kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

«Простейшая робототехника» (программа факультативного курса для 10 классов естественно-математического направления средних общеобразовательных школ)

Нажмите, чтобы узнать подробности

Данная программа  факультативного курса «Простейшая робототехника» предназначена для обучения учащихся 10 классов профильных школах естественно-математического направления.

     Целью настоящей программы является углубление знаний  в области прикладной физики, привитие интереса к робототехнике, отработка практических навыков сборки радиоэлектронных устройств.

   Задачами данного курса являются: связь теоретического материала с практическими навыками, углубление знаний в прикладной области физики.

    Программа факультативного курса  «Простейшая робототехника» состоит из 7 разделов, в которые включены 17 тем.           Рассчитана программа на 34 часа. Предусматриваются различные формы работы: лекции, беседы, практические занятия.

     Курс очень актуален и интересен, так как роботы и «умная» техника всё больше входят в нашу повседневную жизнь и на производства. Будущее человека всё больше и больше будет связано с робототехникой различной сложности, которую не только нужно будет эксплуатировать, но и технически обслуживать. С этой задачей сможет справиться только поколение, которое уже в школе будет знакомо с азами простейшей робототехники и будет выбирать технические специальности.

   Предложенный вариант программы допускает использование различных форм организации учебного процесса, ведения факультативного курса по физике.

   В последнее время усложнение программ по физике, несовершенство учебников и методических пособий, всё более отдаляют учащихся от осознанного изучения физики не для того, чтобы сдать ЕНТ, поступить в ВУЗ, а для того, чтобы полюбить физику, избрать её своей профессией, осознать её нужность и необходимость в повседневной жизни.

      Именно такие люди дали нам то, что мы сейчас имеем, чем мы сейчас пользуемся ежедневно. В основной массе учащиеся будут применять свои знания в прикладной физике. Именно эта часть физики наиболее интересна детям, и особенно мальчишкам, где можно удачно применить голову и руки. Более того, всё современное электронное оборудование в школе, дома, на производствах, на рынках развивает детей как пользователей и пугает сложностью исполнения. Даже в обычных дешёвых китайских игрушках они видят нечто сложное и непосильное  для них. И здесь возникает вопрос: «Зачем учить все законы, формулы, правила, решать задачи, если этих знаний недостаточно для объяснения самого простого технического устройства». И когда дети собственными руками начнут паять, отлаживать, собирать электронные устройства, тогда  у них и появится тысяча осознанных «а как?». Вот тогда они начнут учить законы физики, чтобы по потребности применять их на практике. Эти знания становятся осознанными, прочными и понятными для чего изучаются.           В этом случае детей не надо заставлять изучать физику, им нужно просто помогать понять её. И одним из примеров такой работы может стать занятие робототехникой, пусть самой простейшей, доступной, но практической. Ибо заставить устройство  выполнить то, что ты от него хочешь в реальном железе – это и есть верх блаженства для мальчишки, это его самоутверждение, это его осознанный выбор.

Просмотр содержимого документа
««Простейшая робототехника» (программа факультативного курса для 10 классов естественно-математического направления средних общеобразовательных школ) »





Городской отдел образования











«Простейшая робототехника»



(программа факультативного курса для 10 классов естественно-математического направления средних общеобразовательных школ)













Уральск 2013г.

Рекомендовано к публикации заседанием экспертного совета отдела образования г. Уральска.

Протокол № от 2013г.

Составитель: Полулях В.М. ,учитель физики высшей категории

средней общеобразовательно школы № 25, отличник просвещения Каз. ССР.

Рецензенты: Беспаленко О.Ф., учитель физики высшей категории

средней общеобразовательной школы № 39.

Микляева Т.С. ., учитель физики высшей категории

областной специализированно школы одарённых детей № 8.









В данное пособие включена программа, тематическое планирование факультативного курса для 10 классов естественно-математического направления средних общеобразовательных школ «Простейшая робототехника». Брошюра предназначена для преподавателей средних общеобразовательных школ, интересующихся робототехникой.





Содержание

1.Введение……………………………………………… 6



2.Программа факультативного курса для 10 классов

естественно-математического направления средних

общеобразовательных школ «Простейшая

робототехника»………………………………………. 9

3.Тематическое планирование факультативного курса

для 10 классов естественно-математического

направления средних общеобразовательных школ

«Простейшая робототехника»……………………. 15

4. Заключение……………………………………………26

5. Литература……………………………………………29

6. Приложения………………………………………… 30







Пояснительная записка.

Данная программа факультативного курса «Простейшая робототехника» предназначена для обучения учащихся 10 классов профильных школах естественно-математического направления.

Целью настоящей программы является углубление знаний в области прикладной физики, привитие интереса к робототехнике, отработка практических навыков сборки радиоэлектронных устройств.

