В последнее десятилетие значительно увеличился интерес к образовательной робототехнике. Робототехника в образовании — это междисциплинарные занятия, интегрирующие в себе науку, технологию, инженерное дело, математику (Science Technology Engineering Mathematics = STEM), основанные на активном обучении учащихся. Робототехника представляет учащимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают.
Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.
ПРЕПОДАВАТЕЛИ:
Сазарукова Светлана Азретовна
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ:
Основные разделы программы
1)Состав робототехнических систем
Учащиеся познакомятся с назначением современных робототехнических комплексов, их основными компонентами и способами организации управления.
2)Трехмерное моделирование и прототипирование технических устройств
Учащиеся научаться по собственным эскизам создавать трехмерные модели компонентов технических систем в CAD программе, используя 3Д-принтер и лазерный гравер создавать как макеты, так и реальные детали.
3)Основы управления электроприводом
Учащиеся познакомятся с основными типами устройств для реализации движения в технических системах. Выяснят основные требования к исполнительным механизмам в робототехнической системе. У учащихся сформируется интуитивный уровень понимания методов использования обратной связи для управления двигателем по различным величинам (положение, скорость, момент) и эффектов взаимовлияния приводов при работе в одной кинематической цепи.
4)Моделирование технических устройств
Учащиеся с использованием знаний из школьного курса математики, физики и информатики научаться создавать приближенное математическое описание технического устройства и формализовать физические процессы в системе с помощью простых формул. Учащиеся научаться использовать полученный результат в качестве математической модели для определения структурно-функциональных схем проектируемого устройства и создания системы управления.
5)Создание встраиваемого программного обеспечения технических устройств
Учащиеся познакомятся с базовыми компонентами микроконтроллеров. Научаться программировать микроконтроллер для управления сервоприводами и обработки данных датчиков в составе робототехнического устройства;
6)Архитектура робототехнических комплексов
Учащиеся познакомятся с представлением архитектуры системы управления робототехническим устройством в виде взаимодействующих программно-аппаратных блоков и модулей с разделением на уровни по степени абстракции от конкретных технических решений.
ЦЕЛИ ПРОГРАММЫ:
Обучение учащихся основам робототехники, программирования. Развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.
Развитие интеллектуального потенциала обучающегося (анализ, синтез, сравнение),развитие практических умений и навыков (эскизирование, 3D-моделирование, конструирование, макетирование, прототипирование, презентация).
РЕЗУЛЬТАТ ПРОГРАММЫ:
ЗНАТЬ:
-правила безопасной работы;
-конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
-компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
-виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
основные приемы конструирования роботов;
-конструктивные особенности различных роботов;
-как передавать программы в RCX;
-порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств;
-как использовать созданные программы;
-самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);
-создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
-создавать программы на компьютере для различных роботов;
-корректировать программы при необходимости;
УМЕТЬ:
-принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель;
– проводить сборку робототехнических средств;
– создавать программы для робототехнических средств;
– прогнозировать результаты работы;
– планировать ход выполнения задания;
– рационально выполнять задание;
– руководить работой группы или коллектива;
– высказываться устно в виде сообщения или доклада;
– высказываться устно в виде рецензии ответа товарища;
– представлять одну и ту же информацию различными способами.
ОСОБЫЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ:
Отбор осуществляется на конкурсной основе.
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА:
1. Ноутбук для учеников.
2. Интерактивный комплекс.
3. Лазерный гравер.
4. ЗD-оборудование.
5. (3D-принтер).
6. Пластик для 3Dпринтера.
7. ПО для 3Dмоделирования.
8. Образовательный робототехнический комплект для уроков технологии.