Lego mindstorms ev3 робот сортировщик

Обновлено: 04.05.2024

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.

Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования

Центр внешкольной работы г. Белорецк

муниципального района Белорецкий район Республики Башкортостан

муниципальный конкурс исследовательских работ

«Взгляд в будущее»

«РОБОТ -ЛИСТОЕД»

Работу выполнил :

МБУ ДО ЦВР г. Белорецк

Научный руководитель:

Бодрова Е.А., педагог дополнительного образования

Белорецк, 2019 г.

С самого раннего возраста родители учат нас не мусорить на улице, всегда убирать за собой мусор и не бросать его просто так, а обязательно нести в урну. Когда я иду по улице, я всегда обращаю внимание на чистоту и думаю, какая сложная работа у дворников. Современные люди стремятся к комфортной жизни в условиях «умной среды». Труд человека заменяется бытовыми приборами. Дома, снабженные техникой, подключают к системе «Умный дом», которым хозяин управляет на расстоянии. Роботы уже давно вошли в нашу жизнь и помогают делать ее проще. Сегодня во многих сферах деятельности, человека заменяют автоматические устройства, которые способны не только выполнять много разных операций, но и оперативно переобучаться с одной операции на другую [ 3 ,20]

При всем при этом на улицах нашего города по-прежнему работают мусороуборочные машины, в кабинах которых сидят люди, и чистят они исключительно только дороги и редко тротуары, площади. Осень доставляет немало хлопот дворникам: надо убирать опавшие листья, подметать дорожки, собирать и утилизировать накопившийся за лето мусор. Работу дворников тоже может выполнить робот, и такого робота я решил создать.

Цель : разработка модели автономного робота уборщика, облегчающего труд дворников по сбору опавших листьев.

· собрать необходимый информационный материал по данной теме;

· изучить алгоритмы движения робота LEGO Mindstorms EV 3;

· создать конструкцию робота, способного в автоматическом режиме собирать листья и помещать в определенный контейнер;

· разработать программу для автоматической работы робота в среде EV 3;

· обработать результаты, сделать выводы и подготовить презентационный материал.

Для решения поставленных задач использовался комплекс методов: изучение и анализ литературы по проблеме исследования, в том числе из сети Интернет, сбор информационного материала, его анализ; обобщение, эксперимент; формулирование выводов по результатам исследования.

Следующим этапом подготовки к работе было составление плана работы:

1) изучение проблемы, которую будет решать робот;

2) изучение интернет ресурсов, выбор конструкции изделия;

3) конструирование корпуса;

4) конструирование установки захвата листьев;

5) разработка плана движения робота;

6) подготовка презентации и разработка инженерной книги;

Решать экологические проблемы нужно комплексно, задействуя все доступные инструменты. Все чаще роботы становятся частью борьбы за «зеленое» будущее , я познакомился с роботами, помогающие решить экологические проблемы

1) DustClean – уборщик улиц (рис 1 )– это часть проекта DustBot итальянских ученых, с помощью чувствительных сенсоров робот распознает препятствия, людей и не представляет опасности для транспортного движения. Уборщик DustClean компактный и мобильный, он предназначен для работы на узких улицах, в пешеходных зонах. Для запуска достаточно задать маршрут.

3) Сlark (рис 2) – сортировщик на заводе . Это т робот с искусственным интеллектом, запрограммированный на распознавание и отбор упаковок TetraPak. С помощью камеры Clark сканирует содержимое сортировочной ленты, при обнаружении нужного вида сырья роботизированная «рука» с присосками убирает его в отдельный контейнер.Clark отбирает мусор со скоростью 60 единиц в минуту, точность сортировки – до 90%.

4) Recycler (рис3) – сортировщик строительного мусора. Финская компания ZenRobotics создала искусственный интеллект для сортировки строительного мусора. Его научили находить и распознавать около десяти видов отходов.