Задачами данного курса являются: связь теоретического материала с практическими навыками, углубление знаний в прикладной области физики.

Программа факультативного курса «Простейшая робототехника» состоит из 7 разделов, в которые включены 17 тем. Рассчитана программа на 34 часа. Предусматриваются различные формы работы: лекции, беседы, практические занятия.

Курс очень актуален и интересен, так как роботы и «умная» техника всё больше входят в нашу повседневную жизнь и на производства. Будущее человека всё больше и больше будет связано с робототехникой различной сложности, которую не только нужно будет эксплуатировать, но и технически обслуживать. С этой задачей сможет справиться только поколение, которое уже в школе будет знакомо с азами простейшей робототехники и будет выбирать технические специальности.

Предложенный вариант программы допускает использование различных форм организации учебного процесса, ведения факультативного курса по физике.





Введение.

В последнее время усложнение программ по физике, несовершенство учебников и методических пособий, всё более отдаляют учащихся от осознанного изучения физики не для того, чтобы сдать ЕНТ, поступить в ВУЗ, а для того, чтобы полюбить физику, избрать её своей профессией, осознать её нужность и необходимость в повседневной жизни.

Именно такие люди дали нам то, что мы сейчас имеем, чем мы сейчас пользуемся ежедневно. В основной массе учащиеся будут применять свои знания в прикладной физике. Именно эта часть физики наиболее интересна детям, и особенно мальчишкам, где можно удачно применить голову и руки. Более того, всё современное электронное оборудование в школе, дома, на производствах, на рынках развивает детей как пользователей и пугает сложностью исполнения. Даже в обычных дешёвых китайских игрушках они видят нечто сложное и непосильное для них. И здесь возникает вопрос: «Зачем учить все законы, формулы, правила, решать задачи, если этих знаний недостаточно для объяснения самого простого технического устройства». И когда дети собственными руками начнут паять, отлаживать, собирать электронные устройства, тогда у них и появится тысяча осознанных «а как?». Вот тогда они начнут учить законы физики, чтобы по потребности применять их на практике. Эти знания становятся осознанными, прочными и понятными для чего изучаются. В этом случае детей не надо заставлять изучать физику, им нужно просто помогать понять её. И одним из примеров такой работы может стать занятие робототехникой, пусть самой простейшей, доступной, но практической. Ибо заставить устройство выполнить то, что ты от него хочешь в реальном железе – это и есть верх блаженства для мальчишки, это его самоутверждение, это его осознанный выбор.



Цели и задачи:

1. Дать более полное представление о робототехнике.

2. Научить учащихся находить информацию о робототехнике.

3. Обучить учащихся изготавливать действующую модель робота.

4. Убедить учащихся в необходимости знания современной робототехники.

5. Обучить учащихся навыкам изготовления робота.

6. Убедить учащихся в необходимости использовании современных робототехнических устройств.

7. Помочь учителям физики в организации работы по практической робототехнике.

8. Через учащихся просвещать население в необходимости использования «умной» техники.

9. Подготовка учащихся к осознанному поступлению в технические ВУЗы.

10. Развитие общей культуры пользования современными «умной» техникой.

Программа факультативного курса для 10 классов естественно-математического направления средних общеобразовательных школ

«Простейшая робототехника».(34 часа.)

Раздел 1. Основы электроники (11 часов).


Тема 1. Роботы, функциональное предназначение

роботов.(1 час.)

Разновидность роботов. Функции роботов.

Достижения науки в области

робототехники.

Тема 2. Основы электроники и механики в законах

физики.(3 часа.)

Механика. Аэродинамика. Электричество.

Магнетизм.

Тема 3. Электронные схемы простейших роботов.

(2 часа.)

Разновидность схем. Условные обозначения,

используемые в схемах.

Функциональное предназначение схем.

Тема 4. Измерительные приборы.

(3 часа.)

Приборы для измерения тока. Приборы для

измерения напряжения.

Приборы для измерения электрического

сопротивления. Приборы для измерения

электроёмкости и индуктивности.

Комбинированные приборы.

Тема 5. Расчёты параметров электрических схем.

(2 часа.)

Расчёты электронных схем при помощи формул.

Расчёты электронных схем при помощи

электронных симуляторов.

Раздел 2. Основы технического

программирования (5 часа).


Тема 1. Технические языки программирования.

(1 час.)

«Assembler». «Bascom-AVR». «С».

Тема 2. Bascom AVR.

(3 часа.)

Язык программирования Bascom AVR.

Операторы, команды языка.

Простейшие программы.

Тема 3.Работа с программатором.

(1 час.)

Прошивка контроллера программатором. Отладка программы. Пробный запуск робота.


Раздел 3. Контроллеры. (3 часа.)


Тема 1. Разновидности контроллеров и их

техническое применение. (1 час.)

