Робототехника

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Домодедовская средняя общеобразовательная школа № 8

Областной конкурс научно-исследовательской и проектной деятельности

«Юный исследователь»

Секция: Робототехника.

Тема: «Жалюзинатор»

                                        Автор работы: Пулатов Даниил Батырович

                                   Научный руководитель: Баран Елена Николаевна

Домодедово

2019

Оглавление:

1. Введение                                                    3

2. Практическая направленность                                     4

3. Значимость исследования                                        4

4. Элемент исследования                                          4

5. Конструирование                                              5

6. Программное обеспечение                                       5

7. Заключение                                                5

8. Список литературы                                          5

9. Приложение 1                                               6                                             

1. Введение

С чем ассоциируется у вас понятие о робототехнике? Согласитесь, воображение рисует нечто, человекоподобное, с механическими руками и ногами, либо, паукообразное, а ещё, обязательно представляется знаменитая собака-робот. Одним словом, представление о роботах у многих достаточно узкое и однобокое.

На самом деле, в современном мире, роботы – довольно востребованы. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться. Существует масса роботов, которые могут быть полезны даже как лекарство от скуки. На данный момент создано множество роботов – музыкантов, роботов – нянек, роботов – учителей, каждый из которых является совершеннейшим докой в той области, для которой его и создавали. Польза в повседневной жизни от таких аппаратов может быть просто гигантской.

Как видно, бояться человечеству нечего. Роботы вовсе не претендуют на мировое господство и едва ли когда-то смогут. Для этого необходимо как минимум создание искусственного интеллекта, который смог бы осмысливать входящую информацию и самостоятельно выбирать действие или реакцию на ее основе. Весьма сомнительно, что такое открытие произойдет скоро, так что пока возможность воевать остается людям.

Мы живём в 21 веке и такое явление, как роботы в нашей жизни, нам знакомо и не в диковинку. Если раньше, лет 50 назад, роботы были чем-то сверхъестественным, и заметки о них можно было прочитать только на страницах фантастических книг и журналов, то теперь роботы не новость, и встречаются повсеместно. К примеру, стиральная машинка-автомат – тот же робот, запрограммированный на стирку наших вещей, или плеер – тоже работ, компьютер– робот! Действительно, всё больше и больше новых технологий придумывают люди, чтобы облегчить себе жизнь, и называют их роботами. Что же такое робот?

Не будем вдаваться в технические детали, но отметим, что робот – это автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма, запрограммированное на то или иное действие.  Причём действие робот может совершать, как получая команды от человека, так и не получая.

В проекте "Умный дом" робот постоянно измеряет освещенность с помощью датчика света и в случае наступления темноты закрывает жалюзи, а в случае увеличения освещенности он поднимает жалюзи. Наш робот построен на базе Lego Mindstorms EV3.

Цель нашей работы: создать робота, открывающего и закрывающего жалюзи.

2. Практическая направленность

Идея автоматизации жалюзи зародилась в моей голове достаточно давно. Особенно сильно этому способствовало специфичное расположение окон моей комнаты: после обеда в мои окна бьет яркий солнечный свет, мешающий работе за компьютером и отбивающий всяческое желание заниматься продуктивной деятельностью. В тоже время, находиться в комнате с закрытыми створками жалюзи удовольствие, на мой взгляд, сомнительное. Мне хотелось получить систему, позволяющую автоматически менять угол поворота створок, в зависимости от интенсивности солнечного света, а также обладающую возможностью ручного управления с дистанционного пульта.

Этот робот прост в эксплуатации. В нашем проекте жалюзи поднимаются и опускаются на определенную величину. Роботы исследуют все, что находится вокруг них при помощи сенсоров – специальных видеокамер, датчиков расстояния и других специальных устройств. Все, что «видит» робот, и вся информация, которую он получает, поступает в небольшой встроенный внутри робота контроллер, который обрабатывает полученную информацию, принимает решения и дает команды всем узлам робота. Этот робот отлично сохраняет энергию.

Управлять своим домом, не вставая с дивана, входит в моду. Система «умный дом», роботы-пылесосы. Не отстают и представители шторной промышленности. Последний инновационный продукт от них – шторы на дистанционном управлении.

