Танцующий робот lego mindstorms ev3

Обновлено: 28.03.2024

This week our family project with the kids was to build and program a Lego Mindstorms Dancing Robot. I thought this would be a great exercise in computer programming for the kids because a computer program is just a sequence of instructions, and a dance routine is a series of movements. Programming a robot to make specific movements in a set order seemed like a great way for them to get an immediate visual reward for their efforts.

First, watch the video below to see the robot in action and then read beyond if you want to see more details on how it was all done.

Interested in seeing how this was all put together and trying this project at home? I’ll describe the different phases of the project in more detail below. For our other Lego Mindstorms EV3 projects, check out our LEGO Mindstorms Music Box, LEGO Mindstorms Booby Trap, LEGO Mindstorms Basketball Robot or our Speedcuber Alarm Clock.

The Robot Construction

Dancing Robot Build Instructions

The inspiration from the robot design came from one of our favorite EV3 robots on Youtube, Ice’s Giant. I wrote about this robot in an earlier post about our favorite Lego Mindstorms EV3 Robots. I like the basic concept for this robot – it uses the two large motors for the legs and the small motor to control the arms. The legs are very stable so that the robot walks well without falling over. The first challenge that prevented us from using this robot is that there are no good building instructions available.

There is a set of close up photos available that is somewhat helpful and there is an auto-generated instruction set from Lego Digital Designer, but these are not very useful. The second and bigger challenge is that Ice’s Giant was design using the Lego Mindstorm Ev3 Education Set. This uses many components that are not available in our LEGO Mindstorms EV3 Home Edition. (Update: Now the latest LEGO Robotics Robot Inventor set is the newest set available).

We needed to make many modifications to the robot design to build with the pieces available with our set. This was actually much more fun than blindly following the high quality building instructions provided by Lego. We built from the Ice’s Giant photos, modifying as needed. Stability was a big priority for this robot because we did not want the robot to fall over or for an arm or leg to detach while doing repetitive dance movements.

For the legs we followed the same construction as much as possible, while enlarging the feet to improve stability. For the upper body, we followed the same concept of using the small motor to move the arms with sensors for hands, but we really had to do a very different design because we had different pieces to work with.

Detailed Build Instructions are now available. Click the link below to download the build instructions.

Dancing Robot Build Instructions

Programming the Robot to Dance

The Lego Mindstorms EV3 software uses a block programming structure where blocks are dragged with the mouse and snap together. This is similar to the concept used in the popular Scratch programming platform (read more about Scratch here). Each block we used controls the movement of a motor (one of the legs or the arms), sets a wait time or simple loop, or controls one of the display options of the main brick (facial expression or light).

This was also a perfect project to teach the kids about sub-routines within a program because dance movements are very repetitious. We created two custom blocks – Shake_Those_Arms and Take_Steps. For the Take_Steps block, we were able to learn about passing variables into a sub-routine.

Click here to download the full Dancing Robot program.

Creating the Video

Once we had fine-tuned the program to move the robot to the song we selected, we were ready to capture it all on video. We chose to add the music afterwards in the video editor for two reasons – recording quality and the ability to accurately sync the music and the movements. The robot was already moving very accurately to the music, but it is difficult to start and stop the music at the exact desired time.

Adding Alexa Voice Control

Once you have the robot built and dancing, another fun project is to add Alexa voice control. In September 2019, hackster.io launched the LEGO Mindstorms Voice challenge with very helpful instructions on adding voice control commands to Mindstorms robots. The contest provided very helpful instructions to add voice control capability. This is a much more advanced project since it involves several technical steps, but it is a great challenge for those who are very comfortable with programming on different platforms. You can see our projects on Hackster.io at the links below.

Please also check out our LEGO Mindstorms Basketball Robot with a fun video and building instructions. Our latest EV3 project is a Speedcuber Alarm Clock that requires a Rubik’s cube to be solved and scanned by the robot before the alarm will turn off. We’ve also more recently added a Mindstorms Music Box and a Mindstorms Booby trap based on the opening scene of Indiana Jones and the Raiders of the Lost Ark.