Что такое контроллер? Виды контроллеров.

Технические характеристики контроллеров.

Область применения контроллеров.

Технические возможности AVR

контроллеров. Пайка и прошивка

контроллеров.

Раздел 4. Элементная база роботов. (2 час.)



Тема 1. Сайты, каталоги, магазины, форумы.

(1 час.)


Приобретение технических устройств,

датчиков, радиодеталей.


Тема 2. Классификация устройств и цены на

рынках. (1 час.)

Элементная база и её классификация. Цены.

Способы доставки.


Раздел 5.Способы управления роботом.

(2 часа.)


Тема 1. Автономный способ управления роботом.

(1 час.)

Автономный аналоговый способ управления

роботом.

Автономный цифровой способ управления

роботом.

Тема 2. Дистанционный способ управления роботом.

(1 час.)

Особенности дистанционного способа

управления роботом.

Пульт управления. Протоколы. Импульсы.


Раздел 6. Практическое изготовление

простейшего робота. (8 часов.)


Тема 1. Изготовление печатных плат.

(2 часа.)

Разработка платы. Нанесение рисунка. Травление платы. Сверление, лужение печатной платы.

Тема 2. Изготовление подвижной платформы.

(2 часа.)

Разновидность платформ. Выбор устройств для изготовления платформы. Практическое изготовление платформы.

Тема 3. Сборка простейшего робота.

(4 часа.)

Пайка необходимых модулей. Компоновка модулей на подвижной платформе. Установка необходимых датчиков. Сборка робота.

Раздел 7. Защита проекта. (3 часа.)





Тема 1. Демонстрация изготовленного робота.

(2 часа.)

Пробная демонстрация робота. Перспективное наращивание робота новыми датчиками.

Тема 2. Рефлексия изученного материала.

(1 час.)

Интерес к робототехнике. Практическая значимость изученного материала. Приобретённые практические навыки, в изготовлении электронных устройств.













Тематическое планирование факультативного курса для 10 классов, естественно-математического направления, средних общеобразовательных школ:

« Простейшая робототехника».

№ п\п

урока

Тема

Кол-во часов

Форма работы



Раздел 1. Основы электроники.


11






Тема 1. Роботы, функциональное предназначение роботов.



1


1

1

Разновидность робот роботов. Функции

роботов. Наиболее яркие разработки.

1

Презентация.





Тема 2. Основы электроники и

механики законах физики.





3



2

1

Механика и аэродинамика.

1

Лекция.

3

2

Электричество.

1

Лекция.

4

3

Магнетизм.

1

Лекция.



Тема 3.Электронные схемы простейших роботов.

2



5


1


Условные обозначения на схемах.


1


Лекция.

6

2

Чтение электронных схем и их функции.

1

Практическое занятие.



Тема 4. Измерительные приборы.


3


7

1

Приборы для измерения тока, напряжения и электрического сопротивления.

1

Практическое занятие.

8

2

Приборы для измерения электроёмкости и индуктивности.

1

Практическое занятие.

9

3

Комбинированные приборы.

1

Практическое занятие.





Тема 5. Расчёты параметров

электрических схем.



2


10

1

Расчёты, производимые при помощи формул.

1

Лекция.

11

2

Расчёты параметров при помощи электронных симуляторов.


1

Практическое занятие.







Раздел 2. Основы

технического

программирования.








5






Тема 1. Технические языки

программирования.



1


12

1

Разновидность технических языков программирования.

( «Assembler»,«Bascom-AVR», «С»)

1

Лекция.



Тема 2. Bascom AVR.

3


13

1

Общие сведения о языке.

1

Лекция.


14


2


Операторы и команды языка.


1


Лекция.

15

3

Простейшие программы на языке Bascom AVR.

1

Практическое занятие.




Тема 3. Работа с программатором.



1


16

1

Прошивка контроллера и пробный запуск робота.

1

Практическое занятие.



Раздел 3. Контроллеры.

3




Тема 1. Разновидности

контроллеров и их

техническое применение.

3


17

1

Виды контроллеров и их технические возможности.

1

Лекция.


18


2


AVR-контроллеры и их технические возможности.


1


Лекция.

19

3

Пайка и прошивка контроллеров.

1

Беседа с практическим занятием.




Раздел 4. Элементная база роботов.



2





Тема 1. Сайты, каталоги, магазины, форумы.


1


20

1

Приобретение электронных устройств, датчиков и радиодеталей.

1

Лекция с практической работой в интернете.



Тема 2. Классификация устройств и цены на рынках.

1


21

1

Элементная база и её классификация, цены, способы доставки, сроки доставки, почтовое отслеживание.

1

Лекция с практической работой в интернете.




Раздел 5. Способы управления роботом.




2




Тема 1. Автономный способ

управления роботом.