3. Значимость исследования

Наука не стоит на месте. Уже сейчас уровень развития робототехники достиг больших высот. Они стали частью современной промышленной революции, характеризующейся широким внедрением адаптивных технологий и роботизацией производства. Ежегодно все больше предприятий автоматизируется. Современный мир вполне осознает, какое значение имеет робототехника. До появления роботов, способных свободно общаться со своими владельцами, еще далеко, но уже появились такие, которые могут выполнять определенные виды работ.

Кому будет полезен проект? Он точно будет полезен ученикам и учителям школ, детских садов, а также в больницах и др.

4. Элемент исследования

В проекте используют следующие составляющие:

- программируемый блок EV3;

- два сервомотора;

- аккумуляторная батарея;

- датчик света;

- детали для конструирования.

5. Конструирование

Используя вышеизложенные элементы исследования, мы собрали робот «Жалюзинатор» (приложение 1, фотографии 1-3)

6. Программное обеспечение

Программное обеспечение необходимо в первую очередь для управления датчиками сервомоторами. Без программ не будет возможности сделать конструкцию динамичной. (Приложение 1, фотография 4)

7. Заключение

Как видите, современный мир уже невозможно представить себе без применения высоких технологий и роботов. Занятия по робототехнике помогают детям идти в ногу со стремительно развивающимся прогрессом и дают уникальную возможность для участия в улучшении качества жизни. За нами – будущее!

8. Список литературы

1. Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий. – «Курс программирования робота EV3 в среде Lego Mindstorms EV3». – М.  «Перо», 2016
2. «Робототехника для детей и родителей», автор С.А. Филиппов. 3-е издание книги.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Домодедовская средняя общеобразовательная школа №8

                                                                                                                                 УТВЕРЖДАЮ

Директор МАОУ Домодедовской СОШ №8

______________________О.М.Комарницкая

Приказ № 620  от « 31.08.2018 »

ПРОГРАММА КРУЖКА

«РОБОТОТЕХНИКА (LEGO WEDO)»

Составитель -  Баран Елена Николаевна

г.Домодедово

2018– 2019 учебный год

ПРОГРАММА КРУЖКА

«РОБОТОТЕХНИКА (LEGO WEDO)»

Пояснительная записка

Программа кружка «Робототехника (LEGO WeDo)» (далее – программа кружка) разработана на основе типовых программ дополнительного образования детей и молодежи (технический и естественно-математический профили).

LEGO-конструирование – современное учебное средство для неисчерпаемого количества новых идей детского творчества.

Образовательные конструкторы LEGO Education WeDo представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка «игрушку». Обучение происходит в процессе игры. Учащиеся собирают своими руками объекты, которые окружают их в повседневной жизни. В ходе занятий ребята знакомятся с техникой, основами конструирования, программирования и робототехники; открывают тайны механики; учатся регулировать работу устройств; формируют соответствующие умения и навыки, развивают определенные личностные качества.

Срок реализации программы кружка составляет 2 года.

Цель реализации программы кружка: обеспечение условий для обучения, воспитания и развития познавательной и творческой деятельности, учащихся средствами технического творчества.

Задачи:

углубить знания учащихся об окружающем мире, о мире техники;

обучать проектированию и конструированию механизмов и машин, программированию их простых действий и реакций;

обучать решению творческих нестандартных задач не только теоретически, но и практически при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

развивать коммуникативные способности учащихся, умения работать в группе, аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения;

профессионально ориентировать учащихся на выбор технических специальностей.

Программа предназначена для учащихся младшего школьного возраста (6-10 лет). Занятия проходят 1 раз в неделю по 2  часа.

Ресурсное обеспечение:  

конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo модели 9580);

ресурсный набор ПервоРобот LEGO® WeDo™ Артикул  9585;

ноутбук с программным обеспечением «LEGO Education WeDo Software»;

инструкции по сборке (в электронном виде, CD);

книга для педагога (в электронном виде, CD);

интерактивная доска;

телевизор;

проектор.

Программное обеспечение конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путем перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Также имеются Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора. Оно знакомит с принципами создания и программирования LEGO-моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo.  

Комплект содержит:

12 заданий с видеороликами,

6. заданий без видеороликов,

картинки и пошаговые сборочные инструкции по сборке и программированию.

Основной формой организации образовательного процесса при реализации программы кружка является занятие (теоретическое и практическое).

Занятия проводятся в соответствии с инструкциями по охране труда, санитарными нормами и правилами.

