Лаборатория "Робототехника"

Пояснительная записка

Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является их ориентация на результаты образования, причем они рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода.

Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь тогда, когда они имеют деятельностью формы и способствуют формированию тех или иных типов деятельности.

Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие.

Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде LEGO, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты LEGO, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.

Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных деталей.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце урока увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Одна из задач курса заключается в том, чтобы перевести уровень общения ребят с техникой «на ты», познакомить с профессией инженера.

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. Поэтому вторая задача курса состоит в том, чтобы научить ребят грамотно выразить свою идею, спроектировать ее техническое и программное решение, реализовать ее в виде модели, способной к функционированию.

Внедрение разнообразных Лего-конструкторов во внеурочную деятельность детей разного возраста помогает решить проблему занятости детей, а также способствует многостороннему развитию личности ребенка.

Цели и задачи курса

ПервоРобот LEGOWeDo предоставляет учителям средства для достижения целого комплекса образовательных целей.

• Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели.

• Установление причинно-следственных связей.

• Анализ результатов и поиск новых решений.

• Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.

• Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.

• Проведение систематических наблюдений и измерений.

• Использование таблиц для отображения и анализа данных.

• Построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.

• Логическое мышление и программирование заданного поведения модели.

• Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта.

Главной целью использования ЛЕГО-конструирования в системе дополнительного образования является овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, координации «глаз-рука», изучение понятий конструкций и ее основных свойствах (жесткости, прочности и устойчивости), развитие навыков взаимодействия в группе.

Основные задачи кружка Лего-конструирования :

- обеспечивать комфортное самочувствие ребенка;

-развивать творческие способности и логическое мышление детей;

-развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел

- развивать умения творчески подходить к решению задачи;

- развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Принципы организации курса

Организация работы с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения. Учащиеся сначала обдумывают, а затем создают различные модели. При этом активизация усвоения учебного материала достигается благодаря тому, что мозг и руки «работают вместе». При сборке моделей, учащиеся не только выступают в качестве юных исследователей и инженеров. Они ещё и вовлечены в игровую деятельность.

Играя с роботом, школьники с лёгкостью усваивают знания из естественных наук, технологии, математики, не боясь совершать ошибки и исправлять их. Ведь робот не может обидеть ребёнка, сделать ему замечание или выставить оценку, но при этом он постоянно побуждает их мыслить и решать возникающие проблемы.

Формы проведения занятий

Первоначальное использование конструкторов Лего требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде.

В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели. Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

Основные этапы разработки Лего-проекта:

• Обозначение темы проекта.

• Цель и задачи представляемого проекта.

• Разработка механизма на основе конструктора Лего.

• Составление программы для работы механизма.

Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников.

Традиционными формами проведения занятий являются: беседа, рассказ, проблемное изложение материала. Основная форма деятельности учащихся – это самостоятельная интеллектуальная и практическая деятельность учащихся, в сочетании с групповой, индивидуальной формой работы школьников

Обучение с LEGO ВСЕГДА состоит из 4 этапов:

• установление взаимосвязей,

• конструирование,

• рефлексия,

• развитие.

На каждом из вышеперечисленных этапов учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания.

Возраст учащихся занимающихся в кружке «Робототехника» 10- 12 лет (5-6 классы)

Кол-во часов в неделю – 2 часа.

Всего кол-во часов- 68 часов.

3

Сейчас в России наблюдается острая нехватка инженерных кадров. Это серьезная проблема тормозящая развитие экономика страны. Необходимо вернуть массовый интерес молодежи к научно- техническому творчеству. Наиболее перспективный путь в этом направлении- это робототехника, позволяющая в игровой форме знакомить детей с наукой. Все это побудило нас создать лабораторию робототехники. Образовательная робототехника позволяет:

1. Сформировать у обучающихся базовые представления в сфере инженерной культуры.

2. Развивать интерес обучающихся к естественным и точным об- ластям науки.