LEGO Mindstorms Booby Trap

LEGO Mindstorms Music Box

LEGO Mindstorms Basketball Robot

Rubik’s Cube Alarm Clock

Want to keep up with the latest projects and resources from Teach Kids Engineering? You can follow us on Facebook and Youtube

You May Also Like

Building a Gaming PC

Building a Gaming PC for Beginners

LEGO Mindstorms Booby Trap

LEGO Mindstorms Booby Trap

LEGO Mindstorms EV3 Music Box

LEGO Mindstorms Music Box

11 thoughts on “ Lego Mindstorms Dancing Robot ”

I love this! Wish I had your blog when I was homeschooling! (But I did manage to raise 2 engineers). This made me smile.

Good for you Kathleen! It sounds like you have already accomplished what we are setting out to do with our kids – teach them a love for engineering. What made your kids want to become engineers?

salve ,
vorrei altre foto di questo robot della costruzione per favore perché la parte di sopra di non si capisce bene come è fatta …
Grazie mille

The building instructions are available to download for free. The link to download the instructions is in the post just above the pictures.

Best regards,
Matt

Mostafa può trovare le istruzioni di costruzione nel post sopra le immagini.

We are trying to download the building directions to the dancing robot. We subscribed to the website and it still would not let me. Can you please send it to me through my email. I teach robotics at Newberry Christian Community School.

Hi Wendi, Sorry you had trouble with the download. I’m so glad you found our project – I sent you the instructions by email along with a couple of our other Mindstorms projects. I hope you find these helpful for your robotics class!

I keep hearing so much praise on the mindstroms, I think I will buy it this christmas. Id love to watch the dancing sequence you made with your kids but the video didnt work for me for some reason :/ I have found that there are multiple mindstroms kits. Which one would you recommend?

awesome project for kids, what is the music called and can you send more robot instructions.

Постройте и запрограммируйте робота, исполняющего национальный танец, или рассказывающего историю через танец, или способно танцевать в парах или группах с другими роботами.

WeDo_Puppet

1. Введение и обсуждение

вступление
На этом уроке обучающиеся смогут создать непохожих друг на друга танцующих роботов с разнообразными функциями. Ученики могут воспроизвести этнические танцы, рассказать в танце какую-либо историю, танцевать парами или группами роботов и даже запланировать танцевальную вечеринку, на которой роботы WeDo 2.0 будут самыми необычными гостями!

Подготовка
Убедитесь, что у каждого ученика есть рабочий лист для документирования процесса проектирования и конструирования проектного решения. Для работы им также потребуется Базовый набор LEGO ® Education WeDo 2.0 (рекомендуется выдать по одному набору каждой паре учеников).

обсуждение
Раздайте рабочие листы и позвольте ученикам самостоятельно интерпретировать задание или прочтите вслух текст, написанный на карточке «Maker — этап соединения», чтобы определить тематику урока.

2. Определение задачи

Пока ученики рассматривают изображения и читают вопросы на карточках «Maker — этап соединения», организуйте обсуждение, которое направило бы их на верный путь или помогло придумать конструкцию танцующего робота. После того как ученики определили свою задачу, проконтролируйте, чтобы они зафиксировали её на рабочем листе. Чтобы документировать и структурировать работу над проектом, обучающиеся могут использовать рабочие листы или свой метод ведения записей.

3. Мозговой штурм

На начальном этапе ученики должны работать независимо друг от друга или в парах, чтобы за несколько минут найти как можно больше способов решения задачи. В процессе мозгового штурма они могут использовать детали из набора LEGO ® или делать наброски своих идей в соответствующей области рабочего листа.

Очень важно предоставить ученикам возможность экспериментировать с кубиками LEGO, чтобы находить решения поставленных перед ними задач. Цель экспериментов — найти как можно больше решений одной задачи. Вы можете использовать примеры, приведённые в этой брошюре, для вдохновения или в качестве основы для начала работы над проектами Maker.

Затем учащиеся могут по очереди поделиться своими идеями с группой. После того как все идеи будут представлены, каждая группа должна выбрать одну или несколько лучших. Будьте готовы принять участие в этом процессе и помочь ученикам определить то проектное решение, которое они смогут реализовать. Поощряйте выбор различных проектных решений. Группам не обязательно конструировать одну и ту же модель.

4. Выбор лучшей идеи

Обучающиеся должны определить и записать в своих рабочих листах не более трёх критериев оценки успешности проектного решения. Они смогут использовать их для анализа и модернизации своих проектов.

5. Создание решения

Ученики должны будут воплотить в проектном решении одну из идей, предложенных их рабочей группой, с помощью набора WeDo 2.0 и, при необходимости, других материалов. Обратите внимание учеников на то,
что они не обязаны сразу создавать готовую модель.