5) Hoola One (рис 4) – пылесос для пляжей. Микропластик является одним из опаснейших загрязнителей среды, так как извлечь его оттуда не представляется возможным. Но появляются изобретения, бросающие вызов этому утверждению. Пылесос для пляжей Hoola One втягивает в себя песок с загрязнениями, сортирует содержимое по весу: песок и камни тяжелее, они идут на дно аппарата и возвращаются на пляж, а пластик отправляется в отдельный контейнер[7, 46]

6) WasteShark (Рис 5 ) – плавающий poбот. WasteShark разработан по прототипу китовой акулы, только вместо рыб он питается мусором. Робот предназначен для закрытых водных пространств: порты, пруды, озера

7 ) So cial Trash Box (рис 6) – урна на колесах . Японские ученые создали умные передвижные урны. Работают они так: 20-литровый контейнер на колесах с помощью датчика тепла находит человека, приближается к нему, с помощью камеры и распознавательного алгоритма он идентифицирует мусор в руках людей, затем звуком и движениями привлекает внимание того, кто держит мусор и просит бросить его в контейнер .

8) Geckon – уборщик космоса (рис 7) Группа инженеров сконструировала аппарат по образу лапы геккона. «Лапки» робота оборудованы манипуляторами с поверхностями для захвата объектов. На них расположены тысячи липких волосков, которые и ловят космический мусор.

9) «Колосс» – робот-пожарный (рис 8). В 2017 году французская компания Shark Robotics разработала водонепроницаемого и огнеупорного робота для тушения пожаров в экстремальных условиях. Для пожарных работа в горящих деревянных зданиях очень опасна.

Прочитав и проанализировав данную информацию, я считаю, что РОБОТЫ — могут нам помочь: собирать, сортировать, утилизировать и перерабатывать мусор.

Цель: выбрать модель будущего робота и сконструировать его из деталей конструктора LEGO Mindstorms EV 3.

Рассмотрение различных вариантов конструкции робота.

1. Конструирование корпуса .

2. Конструирование захват ывающего механизма

3. Сбор всех частей робота.

В ходе работы над моделью робота, я понял что, для очистки территории чаще всего используют грабли или жесткие метлы, которыми вооружают дворников, но эти инструменты не слишком эффективны, а также не универсальны, ведь метлы хорошо подходят только для очистки твердых и гладких поверхностей, а грабли применяют для очистки неровных территорий, таких, как: гравийные покрытия, газоны с невысокой травой, участки с раскисшей от влаги землей или глиной.

Было принято решение создать робота – листоеда, который на определенной территории, путем захвата, собирал опавшие листья, попадавшие в специальный контейнер.

Конструкция робота-листоеда

Ходовая часть.

1) Ходовая часть робота состоит из двух моторов, подсоединённых к портам B и D , и двух пар больших колёс.

2) Добавил вал для захвата листьев

3) Я поставил захватывающий механизм для сбора листьев в определенный контейнер

Захватывающий механизм

Захватывающий механизм состоит из среднего мотора и 3 зубчатых колёс и гусениц

Процесс сборки

Программирование движения робота для уборки листьев

1. Изучение новых блоков языка программирования EV 3.

2.Рассмотрение различных алгоритмов выполнения задания.

3.Знакомство с циклом, установкой комментариев.

Программа для робота – листоеда

Выводы: выполнив данный проект, я достиг своей цели, создал своего собственного робота-листоеда! В результате проделанной работы я узнал много нового, прочитал много литературы.

Как видите, мой робот не требует особых навыков в работе . Конечно, мой проект не решит все задачи, связанные с уборкой уличной территории, н о собрать листья в определенный контейнер вполне сможет.

LEGO ® MINDSTORMS ® EV 3

Ресурсный набор LEGO ® MINDSTORMS ® EV 3

Используемые контроллеры, моторы, датчики (модель EV 3)

Модуль EV3 – 1 шт.

Средний сервомотор -2 шт

Большой мотор - 2 шт.