1


22

1

Автономный способ управления роботом (аналоговый и цифровой).

1

Лекция с демонстрацией.



Тема 2. Дистанционный способ управления роботом.


1


23

1

Дистанционный способ управления роботом (на примере телевизионного пульта управления).

1

Лекция с демонстрацией.



Раздел 6. Практическое

изготовление

простейшего робота.


8




Тема 1. Изготовление

печатных плат.

2


24

1

Разработка платы. Нанесение рисунка с помощью принтера.

1

Практическое занятие.


25


2


Травление и лужение платы.


1


Практическое занятие.





Тема 2. Изготовление

подвижной платформы.



2


26

1

Выбор платформы и приобретение устройств.

1

Беседа.

27

2

Практическое изготовление подвижной платформы.

1

Практическое занятие.



Тема 3. Сборка простейшего

робота.

4


28

1

Пайка необходимых модулей.

1

Практическое занятие.

29

2

Компоновка модулей на подвижной платформе.

1

Практическое занятие.

30

3

Установка необходимых датчиков.

1

Практическое занятие.

31

4

Сборка робота.

1

Практическое занятие.



Раздел 7. Защита проекта.


3




Тема 1. Демонстрация

изготовленного робота.


2






32

1

Пробная демонстрация робота.

1

Практическое занятие.

33

2

Перспективный план наращивания робота техническими устройствами.

1

Круглый стол.

(защита проекта)





Тема 2. Рефлексия.


1


34

1

Интерес, практическая значимость, навыки изготовления устройств.

1

Беседа.







Заключение.

Данная программа полезна тем, что здесь не обойтись без реальных навыков пайки, сверления, расчётов схем, программирования, компьютера и интернета. К тому, что прейдёт к нам через десяток лет готовиться нужно уже сейчас. А это значит, что уже в школе нужно отыскивать увлечённых, талантливых детей. Понятно, что это будут единичные дети, ибо к занятию робототехникой нужны предрасположенность и некоторые задатки.

Программа рассчитана на молодых, талантливых учителей физики, способных увлечься робототехникой и увлечь за собой учащихся. Тематика актуальна сейчас и будет актуальной в будущем. Занятие робототехникой даёт возможность на практике применить практически все знания, полученные на уроках физики.











Ожидаемый результат:

1. Расширение знаний в области робототехники.

2. Снижение уровня технической неграмотности учащихся.

3. Привитие интереса к прикладной физике.

4. Получение знаний в области практической робототехники.

5. Осознанное понимание необходимости изучения физики как науки, имеющей большое практическое значение.

6. Привитие необходимости получения практических навыков сборки и конструирования электронных устройств.





  • http://roboforum.ru/forum10/topic8448.html

Ссылки на сайты и форумы посвященные робототехнической тематике:

  • http://myrobot.ru/

  • http://roboforum.ru/

  • http://www.servodroid.ru/

  • http://robotsspace.ucoz.ru/

  • http://robozone.su/

  • http://roboclub.ru

  • http://www.lynxmotion.com

Ссылки на сайты и форумы посвященные электронике и электротехнике

  • http://easyelectronics.ru/

  • http://forum.cxem.net

  • http://radiokot.ru/

Ссылки на сайты и форумы, посвященные программированию:

  • http://www.avr123.nm.ru/

  • http://www.mcselec.com/

Ссылки на магазины комплектующих для роботов

  • http://www.robotshop.su/

http://www.pololu.com/http://www.robotshop.cahttp://4robots.ru/http://shop.roboforum.ru/



Литература.

1.123 эксперимента по робототехнике. Предко М., 2007

2. Введение в робототехнику. Накано Э.., 1988

3. Кибернетика в самоделки. Игошев Б.М., 1978

4. Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы. Панфилов Ю.В., 1988

5. Популярно о робототехнике. Боголюбов А.Н., 1989

6. Программируемые роботы. Создаем робота для своей домашней мастерской. Вильямс Дж., 2006

7. Программируемый робот, управляемый с КПК. Вильямс Д., 2006

8. Промышленные роботы агрегатно-модульного типа. Воробьев Е.И., 1988

9. Промышленные роботы. Справочник. Козырев Ю.Г., 1988

10. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях. Жимарши Ф., 2008

11. Системы искусственного интеллекта в машиностроении. Учебное пособие. Бровкова Б.В., 2004

12. Создаем робота-андроида своими руками. Ловынь Д., 2007

13. Создание роботов в домашних условиях. Брага Н., 2007









25


Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Физика

Категория: Прочее

Целевая аудитория: 10 класс

Автор: Полулях Валерий Маркович

Дата: 14.05.2015

Номер свидетельства: 211291

ПОЛУЧИТЕ БЕСПЛАТНО!!!
Личный сайт учителя
Получите в подарок сайт учителя


Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства