение. Направления развития робототехники. Новейшие достижения науки и техники в смежных областях. Техника безопасности.Тема: Повторение ранее изученного материала. Свободное конструирование.Теория: Выполнение одной из списка поставленных задач. Практика: Свободное творчество. Защитапроекта.Раздел: Работа с данными.Тема: Типы данных. Проводники.Теория: Технология соединения входов и выходов блоков для передачи данных. Типы данных. Логический тип данных. Числовой тип данных. Текстовый тип данных. Массив. Числовой массив. Логический массив. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Переменные и константы.Теория: Работа с константами. Операции с данными. Инициализация константы. Тип константы. Значение константы. Фрагмент программы с использованием константы. Работа с переменными. Инициализация переменной. Название переменной. Значение переменной. Практика: Фрагмент программы с использованием переменной. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Математические операции над данными.Теория: Блоки математики. Структура блока математики. Арифметическое действие. Результат. Практика: Примеры использования блока математики. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Другие блоки работы с данными.Теория: Блок “Округление”. Блок “Сравнение”. Блок “Интервал”. Блок “Случайное значение”. Блок “Операции над массивом”. Практика: Создание массива. Запись массива в переменную. Формирование числового массива. Формирование логического массива. Режим “Длина”. Режим “Читать по индексу”. Режим “Записать по индексу”. Режим “Дополнить”. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Логические операции с данными.Теория: Отрицание. Конъюнкция. Дизъюнкция. Блок логических операций. Структура блока логических операций. Логические входы. Логические выходы. Таблица истинности. Практика: Примеры использования логических операций. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Раздел: Создание подпрограмм.Тема: Подпрограмма.Теория: Понятие “Подпрограмма”. Конструктор моего блока. Практика: Создание подпрограммы с передачей входных и выходных параметров. Настройка параметров. Значки параметров. Примеры использования подпрограмм.Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Раздел: Продвинутое программирование движения по линии.Тема: Пропорциональное линейное управление.Теория: Использование одного датчика. Использование двух датчиков. Формулы управления. Коэффициент пропорциональности. Практика: Реализация алгоритма пропорциональности управления с одним датчиком цвета. Реализация алгоритма пропорциональности управления с двумя датчиками цвета. Ручная корректировка разницы показаний датчиков. Автоматическая корректировка разницы показаний датчиков. Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Нелинейное управление движением по косинусному закону.Теория: Линейное управление. Нелинейное управление. Формулы косинусного управления. Практика: Управление роботом при движении по вектору. Пример программы нелинейного управления движения по косинусному закону с одним датчиком.Упражнения. Задания для самостоятельной работы.Тема: Кубический регулятор.Теория: Алгоритм с применением кубического коэффициента для движения по черной иинверсной линии. Практика: Задания для самостоятельно работы.Раздел: Логические операции.Тема: Логические переменные.Теория: Логический тип данных. Вариативность логики. Краткий экскурс в типы неклассической логики. Практика: Применение логических переменных. Упражнения. Задания для самостоятельно работы.Тема: Типы логических операций с данными.Теория: Типы логических операций с данными. «И», «ИЛИ», «Исключающие ИЛИ» ,«Исключение НЕТ».Практика: Применение на практике.Упражнения. Задания для самостоятельно работы.Тема: Логические операции «И», «Или»Теория: Типы логических операций с данными. «И», «ИЛИ». Практика: Применение на практике. Упражнения. Задания для самостоятельно работы.Тема: Логические операции «Исключающие ИЛИ» , «Исключение НЕТ»Теория: Типы логических операций с данными «Исключающие ИЛИ» , «Исключение НЕТ»Практика: Применение на практике. Определение Модальной логики, применение на практике. Упражнения. Задания для самостоятельно работы.Тема: Использование логических переменных Теория: Использование логических переменных в сравнении, переключателях,интервале, цикле. Практика: Применение логических данных при работе с сравнением, переключателями, интервалом, циклом, ожиданием и другими операторами. Упражнения. Задания для самостоятельно работы.Раздел: Работа с массивамиТема: Типы массивов. Работа с массивами.Теория: Определение массива. Размерность массива, Форма или структура массива, Практика: Определение индекса. Динамический массив.Тема: Использование массивов в программировании. Теория: Числовые и логические массивы. Значение массивов в программировании, примеры. Практика: Запись, чтение, работа с индексом массива и содержанием. Упражнения. Задания для самостоятельно работы.Тема: Логическое сложение.Теория: Логическое сложение. Другие логические операции. Логические операции слогическими массивами. Практика: Задания для самостоятельно работы.Раздел: Нестандартные датчики.Тема: Нестандартные датчикиТеория: Датчики: гироскоп, акселерометр, компас, магнитный мультидатчик, датчик температуры, датчик барометрический, двух-диапазонный инфракрасный детектор 3-х зон, 9-ти зонный инфракрасный датчик. Практика: Применение в проектной и соревновательной деятельности. Задания для самостоятельно работы.Раздел: Основные виды соревнования и элементы заданий.Тема: Соревнования «Кегельринг-квадро».Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Биатлон».Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Харвестер».Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Шагающие роботы».Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Сквош».Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов-сумоистов. Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Соревнования «Траектория-хард».Теория: Регламент состязаний. Соревнования роботов. Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов. Практика: Упражнения. Задания для самостоятельной работы. Соревнования.Тема: Подготовка к областным соревнованиям.