В процессе работы над проектом напоминайте учащимся, что они должны постоянно проверять, анализировать и пересматривать решения, совершенствуя модель по мере необходимости. Если вы хотите, чтобы в конце урока ученики представили свои записи, проконтролируйте, чтобы они зафиксировали все этапы создания модели (сделали эскизы и фотографии).

Примеры решения задач

Для начала работы некоторым ученикам требуется немного вдохновения и дополнительные материалы.

Ученики могут самостоятельно изучать Библиотеку проектных решений WeDo 2.0, чтобы найти идеи для создания различных видов танцующих роботов. Вы можете помочь ученикам разработать модели, основанные на их идеях, задавая различные вопросы (например: «Танцующий робот, которого вы хотите построить, будет вращаться или шагать?»). Учащиеся могут модернизировать свои модели, добавляя или убирая кубики и детали LEGO и другие элементы.

lego-maker-ballet-dancer-2

Создано на основе модели №13 из Библиотеки проектных решений WeDo 2.0. Трал

dancing-bot-1

lego-maker-wedo-puppet

Создано на основе модели №1 из Библиотеки проектных решений WeDo 2.0. Колебания

dancing-bot-2

6. Пересмотр и модернизация решения

Ученики проводят испытания и оценивают свои проекты в соответствии с критериями, определёнными перед началом работы. Они могут делать заметки в рабочем листе.

7. Представление собственного решения

Предоставьте каждому ученику или группе возможность выступить перед классом. Хороший способ организовать выступления — расставить все модели на большом столе. Если времени не так много, создайте пары групп и предложите им рассказать о созданных моделях друг другу.

8. Оценка результатов

Ученики оценивают свою работу над проектом в специальном разделе рабочего листа в соответствии со «Шкалой четырёх кубиков».

9. Уборка

Оставьте 10–15 минут в конце урока, чтобы обучающиеся могли разобрать модели и убрать детали в короба для хранения LEGO.

В помощь преподавателю

В ходе этого урока ученики достигнут следующих результатов:

  • научатся использовать и понимать процесс инженерного проектирования;
  • смогут определять конкретные задачи проекта;
  • cформируют навык многократной корректировки и совершенствования проектных решений;
  • усовершенствуют коммуникативные компетенции и навыки решения задач.

дополнительно
Используйте материалы для моделирования, имеющиеся в классе, чтобы добавить «изюминку» к создаваемым решениям. Можно использовать следующие материалы:

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

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ работа.docx

МУНИЦИПАЛЬНОЕ автономное ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

Успенская СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

Тюменского муниципального РАЙОНа

Региональная научно-практическая конференция

«Учись, Твори, Исследуй»

Секция: математика и информационные технологии (включая робототехнику)

Танцующие роботы (НА БАЗЕ LEGOMINDSTORMSEV 3)

Научный руководитель:

Верхоланцев Владимир Николаевич,

Успенка, Тюменский район

Возможности образовательной робототехники широки. Благодаря созданию автономных мобильных роботов, являющихся моделями-прототипами машин, решаются актуальные задачи современного общества. Например, роботы-сортировщики мусора и бытовых отходов, роботы-шлагбаумы и т.д.

Как сказал Президент Российской Федерации: «Сегодня в стране существует явная нехватка инженерно-технических работников, рабочих кадров и в первую очередь рабочих кадров, соответствующих сегодняшнему уровню развития нашего общества» [1].В перечне его поручений, подготовленном по результатам заседания Комиссии по модернизации и технологическому развитию 30 марта 2011 года [3], даны четкие поручения по дальнейшему развитию системы инженерного образования. Подчеркивается, что ИКТ и инженерные технологии должны стать не дополнительным средством в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса, значительно повышающим его эффективность и максимально способствующий всестороннему развитию интеллектуальной, эмоциональной и личностной сфер учащихся [3].Изучение робототехники в школе в полной мере отвечает поставленным задачам.

Образовательная робототехника – это современный инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с развитием инженерного творчества [2]. Занятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают интерес к научно-техническому творчеству и заметно способствуют целенаправленному выбору профессии инженерной направленности.

Целью данной работы является исследование возможностей образовательной робототехники на базе LegoMindstormsEV 3.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Познакомиться с образовательными робототехническими наборами;

2. Изучить базовые функции платформы LegoMindstormsEV 3;

3. Изучить литературные источники, посвящённые данному направлению;

4. Познакомится с языком программирования Lego ;

5. Попрактиковаться в сборке роботов;

6. Принять участие в робототехнических соревнованиях ;

7. Положить начало созданию концепции собственных робототехнических соревнований.

