Содержание программы II года обучения

Пояснительная записка
В современных требованиях к обучению, воспитанию и подготовке школьников к
труду важнейшее место отведено развитию активной творческой личности. Для
достижения этой цели при работе со школьниками необходимо организовывать для них
более
углубленные
занятия
по
изучению,
моделированию
и
конструированию
технических объектов.
С началом нового тысячелетия в большинстве стран робототехника стала занимать
существенное место в среднем и высшем образовании. Робототехника представляет собой
естественное логическое продолжение техники как явления. По всему миру проводятся
конкурсы, научно-технические фестивали и состязания роботов для учащихся разного
возраста.
В настоящее время активное развитие робототехники наблюдается в Москве в результате
целевого финансирования правительства столицы, в Челябинской области и некоторых
других регионах России. Санкт-Петербург существенно отстает по количеству школ,
занимающихся робототехникой, хотя уровень подготовки отдельных преподавателей и
учащихся достаточно высокий. Назрела необходимость в
расширении количества
движущих центров робототехники в дополнительном образовании, способных вовлечь в
процесс детей и педагогов, при поддержке администрации школ и районов СевероЗападного региона.
Лидирующие позиции в области робототехники на сегодняшний день занимает
фирма Lego (подразделение Lego Education) с образовательными конструкторами серии
Mindstorms. Программа адаптирована для детей в среде программирования Robolab, и её
графического интерфейса. Разнообразие конструкторов Лего позволяет заниматься с
учащимися
разного
возраста
и
по
разным
направлениям
(конструирование,
программирование, исследование, создание проектов и участие в различных видах
соревнований и конкурсов).
Обучаясь по этой программе,
дети будут строить
работающие модели живых организмов и механических устройств, программировать их
для выполнения определенных заданий и находить примеры реально существующих и
используемых механизмов, решать инженерные задачи, выполнять физические и
биологические
эксперименты,
осваивать
основы
информатики
и
алгоритмики,
компьюторного управления и робототехники. Занятия кружка «Робототехника» условно
разделены на три части:

основы конструирования(«Лего-конструирование»);