Теория: Знакомство с регламентом международных соревнований по робототехнике “WRO”. Знакомство с различными требованиями к разным возрастным категориям. Рассмотрение слабых и сильных сторон каждого вида соревнований. Практика: Разработка робота. Инженерная книга. Тренировка на полях. Тренировочные заезды.Тема: Внутренние соревнования.Теория: Подготовка.Практика: Проведение соревнований. РезультатыТема: Создание соревнований.Теория: Проектирование поля. Постановка задач. Лучшие решения в программировании. Практика: Создание прототипа робота. Корректировка поля. Создание правил и положения о соревнованиях.Раздел: Подготовка и участие в соревнованиях.Теория: Знакомство с регламентом областных соревнований по робототехнике. Знакомство с требованиями к разным возрастным категориям. Рассмотрение слабых и сильных сторон каждого вида соревнований. Практика: Разработка робота. Инженерная книга. Тренировка на полях. Подготовка и проведение соревнований. Результаты.Раздел: Проекты ArduinoТема: Введение. Что такое Arduino.Теория: История создания Arduino, основные направления применения, самые успешные проекты. Практика: Изучение деталей для проектов, модулей, расширений.Тема: Среда программирования Arduino IDEТеория: Обзор среды программирования. Справочные материалы. Новая программа. Сохранение проекта, программы. Что такое скетч?Практика: Подключение платы к компьютеру и загрузка программы. USB соединение. Наблюдение за состояние портов. Тема: Мигание светодиодомТеория: Что такое светодиод, принцип работы, полярность, источники питания, отличия от ламп накаливания.Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала. Тема: Кнопка. Пример зажигания светодиодаТеория: Обрабатываем нажатие кнопки на примере зажигания светодиода. Что такое «дребезг» контактов. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала. Тема: Потенциометр. Показания закона ОмаТеория: Что такое потенциометр. Показываем закон Ома на примере яркости светодиода. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Светодиодная шкала 10 сегментов.Теория: Светодиодная шкала 10 сегментов. Вращением потенциометра меняем количество светящихся светодиодов. Использование дополнительных выводов. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: RGB-светодиод. Широтно-импульсная модуляция.Теория: RGB-светодиод. Широтно-импульсная модуляция. Вывод аналоговых данных на цифровые выводы, создание произвольных цветов свечения.Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Матрица 4-разрядная из 7-сегментных индикаторов. Динамическая индикацияТеория: Получение представления о динамической индикации, разбор схемы матрицы. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Датчик влажности и температуры DHT11Теория: Датчик относительной влажности воздуха и температуры. Принцип работы. Схема подключения. Обработка показаний. Протокол обмена информации. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Транзистор MOSFET. Теория: Что такое транзистор, типы транзисторов. Показываем усилительные качества транзистора. На примере электродвигателя изменяем обороты. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Фоторезистор. Теория: Что такое фоторезистор. Принцип работы. Сфера применения фоторезисторов. Обработка освещённости, зажигаем и гасим светодиоды. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Пьезоизлучатель Теория: Что такое пьезоизлучатель. Подключение. Генерация звуков, управление пьезоизлучателем: меняем тон, длительность, играем музыку. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Сервопривод.Теория: Что такое сервопривод, его устройство, сфера применения. Проверка углов поворота. Подключение. С помощью потенциометра меняем положение сервопривода. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Джойстик. Управление Pan/Tilt BracketТеория: Двухосевой джойстик. Система координат. Подключение. Обрабатываем данные от джойстика. Управление Pan/Tilt Bracket с помощью джойстика и 2-х сервоприводов. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: ИК-фотоприемник и ИК-пульт. Теория: Диапазоны волн. Фотодиод. Организация беспроводной ИК-связи. Зажигание светодиодов с ИК-пульта. Обработка команды от пульта. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Тема: Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04. Теория: Ультразвуковой дальномер HC-SR04. Принцип работы, подключение, измерение расстояния. Создание звуковой сигнализации. Практика: Написание скетча, запуск программы. Отладка работы. Закрепление изученного материала.Заключительное занятие. Подведение итоговДиагностический инструментарийДиагностирование производится по 3-х балльной шкале два раза в год: декабрь – январь промежуточная диагностика и май итоговая диагностика. Диагностирование происходит во время учебных занятий, баллы по критериям заносятся в итоговый протокол (Приложение 1), где они суммируются, и выявляется уровень освоения программы на данный период времени. Таблица оцениваемых моделейМеханизм отслеживания результатов реализации программыМетодическое обеспечение программыПри реализации программы используются следующие методы:объяснительно-иллюстративный (демонстрация моделей роботов, проектов, механизмов, иллюстраций, фотографий, видеоматериала, рассказ, объяснение, работа с литературой); репродуктивный (работа по готовым инженерным картам и образцам); частично-творческий (выполнение вариативных заданий); творческий (работа над разработкой и изготовлением собственной модели робота). Используются также разнообразные формы учебной деятельности:практические занятия; комбинированные занятия; работа с образцами; выставки детских работ (учебные и итоговые); соревнования. Формы организации деятельности обучающихся на занятии:фронтальный – одновременная работа со всеми; групповой – организация работы в группах; индивидуальный – выполнение заданий, решение проблем индивидуально. Литература1. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2013. 319 с.2. Рыкова Е. А. LEGO-Лаборатория (LEGOControlLab). Учебно-методическое пособие. –СПб, 2001,- 59 с.3. В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный ресурс]//-74.ru/index.php/2009-04-03-08-35-17, Пермь, 2011 г.Приложение 1Диагностика группы № ____, ____ год обученияКалендарный учебный график1 год обученияКалендарный учебный график2 год обученияКалендарный учебный график3 год обучения