Объектом исследования является образовательная робототехника в МАОУ Успенской СОШ Тюменского района.

Предметом исследования является процесс изучения возможностей образовательной робототехники на базе LegoMindstormsEV 3.

При решении поставленных задач применялись следующие методы исследования:

2. Анализ и синтез.

6. Метод «мозгового штурма».

Практическая значимость нашего исследования заключается в том, чтобы популяризировать робототехнику как творческую активность учащихся.

Знакомство с LEGO Mindstorms EV3

В связи с появлением такого инновационного направления деятельности как робототехника появляется необходимость изучения его возможностей для получения возможности практического применения результатов моделирования роботов и прямого применения их технических характеристик для решения практических задач.

Набор LEGO Mindstorms EV3 - это образовательная платформа для занятий робототехникой на уроках в школе, в организациях дополнительного образования детей, и домашнего использования от компании LEGO. Процесс работы с набором включает в себя сборку и программирование робота в рамках учебного занятия. Программирование осуществляется в специальном ПО, которое скачивается бесплатно с сайта LEGO Education.

Конструктор основан на деталях LEGO Technic и сложной электронике.

Возможности набора LEGO Mindstorms EV3:

· Роботы способны улавливать ультразвуковые волны и видеть предметы, расположенные в радиусе 2,5 м.

· Благодаря датчику цвета, модели различают до 7 оттенков и реагируют на смену освещенности.

· «Мозг» конструктора LEGO MindstormsEducation EV3 обладает увеличенным объемом памяти и самой высокой вычислительной мощностью в серии Майндстормс.

· Роботы соединяются с компьютером при помощи WiFi и Bluetooth.

· Модели управляются при помощи планшетов или смартфонов.

С помощью базового набора Mindstorms EV3 можно собрать несколько моделей: робота на колесах, сортировщика, манипулятора, щенка и т.п.

Набор LEGO также предназначен для обучения основам компьютерных программ. Специально для этой серии компанией NationalInstruments было разработано графическое ПО, которое легко усвоить даже тем, кто раньше не был знаком с программированием. Чтобы управлять роботами, не нужно кодировать – оболочка содержит готовые алгоритмы в виде иконок, из которых собирается последовательность действий.

Необходимо помнить, что базовый набор LEGO MindstormsEducation EV3 прежде всего, образовательный конструктор.

В рамках научно-исследовательской работы проведено знакомство с образовательными робототехническими наборами LegoMindstormsEV 3, изучены базовые функции платформы LegoMindstormsEV 3и языка программирования Lego , осуществлена механическая сборка роботов. Предложена собственная концепция состязания «Танцующий робот».

В рамках научно-исследовательской работы наша команда познакомилась с образовательными робототехническими наборами LegoMindstormsEV 3 (Приложение 1), изучили базовые функции платформы LegoMindstormsEV 3 и познакомились с языком программирования Lego (Приложение 2), попрактиковались в сборке роботов (Приложение 3).

Когда мы рассмотрели различные проекты, созданные с помощью конструктора LegoMindstormsEV 3, а также изучили некоторые зарубежные разработки пришли к выводу, что не всегда роботы могут заменить человека в области культурных достижений. К примеру, выполнять движения в такт музыке или танцевать. Однако, уже есть разработки в этом направлении, причем для реализации идеи робота, выполняющего сложные хореографические «па» создаются прототипы, имеющие гораздо больше сервоприводов, чем может позволить базовый набор LegoMindstormsEV 3. Это натолкнуло нас на идею «научить» базовую конструкцию робота набора LegoMindstormsEV 3 – «Погрузчик», выполнять несложные хореографические движения в такт музыке.

Проведение эксперимента

На первом этапе необходимо было подобрать для исполнения некоторый танец и определить схему движения робота.

