Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Научно-техническое творчество. Cборник программ внеурочной деятельности технической направленности.pdf
71
основами электро- и радиотехники, электроники, "вживаются" в
радиотехническую специальность. Результатом первого года обучения
являются начальные знания по радиотехнике и электронике, знание и
умение грамотно пользоваться радиотехническими приборами, а так же
практические навыки в изготовлении и конструировании простейших
радиотехнических устройств.
Учебный процесс строится на основе постепенного усложнения
учебного материала, как теоретического, так и практического.
Так на первом году занятий практическую работу учащиеся
начинают со сборки простейшего мультивибратора (СИРЕНЫ), затем
постепенно работа усложняется, собирают мультивибратор с усилителем,
затем сдвоенный мультивибратор - двухтоновая (милицейская) сирена.
После этого переходят к более сложным конструкциям - макет
приемника прямого усиления, далее изготовление законченного прибора
- стабилизированного источника питания.
Сравнивая и увязывая между собой математические
формулировки, электрические схемы электронного устройства,
физические процессы, протекающие в электрических цепях,
конструктивные решения (реализация схемы в реальной конструкции) и
наблюдаемые по приборам поведения схемы в рабочих режимах в
сознании учащихся формируется единое абстрактное представление
изучаемого объекта.
На втором и третьем годах обучения учащиеся углубляют свои
знания в областях электро- и радиотехники, электроники. Практическая
работа ведется индивидуально, что позволяет более полно раскрыть и
развить творческую активность учащихся.
Окончательной целью обучения в радиотехническом объединении
является профессиональная ориентация учащихся, позволяющая найти
себе место как специальности в областях радиотехники и электроники.
Получение начальных теоретических и профессиональных знаний,
позволяющих производить ремонт радиотехнических устройств и
электронных приборов, а также разрабатывать и изготавливать
несложные устройства.
Пять мест оснащены только источником питания, универсальным
вольтметром, паяльником. Для более сложных работ имеются
дополнительные следующие приборы измерители частотных
характеристик, измерители искажений и модуляции, генераторы
телевизионных сигналов. Т.е. материальное техническое обеспечение
позволяет производить любые работы с приемопередающей и
всевозможной цифровой аппаратурой, телевизионной и
аудиоаппаратурой.
Слесарная мастерская оборудована токарным, сверлильным и
72
заточным станками, имеет и другое слесарное оборудование,
позволяющее выполнять работы по изготовлению корпусов и других
конструкций.
Методическое обеспечение программы
Методическое обеспечение программы включает в себя:
1. методические пособия, разрабатываемые преподавателем с
учетом конкретных условий лаборатории или, при необходимости, более
глубокого изучения какой либо темы;
2. обширную техническую библиотеку объединения, содержащую
как справочный материал, так и учебную техническую литературу;
3. периодическую литературу, регулярно получаемую центром
это журналы «Радиолюбитель» и «Радио», брошюры «В помощь
радиолюбителю»;
4. индивидуальные задания. Методическое обеспечение учебного
процесса документами включает разработку преподавателем
методических пособий, подбор принципиальных электрических схем,
топологии печатных плат и справочного материала.
Совершенствованию учебного и воспитательного процесса также
содействует повышение квалификации и педагогического мастерства
самим преподавателем на методических семинарах, регулярно
проводимых на базе ЦДЮТТ, в результате обмена опытом между
преподавателями родственных по профессии учреждений.
Дидактическое обеспечение программы
В качестве дидактического материала учащимся предлагаются
светокопии электрических схем несложных электронных устройств,
которые могут быть использованы как при фронтальном изучении одного
устройства всей группой или отбираются для индивидуальной работы.
Существенную помощь в учебном процессе оказывает
дидактический материал, публикуемый в периодических изданиях,
журналах "Радиолюбитель" и " Радиолюбитель КВ и УКВ ".
Материально-техническое обеспечение
Материально - техническую базу объединения радиотехнического
конструирования представляют радиотехническая лаборатория - учебный
класс и слесарная мастерская.
Лаборатория рассчитана на проведение практических и
теоретических занятий. Для проведения практических занятий в
лаборатории имеется 13 рабочих мест. Из них 8 мест оснащено
следующими радиотехническими приборами:
73
- генераторами звуковой и высокой частоты;
- электронными частотомерами;
- причем каждое - осцилографом, универсальным вольтметром,
источником питания и паяльником.