Учебно-тематический план

Первый год обучения

Содержание программы

1. Вводное занятие. 

Знакомство с конструктором LEGO. Организация рабочего места. Техника безопасности. Робототехника: понятие, назначение. Особенности работы с инструкцией. Проектирование моделей-роботов. Терминология. Среда конструирования. Сборка и программирование. Знакомство с подключением датчиков.

2. Изучение механизмов.

1. Танцующие птицы. 

Знакомство с проектом «Танцующие птицы». Изучение особенностей передачи энергии с помощью шкивов. Изучение влияния положения ремня на направление вращения птиц.

Практические занятия. Сборка «птичек», которые вращаются за счет вращения оси и передачи энергии шкиву. Передача энергии другому механизму с помощью шкивов и ремней. Эксперименты с различными положениями ремня.

2. Умная вертушка. 

Знакомство с кулачковой передачей. Знакомство с понятием случайных чисел. Обеспечение энергосбережения с помощью датчика движения. 

Практические занятия. Сборка волчка и механизма, приводящего его в движение. Программирование с условием: наличие датчика.

3. Конструирование и программирование моделей.

1. Обезьянка-барабанщица.

Знакомство с рычажной передачей энергии, кулачковой передачей.

Практические занятия. Сборка «обезьяны». Изучение влияния длины рычага на передачу энергии. Изучение влияния положения кулачков на ритм музыки.

2. Голодный аллигатор.

Знакомство с датчиком движения. Повторение передачи с помощью шкивов.

Практические занятия. Сборка «аллигатора». Начальное моделирование поведенческих ситуаций. Открытие и закрытие пасти «аллигатора» как реакция на датчик движения.

3. Рычащий лев.

Знакомство с датчиком наклона, с влиянием силы тяжести на скорость мотора. Возможность записи своего звука.

Практические занятия. Сборка «льва». Действия модели (встает и ложится) как реакция на датчик движения.

4. Порхающая птица.

Знакомство с механизмами, использующими только датчики. Знакомство с модификацией проектов по собственному усмотрению.

Практические занятия. Сборка «птицы». Программирование датчика движения.

5. Болельщики.

Подготовка к соревновательной деятельности. Разработка и программирование речевок и других способов поддержки своей команды.

Практические занятия. Сборка проекта «Болельщики». Программирование звуковых и визуальных эффектов.

6. Лего-футбол.

Знакомство с человекоподобными механизмами на примере нападающего и вратаря. Программирование их действий, в том числе с использованием случайных чисел (вратарь). Соревнования.

Практические занятия. Сборка конструкции «Нападающий и вратарь», программирование их действий. Мини-соревнования.

4. Проектирование.

1. Спасение самолета.

Знакомство с управлением скоростью движения мотора датчиками. Углубление знаний о системах управления звуком и программировании зависимых от датчиков значений. Продумывание сценариев поведения самолета.

Практические занятия. Сборка модели самолета и программирование датчика наклона.

2. Спасение от великана.

Моделирование поведения андроидного робота на примере великана. Изучение понятия допустимой нагрузки при использовании механизмов с червячной зубчатой передачей для рычажных механизмов.

Практические занятия. Сборка модели великана и программирование датчика наклона.

3. Непотопляемый парусник.

Моделирование влияния природных условий на окружающую среду. Теоретические основы программирования синхронных процессов.

Практические занятия. Сборка модели парусника. Программирование синхронных процессов (практикум).

4. Колесо обозрения.

Знакомство с привычными механизмами и их естественными ограничениями, принципами их применения.

Практические занятия. Сборка модели колеса обозрения. Изучение принципов пониженной и повышенной передач.

5. Карусель.

Сравнение естественных ограничений для похожих явлений (сравнение особенностей и ограничений колеса обозрения и карусели).

Практические занятия. Сборка модели карусели.

6. Линия финиша.

Знакомство с транспортными средствами, механизмами преобразования энергии для движения транспортного средства на примере гоночных машинок.

Практические занятия. Сборка линии финиша и гоночных машинок с использованием датчика движения.

5. Проектная деятельность. 

Создание творческого проекта. Разработка индивидуального задания по правилам одного из международных конкурсов. Составление графика работы над проектом. 

Практические занятия. Создание конструкторской модели в среде виртуального проектирования для LEGO-конструкторов. Написание программы для проекта.  Тестирование. Представление и защита проекта. Итоговая аттестация.