Здесь мы обратились за помощью к в хореографический кружок. Нами был выбрано классическое танго. Используя различные источники теории танца и наблюдение за танцующими, определили схему движения. Затем, соотнесли программируемые действия робота и составили свою схему движения. (Приложение 4)

На втором этапе, мы занялись практическим осуществлением проекта. В результате мы получили алгоритм выполняемых роботом движений. Однако, здесь мы пришли к выводу что для приближения к реальному отражению танца, исполняемому только лишь одним роботом – недостаточно. Поэтому на третьем этапе была поставлена задача запрограммировать двух роботов на выполнение схемы танца. Сложность заключалась в синхронизации движений роботов. Поэтому схема движения была адаптирована для движения двух роботов одновременно. (Приложение 5)

Для выполнения алгоритма движения робота нашей группой был написана программа на языке программирования LEGOEV 3. Здесь мы познакомились с основными командами для исполняемых алгоритмов и двигателей конструктора. На данном этапе возникла сложность взаимодействия двух моделей при выполнении синхронных и прямопротивоположных действий при следовании схемы движения.

По итогам разработки проекта мы подготовили концепцию собственного робототехнического соревнования «Танцующий робот».

Состязание заключается в том, чтобы сконструировать робота на базе набора LegoMindstormsEV 3 и запрограммировать его на выполнение элементов хореографии, Сложность состязания заключается в том, что необходима адаптация движений робота к сложным движениям танца посильным человеку.

Сейчас, когда престиж инженерных профессий начинает повышатьсяспециалисты по робототехнике, будут востребованы практически во всех промышленных областях. Развитие нашей экономики неразрывно связано с автоматизацией производства. Монотонный, либо вредный и опасный для человека труд в ближайшем будущем возьмут на себя высокоточные промышленные роботы. Но создавать и обслуживать их должны все же люди. Поэтому одной из главных задач, стоящих перед молодежью, является получение навыков образовательной робототехники.

1. Государственные вести / Мнения российских политиков о нехватке инженерных кадров.

2. Образовательные проекты // Образовательная робототехника / Проекты.

3. Президент России // Документы / Утверждён перечень поручений по итогам заседания Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России.

4. ROBOT - HELP . RU Помощь начинающим робототехникам

Приложение 1

Знакомство с образовательными робототехническими наборами LegoMindstormsEV 3

Приложение 2

Программирование в среде LEGO MindstormsEducation EV3

Приложение 3

Сборка базовой модели «Погрузчик»

Приложение 4

Схема движения пары танцующих классическое «танго»


Схема движения по линии танца «танго» модели «Погрузчик» (адаптировано)

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

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.

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.

На втором занятии мы детальнее познакомимся со средой программирования и подробно изучим команды, задающие движение нашему роботу-тележке, собранному на первом занятии. Итак, давайте запустим среду программирования Lego mindstorms EV3, загрузим наш проект lessons.ev3, созданный ранее и добавим в проект новую программу - lesson-2-1. Программу можно добавить двумя способами:

· Выбрать команду "Файл"-"Добавить программу" (Ctrl+N).

· Нажать "+" на вкладке программ.

Добавить программу в проект

2.1. Палитры программирования и программные блоки

Давайте теперь обратим свой взгляд в нижний раздел среды программирования. Из материала первого занятия мы уже знаем, что здесь находятся команды для программирования робота. Разработчики применили оригинальный прием и, сгруппировав программные блоки, присвоили каждой группе свой цвет, назвав группы палитрами.

Зеленая палитра называется: "Действие":

Палитра Действие

На данной палитре расположены программные блоки управления моторами, блок вывода на экран, блок управления индикатором состояния модуля. Сейчас мы начнем изучение этих программных блоков.

2.2. Зеленая палитра – блоки действия

Первый программный блок зеленой палитры предназначен для управления средним мотором, второй блок - для управления большим мотором. Так как параметры этих блоков идентичны - рассмотрим настройку на примере блока - большой мотор.

Программный блок - Большой мотор

Для правильной настройки блока управления большим мотором мы должны:

1. Выбрать порт, к которому подключен мотор (A, B, C или D) (Рис. 3 поз. 1)

2. Выбрать режим работы мотора (Рис. 3 поз. 2)

3. Настроить параметры выбранного режима (Рис. 3 поз. 3)

Чем же отличаются режимы? Режим: "Включить" включает мотор с заданным параметром "Мощность" и после этого управление передается следующему программному блоку программы. Мотор будет продолжать вращаться, пока не будет остановлен следующим блоком "Большой мотор" с режимом "Выключить" или следующий блок "Большой мотор" не будет содержать другие параметры выполнения. Режим "Включить на количество секунд" включает большой мотор с установленной мощностью на указанное количество секунд, и только по завершению времени мотор остановится, а управление в программе перейдет к следующему программному блоку. Аналогично поведет мотор себя в режимах "Включить на количество градусов" и "Включить на количество оборотов": только после выполнения установленного вращения мотора, он остановится и управление в программе перейдет к следующему блоку.