Список использованной литературы

1. Барсуков, А.П. Кто есть, кто в робототехнике / А.П. Барсуков. - М.: Книга по Требованию, 2014. - 128 c.

2. Иванов, А. А. Основы робототехники / А.А. Иванов. - М.: Форум, 2014. - 224 c.

3. Копосов, Д. Г. Первый шаг в робототехнику. 5-6 классы. Рабочая тетрадь / Д.Г. Копосов. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2016. - 229 c.

4. Макаров, И. М. Робототехника. История и перспективы / И.М. Макаров, Ю.И. Топчеев. - М.: Наука, МАИ, 2017. - 352 c.

5. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. - СПб.: Наука, 2015. – 319 с.

LEGO Mindstorms EV3 на сегодняшний день один из самых продвинутых и многофункциональных наборов конструкторов серии "ЛЕГО Эдьюкейшн". LEGO Mindstorms EV3 на сегодняшний день один из самых продвинутых и многофункциональных наборов конструкторов серии "ЛЕГО Эдьюкейшн".

Данный робот умеет определять цвета и сортировать детали по цвету. Сначала предмет сканируется специальным инфракрасным датчиком. После того, как происходит сканирование, передаётся звуковой сигнал - называется цвет предмета, в зависимости от которого машина определяет направление предмета. Далее, предметы сортируются по цветам.

Вложение	Размер
opisanie_sborki_robota-sortirovschik_tsvetnykh_elementov_1.pptx	1.44 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Муниципальное общеобразовательное учреждение Курмышская средняя школа конкурс технического творчества "Время, вперед!" номинация "Робототехника" Робот-сортировщик цветных элементов Выполнил: ученик 9 класса Дмитриев Алексей Олегович Руководитель: Пресняков Алексей Евгеньевич 607467, Нижегородская область, Пильнинский район, село Курмыш , улица Мартьянова, дом 55 телефон 8 (831) 92-43-229 2017 г.

Пояснительная записка Робот — автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ. Конструирование модели робототехнического устройства, способного выполнять определенные функции, свойственные человеку. При программировании роботов ЛЕГО используют программу LEGO MINDSTORMS EV3, в нашем случае мы программируем робота на языке EV3, используя датчики и сервомоторы, что является новизной в нашем программировании и конструировании. LEGO Mindstorms EV3 на сегодняшний день один из самых продвинутых и многофункциональных наборов конструкторов серии "ЛЕГО Эдьюкейшн ". В результате работы мы сконструировали робота – сортировщика цветовых элементов, исследовали выполнение им определенных функций, в зависимости от работы его основных элементов и выяснили, что модель может заменить человека при выполнении работы.

Цели и задачи: Цель : Создание робота для сортировки цветных элементов в промышленном масштабе. А так же формирование культуры конструкторско-исследовательской деятельности и освоение приемов конструирования, программирования и управления робототехническими устройствами (базовый набор конструктора LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544)). Задачи : - познакомиться с конструктором LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544); - изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS Education EV3; - сконструировать модель робота; - создать программу для управления роботом; - испытать полученного робота. Предмет исследования : конструктор со средой программирования LEGO MINDSTORMS EV 3.

Работа над роботом ограничена наличием начального набора LEGO MINDSTORMS EV 3(45544): крепежных деталей, датчиков и возможностью микроконтроллера конструктора. Данный робот умеет определять цвета и сортировать детали по цвету. Сначала предмет сканируется специальным инфракрасным датчиком. После того, как происходит сканирование, передаётся звуковой сигнал - называется цвет предмета, в зависимости от которого машина определяет направление предмета. Далее, предметы сортируются по цветам. Протестировав работу модели на созданной программе с помощью языка EV 3, и выяснил, что робототехническое устройство работает согласно заложенным командам, то есть при определенных условиях, робот может анализировать (различать) цветовые элементы, переносить их и сортировать, то есть выполнять работу человека.