6. Соревнование (подготовка и участие).

Техника безопасности. Изучение регламента соревнования, заданий, критериев оценки выступлений. Знакомство с компетенциями Soft Skills.

Практические занятия. Подготовка и участие в соревновании.

7. Заключительное занятие.

Подведение итогов работы за год, поощрение учащихся.

Практические занятия. Сборка модели по выбору.

Учебно-тематический план

Второй год обучения

Содержание программы

1. Вводное занятие.   

Роль и место робототехники в жизни современного общества, разновидности роботов и их применение в жизни человека. Правила безопасной работы на компьютере и с набором технического конструктора  ПервоРобот  LEGO WeDo. Правила организации рабочего места. Повторение основных понятий, устройств и деталей LEGO-конструктора.  

2. Работа с набором технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo.

Повторение основных деталей набора технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo.  

Практические занятия. Супер случайное ожидание. Управление с клавиатуры. Управление голосом. Управление мощностью мотора при помощи датчика наклона. Все звуки. Случайный порядок воспроизведения звуковых файлов. Все фоны экрана. Случайный выбор фона экрана.

3. Устройство компьютера. Программное обеспечение LEGO Education WeDo.

Повторение: дополнительные сведения о компьютере, внутренние и внешние устройства компьютера. Клавиатура. Функциональные клавиши. Основные принципы работы с  программой LEGO Education WeDo. Обзор. Перечень терминов.

Практические занятия. Практикумы по программированию: «Основные элементы интерфейса», «Базовые блоки и команды», «Операторы управления».

4. Сборка базовых моделей.

4.1.  Трехколесная модель.

Создание, программирование и испытание действующих трехколесных моделей.  

4.2. Четырехколесная модель. 

Создание, программирование и испытание действующих четырехколесных моделей с заменой червячной передачи на ременную для увеличения скорости.  

4.3. Сборка модели по замыслу.

Анализ заданий, выполненных на предыдущих занятиях. Сборка модели по замыслу, анализ полученных результатов.

5. Роботы-помощники.

5.1. Трамбовщик.

Теоретическое изучение способов передачи движения модели с помощью зубчатых колес за счет изменения их радиуса.

Практические занятия. Сборка модели «Трамбовщик». Разработка программы управления трамбовщиком.

5.2. Манипулятор.

Знакомство с видами манипуляторов. Понятие степени свободы.

Практические занятия. Сборка модели «Манипулятор».

5.3. Подъемник-погрузчик.

Изучение видов подъемных механизмов и блочной системы.

Практические занятия. Сборка и программирование модели «Подъемник-погрузчик».

5.4. Перевозчик груза.

Виды передач (червячная, зубчатая), соединение их с мотором и колесами (трансмиссия).

Практические занятия. Сборка модели для перевоза груза.

5.5. Творческая мастерская «Выставка моделей роботов-помощников».

Организация работы творческой мастерской «Выставка моделей роботов-помощников».

6.  Транспорт.

Виды транспорта, способы его движения. Разработка проектов: «Луноход», «Вертолет», «Самолет-истребитель».

Практические занятия. Сборка, программирование и испытание действующих моделей: «Луноход», «Вертолет», «Самолет-истребитель». Творческая мастерская «На крутых виражах».

8. Чудесные изобретения.  

Изучение названий основных деталей и терминов, используемых при конструировании моделей: «Лягушка», «Чудо-карусель». Способы   передачи движения и преобразования энергии в модели.

Практические занятия. Создание, программирование и испытание действующих моделей: «Лягушка», «Чудо-карусель». Итоговая самостоятельная работа «Мое новое изобретение».

9. Творческие модели.

Повторение названий основных деталей и терминов, используемых при конструировании моделей. Разработка собственных творческих проектов.

Практические занятия. Создание, программирование и испытание действующих собственных творческих моделей.

10. Подготовка и проведение выставки, участие в конкурсах.          Выбор и подготовка моделей для выставки. Защита проектов. Проведение выставки. Участие в конкурсах. 
11. Заключительное занятие. Подведение итогов работы, поощрение

учащихся.