3. Развивать нестандартное мышление, а также поисковые навыки в решении прикладных задач. 4. Посредством включения робототехнических решений, доступных для реализации в образовательном учреждении, в такие пред- меты, как: математика, информатика, физика, биология, эколо- гия, химия, - развивать познавательный интерес и мотивацию к учению и выбору инженерных специальностей.

5. Развить творческий потенциал подростков и юношества в про- цессе конструирования и программирования роботов.

В лаборатории робототехники школьники создают краткосрочные проекты. У любого ученика есть возможность не только самостоятельно выбирать направление проектирования, но и воплощать собственные идеи. Изобретатели-робототехники работают в команде (обычно 4−5 человек): исходя из функций конкретного робота часть группы продумывает механику, кто-то отвечает за электронную часть проекта, другие программируют его действия.

Лаборатория робототехники представляет собой отдельное помещение, в котором созданы все условия для комфортной работы изобретателей: оно оснащено компьютерами, секциями для хранения конструкторов и изделий, сделанных учащимися, большими столами с необходимыми деталями роботостроения. Главным инструментом ребят является Lego с образовательными конструкторами серии Mindstorms NXT.

Формы проведения занятий

Первоначальное использование конструкторов Лего требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде.

В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели. Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

Основные этапы разработки Лего-проекта:

• Обозначение темы проекта.

• Цель и задачи представляемого проекта.

• Разработка механизма на основе конструктора Лего.

• Составление программы для работы механизма.

• Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников.

Традиционными формами проведения занятий являются: беседа, рассказ, проблемное изложение материала. Основная форма деятельности учащихся – это самостоятельная интеллектуальная и практическая деятельность учащихся, в сочетании с групповой, индивидуальной формой работы школьников

Обучение с LEGO ВСЕГДА состоит из 4 этапов:

• установление взаимосвязей,

• конструирование,

• рефлексия,

• развитие.

На каждом из вышеперечисленных этапов учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания.

Личностные, метапредметные и предметные результаты кружка «Робототехника»

Личностные результаты

К личностным результатам освоения курса можно отнести:
 критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
 осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
 развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
 развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;
 развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
 воспитание чувства справедливости, ответственности;
 начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.

Метапредметные результаты

Регулятивные универсальные учебные действия:
 принимать и сохранять учебную задачу;
 планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
 формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели;
 осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
 адекватно воспринимать оценку учителя;
 различать способ и результат действия;
 вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;
 в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
 проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
 осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;
 оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Предметные результаты
По окончании обучения учащиеся должны
знать:
- правила безопасной работы;
- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
- компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
- конструктивные особенности различных роботов;
- как передавать программы NXT;
- как использовать созданные программы;
- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;
- основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.

уметь:
- использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
- конструировать различные модели; использовать созданные программы;
- применять полученные знания в практической деятельности;

владеть:
- навыками работы с роботами;
- навыками работы в среде ПервоРобот NXT.

14

В лаборатории робототехники школьники создают краткосрочные проекты. У любого ученика есть возможность не только самостоятельно выбирать направление проектирования, но и воплощать собственные идеи. Изобретатели-робототехники работают в команде (обычно 4−5 человек): исходя из функций конкретного робота часть группы продумывает механику, кто-то отвечает за электронную часть проекта, другие программируют его действия. Роботостроению учатся дети с 5 по 11 класс, но иногда даже трехклассники и четвероклассники без труда постигают эту увлекательную науку. Обучение происходит на трех уровнях. Первый уровень связан с созданием роботов при помощи конструкторов Mindstorms, которые позволяют смоделировать практически любое устройство из реального мира. Вторым уровнем обучения является создание роботов из самостоятельных конструкций. Для этого применяются различные типы микроконтроллеров, например, Arduino с большим выбором датчиков, моторов и плат расширений. Данный этап практически не имеет ограничений в создании мобильных платформ. Третий уровень проектирования включает в себя работу с реальными промышленными роботами-манипуляторами, ис-пользующимися на крупных предприятиях для оптимизации производства. Самые талантливые ученики разрабатывают совместные проекты с преподавателями. Мы не ограничиваем проектантов и даем им полную свободу творчества! Каких только роботов не проектируют наши молодые гении: роботы-исследователи, роботы-сумоисты, манипуляторы, роботы, двигающиеся по линии и роботы-вездеходы и мн. др. Каждый робот обладает своей спецификой, своими особенностями.

Лаборатория робототехники представляет собой отдельное помещение, в котором созданы все условия для комфортной работы изобретателей: оно оснащено компьютерами, секциями для хранения конструкторов и изделий, сделанных учащимися, большими столами с необходимыми деталями роботостроения. Главным инструментом ребят является Lego с образовательными конструкторами серии Mindstorms NXT, без которых сегодня не обходится ни одно соревнование по робототехнике.

Перспективы производства робототехники в мире (в частности в России) огромны. Пора перестать расценивать роботов только в качестве игрушек и начать видеть в них помощников на работе и в быту. И чем раньше ребенок станет участником технического творчества по созданию и управлению роботами, тем больших результатов он добьется в старшем возрасте. Только когда школьник увидит плоды своего труда, у него появится желание расширять свои знания и усложнять создаваемые объекты. Сейчас во всем мире проводится большое количество различных соревнований по робототехнике для школьников и студентов («Евробот», FLL, WRO и др.). Мы предоставляем юным изобретателям возможность участвовать в таких мероприятиях и показать себя. Ребенок, проявляющий интерес к робототехнике, часто связывает с этим жизнь, но даже если робототехника не является его призванием, он получает полезные навыки, которые пригодятся ему и в институте, и вообще во взрослой жизни.

ОБЗОР ПРОДУКТА

ЧТО ЭТО?

Времена меняются, и также меняется школьная жизнь. Преподаватели сталкиваются с большим количеством сложных задач. Они должны поддерживать в учениках заинтересованность, использовать новые технологии и соответствовать постоянно растущим требованиям к образованию.

Этот набор позволяет учащимся собирать и программировать модели реальных роботов. В него входят: программируемый блок управления NXT, обеспечивающий программирование и запись информации на блок, три интерактивных сервомотора, датчик расстояния, звука, касания (2 шт.), освещенности, ультразвука, аккумуляторная батарея, соединительные провода, цветная иллюстрированная инструкция.

Программное обеспечение и зарядное устройство для аккумуляторапродаются отдельно.

Основные принципы обучения:

• Развитие навыков выбора и принятия решений, моделирования, тестирования и оценки

• Организация мозгового штурма для поиска креативных альтернативных решений

• Навыки общения, совместного обсуждения идей и работы в группе

• Практика работы с датчиками, двигателями и интеллектуальными устройствами

ДИЗАЙН

Набор включает в себя такие составные элементы:

Микрокомпьютер NXT

«Мозг» ПервоРобота.

3 интерактивных сервомотора

В каждом есть датчики оборотов для управления мощностью мотора. Они измеряют и задают разные скорости вращения для обеспечения высокой точности движения робота.

Датчик света

Фиксирует изменение освещенности и цвета поверхности.

Ультразвуковой датчик расстояния

Измеряет расстояние до окружающих робота предметов, помогает ему огибать препятствия и реагировать на движение объектов вокруг него.

Датчик звука

Позволяет роботу реагировать на звуки разной громкости.

2 датчика касания

С помощью них робот ощущает предметы вокруг него.

413 элементов LEGO

Балки, оси, штифты, зубчатые колеса, кирпичи, пластины и др.

Соединительные кабели

Аккумуляторная батарея

Емкостью 2100 мА·ч (на 40% эффективной предыдущей модели). В аккумуляторе есть специальный разъем для подключения блока питания 220V/10V (Lego 8887). Сам блок питания в комплект не входит.

Дополнительно к набору вы можете приобрести блок питания и датчик цвета.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Конструктор ПервоРобот NXT (Лего 9797 v.95) – из серии Lego Education. ПервоРобот NXT содержит входные порты для датчиков (4 разъема) и выходные порты для исполнительных устройств (3 разъема) для подключения электромоторов и лампочек. В нем уже встроен динамик для воспроизведения звука.