Описание сборки Робота-сортировщика цветных элементов Сначала я создал робота теоретически, т.е. я определил, какие операции он будет выполнять. И приступил к пошаговой сборке робота: Шаг 1 : Подготавливаем детали разных цветов, которые будут выполнять роль сортировочных цветовых элементов. Имеется четыре вида цветов, каждой детали по две штуки.

Шаг 2: Делаем основу для главного блока EV3, а так же присоединяем к нему датчик определение цвета. Выводим из него провод. Шаг 3 : Начинаем собирать первую часть сортировочного механизма. Собираем первую половину основы и присоединяем к ней два колеса. Скрепляем их второй половиной.

Далее к тому, что получилось, присоединяем двигатель и выводим из него провод. С помощью шестерёнок делаем привод на крайнее колесо. Так же присоединяем датчик касания, и из него тоже выводим провод. Аналогично собираем вторую часть с двумя колёсами, только без двигателя и датчика . Скрепляем их вместе.

Всё это соединяем с уже раннее сделанным главным блоком. Должно получиться так:

Шаг 4 : Делаем распределяющий по цветам механизм. Начинаем с двигателя, который будет выталкивать разноцветные детали. Делаем основание для него, так как показано на фотографии: Далее конструкцию которая получилась, соединяем с гусеницей. Она состоит 43 скреплённых между собой пластинок + 7, которые мы поставили в саму конструкцию с выталкивающим двигателем .

Вот что получилось:

Шаг 5 : Заключение. Выталкивающий механизм соединяем с частью которую мы делали в третьем шаге. Располагаем гусеницу на четыре колеса. Подключаем датчики и двигатели по проводам к блоку EV 3 . В конечном результате получается так:

ПРОГРАММИРОВАНИЕ: Датчик цвета, очень важный и полезный датчик! В большинстве конструкций он является, тем, чем у человека являются глаза. Поэтому изучению датчика цвета мы посвятим два последовательных урока, но в дальнейшем курсе еще вернемся к его изучению и использованию. Необходимо написать программу, называющую цвета предметов, подносимых к датчику цвета. Для отладки программы нам понадобится несколько цветных предметов: это могут быть кирпичики конструктора Lego . Для лучшего результата следует взять цвета, максимально приближенные к основным, но датчик довольно неплохо справляется с распознаванием подходящих оттенков.

Рис. 1 Программный блок "Переключатель " Создадим программу, установим в программе блок "Переключатель", выберем режим "Датчик цвета" - "Измерение" - "Цвет" (рис.1). В отличие от программного блока "Ожидание", программный блок "Переключатель" не ждет, пока наступит определенное событие, а проверяет текущее состояние и выполняет программные блоки, находящиеся в контейнере, сопоставленном текущему состоянию.

Наш программный блок "Переключатель" значительно увеличился в размерах. Специальная кнопка (Рис. 4 поз. 1) позволяет переключить режим отображения блока на экране на "Вид с вкладками". Изменим размеры блока для комфортного визуального отображения. Рис. 4 Блок "Переключатель" Вид с вкладками Осталось вставить наш настроенный программный блок "Переключатель" внутрь программного блока "Цикл". Программа готова! Загрузим её в робота и протестируем работу! (Рис. 5)

Добавим в нашу программу движение. Сделаем следующее поле для выполнения задания: необходимо написать программу прямолинейного движения робота, называющего цвета, которые он выкидывает. При достижении определенного расстояния в зависимости от цвета робот останавливается, проговаривает цвет и выбрасывает элемент.

Заключение В ходе работы над данным роботом у меня сформировались умения и навыки: - самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.); - создавать действующие модели роботов на основе конструктора LEGO; - создавать программы на компьютере на основе компьютерной программы MINDSTORMS EV 3; - передавать (загружать) программы в EV 3; - корректировать программы при необходимости; - демонстрировать технические возможности роботов; - излагать логически правильно действие своей модели (проекта).