Ожидаемые результаты 

Занятия по программе кружка помогут учащимся:

расширить диапазон знаний об окружающем мире, о мире техники;

сформировать представление об областях применения и назначения различных инструментов, машин, технических устройств, о влиянии технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;

сформировать представление об основных понятиях, применяющихся в робототехнике: мотор, датчик и другие;

научиться создавать и конструировать механизмы и машины, включая самодвижущиеся;

усвоить названия и назначение основных деталей и терминов, используемых при конструировании моделей; 

изучить способы   передачи движения и преобразования энергии в модели;

самостоятельно программировать простые действия и реакции механизмов;

решать определенные виды творческих нестандартных задач как теоретически, так практически при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

самостоятельно проводить анализ модели, планировать последовательность ее изготовления и осуществлять контроль результата практической работы по образцу, технологической карте или рисунку;

развить коммуникативные способности, самостоятельность, ответственность;

развить умение работать в группе, умение аргументировано представлять результаты своей деятельности;

развить навыки безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером, с набором технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo;

сформировать ценностные отношения друг к другу, педагогу, авторам открытий и изобретений, результатам обучения;

сформировать устойчивый интерес к робототехнике.

Формы и методы реализации программы

При реализации программы кружка применяются традиционные и нетрадиционные формы и методы работы.

Формы обучения: групповые и индивидуальные.

Методы обучения (общие): объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, проблемного обучения, эвристический, исследовательский.

Формы занятий: дискуссия, практическая работа, самостоятельная работа, соревнование, выставка, защита проектов и другие.

Формы воспитания: массовые, групповые, индивидуальные.

Проводятся воспитательные мероприятия, развивающие творческие технические способности учащихся, по направлениям:

гражданско-патриотическое воспитание,

Литература и информационный ресурс

        1. Белиовская, Л.Г.  Использование LEGO-роботов в инженерных проектах школьников. Отраслевой подход / Л. Г. Белиовская,                                   Н.А. Белиовский. – М. : ДМК Пресс, 2015. – 88 с.

        2. Белиовская, Л.Г. Узнайте, как программировать на LabVIEW /              Л.Г. Белиовская. – М. : ДМК Пресс, 2014. – 140 с.

Наука. Энциклопедия. – М. : РОСМЭН, 2001. – 125 с.

        3. ПервоРобот LEGO WeDo. Книга учителя / LEGO. – 2009. –   177 с.

        4. Управление роботами. Состояние и перспективы : материалы ХХ общ. собрания академии навигации и управления движением,   26 октября 2005 г. С.-Петербург / редкол. : П.К. Плотников (отв. ред.) и др.]. – СПб. : Электроприбор, 2008. – 20 с.

        5. Энциклопедический словарь юного техника / сост. Б.В. Зубков,               С.В. Чумаков. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Педагогика, 1988. – 463 с.

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

 64 часа, 2 часа в неделю

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Домодедовская средняя общеобразовательная школа №8

                                                                                                                                 УТВЕРЖДАЮ

Директор МАОУ Домодедовской СОШ №8

______________________О.М.Комарницкая

Приказ № 652от « 30.08.2019 »

ПРОГРАММА

 курса дополнительного образования

 «РОБОТОТЕХНИКА (LEGO WEDO)»

автор составитель -  Баран Елена Николаевна,

педагог дополнительного образования

г. Домодедово

2019– 2020 учебный год

Программа

 «РОБОТОТЕХНИКА (LEGO WEDO)»

Пояснительная записка

Программа кружка «Робототехника (LEGO WeDo)» (далее – программа кружка) разработана на основе типовых программ дополнительного образования детей и молодежи (технический и естественно-математический профили).

LEGO-конструирование – современное учебное средство для неисчерпаемого количества новых идей детского творчества.

Образовательные конструкторы LEGO Education WeDo представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка «игрушку». Обучение происходит в процессе игры. Учащиеся собирают своими руками объекты, которые окружают их в повседневной жизни. В ходе занятий ребята знакомятся с техникой, основами конструирования, программирования и робототехники; открывают тайны механики; учатся регулировать работу устройств; формируют соответствующие умения и навыки, развивают определенные личностные качества.

Срок реализации программы кружка составляет 1 год.

Цель реализации программы кружка: обеспечение условий для обучения, воспитания и развития познавательной и творческой деятельности, учащихся средствами технического творчества.

Задачи:

углубить знания учащихся об окружающем мире, о мире техники;

обучать проектированию и конструированию механизмов и машин, программированию их простых действий и реакций;

обучать решению творческих нестандартных задач не только теоретически, но и практически при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

развивать коммуникативные способности учащихся, умения работать в группе, аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения;

профессионально ориентировать учащихся на выбор технических специальностей.