Пять мест оснащены только источником питания, универсальным
вольтметром, паяльником.
Для более сложных работ имеются дополнительные следующие
приборы измерители частотных характеристик, измерители искажений и
модуляции, генераторы телевизионных сигналов. Т.е. материальное
техническое обеспечение позволяет производить любые работы с
приемопередающей и всевозможной цифровой аппаратурой,
телевизионной и аудиоаппаратурой.
Слесарная мастерская оборудована токарным, сверлильным и
заточным станками, имеет и другое слесарное оборудование,
позволяющее выполнять работы по изготовлению корпусов и других
конструкций.
Список литературы для педагога
1. Алексеев А.П., Робототехника. Москва, Просвещение, 1993 г.
2. Альгин Б.Е., Кружок электронной автоматики. Москва,
Просвещение, 1990 г.
3. Батушев В.А., Микросхемы и их применение. Москва, Радио и
Связь, 1983 г.
4. Белевцов А.Т., Монтаж радиоаппаратуры и приборов. изд.
Высшая школа, 1983 г.
5. Белорусова В.В., Педагогика. Москва, Физкультура и спорт,
1986 г.
6. Бобров Н. В., Радиоприемные устройства. Москва, Энергия,
1976 г.
7. Борисов В. Г., Программы для кружков детского технического
творчества. Москва, Просвещение, 1980 г.
8. Борисов В. Г., Юный радиолюбитель. Москва, Радио и связь,
1987 г.
9. Горский В.А., Кротов И.В., Программы для внешкольных
учреждений и общеобразовательных школ. Москва, Просвещение, 1988 г.
10. Гутников В.С., Интегральная электроника в измерительных
приборах. Ленинград, Энергия, 1984 г.
11. Мансуров Н.Н., Попов В.С., Теоретическая электротехника.
Москва, Наука, 1968 г.
12. Миль Г., Электронное дистанционное управление моделями.
Москва, 1986 г.
13. Нальвейт Г.С., Источники электропитания. Москва, Радио и
74
связь, 1986 г.
14. Рычина Т. А. , Электрорадиоэлементы. Москва, Сов. Радио,
1980 г.
15. Степаненко И.П., Основы теории транзисторов и
транзисторных схем. Москва, Энергия, 1983 г.
16. Столяров Ю. С., Техническое творчество учащихся. Москва,
Просвещение, 1989 г.
Список литературы для обучающихся
1. Алексеев А.П., Робототехника. Москва, Просвещение, 1993 г.
2. Батушев В.А., Микросхемы и их применение. Москва, Радио и
Связь, 1983 г.
3. Белевцов А.Т., Монтаж радиоаппаратуры и приборов. изд.
Высшая школа, 1983 г.
4. Бобров Н. В., Радиоприемные устройства. Москва, Энергия,
1976 г.
5. Борисов В. Г., Юный радиолюбитель. Москва, Радио и связь,
1987 г.
6. Гутников В.С., Интегральная электроника в измерительных
приборах. Ленинград, Энергия, 1984 г.
7. Мансуров Н.Н., Попов В.С., Теоретическая электротехника.
Москва, Наука, 1968 г.
8. Миль Г., Электронное дистанционное управление моделями.
Москва, 1986 г.
9. Нальвейт Г.С., Источники электропитания. Москва, Радио и
связь, 1986 г.
10. Рычина Т. А. , Электрорадиоэлементы. Москва, Сов. Радио,
1980 г.
11. Степаненко И.П., Основы теории транзисторов и
транзисторных схем. Москва, Энергия, 1983 г.
75
5. Образовательная программа внеурочной деятельности
«Робототехника»
(автор – Лукьянов И.А.
Возраст обучающихся: 14-15 лет
Срок реализации программы: 1 год
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Направленность: техническая.
Вид программы – экспериментальная.
Актуальность. В современном мире робототехника и электроника
получают всё более важные позиции в нашей жизни. Уже давно бегают
по нашим домам роботы-пылесосы, на производственных конвейерах
работают роботы-сборщики и сварщики.
Робототехника - очень молодая и быстроразвивающаяся отрасль. В
наше время есть весьма ощутимая нехватка квалифицированных
инженеров-робототехников. Занятия в объединениях и клубах
робототехники даёт ученикам хорошую основу для обучения будущей
профессии.
Новизна. Существует множество видов платформ для обучения
основам электроники и робототехники. Данная программа направлена на
изучение наборов LegoMindstormsEV3. EV3 очень удобны для
использования со школьниками и даже студентами младших курсов.
Наборы содержат в себе всё необходимое для построения полноценных
роботов.
Цель программы: создать оптимальные условия для развития
познавательной и творческой деятельности обучающихся через освоение
ЛЕГО-конструирования.
Задачи:
Обучающие задачи:
- обучить основам механики роботов;
- обучить основам построения роботов;
- обучить элементарным основам автоматики;
Развивающие задачи:
- формировать активное творческое мышление;
- стимулировать познавательную активность обучающихся
посредством включения их в различные виды проектной и
конструкторской деятельности;
- развивать интерес обучающихся к различным областям
)
76
радиотехники, механики и автоматики;
- развивать способность осознанно ставить перед собой
конкретные задачи и добиваться их выполнения.
Воспитательные задачи:
- формировать новаторское отношение ко всем сферам
жизнедеятельности человека;
- развивать у обучающихся целеустремленность и трудолюбие;
- формировать бережное отношение к природе и человеку
(экологическое воспитание) через знакомство со строением живых
организмов в целях создания автоматизированных устройств.
Ожидаемые результаты.
Обучающиеся, освоившие программу:
должны знать:
- основы механики роботов;
- основы конструирования роботов;
- основы автоматики;
должны уметь:
- конструировать роботов под конкретные задачи из наборов ev3;
- писать программы на языке ev3 g,
должны обладать:
- интересом к робототехнике и техническому творчеству в целом;
- навыками работы на компьютере;
- навыками построения алгоритмов программ.
Сроки реализации программы, возраст обучающихся, режим
занятий. Возраст детей, на которых рассчитана программа 14-15 лет.
Программа рассчитана на один год обучения – 144 часа (4 часа в неделю).
Занятия проходят в групповой и индивидуальной форме.
Формы занятий. Основной формой обучения по программе
является практическая деятельность обучающихся. Приоритетными
методами ее организации являются практические работы.
Каждое занятие состоит из теоретической (лекция, беседа) и
практической части.
- опрос;
- тестирование;
- наблюдение;
- анкетирование;
- выставки практических работ обучающихся;
- участие в соревнованиях.
77
№
Количество часов
Всего
Практ
1
Основные понятия
32
10
22
1.1
Исполнительная система
6 2 4
1.3
Сенсорная система
6 2 4
1.4
Приводы
8 2 6
1.5
Микропроцессоры и
6 2 4
2
Основы программирования
54
16
38
2.1
Среда разработки (интерфейс,
4 2 2
2.2
Базовые алгоритмы. Линейная
6 2 4
2.3
Базовые алгоритмы. Циклы и
8 2 6
2.4
Методы работы с датчиками.
8 2 6
2.5
Примеры основных алгоритмов
10 2 8
2.6
Примеры основных алгоритмов
12 4 8
2.7
Примеры основных алгоритмов
6 2 4
3
Роботы для соревнований
58
12
46
3.1
Роботы-СУМО
12 2 10
3.2
Гоночные роботы.
12 2 10
3.3
Роботы-манипуляторы.
12 2 10
3.4
Роботы для WRO.
22 6 16
Итого:
144
38
106
п/п
Учебно-тематический план
Наименование раздела, темы
часов
Теория
ика
робототехники
1.2 Вычислительная система 6 2 4
микрокомпьютеры
компоненты, первая программа)
программа.
ветвления
соревновательной робототехники.
Движение по линии.
соревновательной робототехники.
соревновательной робототехники.
Определение цветов
Многопоточность.
78
Содержание программы
1. Основные понятия робототехники
1.1. Исполнительная система
Теория: Знакомство с исполнительными системами
Практика: Получение первичных навыков работы с
исполнительными системами.
1.2. Вычислительная система
Теория: Знакомство с вычислительной системой
Практика: Получение первичных навыков работы с
вычислительными системами.
