Дополнительной общеразвивающей программы

Дополнительной общеразвивающей программы

«Робототехника»

 

 

Содержание обучения

Раздел 1. Введение

Охрана труда и правила поведения

Теория: Инструктаж по охране труда (правила поведения учащихся в компьютерном кабинете, соблюдении мер безопасности, правила работы с наборами Lego Mindstorms EV3 и его комплектующими).

Практика: Работа за компьютером по образцу, набор на компьютере текста по охране труда.

Краткий обзор курса. О сборке и программировании

Теория: Обзор программы курса. Словарь робототехника. Программное обеспечение. Блоки рабочей палитры.

Практика: Знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3 и его комплектующими

Раздел 2.Введение: информатика, кибернетика, робототехника.

Обзор научных достижений. Исторический аспект.

Теория: История развития робототехники.

Практика: Составление фантастического рассказа. Работа на компьютере.

Раздел 3. Основы конструирования

Названия и принципы крепления деталей.

Теория: Набор Lego Mindstorms EV3. Расположение деталей

Практика: Знакомство с компьютерной программой и справочником деталей.

Строительство высокой башни

Теория: Элементы статики. Центр тяжести.

Практика: Сборка высокой башни из деталей набора.

Хватательный механизм

Теория: Типы хватательных механизмов. Крепление механизма.

Практика: Сборка по инструкции, усовершенствование модели.

Виды механической передачи.

Теория: Зубчатая и ременная передача. Передаточное отношение.

Практика: Сборка по инструкции.

Повышающая передача.

Теория: Шестеренки, передаточное число. Волчок.

Практика: Сборка ускорителя волчка.

Понижающая передача

Теория: Силовая «крутилка»

Практика: Расчет передачи, сборка силовой «крутилки» по инструкции.

Редуктор.

Теория: Осевой редуктор с заданным передаточным отношением

Практика: Сборка редуктора по инструкции

Зачет

Практика: Сборка модели по заданию.

 

Раздел 4. Моторные механизмы

Стационарные моторные механизмы

Теория: Конвейер. Лифт. Шлагбаум.

Практика: Сборка выбранной модели (из предложенных).

Одномоторный гонщик

Теория: Механизм с одним мотором. Программирование на контроллере.

Практика: Сборка одномоторной тележки.

Преодоление горки

Теория: Использование механизма с одним мотором для преодоления горки.

Практика: Сборка робота для преодоления горки. Соревнование роботов на время.

Робот-тягач

Теория: Использование шестеренок в одномоторной тележке

Практика: Сборка силовой тележки

Сумо роботов

Практика: Сборка силовых роботов. Мини-соревнование.

Перетягивание каната

Теория: Принцип построения роботов для соревнований «Перетягивание каната».

Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.

Шагающие роботы

Теория: Шагающие роботы, согласование «ног»

Практика: Сборка по инструкции шагающих роботов.

Маятник Капицы

Теория: Устойчивость механизма.

Практика: Сборка маятника Капицы

Зачет

Практика: Сборка модели по заданию.

Раздел 5.Трехмерное моделирование

Введение в виртуальное конструирование.

Теория: Введение в виртуальное конструирование. Зубчатая передача.Основные принципы работы в программе Lego Digital Designer.

Практика: Работа на компьютере в программе Lego Digital Designer.

Простейшие модели

Теория: Создание простейших моделей в Lego Digital Designer.

Практика: Работа на компьютере в программе Lego Digital Designer.

Раздел 6. Робототехника и программирование.

Знакомство с модулем EV3

Теория: Знакомство с контроллером/модулем EV-3, кнопки управления модулем, включения/выключения микропроцессора. Порты входа и выхода, жидкокристаллический дисплей, индикаторы выполнения программы.

Практика: Подключение моторов и датчиков к контроллеру EV3.

Одномоторная тележка

Теория: Принципы программирования одномоторной тележки.

Практика: Сборка модели по заданию.

Встроенные программы

Теория: Встроенная мини-среда программирования контроллера.

Практика: Написание программ в среде программирования контроллера.

Двухмоторная тележка

Теория: Принципы программирования двухмоторной тележки.

Практика: Сборка модели по заданию.

Среда программирования

Теория: Среда программирования Lego Mindstorms EV3.

Практика: Написание программ в ПО Lego Mindstorms EV3

Датчики

Теория: Принципы программирования датчиков в ПО Lego Mindstorms EV3

Практика: Программирование датчиков в ПО Lego Mindstorms EV3

Решение простейших задач

Практика: Сборка и программирование модели по заданию.