Программа предназначена для учащихся младшего школьного возраста (6-10 лет). Занятия проходят 1 раз в неделю по 2 часа (72 часа в год).

Ресурсное обеспечение:  

конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo модели 9580);

ресурсный набор ПервоРобот LEGO® WeDo™ Артикул  9585;

ноутбук с программным обеспечением «LEGO Education WeDo Software»;

инструкции по сборке (в электронном виде, CD);

книга для педагога (в электронном виде, CD).

Программное обеспечение конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путем перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Также имеются Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора. Оно знакомит с принципами создания и программирования LEGO-моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo.  

Комплект содержит:

12 заданий с видеороликами,

6. заданий без видеороликов,

картинки и пошаговые сборочные инструкции по сборке и программированию.

Основной формой организации образовательного процесса при реализации программы кружка является занятие (теоретическое и практическое).

Занятия проводятся в соответствии с инструкциями по охране труда, санитарными нормами и правилами.

Учебно-тематический план

Содержание программы

1. Вводное занятие. 

Знакомство с конструктором LEGO. Организация рабочего места. Техника безопасности. Робототехника: понятие, назначение. Особенности работы с инструкцией. Проектирование моделей-роботов. Терминология. Среда конструирования. Сборка и программирование. Знакомство с подключением датчиков.

2. Изучение механизмов.

1. Танцующие птицы. 

Знакомство с проектом «Танцующие птицы». Изучение особенностей передачи энергии с помощью шкивов. Изучение влияния положения ремня на направление вращения птиц.

Практические занятия. Сборка «птичек», которые вращаются за счет вращения оси и передачи энергии шкиву. Передача энергии другому механизму с помощью шкивов и ремней. Эксперименты с различными положениями ремня.

2. Умная вертушка. 

Знакомство с кулачковой передачей. Знакомство с понятием случайных чисел. Обеспечение энергосбережения с помощью датчика движения. 

Практические занятия. Сборка волчка и механизма, приводящего его в движение. Программирование с условием: наличие датчика.

3. Конструирование и программирование моделей.

1. Обезьянка-барабанщица.

Знакомство с рычажной передачей энергии, кулачковой передачей.

Практические занятия. Сборка «обезьяны». Изучение влияния длины рычага на передачу энергии. Изучение влияния положения кулачков на ритм музыки.

2. Голодный аллигатор.

Знакомство с датчиком движения. Повторение передачи с помощью шкивов.

Практические занятия. Сборка «аллигатора». Начальное моделирование поведенческих ситуаций. Открытие и закрытие пасти «аллигатора» как реакция на датчик движения.

3. Рычащий лев.

Знакомство с датчиком наклона, с влиянием силы тяжести на скорость мотора. Возможность записи своего звука.

Практические занятия. Сборка «льва». Действия модели (встает и ложится) как реакция на датчик движения.

4. Порхающая птица.

Знакомство с механизмами, использующими только датчики. Знакомство с модификацией проектов по собственному усмотрению.

Практические занятия. Сборка «птицы». Программирование датчика движения.

5. Болельщики.

Подготовка к соревновательной деятельности. Разработка и программирование речевок и других способов поддержки своей команды.

Практические занятия. Сборка проекта «Болельщики». Программирование звуковых и визуальных эффектов.

6. Лего-футбол.

Знакомство с человекоподобными механизмами на примере нападающего и вратаря. Программирование их действий, в том числе с использованием случайных чисел (вратарь). Соревнования.

Практические занятия. Сборка конструкции «Нападающий и вратарь», программирование их действий. Мини-соревнования.

4. Проектирование.

1. Спасение самолета.

Знакомство с управлением скоростью движения мотора датчиками. Углубление знаний о системах управления звуком и программировании зависимых от датчиков значений. Продумывание сценариев поведения самолета.

Практические занятия. Сборка модели самолета и программирование датчика наклона.

2. Спасение от великана.

Моделирование поведения андроидного робота на примере великана. Изучение понятия допустимой нагрузки при использовании механизмов с червячной зубчатой передачей для рычажных механизмов.

Практические занятия. Сборка модели великана и программирование датчика наклона.

3. Непотопляемый парусник.

Моделирование влияния природных условий на окружающую среду. Теоретические основы программирования синхронных процессов.