1.3. Сенсорная система
Теория: Знакомство с сенсорной системой роботов. Варианты
датчиков.
Практика: Получение первичных навыков работы с различными
видами датчиков.
1.4. Приводы
Теория: понятие и виды приводов
Практика: работа с различными видами приводов (трёхфазные,
сервоприводы, двигатели постоянного тока, коллекторные).
1.5. Микропроцессоры и микрокомпьютеры
Теория: понятия микропроцессора и микрокомпьютера. Их
сходство и различия.
Практика: знакомство на практике с особенностями
микропроцессора и микрокомпьютера.
2. Основы программирования
2.1. Среда разработки (интерфейс, компоненты, первая
программа)
Теория: Изучение интерфейса программного обеспечения
LEGOEV3
Практика: Работа с интерфейсом программного обеспечения
LEGOEV3. Создание проекта, программы, эксперимента и работа с
различными компонентами.
2.2. Базовые алгоритмы. Линейные программы
Теория: Изучение понятия «Алгоритм». Виды алгоритмов.
Практика: Создание программ с линейными алгоритмами.
79
2.3.Базовые алгоритмы. Циклы и ветвления
Теория: Изучение нелинейных алгоритмов. Циклы и ветвления.
Практика: Создание программ с использованием циклов и
ветвлений.
2.4.Методы работы с датчиками
Теория: Виды датчиков в наборах EV3 и примеры работы с ними.
Практика: Создание программ с использованием датчиков в
условиях и циклах.
2.5.Примеры основных алгоритмов соревновательной
робототехники. Движение по линии
Теория: Изучение примеров программ с датчиком цвета в
режиме «Измерение яркости отражённого света» для использования в
соревнованиях.
Практика: Создание программы для плавного движения по
линии.
2.6. Примеры основных алгоритмов соревновательной
робототехники. Определение цветов
Теория: Изучение примеров программ с датчиком цвета в
режиме «Определение цвета» для использования в соревнованиях.
Практика: Создание программы распознавателя цветов.
2.7.Примеры основных алгоритмов соревновательной
робототехники. Многопоточность.
Теория: Изучение понятия «Многопоточность» и примеры
использования многопоточности.
Практика: Создание программ с использованием
многопоточности в среде программирования LEGOEV3.
3. Роботы для соревнований
Теория: Основы конструирования роботов под соревновательные
задачи.
Практика: Сборка роботов.
3.1. Роботы - «СУМО»
Теория: Изучение правил соревнований в категории «СУМО».
Практика: Построение робота.
3.2.Гоночные роботы
Теория: Изучение правил соревнований в категории «Гоночные
80
роботы»
Практика: Построение робота.
3.3.Роботы манипуляторы
Теория: Изучение правил соревнований в категории
«Манипуляторы».
Практика: Построение робота.
3.4. Роботы для WRO
Теория: Изучение правил соревнований WRO.
Практика: Построение робота младшей возрастной категории.
Методическое обеспечение программы
Занятия по программе организованы по принципу непрерывного
обучения.
В процессе обучения применяется в основном диалоговый, а также
проблемный метод.
Основным критерием результативности является способность
обучающихся самостоятельно решать простейшие задачи при
изготовлении роботов.
Основной подход к обучению - личностно-ориентированный. В
начале обучения педагог (путем тестовых занятий, наблюдения)
определяет уровень знаний, способности и возможности каждого
обучающегося. Все это учитывается в дальнейшей работе с ним:
определяется образовательный маршрут, степень сложности
изготавливаемого механизма.
Методы, в основе которых лежит способ организации занятия:
• словесный (устное изложение, беседа, рассказ, лекция и т.д.);
• наглядный (показ видео и мультимедийных материалов,
иллюстраций, наблюдение, показ (выполнение) педагогом, работа по
образцу и др.);
• практический (выполнение работ по инструкционным картам,
схемам и др.).
Методы, в основе которых лежит уровень деятельности
обучающихся:
• объяснительно-иллюстративный – обучающиеся
воспринимают и усваивают готовую информацию;
• репродуктивный – обучающиеся воспроизводят полученные
знания и освоенные способы деятельности;
• частично-поисковый – участие обучающихся в коллективном
поиске, решение поставленной задачи совместно с педагогом;