В результате реализации проекта «Робот-сортировщик цветовых элементов» у меня получилась модель робота, которую ещё нельзя использовать на соревнованиях по робототехнике. Она не оставляет банки в заданном месте. Я получили первые навыки программирования в среде LEGO MINDSTORMS EV 3. Перспективы развития Робототехники в школе: - создание новых моделей роботов, - участие в различных состязаниях робот, - довести программу до конца. Я считаю, что за мобильными роботами или вообще за мобильными устройствами - будущее человечества. Но, помимо этого, занятие робототехникой очень интересно.

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

на базе конструктора Mindstorms EV 3»

педагог дополнительного образования

МБУ ДО «ЦДТ Новоорского района»

Робототехника - это прикладная наука, занимающаяся разработкой и эксплуатацией интеллектуальных автоматизированных технических систем для реализации их в различных сферах человеческой деятельности. Современные робототехнические системы включают в себя микропроцессорные системы управления, системы движения, оснащенные развитым сенсорным обеспечением и средствами адаптации к изменяющимся условиям внешней среды. Для изучения таких систем используются конструкторские наборы Lego Mindstorms EV 3.

Данную разработку смогут использовать педагоги дополнительного образования и учителя общеобразовательных организаций, имеющие в материальном оснащении кабинетов наборы Lego Mindstorms EV 3. При отсутствии наборов конструкторов можно воспользоваться программой Lego Digital Designer.

В ходе занятия «Сортировщик мусора на базе конструктора Mindstorms EV 3» обучающиеся познакомятся с причинами сортировки твёрдых бытовых отходов и повысят экологическую грамотность. Занятие органично сочетает знакомство со сложными физическими понятиями, техническое конструирование и проведение тестирований моделей, что способствует эмоциональной разгрузке участников в конце работы.

Информационная карта методической разработки

на базе конструктора Mindstorms EV 3»

Пудовкина О.Ю., педагог дополнительного образования

МБУ ДО «ЦДТ Новоорского района»

Формирование практического опыта технического моделирования с использованием элементов программирования на основе модели «Сортировщик».

Образовательная: формирование элементарных знаний о робототехнике.

Воспитательная: формирование основ научного мировоззрения.

Развивающая: развитие познавательных способностей и интереса к предметной области.

1.Орг. момент (1-2 мин.)

2. Мотивация/ актуализация (5-7 мин.)

3. Основной этап (70-75 мин.):

- интерактивная мини-лекция о влиянии ТБО на экологию;

- знакомство с видами сортируемого мусора;

- Решение проблемы - сборка модели «Сортировщик мусора»;

4. Подведение итогов (2 мин.)

5. Коллективная рефлексия (5 мин.)

Собранная модель «Сортировщик мусора»

Умение общаться при работе в паре и микро группе.

Приобретение новых знаний в области робототехники; приобретение новых знаний в области программирования; сборка простейших моделей; программирование моделей.

Материалы и оборудование

Интерактивная доска (проектор)

Набор lego Mindstorms EV 3, ноутбук для программирования.

технологические карты по сборке моделей;

технологические карты по программированию;

буклеты «Влияние ТБО на экологию»

ХОД ЗАНЯТИЯ/МАСТЕР-КЛАССА

I. Организационный этап

Учащиеся заходят в кабинет. Занимают места. Приветствие.

II. Мотивационный этап

В каждом доме ежедневно появляется мусор. Откуда же он берётся? Его производит сам человек. Все созданные человеком предметы после использования частично становятся мусором. Есть продукты длительного потребления – телевизоры, холодильники, велосипеды. А есть те, что используют от года до пяти лет — это обувь, одежда, предметы домашнего обихода. Но есть и то, что используется неделю, месяц, а иногда и один день – это электрические лампочки, тюбики зубной пасты, упаковка и т.п. Все эти вещи рано или поздно становятся отходами. После использования их выбрасывают.