основы автоматического управления (программирование)
-1-

исследования.
В первой части программы, изучая простые механизмы, учащиеся учатся работать
руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское
мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Вторая часть
программы предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных
блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется, как
средство
управления
моделью;
его
использование
направлено
на
составление
управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об
особенностях
составления
программ
управления,
автоматизации
механизмов,
моделировании работы систем. Третья часть программы предполагает проведение
исследований, создание проектов.
Учебно-тематический план II года обучения
№
п/п
Тема
Количество часов
теория
практика
всего
1.
Вводное занятие.
1
2
3
2.
Стендовые модели самолетов. Загадка как
объект изобретательства.
3
9
27
3.
Конструируем модели судов. Понятие об
ассоциациях.
6
9
27
4.
Конструирование железнодорожной техники.
Системные приемы фантазирования.
6
12
27
5.
Конструирование технических объектов из
модулей простой и сложной формы по
собственному замыслу. Противоречие.
6
12
27
6.
Усложненные модели автомобилей. Типовые
приемы разрешения противоречий.
6
12
27
7.
Самостоятельные разработки. Система и ее
функция.
6
12
27
8.
Подготовка экспонатов для
конкурсах и соревнованиях.
конкурсах и соревнованиях.
24
24
9.
Введение:
информатика,
робототехника
2
3
участия
Участие
в
в
кибернетика,
-2-
1
10.
Основы конструирования роботов
11.
Введение в
механизмы
12.
3
12
15
6
21
27
Основы управления роботом
6
9
15
13.
Игры роботов. Состязания роботов
3
21
24
14.
Творческие проекты
6
6
163
216
робототехнику.
Моторные
ИТОГО:
53
-3-
Содержание программы II года обучения
1. Вводное занятие.
Теория
Знакомство, умение общаться друг с другом, коллективная работа, повторение
материала, пройденного в прошлом году.
Каждая команда собирает свою открытку. Чтобы детям было легче познакомиться, они
составляют название команды из первых букв имен и фамилий членов команды. Затем
вспоминаем материалы и инструменты (педагог показывает, а команды называют их,
кто быстрее). Вспоминаем правила техники безопасности.
Практика:
Конкурс «Робот»: из нескольких подготовленных заранее педагогом объемных
геометрических тел и представленных материалов, используя инструменты и свои
знания, умения и навыки прошлогодних занятий, дети конструируют по собственному
замыслу робота.
2. Стендовые модели самолетов. Загадка как объект изобретательства.
Теория:
История самолетостроения. Прославленные авиаконструкторы России.
Основные конструкционные части самолета: фюзеляж, крылья, хвостовое оперение.
Планер + винт + мотор = самолету. Что нужно для полета самолета – подъемная сила.
Подобие крыла самолета крылу птицы. Аэродинамические характеристики самолета.
Терминология – краткий авиационный словарь. Различные типы самолетов. Типы
двигателей. Форма крыльев, фюзеляжа, хвостового оперения.
Составление и отгадывание загадок как методика обучения систематизации предметов
и явлений, а так же развитие ассоциативного мышления
Практика:
Самолет «Пчелка»; простейшие модели сверхзвуковых истребителей и др.
Составление загадок.
3. Конструируем модели судов. Понятие об ассоциациях.
Теория:
Беседа о судостроительно-судоремонтных предприятиях нашего города-порта СанктПетербурга. Знакомство с историей судостроения и мореплавания по альбому
«Корабли». Типы, приемы развития ассоциативного мышления.
Практика:
Работа с чертежами разверток судов и литературой по мореплаванию.
-4-
Выбор модели по собственному желанию.
Изготовление модели по изученной технологической цепочке.
Придумывание новых объектов.
4. Конструирование
железнодорожной
техники.
Системные
приемы
фантазирования.
Теория:
Беседа о появлении первой железной дороги. История железных дорог в России.
Метод факальных объектов. Метод Робинзона Крузо.
Практика:
Изготовление стилизованного паровоза, вагонов, шлагбаума, семафора, здания
диспетчера и др. элементов. Изготовление бронепоезда. Придумывание новых
объектов.
5. Конструирование технических объектов из модулей простой и сложной формы по
собственному замыслу. Противоречия.
Теория:
Выбор модели или проектирование собственной модели Противоречия как результат
столкновения нашего «хочу» с возможностями системы.
Практика:
Конструирование технических объектов из модулей простой и сложной формы по
собственному замыслу или по готовым разверткам (робот-календарь, космический
челнок – с собственным оформлением). Решение задач.
6. Усложненные модели автомобилей. Типовые приемы разрешения противоречий.
Теория:
Немного истории: происхождение слова автомобиль. Опыт автомобилестроения.
Развитие автомобильной промышленности. Автомобильные фирмы и формы. Типовые
приемы решения противоречий: «дробление», «объединение», «инверсия» (наоборот).
Практика:
Азбука конструирования – моделирование простейшего транспортного средства на
листе формата А4 при использовании только плоских прямоугольных элементов
(«Бензовозик»; легковые автомобили). Моделирование по готовым чертежам :«Фиат»;
«Ситроен»; ГАЗ-675; «Рено-трафик» с прицепом, «Соболь», «Газель» и др. Решение
задач.
-5-
7. Самостоятельные разработки. Система и ее функция.
Теория.
Выбор будущей модели. Эскиз. Выполнение чертежей. Отделки, окраски. Защита
своей работы. Структура систем. Ресурсы. Понятие об идеальности.
Практика:
Модель на свободную тему по своим разработкам. Участие в конкурсе «От идеи до
воплощения». Решение задач.
8. Подготовка экспонатов для участия в конкурсах и соревнованиях. Участие в
конкурсах и соревнованиях.
Практика:
Подготовка экспонатов для участия в конкурсах и соревнованиях. Участие в конкурсах
и соревнованиях.
9. Введение: информатика, кибернетика, робототехника
Теория:
Значение информатики, кибернетики, робототехники в современном мире. Принципы
конструирования на основе конструктора Lego EV3.
Практика:
Изготовление робота-тележки по образцу
10. Основы конструирования роботов
Теория:
Основы конструирования роботов
Практика:
Изготовление роботов с использованием сенсорных датчиков
11. Введение в робототехнику. Моторные механизмы
Теория:
Введение в робототехнику. Языки программирования.
Практика:
Изготовление моторных механизмов. Программирование движения роботов.
12. Основы управления роботом
Теория:
Введение в робототехнику. Основы и принципы управления роботом
Практика:
Изготовление управляемых роботов. Программирование сложного движения робота
13. Игры роботов. Состязания роботов
Теория:
-6-
Виды игр и состязаний роботов.
Практика:
Конструирование и программирование роботов в соответствии с условиями
состязаний
14. Творческие проекты
Практика:
Творческие проекты роботов учащимися.
-7-
Материально-техническое обеспечение программы.
- робототехнический конструктор
- комплект робототехники. Базовый набор ЛЕГО
- программное обеспечение ЛЕГО
- конструктор робототехники. Ресурсный набор
- аккумуляторная батарея постоянного тока
- адаптер (зарядное устройство)
- инфракрасный маяк (пульт управления)
- комплект заданий (Инженерные проекты) для ЛЕГО
- конструктор ПервоРобот ЛЕГО ВЕ ДО
- нетбуки
- планшеты
-8-
-9-