При покупке данного конструктора НЕОБХОДИМО приобрести программное обеспечение NXT (включающую лицензию на одно рабочее место). В случае установки ПО в школе, необходимо купить школьную лицензию.

Программировать микрокомпьютер ПервоРобота NXT можно 2-мя способами:

• Загрузить программу, созданную на персональном компьютере с помощью программного обеспечения для ПервоРобота NXT

• Используя меню NXT Program, расположенную прямо на блоке микрокомьютера

Для соединения ПервоРобота NXT с персональным компьютером можно использовать USB порт. Также можно соединиться с ним помощью беспроводного Bluetooth-соединения. Для этого понадобится USB-Bluetooth адаптер, либо можно использовать уже встроенный Bluetooth, если таковой имеется на вашем компьютере.

Микропроцессор NXT также может установить беспроводное соединение с другими микрокомпьютерами NXT, мобильными телефонами и компьютерами.

ПервоРобот NXT – робототехнический конструктор нового поколения. По сравнению с предыдущими версиями, конструктор обладает более широкими возможностями и проще в использовании – благодаря интеллектуальному блоку управления NXT, разнообразным датчикам, интерактивным сервомоторам, беспроводной технологии Bluetooth® и мощному графическому программному обеспечению.

New! В новой версии программного обеспечения ПервоРобот NXT 2.0 - появился модуль для записи и анализа показаний датчиков. Теперь Лего- конструктор ПервоРобот NXT стал цифровой лабораторией.


Российские образовательные учреждения активно работают с этим оборудованием, используя его в преподавании основ современной технологии и информатики. 

Материалы, посвященные образовательным конструкторам LEGO Mindstorm, и организации на их основе состязаний роботов - смотрите на сайте robosport.ru

В новую версию (v.95) базового набора ПервоРобот NXT входят (437 элементов): 
Микрокомпьютер NXT «Мозг» ПервоРобота – это микрокомпьютер LEGO® NXT, снабженный входными портами для датчиков и выходными портами для исполнительных устройств, делающий робота программируемым, интеллектуальным, способным принимать решения. Код 9840 

В микрокомпьютер NXT можно загружать программу, созданную с помощью программного обеспечения для настольного компьютера ПервоРобот NXT, а можно обойтись и без помощи компьютера – используя меню NXT Program (Программы NXT), например, запрограммировать робота таким образом, чтобы он двигался вперёд и назад при нажатии кнопки датчика касания. 

Для обмена данными между персональным компьютером и микрокомпьютером NXT можно воспользоваться USB портом. А можно установить беспроводное соединение между NXT и другими устройствами, поддерживающими Bluetooth-связь, например, с другими NXT, с мобильными телефонами или с компьютерами.

NXT снабжен тремя разъёмами для подключения электромоторов и лампочек, четырьмя разъёмами для датчиков, встроенным динамиком для воспроизведения звука. 
3 интерактивных сервомотора
Три интерактивных сервомотора оснащены встроенными датчиками оборотов, которые управляют мощностью моторов, измеряют и задают различную скорость вращения, обеспечивая высокую точность движений робота. Код 9842 

Набор датчиков:

Ультразвуковой датчик расстояния Помогает роботу измерять расстояние до окружающих предметов, избегать препятствий и реагировать на движение других объектов. Код 9846 

Датчик света Позволяет роботу реагировать на изменение освещённости и цвета поверхности. Код 9844 

Датчик звука Позволяет роботу реагировать на звуки

различной громкости – можно запрограммировать робота так, чтобы его действия зависели от показаний датчика звука. Код 9845 

Два датчика касания  Дают роботу возможность «ощущать» окружающие его препятствия. Можно запрограммировать датчик касания так, чтобы действия робота зависели от того, нажата кнопка датчика или отпущена. Код 9843 

New! Аккумулятор У новой аккумуляторной батареи теперь: на 40% больше времени работы, емкость 2100 mAh, специальный разьем для подключения нового Блока питания 220V/10V (8887). Аккумулятор заряжается от 0 до максимума за четыре часа. Код 9693 
соединительные кабели
413 конструктивных ЛЕГО-элементов – балки, оси, зубчатые колеса, штифты, кирпичи, пластины и др. (+6 новых деталей)

Набор поставляется и хранится в прочной упаковке; в комплекте – технологические карты по сборке. Предназначен для работы группы из 2–3 учеников.