Органические отходы, такие как пищевые остатки и садовый мусор (листья, ветки и т. п.), разлагаясь, не наносят вреда экологии и даже могут использоваться в качестве удобрений. Макулатура и картон подлежат повторной переработке, например, для производства туалетной бумаги, упаковки или мульчи.

Но если все это будет смешано с опасными отходами (батарейки, аккумуляторы, автопокрышки, градусники, полиэтилен и т. п.) и попадет на полигон, земля и вода будут отравлены в радиусе десятков километров.

Педагог: Как мы может помочь в решении проблемы? ( Наиболее перспективным способом решения проблемы является сортировка и переработка отходов.)

III. Основной этап-этап изучения новых знаний и освоения новых способов действий

Педагог: Обратим внимание на экран и определим, какой мусор можно сортировать и собирать отдельно дома? (Металл, пластик, стекло, бумага.)

-Как уменьшить количество отходов? (Ответы детей)

- Почему важно сортировать мусор? (без сортировки отходы невозможно переработать ).

Подводка к практической части.

Педагог: Ребята, вы дома используете какие –либо роботизированные системы? (Ответы детей: стиральная машина, робот пылесос, посудомоечная машина).

- А теперь представьте, как было бы классно также автоматизировать сортировку мусора в домашних условиях и производственных с помощью робота.

- Предлагаю вам сегодня собрать модель такого робота-сортировщика из деталей LEGO Mindstorms EV 3. В качестве образцов мусора мы будем использовать цветные балки: Стекло- зеленые , бумага – синий , пластик- красный , металл- желтый.

Практическая работа

Участники занятия делятся на мини-группы (2-3 человека) (разбивка на группы – по цветовому обозначению на спинке стульев).

Каждая группа получает задание в виде технологической карты по изготовлению элемента «Сортировщика».

Команда 1 «Стекло» - выполняют сборку сортировочного механизма;

Команда 2 «Бумага»- выполняют сборку конвейерной ленты;

Команда 3 «Пластик» - выполняют сборку пускового механизмы;

Команда 4 « Металл» - выполняет сборку контейнерной площадки и отвечают за написание программы.

Педагог: Ребята, перед началом работы, давайте подумаем над общим алгоритмом работы нашего помощника. (Ответы детей)

Таким образом, робот представляет собой автоматизированную конвейерную линию, детали конструктора LEGO сортируются по цвету. Для определения цвета используется соответствующий датчик, входящий в состав конструктора.

Работа в микрогруппах по технологическим картам. Дети выполняют элементы сборки и программирования.

IV .Подведение итогов

Для тестирования нашей модели, нам необходимо загрузить программу и перейти к проверке.

Тестирование модели. Каждая команда тестирует свой цвет «мусора».

Педагог подводит итоги работы по МК, отмечая достижения каждой группы.

- Скажите мне, пожалуйста, какие этапы работы мы выполняли на нашем занятии? (конструирование и программирование). Какой робот помощник у нас получился, какова его основная задача?( Робот –сортировщик мусора, улучшить экологическую обстановку в населенных пунктах )

V .Рефлексия

Педагог: Что нового вы узнали сегодня на занятии? (ответы детей) . А что вам понравилось больше всего? (ответы детей) .

- Сегодня на занятии вы показали свои конструкторские и творческие способности. Мы создали модель «Сортировщик мусора». Надеюсь, что сегодняшнее занятие для вас было полезно, и вы расскажете своим одноклассникам и родителям о важности сортировки мусора, а может быть именно наша модель станет прототипом промышленного сортировщика.

И на память я бы хотела вам подарить познавательные буклеты «Влияние ТБО на экологию»

Педагог: Все вы сегодня хорошо постарались, активно потрудились, а наше занятие подошло концу. Мне очень приятно было с вами работать. Д о новых встреч!

(Уборка рабочего места)

1. Русецкий А.Ю. В мире роботов / А.Ю. Русецкий. – М., 2012.