Практические занятия. Сборка модели парусника. Программирование синхронных процессов (практикум).

4. Колесо обозрения.

Знакомство с привычными механизмами и их естественными ограничениями, принципами их применения.

Практические занятия. Сборка модели колеса обозрения. Изучение принципов пониженной и повышенной передач.

5. Карусель.

Сравнение естественных ограничений для похожих явлений (сравнение особенностей и ограничений колеса обозрения и карусели).

Практические занятия. Сборка модели карусели.

6. Линия финиша.

Знакомство с транспортными средствами, механизмами преобразования энергии для движения транспортного средства на примере гоночных машинок.

Практические занятия. Сборка линии финиша и гоночных машинок с использованием датчика движения.

5. Проектная деятельность. 

Создание творческого проекта. Разработка индивидуального задания по правилам одного из международных конкурсов. Составление графика работы над проектом. 

Практические занятия. Создание конструкторской модели в среде виртуального проектирования для LEGO-конструкторов. Написание программы для проекта.  Тестирование. Представление и защита проекта. Итоговая аттестация.

6. Соревнование (подготовка и участие).

Техника безопасности. Изучение регламента соревнования, заданий, критериев оценки выступлений. Знакомство с компетенциями Soft Skills.

Практические занятия. Подготовка и участие в соревновании.

7. Заключительное занятие.

Подведение итогов работы за год, поощрение учащихся.

Практические занятия. Сборка модели по выбору.

Ожидаемые результаты 

Занятия по программе кружка помогут учащимся:

расширить диапазон знаний об окружающем мире, о мире техники;

сформировать представление об областях применения и назначения различных инструментов, машин, технических устройств, о влиянии технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;

сформировать представление об основных понятиях, применяющихся в робототехнике: мотор, датчик и другие;

научиться создавать и конструировать механизмы и машины, включая самодвижущиеся;

усвоить названия и назначение основных деталей и терминов, используемых при конструировании моделей; 

изучить способы   передачи движения и преобразования энергии в модели;

самостоятельно программировать простые действия и реакции механизмов;

решать определенные виды творческих нестандартных задач как теоретически, так практически при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

самостоятельно проводить анализ модели, планировать последовательность ее изготовления и осуществлять контроль результата практической работы по образцу, технологической карте или рисунку;

развить коммуникативные способности, самостоятельность, ответственность;

развить умение работать в группе, умение аргументировано представлять результаты своей деятельности;

развить навыки безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером, с набором технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo;

сформировать ценностные отношения друг к другу, педагогу, авторам открытий и изобретений, результатам обучения;

сформировать устойчивый интерес к робототехнике.

Формы и методы реализации программы

При реализации программы кружка применяются традиционные и нетрадиционные формы и методы работы.

Формы обучения: групповые и индивидуальные.

Методы обучения (общие): объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, проблемного обучения, эвристический, исследовательский.

Формы занятий: дискуссия, практическая работа, самостоятельная работа, соревнование, выставка, защита проектов и другие.

Формы воспитания: массовые, групповые, индивидуальные.

Проводятся воспитательные мероприятия, развивающие творческие технические способности учащихся, по направлениям:

гражданско-патриотическое воспитание,

Учебное и учебно-методическое обеспечение

        1. Белиовская, Л.Г.  Использование LEGO-роботов в инженерных проектах школьников. Отраслевой подход / Л. Г. Белиовская,                                   Н.А. Белиовский. – М. : ДМК Пресс, 2015. – 88 с.

        2. Белиовская, Л.Г. Узнайте, как программировать на LabVIEW /              Л.Г. Белиовская. – М. : ДМК Пресс, 2014. – 140 с.

Наука. Энциклопедия. – М. : РОСМЭН, 2001. – 125 с.

        3. ПервоРобот LEGO WeDo. Книга учителя / LEGO. – 2009. –   177 с.

        4. Управление роботами. Состояние и перспективы : материалы ХХ общ. собрания академии навигации и управления движением,   26 октября 2005 г. С.-Петербург / редкол. : П.К. Плотников (отв. ред.) и др.]. – СПб. : Электроприбор, 2008. – 20 с.

        5. Энциклопедический словарь юного техника / сост. Б.В. Зубков,               С.В. Чумаков. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Педагогика, 1988. – 463 с.

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

72 часа, 2 часа в неделю