Личностные, метапредметные и предметные результаты кружка «Робототехника»

Личностные результаты

К личностным результатам освоения курса можно отнести:
 критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
 осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
 развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
 развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;
 развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
 воспитание чувства справедливости, ответственности;
 начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.

Метапредметные результаты

Регулятивные универсальные учебные действия:
 принимать и сохранять учебную задачу;
 планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
 формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели;
 осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
 адекватно воспринимать оценку учителя;
 различать способ и результат действия;
 вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;
 в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
 проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
 осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;
 оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Предметные результаты
По окончании обучения учащиеся должны
знать:
- правила безопасной работы;
- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
- компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
- конструктивные особенности различных роботов;
- как передавать программы NXT;
- как использовать созданные программы;
- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;
- основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.

уметь:
- использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
- конструировать различные модели; использовать созданные программы;
- применять полученные знания в практической деятельности;

владеть:
- навыками работы с роботами;
- навыками работы в среде ПервоРобот NXT.

Список использованной литературы:

1.http://russos.livejournal.com/817254.html

2. Каталог сайтов по робототехнике - полезный, качественный и наиболее полный сборник информации о робототехнике. [Электронный ресурс] — Режим доступа: , свободный http://robotics.ru/.

3.Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). — М.; «ЛИНКА — ПРЕСС», 2001.

4 ПервоРобот LEGO® WeDoTM - книга для учителя (Электронный ресурс).

10

Лаборатория «Робототехника»

как ведущее средство развития инженерной культуры

Учитель: Потёмкина Алина Алексеевна

• 1. Сформировать у обучающихся базовые представления в сфере инженерной культуры.
• 2. Развивать интерес обучающихся к естественным и точным областям науки.
• 3. Развивать нестандартное мышление, а также поисковые навыки в решении прикладных задач.
• 4. Посредством включения робототехнических решений, доступных для реализации в образовательном учреждении, в такие предметы, как: математика, информатика, физика, биология, химия, - развивать познавательный интерес и мотивацию к учению и выбору инженерных специальностей.
• 5. Развить творческий потенциал подростков и юношества в процессе конструирования и программирования роботов.

• 1.Конструктор LEGO Mindstorms 9797
• 2. Программное обеспечение
• 3. Дидактический материал

Параметры:

• Название: 9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set – образовательный набор для обучения.
• Год выпуска: 2006
• Количество деталей: 431

Микропроцессорный модуль NXT с батарейным блоком

«Кирпич»

Датчики четырех видов:

Датчик касания

Датчик освещенности

В комплект входит набор шестеренок различного размера и назначения и резиновых колец.

Набор втулок для осей

Ориентирующие

соединители

Комбинированные соединители

Технические балки

Блоки LEGO

Пластины различной формы и размеров

Цветные шарики

Фигурки человечков

• Обозначение темы проекта.
• Цель и задачи представляемого проекта.
• Разработка механизма на основе конструктора Лего.
• Составление программы для работы механизма.
• Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

- правила безопасной работы;

- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

- компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

- конструктивные особенности различных роботов;

- как передавать программы NXT;

- как использовать созданные программы;

- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;

- основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.

уметь:

- использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;

- конструировать различные модели; использовать созданные программы;

- применять полученные знания в практической деятельности;

владеть:

- навыками работы с роботами;

- навыками работы в среде ПервоРобот NXT.

Лаборатория «Робототехника»

Конструктор Lego предоставляет обучающимся возможность приобретать знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов

Сердцем системы является изобретение LEGO Educational Division — автономный микрокомпьютер RCX, который можно программировать с помощью компьютера под управлением операционной системы Windows или Mac OS.

RCX получает информацию от датчиков, обрабатывает ее, управляет моторами, лампочками и звуком

Программное обеспечение основано на весьма эффективном языке программирования

Наглядный интерфейс позволяет постепенно «превращаться» из новичка в опытного пользователя

Собрав модель и подсоединив ее к компьютеру, можно составить программу для управления ею

Специальный LEGO — компьютер RCX позволяет модели функционировать независимо от настольного компьютера, на котором была написана управляющая программа

При наличии дополнительного оборудования к этому комплексу, обучающиеся получают возможности для выполнения естественно-научных исследований и приобретения различных знаний в связанных между собой дисциплинах

В процессе работы с конструктором обучающиеся знакомятся с ключевыми идеями, относящимися к информационным технологиям, узнают о самом процессе исследования и решения задач, получают представление о возможности разбиения задачи на более мелкие составляющие,

о выдвижении гипотез и их проверке, как обходиться с неожиданными результатами

Использование конструктора Lego способствуют развитию конструкторских, инженерных и вычислительных навыков и проливают свет на многие вопросы, связанные с изучением естественных наук, информационных технологий и математики

Занятия можно разделить на блоки, каждый из которых посвящен разработке и исследованию определенного автоматизированного устройства имеющего аналог в действительности

Учебный блок может объединять от двух до шести учебных занятий, количество которых зависит от сложности разрабатываемого робота

Учебно-методический комплекс

• Теоретический модуль,
• Практический модуль,
• Конструктор Lego,
• Программное обеспечение

Работа с данным УМК

предоставляет возможность обучающимся :

• изучения теоретической информации о конструкторе Lego, изучения возможностей конструирования и применения роботов, изучения возможностей и применения различных датчиков, использования механизмов для измерения скорости и направления движения, программирования в режиме конструирования и управления, создания собственной модели
• изучения теоретической информации о конструкторе Lego,
• изучения возможностей конструирования и применения роботов,
• изучения возможностей и применения различных датчиков,
• использования механизмов для измерения скорости и направления движения,
• программирования в режиме конструирования и управления,
• создания собственной модели

Блоки занятий

• идеи в технологии «мозгового штурма» и их обсуждение; разработка модели робота; управление роботами с помощью датчиков; создание компьютерных программ; планирование, тестирование и оценка сконструированных роботов; обсуждение возможностей и способов улучшения результатов проделанной работы
• идеи в технологии «мозгового штурма» и их обсуждение;
• разработка модели робота;
• управление роботами с помощью датчиков;
• создание компьютерных программ;
• планирование, тестирование и оценка сконструированных роботов;
• обсуждение возможностей и способов улучшения результатов проделанной работы

Основными видами деятельности

• фиксирование информации об окружающем мире ; освоение лексики (определения, толкования); качественное построение, вербальное описание объекта моделирования, выбор переменных; построение информационной модели функционирования различных систем; интерпретация результатов моделирования; проектирование объектов реального мира; переход от виртуальной модели к натурной
• фиксирование информации об окружающем мире ;
• освоение лексики (определения, толкования);
• качественное построение, вербальное описание объекта моделирования, выбор переменных;
• построение информационной модели функционирования различных систем;
• интерпретация результатов моделирования;
• проектирование объектов реального мира;
• переход от виртуальной модели к натурной

Методы исследования

• Наблюдение,
• Сбор и анализ информации,
• Моделирование,
• Эксперимент,
• Тестирование,
• Определение количественных и качественных показателей эффективности созданной модели

Виды отчетности

• Зачетный практикум (описание и практическое выполнение практических заданий , связанных с изучением прикладного аспекта курса)
• Итоговый контроль в форме презентации собственного робота предназначенного для решения конкретной задачи

Демонстрация лаборатории Робототехники

Сборка

базовой конструкции робота NXT