2. Энциклопедия эрудита. ООО «Издательская Группа «Азбука – Аттикус»,2011 Machaon

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Министерство образования Республики Саха (Якутия)
Муниципальное казенное учреждение «Управление образования»
муниципального образования «Кобяйский улус (район)»

МКОУ-Ситтинская СОШ имени В.Е. Колмогорова

УЧЕБНО–МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

«РОБОТОТЕХНИКА»

Для MINDSTORMS Education EV 3»

приложение к дополнительной образовательной программе

РУКОВОДИТЕЛЬ КРУЖКА: Дьяконов Н.Н
учитель физики и информатики

Раздел 1. Введение в образовательную робототехнику

1.2 Введение в образовательную робототехнику

Раздел 2. Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3

2.1. Компоненты базового набора

2.2. Система программирования LEGO MINDSTORMS Education EV3

Раздел 3. Практические задания для самостоятельного выполнения

3.1 Вездеход «Тундра»

3.2 Сортировщик шариков

3.5 Вездеход 4 WD

3.6 Робот кресло

3.7 Робот мусорная корзина

3.8 Робот на Треножере

3.9 Амфибия СЛ -007

4. Ожидаемый результат

7. Список использованной литературы.

1.1 ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методические материалы (приложение к дополнительной образовательной программе «Робототехника») разработаны для руководителей кружков по робототехнике и предназначена для формирования практических умений и навыков использования базового набора LEGO MINDSTORMS Education EV 3 v 45544.

Учебно-методические материалы документ, фотографии, иллюстрации, проекты детей, доклады и другие графические материалы для самостоятельного выполнения.

Современный человек участвует в разработке, создании и потреблении огромного количества артефактов: материальных, энергетических, и нформационных. Соответственно, он должен ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, постоянно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться. Понимание феномена технологии, знание законов техники, позволит младшему школьнику соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни. Особенно важно не упустить имеющийся у младшего школьника познавательный интерес к окружающим его рукотворным предметам, законам их функционирования, принципам, которые легли в основу их возникновения.

Программа «Робототехника» предназначена для того, чтобы положить начало формированию у учащихся начальной школы целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Реализация данного курса позволяет стимулировать интерес и любознательность, развивать способности к решению проблемных ситуаций умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их, расширить технический и математический словари ученика.

Кроме этого, реализация этого курса в рамках начальной школы помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.
Курс разработан для учащихся групп начальной школы.
Учащиеся, работая по инструкциям и заданиям учителя, испытывают собранные модели и анализируют предложенные конструкции. Далее они выполняют самостоятельную работу по теме, предложенной учителем. Помощь учителя при данной форме работы сводится к определению основных направлений работы и к консультированию учащихся.
Самостоятельная работа выполняется учащимися в форме проектной деятельности, может быть индивидуальной, парной и групповой. Выполнение проектов требует от детей широкого поиска, структурирования и анализирования дополнительной информации по теме.

Занятия направления «Робототехника» представляют уникальную возможность для детей младшего школьного возраста освоить основы робототехники, создав действующие модели роботов Mindstorms WEDO и Mindstorms ev 3 45544 .

Благодаря датчикам поворота и расстояния, созданные конструкции реагируют на окружающих мир. С помощью программирования на персональном компьютере ребенок наделяет интеллектом свои модели и использует их для решения задач, которые, по сути, являются упражнениями из курсов математики, информатики.

Программа «Робототехника»рассчитана на 9 час в неделю на протяжении всего учебного года.

Успешность изучения «Робототехника» обеспечивает результативность обучения начальной школы.

На современном этапе экономического и социального развития общества по требованиям ФГОС образования должно быть ориентировано на:

Ø формирование у подрастающего поколения адекватной современному уровню знаний картины мира;

Ø обеспечение самоопределения личности;

Ø создание условий для самореализации личности;

Ø формирование человека, интегрированного в современное общество и нацеленного на совершенствование этого общества;

Ø воспроизводство и развитие кадрового потенциала общества.