Кегельринг

Теория: Особенности конструирования и программирования робота для Кегельринга

Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.

Следование по линии

Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований следование по линии.

Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.

Путешествие по комнате

Теория: Обход комнаты по правилу правой руки.

Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.

Поиск выхода из лабиринта

Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований «Лабиринт».

Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.

Слалом (объезд препятствий)

Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований «Слалом».

Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.

Интеллектуальное сумо

Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований "сумо"

Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.

Релейный регулятор

Теория: Релейный регулятор.

Практика: Сборка модели робота по заданию.

Пропорциональный регулятор

Теория: Пропорциональный регулятор.

Практика: Сборка модели робота.

Защита от застреваний

Теория: Защита от застреваний.

Практика: Сборка модели робота.

Траектория с перекрестками

Теория: Траектория с перекрестками. Особенности создания и программирования робота для движения по линии с перекрестками.

Практика: Сборка модели робота для движения по линии с перекрёстком.

Пересеченная местность

Практика: Сборка модели робота для движения по пересеченной местности.

Кодирование при передаче

Теория: Кодирование при передаче информации.

Практика: Кодирование информации и декодирование. Написание программ.

Устойчивая передача данных

Теория: Устойчивая передача данных.

Практика: Сборка модели по заданию. Написание программ для модели.

Раздел 9. Игры роботов

Игры роботов

Теория: Боулинг. Особенности конструирования и тестирования роботов. Использование удаленного управления.

Практика: Сборка моделей роботов. Тестирование моделей. Проведение состязаний

 

Соревнования роботов

Теория: Основные виды соревнований (сумо, перетягивание каната, кегельринг, следование по линии) и элементы заданий.

Практика: Сборка моделей роботов. Тестирование моделей. Соревнования роботов на тестовых полях, участие в состязаниях роботов различных уровней.

 

Правила дорожного движения.

Теория: Разработка творческих проектов на тему "Правила дорожного движения" Создание эскиза модели. Алгоритм работы модели.

Практика: Создание модели, регулирующей правила дорожного движения. Написание программ для модели

Роботы-помощники человека.

Теория: Разработка творческих проектов на тему "Роботы-помощники человека" Создание эскиза модели. Алгоритм работы модели.  

Практика Созданиеиндивидуальной модели робота-помощника. Написание программ для модели.

Роботы-артисты

Теория: Разработка творческих проектов на тему "Роботы-артисты" Создание эскиза модели. Алгоритм работы модели.

Практика: Созданиеиндивидуальной модели робота-артиста. Написание программ для модели.

Создание собственной модели

Теория: Создание эскиза собственной модели и обсуждение эскиза в группе. Алгоритм работы модели.

Практика: Конструирование собственной модели робота. Программирование и испытание собственной модели робота.

Ожидаемые результаты освоения программы:

Предметные

· обучающиеся будут знать основы конструирования и программирования в компьютерной среде моделирования Lego Mindstorms EV3.

· будут уметь самостоятельно решать технические задачи, возникающие в процессе конструирования моделей;

· они приобретут опыт решения конструкторских задач по механике;

· они научатся формулировать проблему и выбирать оптимальный вариант решения этой проблемы;

· обучающиеся научатся проводить анализ, синтез и обобщение при решении поставленных задач;

· у них сформируют навыки алгоритмического мышления;

· обучающиеся научатся излагать мысли в четкой логической последовательности.  

Личностные

· обучающиеся разовьют творческую и познавательную активности;

· они улучшат мелкую моторику;

· они научатся самостоятельно принимать решения в различных ситуациях;

· у них повысят интерес к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям;

· обучающиеся сформируют умения и навыки конструирования;

· у них будет воспитываться стремление к изобретательству, дисциплинированность, чувство коллективизма, терпение,

· обучающимся будут прививаться навыки правильной организации своего рабочего времени через планирование своей работы.

Метапредметные

· у обучающихся разовьется самостоятельность в принятии решений в различных ситуациях;

· у них повысится интерес к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям.

· учащиеся научатся формулировать проблему и выбирать оптимальный вариант решения этой проблемы, проводить анализ, синтез и обобщение при решении поставленных задач.

