ШКОЛА РОБОТОТЕХНИКИ В ЦЕНТРЕ «NERD»

обучение робототехнике на платформе Arduino

 

РОБОТОТЕХНИКА

от робот и техника; англ. robotics — роботика, роботехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства.

Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, телемеханика, информатика, а также радиотехника и электротехника.

 

ЧТО ТАКОЕ ARDUINO

Arduino — торговая марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники, ориентированная на непрофессиональных пользователей. 

На базе этой платформы ученики могут конструировать и программировать модели электронных управляемых систем, не вдаваясь в сложные вопросы схемотехники и программирования на низком уровне. Причём эта уникальная инженерно-конструкторская среда имеет низкий порог вхождения и не имеет потолка.

Создание управляемых устройств на базе вычислительной платформы «Ардуино» даёт возможность ученику освоить основные приёмы конструирования и программирования управляемых электронных устройств и получить необходимые знания и навыки для дальнейшей самореализации в области инженерии, изобретательства, информационных технологий и программирования.

 

ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ЗАНЯТИЙ РОБОТОТЕХНИКОЙ

Целесообразность занятий определяется:

- востребованностью специалистов в области программируемой микроэлектроники в современном мире

- возможностью развить и применить на практике знания, полученные на уроках математики, физики, информатики

- возможностью предоставить ученику образовательную среду, развивающую его творческие способности и амбиции, формирующую интерес к обучению, поддерживающую самостоятельность в поиске и принятии решений.

 

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЙ

- познакомить учащихся с принципами и методами разработки, конструирования и программирования управляемых электронных устройств на базе вычислительной платформы Arduino

- развить навыки программирования в современной среде программирования (упрощенный язык С++)

- углубить знания, повысить мотивацию к обучению путем практического интегрированного применения знаний, полученных в различных образовательных областях (математика, физика, информатика)

- развить интерес к научно-техническому, инженерно-конструкторскому творчеству

- развить творческие способности учащихся

- Социальная составляющая, воспитывать умение работать в коллективе. Умение решать задачи в группе, взаимодействовать на уровне обсуждений, так и выполнения практических заданий.

 

НА ЗАНЯТИЯХ РАССМАТРИВАЮТСЯ ЗАДАЧИ НА ТРЕХ УРОВНЯХ

Классификация условная используется нами в рамках нашего центра:

Первый уровень – «ТЕХНИК» (ученик понимает, что надо делать и может воспроизвести без ошибок)

·         понимать заданные схемы электронных устройств и воспроизводить их на макетной плате

·         понимать назначение элементов, их функцию

·         понимать правила соединения деталей в единую электрическую цепь

·         понимать ограничения и правила техники безопасности функционирования цепи

·         понимать написанный программный код управления устройством, вносить незначительные изменения, не затрагивающие структуру программы

Второй уровень – «ИНЖЕНЕР» (ученик понимает, может применить с изменениями в похожей ситуации)

·         понимать заданные схемы («принципиальная схема» и «схема на макетке») электронных устройств и воспроизводить их на макетной плате

·         понимать назначение элементов, их функцию

·         понимать правила соединения деталей в единую электрическую цепь

·         понимать ограничения и правила техники безопасности функционирования цепи

·         модифицировать заданные схемы для измененных условий задачи

·         понимать написанный программный код управления устройством и модифицировать его для измененных условий задачи

·         самостоятельно отлаживать программный код, используя, в частности, такие средства как мониторинг показаний датчиков, значений переменных и т. п.

·         записывать отлаженный программный код на плату Ардуино, наблюдать и анализировать результат работы, самостоятельно находить ошибки и исправлять их

 

Третий уровень – «ИЗОБРЕТАТЕЛЬ» (ученик может самостоятельно спроектировать, сконструировать и запрограммировать устройство, решающее поставленную перед ним практическую задачу)

·         предполагает достижение результатов второго уровня и, кроме того, умение учащихся самостоятельно проектировать, конструировать и программировать устройство, которое решает практическую задачу, сформулированную учителем или самостоятельно.

 

ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

- аудиторные занятия в малых группах (10 человек и 2 педагога-наставника)

- основная форма обучения – это практическая работа. Выполнение мини-проектов на каждом занятии как закрепление теоретических знаний

- занятия построены на выполнении одного большого проекта, в ходе реализации которого ученик получает необходимые знания и практические навыки

- задания предполагают индивидуальную работу (у каждого свой набор для занятий); в парах; совместную групповую работу

- для занятий в центре, каждый ученик получает все необходимое (микроконтроллеры arduino, датчики, радиодетали, компьютер с установленным программным обеспечением и т.д.)

 

ДИАГНОСТИКА УСВОЕНИЯ МАТЕРИАЛА ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ

- по результатам выполнения учащимися практических заданий на каждом уроке

- по результатам конкурсных работ (в течение изучения курса проводится несколько конкурсов)

- по результату выполнения главного проекта