Параметр мощность (на Рис. 3 мощность установлена в 75) может принимать значения от -100 до 100. Положительные значения мощности задают вращение мотора по часовой стрелке, отрицательные - против часовой. При значении мощности равном 0 мотор вращаться не будет, чем "выше" значение мощности, тем быстрее вращается мотор.

Параметр мощность задается только целыми значениями, параметры: секунды, градусы, обороты могут принимать значения с десятичной дробью. Но следует помнить, что минимальный шаг вращения мотора равен одному градусу.

Отдельно следует сказать о параметре "Тормозить в конце". Данный параметр, если установлен в значение "Тормозить" заставляет мотор тормозить после выполнения команды, а если установлен в значение "Двигаться накатом", то мотор будет вращаться по инерции, пока сам не остановится.

Следующие два программных блока "Рулевое управление" и "Независимое управление моторами" реализуют управление парой больших моторов. По умолчанию левый большой мотор подключается к порту "В", а правый - к порту "С". Но вы можете в настройках блока поменять порты подключения в соответствии с требованиями вашей конструкции (Рис. 4 поз. 1).

Программный блок - Рулевое управление

Параметр "Рулевое управление" (Рис. 4 поз. 2) может принимать значения от -100 до 100. Отрицательные значения параметра заставляют робота поворачивать налево, при значении равном 0 робот движется прямо, а положительные значения заставляют робота поворачивать направо. Стрелка над числовым параметром меняет свою ориентацию в зависимости от значения, подсказывая тем самым направление движения робота (Рис. 5).

Параметры блока - Рулевое управление

Рис. 5

Программный блок "Независимое управление моторами" похож на программный блок "Рулевое управление". Он также управляет двумя большими моторами, только вместо параметра "Рулевое управление" появляется возможность независимого управления мощностью каждого мотора. При равном значении параметра "Мощность" для левого и правого мотора робот будет двигаться прямолинейно. Если на один мотор подать отрицательное значение мощности (например -50), а на второй - положительное значение (например 50), то робот будет разворачиваться на месте (Рис. 6).

Программный блок - Независимое управление моторами

Режимы работы этих блоков аналогичны режимам блока управления одним мотором, поэтому дополнительного описания не требуют.

2.3. Прямолинейное движение, повороты, разворот на месте остановка

Итак, теперь мы можем написать программу движения робота по какому-либо маршруту.

2.4. Экран, звук, индикатор состояния модуля

Программный блок "Экран" позволяет выводить текстовую или графическую информацию на жидкокристаллический экран блока EV3. Какое это может иметь практическое применение? Во-первых, на этапе программирования и отладки программы можно выводить на экран текущие показания датчиков во время работы робота. Во-вторых, можно выводить на экран название промежуточных этапов выполнения программы. Ну а в-третьих, с помощью графических изображений можно "оживить" экран робота, например с помощью мультипликации.

Программный блок - Экран

Программный блок "Экран" имеет четыре режима работы: режим "Текст" позволяет выводить текстовую строку на экран, режим "Фигуры" позволяет отображать на экране одну из четырех геометрических фигур (прямая, круг, прямоугольник, точка), режим "Изображение" может вывести на экран одно изображение. Изображение можно выбрать из богатой коллекции изображений или нарисовать свое, используя редактор изображений. Режим "Окно сброса настроек" сбрасывает экран модуля EV3 к стандартному информационному экрану, показываемому во время работы программы.

Программный блок Экран. Предварительный просмотр.

Рассмотрим параметры программного блока "Экран" в режиме "Текст" (Рис. 9 поз.1). Строка, предназначенная для вывода на экран, вводится в специальное поле (Рис. 9 поз. 2). К сожалению, в поле ввода текста можно вводить только буквы латинского алфавита, цифры и знаки препинания. Если режим "Очистить экран" установлен в значение "Истина", то экран перед выводом информации будет очищен. Поэтому, если вам требуется объединить текущий вывод с информацией уже находящейся на экране, то установите этот режим в значение "Ложь". Режимы "X" и "Y" определяют точку на экране, с которой начинается вывод информации. Экран блока EV3 имеет 178 пикселей (точек) в ширину и 128 пикселей в высоту. Режим "X" может принимать значения от 0 до 177, режим "Y" может принимать значения от 0 до 127. Верхняя левая точка имеет координаты (0, 0), правая нижняя (177, 127)

Координаты экрана блока EV3

Во время настройки программного блока "Экран" можно включить режим предварительного просмотра (Рис. 9 поз. 3) и визуально оценить результат настроек вывода информации.