 

Содержание занятия	Часы	Тема
Теория: Инструктаж по охране труда (правила поведения учащихся в компьютерном кабинете, соблюдении мер безопасности, правила работы с наборами Lego Mindstorms EV3 и его комплектующими)	2	1.1
Практика: Работа за компьютером по образцу, набор на компьютере текста по охране труда
Теория: Обзор программы курса. Словарь робототехника. Программное обеспечение. Блоки рабочей палитры.	2	1.2
Практика: Знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3 и его комплектующими
Теория: История развития робототехники.	2	2.1
Практика: Составление фантастического рассказа. Работа на компьютере.
Теория: Набор Lego Mindstorms EV3. Расположение деталей	2	3.1
Практика: Знакомство с компьютерной программой и справочником деталей
Теория: Элементы статики. Центр тяжести.	2	3.2
Практика: Сборка высокой башни из деталей набора.
Теория: Типы хватательных механизмов. Крепление механизма.	2	3.3
Практика: Сборка по инструкции, усовершенствование модели.
Теория: Зубчатая и ременная передача. Передаточное отношение.	2	3.4
Практика: Сборка по инструкции.
Теория: Шестеренки, передаточное число. Волчок.	2	3.5
Практика: Сборка ускорителя волчка.
Теория: Силовая «крутилка».	2	3.6
Практика: Расчет передачи, сборка силовой «крутилки» по инструкции.
Теория: Осевой редуктор с заданным передаточным отношением.	2	3.7
Практика: Сборка редуктора по инструкции.
Практика: Сборка модели по заданию.	2	3.8
Теория: Конвейер. Лифт. Шлагбаум.	2	4.1
Практика: Сборка выбранной модели (из предложенных).
Теория: Механизм с одним мотором. Программирование на контроллере.	2	4.2
Практика: Сборка одномоторной тележки.
Теория Использование механизма с одним мотором для преодоления горки.	2	4.3
Практика: Сборка робота для преодоления горки. Соревнование роботов на время.
Теория: Использование шестеренок в одномоторной тележке	2	4.4
Практика: Сборка силовой тележки.
Практика: Сборка силовых роботов. Мини-соревнование.	2	4.5
Теория: Принцип построения роботов для соревнований «Перетягивание каната».	2	4.6
Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.
Теория: Шагающие роботы, согласование «ног».	2	4.7
Практика: Сбо рка по инструкции шагающих роботов
Теория: Устойчивость механизма	2	4.8
Практика: Сборка маятника Капицы
Практика: Сборка модели по заданию.	2	4.9
Теория: Введение в виртуальное конструирование. Зубчатая передача. Основные принципы работы в программе Lego Digital Designer.	2	5.1
Практика: Работа на компьютере в программе Lego Digital Designer.
Теория: Создание простейших моделей в Lego Digital Designer.	2	5.2
Практика: Работа на компьютере в программе Lego Digital Designer.
Теория: Знакомство с контроллером/модулем EV-3, кнопки управления модулем, включения/выключения микропроцессора. Порты входа и выхода, жидкокристаллический дисплей, индикаторы выполнения программы.	2	6.1
Практика: Подключение моторов и датчиков к контроллеру EV3.
Теория: Принципы программирования одномоторной тележки.	2	6.2
Практика: Сборка модели по заданию.
Теория: Встроенная мини-среда программирования контроллера	2	6.3
Практика: Написание программ в среде программирования контроллера.
Теория: Принципы программирования двухмоторной тележки	2	6.4
Практика: Сборка модели по заданию.
Теория: Среда программирования Lego Mindstorms EV3.	2	6.5
Практика: Написание программ в ПО Lego Mindstorms EV3.
Теория: Принципы программирования датчиков в ПО Lego Mindstorms EV3.	2	6.6
Практика: Программирование датчиков в ПО Lego Mindstorms EV3.
Теория: Колесные, гусеничные и шагающие роботы.	2	6.7
Практика: Колесные, гусеничные и шагающие роботы.
Практика: Сборка и программирование модели по заданию.	2	6.8
Теория: Цикл, ветвление, параллельные задачи.	2	6.9
Практика: Написание программ в среде программирования.
Теория: Особенности конструирования и программирования робота для Кегельринга.	2	6.10
Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.
Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований следование по линии. Инструктаж по ОТ.	2	6.11
Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование. Опрос по ОТ
Теория: Обход комнаты по правилу правой руки.	2	6.12
Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.
Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований «Лабиринт».	2	6.13
Практика: Сборка модели по заданию.
Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование	2	6.13
Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований «Слалом»	2	6.14
Практика: Сборка модели по заданию.
Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование	2	6.14
Теория: Особенности конструирования и программирования робота для соревнований «сумо».	2	6.15
Практика: Сборка модели по заданию. Мини-соревнование.
Теория: Релейный регулятор.	2	7.1
Практика: Сборка модели робота по заданию.
Теория: Пропорциональный регулятор.	2	7.2
Практика: Сборка модели робота.
Теория: Защита от застреваний.	2	7.3
Практика: Сборка модели робота.
Теория: Траектория с перекрестками. Особенности создания и программирования робота для движения по линии с перекрестками.	2	7.4
Практика: Сборка модели робота для движения по линии с перекрёстком.
Практика: Сборка модели робота для движения по пересеченной местности.	2	7.5
Теория: Обход лабиринта по правилу правой руки.	2	7.6
Практика: Сборка по заданию модели робота с ультразвуковым датчиком.
Теория: Датчики. Использование датчиков для сбора и анализа данных.	2	7.7
Практика: Анализ показаний датчиков средствами ПО Lego Mindstorms EV3.
Теория: Синхронное управление двигателями.	2	7.8
Практика: Конструирование собственной модели робота.
Теория: Особенности модели робота-барабанщика.	2	7.9
Практика: Конструирование собственной модели робота-барабанщика.
Теория: Принципы передачи числовой информации.	2	8.1
Практика: Написание программ для передачи данных.
Теория: Кодирование при передаче информации.	2	8.2
Практика: Кодирование информации и декодирование. Написание программ.
Теория: Принципы управления моторами через bluetooth.	2	8.3
Практика: Передача сигнала по bluetooth и ответное действие.
Теория: Устойчивая передача данных.	2	8.4
Практика Сборка модели по заданию. Написание программ для модели.
Теория: Боулинг. Особенности конструирования роботов.	2	9.1
Практика: Сборка моделей роботов.
Теория: Боулинг. Особенности тестирования роботов.	2	9.1
Практика: Сборка моделей роботов. Тестирование моделей.
Теория: Боулинг. Использование удаленного управления.	2	9.1
Практика: Сборка моделей роботов. Тестирование моделей. Проведение состязаний. «Боулинг»
Практика: Сборка моделей роботов. Проведение состязаний «Боулинг».	2	9.1
Теория: Основные виды соревнований (сумо, перетягивание каната, кегельринг) и элементы заданий.	2	10.1
Практика: Сборка моделей роботов. Тестирование моделей.
Теория: Основные виды соревнований (следование по линии) и элементы заданий.	2	10.1
Практика: Сборка моделей роботов. Тестирование моделей.
Практика: Сборка моделей роботов. Соревнования роботов на тестовых полях,	2	10.1
Практика: Соревнования роботов на тестовых полях, участие в состязаниях роботов различных уровней	2	10.1
Теория: Разработка творческих проектов на тему "Правила дорожного движения" Создание эскиза модели.	2	11.1
Практика: Создание модели, регулирующей правила дорожного движения.
Теория: Алгоритм работы модели	2	11.1
Практика: Создание модели, регулирующей правила дорожного движения. Написание программ для модели.
Теория: Разработка творческих проектов на тему "Роботы-помощники человека" Создание эскиза модели.	2	11.2
Практика: Создание индивидуальной модели робота-помощника.
Теория: Разработка творческих проектов на тему "Роботы-помощники человека". Алгоритм работы модели	2	11.2
Практика: Создание индивидуальной модели робота-помощника. Написание программ для модели
Практика: Создание индивидуальной модели робота-помощника. Написание программ для модели.	2	11.2
Теория: Разработка творческих проектов на тему "Роботы-артисты"	2	11.3
Практика: Создание индивидуальной модели робота-артиста.
Теория: Разработка творческих проектов на тему "Роботы-артисты". Создание эскиза модели. Алгоритм работы модели	2	11.3
Практика: Создание индивидуальной модели робота-артиста. Написание программ для модели.
Практика: Создание индивидуальной модели робота-артиста. Написание программ для модели.	2	11.3
Теория: Создание эскиза собственной модели и обсуждение эскиза в группе.	2	11.4
Практика: Конструирование собственной модели робота.
Теория: Создание эскиза собственной модели. Алгоритм работы модели.	2	11.4
Практика: Конструирование собственной модели робота.
Практика: Конструирование собственной модели робота. Программирование и испытание собственной модели робота.	2	11.4
Практика: Конструирование собственной модели робота. Программирование и испытание собственной модели робота.	2	11.4
	144

 

дополнительной общеразвивающей программы

«Робототехника»

 

 

Содержание обучения

Раздел 1. Введение