Перинов В.В. Лего-робототехника.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Данная дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа по робототехнике предназначена для учащихся 5–9 классов (10–15 лет) общеобразовательных школ, дополнительно изучающих программирование в МАУ ДО ЦДО «МАН». Программа рассчитана на три месяца обучения (108 часов, 3 часа в неделю).
Одной из важных проблем в России являются её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию
профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что
позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы.
Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.
Актуальность. Данная программа даст возможность школьникам закрепить и применить на
практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология. На занятиях по техническому творчеству учащиеся соприкасаются со смежными образовательными областями. За счет использования запаса технических понятий и специальных терминов
расширяются коммуникативные функции языка, углубляются возможности лингвистического развития обучающегося. Данная программа позволяет создать уникальную образовательную среду, которая способствует развитию инженерного, конструкторского мышления. В процессе работы с
LEGO EV3 ученики приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в команде способствует формированию умения взаимодействовать с соучениками, формулировать, анализировать, критически
оценивать, отстаивать свои идеи.
Цель:
Развитие интереса школьников к технике и техническому творчеству.
Задачи:
1.
Познакомить со средой программирования EV3;
2.
Проектирование роботов и программирование их действий;
3.
Выявить и развить природные задатки и способности детей, помогающие достичь
успеха в техническом творчестве;
4.
Расширение области знаний о профессиях;
5.
Умение учеников работать в группах.
Для реализации программы используются образовательные конструкторы фирмы Lego, конструктор LEGO MINDSTORMS Education EV3. Он представляет собой набор конструктивных деталей, позволяющих собрать многочисленные варианты механизмов, набор датчиков, двигатели и
микрокомпьютер EV3, который управляет всей построенной конструкцией. C конструктором LEGO
MINDSTORMS Education EV3 идет необходимое программное обеспечение.
LEGO EV3 обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет ученикам
получить результат в пределах одного занятия. И при этом возможности в изменении моделей и
программ – очень широкие, и такой подход позволяет учащимся усложнять модель и программу,
проявлять самостоятельность в изучении темы.
Программа предназначена для детей от 10 лет;
Срок реализации – 36 недель (108 часов).
Формы контроля
1.
Практические занятия
2.
Сборка моделей роботов
При организации практических занятий и творческих проектов формируются малые группы,
состоящие из 10–12 учащихся. Для каждой группы выделяется отдельное рабочее место, состоящее из компьютера и конструктора.
Преобладающей формой текущего контроля выступает проверка работоспособности робота:
o
выяснение технической задачи;
o
определение путей решения технической задачи;
Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ.
1

Методы обучения
1.
Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала
с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения материалов);
2.
Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе
разработки собственных моделей);
3.
Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их
коррекция в процессе выполнения практических заданий);
4.
Групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также при разработке
проектов)
Формы организации учебных занятий
•
урок-консультация;
•
практикум;
•
урок-проект;
•
урок проверки и коррекции знаний и умений.
Разработка каждого проекта реализуется в форме выполнения конструирования и программирования модели робота для решения предложенной задачи.
Планируемый результат:
Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность.
Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда.
Сформировать навыки конструирования и программирования роботов.
Сформировать мотивацию к осознанному выбору инженерной направленности обучения в
дальнейшем.
1.Учебный план занятий.
№
Название темы
Количество часов
Формы аттестап/
ции/контроля
Всего
Теория
Практика
п
1 Раздел 1. Введение в робототехнику
1
1
0
Устный опрос
2 Раздел 2. Конструирование
19
15
4
Сборка модели
3

Раздел 3. Программирование
ИТОГО:

Сборка модели

10
11

21/22/24
24/26/27/28
03/05/06/07
10/12/13/14
17/19/20/21
24/26/27/28
07/09/10/11

Ноябрь

19/21/22/23

14/16/17/18
21/23/24/25

28/30/01/02

05/07/08/09

12/14/15/16

Декабрь

19/21/22/23

26/28/29/30

09/11/12/13

Кол-во
часов

Тема

Введение в робототехнику.
3
Правила техники безопасности при обращении с роботами
Основные механические детали конструктора и их
3
назначение.
3
Модуль EV3.
Установка батарей, способы экономии энергии.
3
Основные механизмы конструктора LEGO EV3.
3
Виды соединений и передач и их свойства.
3
Сборка модели робота по инструкции
Программирование движения вперед по прямой
3
траектории.
Расчет числа оборотов колеса для прохождения задан3
ного расстояния.
3
Датчик касания. Устройство датчика.
Практикум. Решение задач на движение с использова3
нием датчика касания.
3
Датчик цвета, режимы работы датчика.
Решение задач на движение с использованием дат3
чика цвета
3
Ультразвуковой датчик.
Решение задач на движение с использованием дат3
чика расстояния
3
Гироскопический датчик.
Инфракрасный датчик, режим приближения, режим
3
маяка.
Каникулы

Место проведения

Форма
контроля

Устный опрос, сборка модели по заданию

Форма
занятия

Беседа с упражнениями

3
4
5
6
7

Октябрь

Время

12/14/15/16
Сентябрь

Число

Каб. 004 МАОУ ФМШ № 56 (ул. Краснофлотская, 46)

Месяц

Вторник с 1000 до 1220//Четверг: с 1500 до 1720
Пятница 1000 до 1220 //Суббота: с 1000 до 1220

№№

Календарный учебный график

35
36

30/01/02/03

06/08/09/10
13/15/16/17
19/20/21/22
27/29/01/02
04/05/06/07
12/14/15/16
19/21/22/23
22/23/25
26/28/29/30
02/04/05/06
09/11/12/13
16/16/19/20
23/25/26/27

3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3

Беседа с упражнениями

3
3

30/03/04
Май

16/1819/20
23/25/26/27

Среда: с 1400 до 1700//Пятница: с 1500 до 1800
Суббота: с 0900 до 1200// с 1200 до 1500

Январь
Февраль

21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

Март

Апрель

18
19

14/16/17/18

21/23/24/25

Подключение датчиков и моторов.
Интерфейс модуля EV3
Проверочная работа № 1 по теме «Знакомство с роботами LEGO MINDSTORMS EV3».
Среда программирования модуля EV3.
Счетчик касаний. Ветвление по датчикам.
Методы принятия решений роботом.
Программное обеспечение EV3.
Решение задач на движение вдоль сторон квадрата.
Программные блоки и палитры программирования.
Решение задач на движение по кривой.
Использование нижнего датчика освещенности.
Решение задач на движение вдоль линии.
Программирование модулей.
Решение задач на прохождение по полю из клеток
Измерение освещенности.
Измерение расстояний до объектов.
Конструирование моделей роботов для решения задач
с использованием нескольких разных видов датчиков.
Проверочная работа №2 по теме «Виды движений
роботов».
Соревнование роботов на тестовом поле.

Список литературы
1. Основы робототехники на Lego Mindstorms EV3: учебное пособие для СПО /Д. Э. Добриборщ, К. А. Артёмов, С. А. Чепинский, А. А. Бобцов. – 3 изд., стер. – СПб.: Лань, 2021. – 108 с. – Текст непосредственный;
2. Корчагин А. В., Смольянинов Физические эксперименты и опыты с Lego Mindstorms EV3. – МК.: ДМК Пресс, 2020. – 182 с.:
ил.
3. Материалы сайтов
http://www.prorobot.ru/lego.php
http://nau-ra.ru/catalog/robot
http://www.239.ru/robot
http://www.russianrobotics.ru/actions/actions_92.html