В режиме "Фигуры" (Рис. 11 поз. 1) настройки программного блока меняются в зависимости от типа фигуры. Так при отображении круга необходимо будет задать координаты "X" и "Y" центра окружности, а также значение "Радиуса". Параметр "Заполнить" (Рис. 11 поз. 2) отвечает за то, что будет отображен либо контур фигуры, либо внутренняя область фигуры будет заполнена цветом, заданным в параметре "Цвет" (Рис. 11 поз. 3).

Вывод на экран. Режим

Для отображения прямой необходимо задать координаты двух крайних точек, между которыми располагается прямая.

Программный блок Экран. Отображение прямой.

Чтобы отобразить прямоугольник следует задать координаты "X" и "Y" левого верхнего угла прямоугольника, а также его "Ширину" и "Высоту".

Программный блок Экран. Отображение прямоугольника

Отобразить точку проще всего! Укажите лишь её координаты "X" и "Y".

Режим "Изображение", наверное, самый интересный и самый используемый режим. Он позволяет выводить на экран изображения. Среда программирования содержит огромную библиотеку изображений, отсортированную по категориям. В дополнение к имеющимся изображениям вы всегда можете создать свой рисунок и, вставив его в проект, вывести на экран. ("Главное меню среды программирования" - "Инструменты" - "Редактор изображения"). Создавая своё изображение, вы можете также вывести на экран символы русского алфавита.

Программный блок Экран. Изображение.

Как вы видите - отображению информации на экране главного модуля EV3 среда программирования придает огромное значение. Давайте рассмотрим следующий важный программный блок "Звук". С помощью этого блока мы можем выводить на встроенный динамик блока EV3 звуковые файлы, тона произвольной длительности и частоты, а также музыкальные ноты. Давайте рассмотрим настройки программного блока в режиме "Воспроизвести тон" (Рис. 15). В этом режиме необходимо задать "Частоту" тона (Рис. 15 поз. 1), "Продолжительность" звучания в секундах (Рис. 15 поз. 2), а также громкость звучания (Рис. 15 поз. 3).

Программный блок Звук.

В режиме "Воспроизвести ноту" вам вместо частоты тона необходимо выбрать ноту на виртуальной клавиатуре, а также установить длительность звучания и громкость (Рис. 16).

Программный блок Звук. Воспроизвести ноту.

В режиме "Воспроизвести файл" вы можете выбрать один из звуковых файлов из библиотеки (Рис. 17 поз. 1), либо, подключив к компьютеру микрофон, с помощью Редактора звука ("Главное меню среды программирования" - "Инструменты" - "Редактор звука") записать собственный звуковой файл и включить его в проект.

Программный блок Звук. Воспроизвести файл.

Давайте отдельно рассмотрим параметр "Тип воспроизведения" (Рис. 17 поз. 2), общий для всех режимов программного блока "Звук". Если данный параметр установлен в значение "Ожидать завершения", то управление следующему программному блоку будет передано только после полного воспроизведения звука или звукового файла. В случае установки одного из двух следующих значений начнется воспроизведение звука и управление в программе перейдет к следующему программному блоку, только звук или звуковой файл будет воспроизведен один раз или будет повторяться, пока не его не остановит другой программный блок "Звук".

Нам осталось познакомиться с последним программным блоком зеленой палитры - блоком "Индикатор состояния модуля". Вокруг кнопок управления модулем EV3 смонтирована цветовая индикация, которая может светиться одним из трех цветов: зеленым, оранжевым или красным. За включение - выключение цветовой индикации отвечает соответствующий режим (Рис. 18 поз. 1). Параметр "Цвет" задает цветовое оформление индикации (Рис. 18 поз. 2). Параметр "Импульсный" отвечает за включение - отключение режима мерцания цветовой индикации (Рис. 18 поз. 3). Как можно использовать цветовую индикацию? Например, можно во время различных режимов работы робота использовать различные цветовые сигналы. Это поможет понять: так ли выполняется программа, как мы запланировали.

Индикатор состояния модуля

Давайте используем полученные знания на практике и немного "раскрасим" нашу программу из Задачи 1.

Читайте также: