Рекомендации по организации и проведению практических работ раздела программы по технологии «Робототехника».

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Рекомендации по организации и проведению практических работ раздела программы по технологии «Робототехника».

А.П. Голубев

МОУ СШ №22

г. Комсомольск-на-Амуре

Разработанные на основании «Примерной основной образовательной программой основного общего образования, одобренной Федеральным учебно-методическим объединением по общему образованию, протокол заседания от 8 апреля 2015 г. № 1/15 (в редакции протокола № 1/20 от 04.02.2020 федерального учебно-методического объединения по общему образованию)». И учебно-методического комплекта «Технология» для 5-9 классов Е.С. Глозман, О.А. Кожина, Ю.Л. Хотунцев, Москва, Дрофа, 2019 год.

Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности. Курс по робототехнике полностью удовлетворяют эти требования. Основная цель курса - воспитание творческой, технически грамотной, гармонично развитой личности, обладающей логическим мышлением, способной анализировать и решать задачи, связанные с программированием и алгоритмизацией.

Робототехника — наука комплексная, состоящая из:

• мехатроники как науки о сборке механических систем;

• электроники микросхемы, элементы электронных цепей;

• программирования  создание компьютерных программ, которые выполняют какую-нибудь функцию в программной среде компьютера.

Рассмотрим рабочую программу / Е. С. Глоз­ман, Е. Н. Кудакова. — М. : Дрофа, 2019. — 132 с. — (Рос­сийский учебник) [1].

Примерное тематическое планирование

5 класс. Введение в робототехнику.

Роботы. Понятие о принципах работы роботов. Электроника в робототехнике. Знакомство с логикой

Практические работы:

1. «Модель аппарата Морзе» (рис.1а, б). Изучение работы логических элементов на примере простейших электрических цепей (рис.2.3.4).

Для сборки электрических цепей потребуются наборы для проведения экспериментов с электричеством.

Приобрести наборы, или компоненты электрических цепей можно в интернет магазинах. Aliexpress [2], dvrobot [3], amperk [4].

Для подготовке к урокам применить учебники технология для 5-9 классов Е.С.Глозман, О.А. Кожина и др.- М.:Дрофа, 2020. (2,3,4,5).Сайт Виталия Петрова ardublock [5], пособие «Конспект хакера» [4], пособие «Быстрый старт» [6].

Рис.1. Модели аппарата Морзе: а - электрические схемы (2); б – компоненты цепей [2]

Рис.2. Электрические схемы логической операции И (2)

Рис.3. Электрические схемы логической операции ИЛИ (2)

Рис.4. Электрические схемы логической операции НЕ (2)

Второй вариант знакомство с «Логикой» (рис.5). Пособие «Моя первая схема ArduMikron»[5]. Применить «Набор конструктор начинающего изобретателя» (рис.6) [2].

Рис.5. Логика ИЛИ

Рис.6. Набор «Конструктор начинающего изобретателя»

Преимущество набора конструктора в том, что не надо оконцовывать провода и пользоваться крепежными гайками.

Для освоения раздела робототехники мехатроники, как науки о сборке механических систем, понадобятся механические конструкторы. Наиболее точно для этих видов практических работ подойдут конструкторы ПервоРобот LEGO, Education WeDo. Этот конструктор позволяет наиболее полно ознакомиться учащимся с различными видами механических передач и прибрести начальные навыки программирован

6 класс. Основы электротехники и робототехники

Функциональное разнообразие роботов. Программирование роботов.

Практические работы:

1. Выполнение в рабочей тетради тестовых и самостоятельных работ.

2. Программирование роботов, это написание алгоритмов с помощью блок-схем.

Надо признать форма и объем практических работ в 6 классе недостаточными. Программа 7 кл перенасыщена информацией, это видно и по объему учебника. Поэтому, часть информации и практических работ по теме электроника перенести из программы 7 класса в 6 класс. Для знакомства с элементами электроники применить метод проектов. В книге «Моя первая схема» [5] представлены проекты, которые соответствуют данной тематике (рис.7).

Рис.7. Проект «Огонек»

7 класс. Электрические цепи со светодиодами. Датчики света и темноты

Бытовые электрические приборы и правила их эксплуатации. Электротехнические устройства с элементами автоматики.

Практические работы:

1. Разборка и сборка бытовых электронагревательных приборов (утюга, электрической плитки, электрического паяльника).

2. Сборка электрической цепи, содержащей светодиод.

3. Сборка датчиков света и темноты.

Знакомство с элементами электроники продолжим с книгой «Моя первая схема» [5] (рис.8).

Рис.8. Проект «Вентилятор»

Так как, в ряде случаев, технология 9 классах не предусмотрена учебным планом школы, необходимо программу 8 и 9 классов объединить.

8 класс. Робототехника

Протокол связи — настоящее и будущее. Что такое МАС-адрес. Платформа Arduino Uno. Arduino Nano и о драйве¬рах. Плата контроллера R-5, Arduino Nano. Знакомство с 3D технологиями.

Практическая работа:

Управление работой контроллера. Управление светодиодом. Управление роботом. Управляем моторами.

Для практических работ используем метод проектов. Проекты разработать на основе опытов с микроконтроллером Ардуино Uno представленных в книге «Быстрый старт» [6] (рис.9). Для программирования микроконтроллера использовать готовые скетчи с сайта MaxKit [6] и arduinokit [7]. Сайт amperka [4] представляет подобные проекты и программное обеспечение.

Рис.9. Трехцветный диод

Практические работы «Управление роботом», «Управление моторами», можно выполнить, используя «Умный робот-автомобиль, комплект шасси 2WD с ультразвуковым модулем, пульт дистанционного управления для Arduino UNO DIY Kit» (рис.10.) [2].

Рис.10. Набор умный робот

Программирование электронных устройств на платформе микроконтроллеров Ардуино один из трудных этапов на пути к разработке проектов. С целью облегчения труда новичков разработаны различные программы помогающие освоить курс программирования Ардуино. Одна из множества программ это «ArduBlock» (рис.11) разработана В. Власовым [5].

Рис.11. Рабочий стол программы АrduBlock

На сайте В. Власова, представлены различные учебные пособия и видео материал, которые позволяют освоить программирование на платформе ArduBlock [5].

Интернет ресурсы

1 https://rosuchebnik.ru

2 https://aliexpress.ru

3 http://dvrobot.ru/

4 https://amperka.ru/

5 http://ardublock.ru/

6 https://maxkit.ru/

7 http://arduinokit.ru/

Литература

1 Рабочая программа / Е. С. Глозман, Е. Н. Кудакова. — М. : Дрофа, 2019. — 132 с. — (Российский учебник).

2 Технология: 5 класс: учебник / Е. С. Глозман, О.А. Кожина, Ю.Л. Хотунцев и др. – М.: Дрофа, 220. – 320 с. : ил. – (Российский учебник).

3 Технология: 6 класс: учебник / Е. С. Глозман, О.А. Кожина, Ю.Л. Хотунцев и др. – М.: Дрофа, 220. – 319 . [1] с. : ил. – (Российский учебник).

4 Технология: 7 класс: учебник / Е. С. Глозман, О.А. Кожина, Ю.Л. Хотунцев и др. – М.: Дрофа, 220. – 365, [3] с. : ил. – (Российский учебник).

5 Технология: 8-9 класс: учебник / Е. С. Глозман, О.А. Кожина, Ю.Л. Хотунцев и др. – М.: Дрофа, 220. – 380, [4] с. : ил. – (Российский учебник).

4