Новизна: заключается в изменении подхода к обучению ребят, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, побуждающих учащихся решать самые разнообразные логические и конструкторские проблемы

Актуальность: в связи с современным глобальным развитием компьютеризации и роботизации данная дополнительная образовательная программа является актуальной.

Цель программы:

Ø организация внеурочной деятельности детей, раскрытие их творческого потенциала с использованием возможностей робототехники и практическое применение учениками знаний, полученных в ходе работы по курсу, для разработки и внедрения инноваций в дальнейшей жизни, воспитание информационной, технической и исследовательской культуры.

Задачи программы:

Ø развитие интереса к научно-техническому творчеству, технике, высоким технологиям;

Ø развитие алгоритмического и логического мышления;

Ø развитие способности учащихся творчески подходить к проблемным ситуациям и самостоятельно находить решения;

Ø умение выстраивать гипотезу и сопоставлять ее с полученным результатом;

Ø воспитание интереса к конструированию и программированию;

Ø овладение навыками научно-технического конструирования и моделирования;

Ø развитие обще учебных навыков, связанных с поиском, обработкой; информации и представлением результатов своей деятельности;

Ø формирование навыков коллективного труда;

Ø развитие коммуникативных навыков;

Ø робототехника помогает совместно обучаться в рамках одной бригады;

Ø распределять обязанности в своей бригаде;

Ø проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;

Ø проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;

Ø создавать модели реальных объектов и процессов;

Ø видеть реальный результат своей работы позволяет учащимся.

Просветительно- досуговая работа:

Ø основной задачей просветительной и досуговой работы является: знакомство детей с творчеством ведущих конструкторов, с историей развития роботов, развитие электронного творчества, формирование нравственных и эстетических взглядов, мировоззрения, расширение общего кругозора, развитие культуры общения.

Структура и содержание программы.

В программе «Робототехника»включены содержательные линии:

- аудирование (А)- умение слушать и слышать, т.е. адекватно воспринимать инструкции.

- чтение (Ч) – осознанное самостоятельное чтение языка программирования.

- говорение (Г) – умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления.

- пропедевтика (П) – круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование.

- творческая деятельность(Т)- конструирование, моделирование, проектирование.

В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы - «Конструирование» и «Программирование».

Курс носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические умения и навыки конструирования и работы на компьютере.

Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий, реализуемых с помощью изучаемых технологий.

Программа предусматривает проведение занятий во внеурочной деятельности с нетрадиционными формами обучения (игровые упражнения, творческие упражнения, создание проектов).

Форма промежуточной аттестации – обобщающий урок рефлексии и защита проектов.

Основные методы обучения , применяемые в прохождении программы в начальной школе:

Образовательная робототехника — современный подход к организации детского технического творчества. Робототехника вошла в мир в 60-е годы как одно из передовых направлений машиностроения. Ее фундаментом были механика и вычислительная техника, электроника и энергетика, измерительная техника, теория управления и многие другие, научные и технические дисциплины. В начале XXI века робототехника и мехатроника пронизывают все без исключения сферы экономики. Высокопрофессиональные специалисты, обладающие знаниями в этой области, необычайно востребованы. Готовить таких специалистов, с учетом постоянного роста объемов информации, необходимо со школьной скамьи.

Таким образом, для допрофессиональных ступеней образования востребовано и перспективно обучение, направленное на формирование и развитие конструкторских, исследовательских, технико-ориентированных компетенций обучаемых. При этом, одним из принципов построения методической системы допрофессиональной подготовки должен являться принцип преемственности при продвижении по этапам обучения.

(базовый набор конструктора LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544)).

Задачи :

продолжить знакомство с конструктором LEGO MINDSTORMS EV 3 (45544);

изучить основы программирования в среде LEGO MINDSTORMS Education EV3;
сконструировать модель робота;
использовать программу для управления роботом;
испытать полученного робота.

Предмет исследования : конструктор со средой программирования LEGO MINDSTORMS EV 3.