Образовательный проект «Создание модели автономного робота» для учащихся 11-12 лет
методическая разработка

Образовательный проект

«Создание модели автономного робота» для учащихся 11-12 лет

Данный проект предполагает использование конструкторов Lego Mindstorms EV3, как инструмента для обучения детей 11 – 12 лет техническому конструированию и робототехнике. Проект разработан с учетом требований нормативных документов дополнительного образования, возрастных и индивидуальных особенностей детей. Проект призван пробудить интерес к технике, ведь понимание как работает автоматическое устройство и опыт конструирования обязательно пригодится в любой деятельности, какую бы профессию ребенок не выбрал в будущем.

Актуальность.

Современные дети живут в эпоху активной информатизации, компьютеризации и роботостроения. Технические достижения всё быстрее проникают во все сферы человеческой жизнедеятельности и вызывают интерес детей к современной технике. Нам необходимо всячески поддерживать и развивать этот интерес, массово популяризировать профессию инженера, причем предпринимать такие шаги необходимо для детей с достаточно раннего возраста.

Поэтому важная задача дополнительного образования сегодня - развивать интерес ребенка к изобретательской деятельности и научно-техническому творчеству. Необходимы образовательные проекты, позволяющие развивать умения анализировать ситуацию, применять теоретические знания для решения проблем реального мира. В образовательной среде эти задачи можно реализовать с помощью Лего-конструкторов и робототехники.

Благодаря разработкам компании Лего на современном этапе появилась возможность уже в школьном возрасте знакомить детей с основами строения технических объектов. Робототехника сегодня - одна из самых динамично развивающихся областей промышленности. Робототехника показала высокую эффективность в образовательном процессе, она успешно решает цель социального заказа общества: сформировать личность, способную самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку.

В реальной практике деятельности образовательного учреждения остро ощущается необходимость в организации работы по мотивации интереса к техническому творчеству и формированию инженерно-технических компетенций в области робототехники. В соответствии с этим возникла потребность организации соответствующей работы и создания учебного проекта по обеспечению образовательной деятельности. Образовательный проект «Создание модели автономного робота» для учащихся 11-12 лет позволит сформировать опыт работы по внедрению робототехники в современную образовательную среду, будет способствовать формированию стабильного интереса детей к процессу обучения и развитию технического потенциала ребенка.

В современном мире часто появляется задача проведения работ в недоступных по различным причинам для человека местах. Для решения задач такого рода хорошо подходит роботизированная система. Широкий спектр существующих на данный момент технических решений позволяет проектировать и создавать роботов для эксплуатации в различных условиях, снизив тем самым опасность для жизни и здоровья людей.

Уже сегодня можно найти в магазинах множество наборов для самостоятельной сборки и программирования роботов. Конструктор Lego Mindstorms EV3 является безусловным лидером образовательной робототехники. Данный конструктор помогает понять основы робототехники, наглядно реализовать сложные алгоритмы. Используя Лего-роботов, дети учатся основам работы с компьютерными программами, создают «умных» роботов.

Цель: формирование у учащихся инженерно-технических компетенций.

Задачи

Для учащихся:

1. ознакомить учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых при создании роботов, навыкам конструирования;
2. ознакомить с основами программирования в компьютерной среде моделирования TRIK Studio;
3. создать модель автономного робота, способного решать поставленные задачи;
4. сформировать у учащихся устойчивого интереса к техническом конструированию и заложить фундамент профессиональной ориентации инженерно-технической направленности;
5. воспитать основы культуры поведения со сверстниками при работе в команде.

Для педагога:

1. создать условия для внедрение технического конструирования и робототехники образовательный процесс;
2. организовать целенаправленную работу по применению Лего- конструкторов в образовательном учреждении;
3. обобщить и распространить опыт внедрения и использования робототехники, в образовательном процессе.

Календарный план проекта

Ожидаемые результаты реализации проекта

Для учащихся:

• узнают комплекс базовых технологий, применяемых при создании роботов;
• узнают основы программирования в компьютерной среде TRIK Studio;
• создадут модель автономного робота, способного решать поставленные задачи;
• сформируют устойчивый интерес к техническому конструированию и разовьют основы инженерного мышления;
• воспитают основы культуры поведения со сверстниками при работе в команде.

Для педагога:

• внедрение технологии дифференцированного обучения;
• возможность творческой самореализации;
• совершенствование учебно-методического комплекса сопровождения образовательной программы;
• увеличение охвата детей, занимающихся техническим творчеством.

Для родителей:

• удовлетворенность качеством предоставляемых образовательных услуг;
• знакомство с современными образовательными технологиями.

Перспективы развития проекта

Решение поставленных в проекте задач позволит организовать условия, способствующие организации творческой продуктивной деятельности обучающихся на основе робототехники в образовательном процессе.

В результате, создаются условия не только для расширения границ социализации ребёнка при работе в команде, активизации технической, познавательной деятельности, демонстрации своих успехов, но и закладываются основы профориентации, направленной на пропаганду профессий инженерно- технической направленности, остро востребованных сегодня.

Грамотное оформление и представление творческого проекта позволит принять участие в городских выставках -конкурсах технического творчества.

Список использованной литературы

1. Богданова О.А. Кубок РТК, Робототехнические соревнования / О. А. Богданова. – Санкт-Петербург: ЦНИИ РТК, 2018. – 22 с.
2. Марьясина, Т. Д. Образовательная робототехника / Т. Д. Марьясина. – Москва: Спутник+, 2019. – 39 с.
3. Робототехника для детей и родителей. С.А.Филиппов. СПб: Наука, 2010.
4. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. С.А.Филиппов. Москва: Лаборатория знаний, 2018.

Приложение 1

Календарно-тематическое планирование по реализации образовательного проекта «Создание модели автономного робота» для учащихся 11-12 лет.

Приложение 2

Наш мобильный робот для проведения работ в труднодоступных, опасных местах реализован на базе конструктора Lego Mindstorms EV3 и представляет собой робота на гусеничном ходу. Гусеницы обладают большей площадью контакта с покрытием, чем колеса, и способны добраться туда, куда не доедут колесные агрегаты. Гусеницы приводятся в движение двумя большими моторами, которыми управляет контроллер EV3. Инфракрасный датчик определяет расстояние по преграды перед роботом, и если оно меньше 30 сантиметров, то блок задействует третий мотор, отвечающий за работу манипулятора. Второй инфракрасный датчик позволяет нашему роботу ехать вдоль стены, не врезаясь в нее. Связь и управление роботом осуществляется по Bluetooth.

В программе Lego Digital Designer была создана трёхмерная модель, позволяющая безошибочно собрать робота и составить технологическую карту.

Алгоритм для управления роботом разработан и написан в среде программирования TRIK Studio.