Введение 3
Глава 1. Общие положения проектирования регуляторов температуры на внеурочных занятиях по Технологии 6
1.1. Особенности организации внеурочной деятельности обучающихся Технологии 6
1.2. Изучение понятия температуры в школьном курсе «Технология» 14
1.3. Алгоритмы автоматического управления 19
Глава 2. Системы автоматического управления на внеурочных занятиях по Технологии 21
2.1. Элементная база автоматического управления 21
2.2. Проектирование автоматического регулятора температуры на внеурочных занятиях по Технологии 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
Список использованных источников 46
В современной школе образовательная робототехника приобретает особый статус. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Ученик 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 школьнику соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни.
Особенно важно не упустить имеющийся у школьника познавательный интерес к окружающим его рукотворным предметам, законам их функционирования, принципам, которые легли в основу их возникновения.
Педагогическая наука, осваивая и применяя прогрессивные методо-обучения, продолжает двигаться вперед. Поэтому сегодня, наш взгляд, недостаточно только обратиться к тому, что накоплено в педагогической теории и практике прошлого. Необходимо расширять профессиональный инструментарий современного педагога продуктивными методами обучения. Обращение к интерактивным методам, в рамках которых можно рассматривать метод проектов, представляется наиболее современным.
Электронный конструктор Arduino -это удобная платформа быстрой разработки электронных устройств. Программируется на специальном языке программирования, который основан на C/C++. Работу созданного алгоритма можно наглядно проверить на физическом устройстве. Платформа Arduino (www.arduino.cc) позволяет не просто собирать всевозможные электронные устройства и их программировать, но и проводить экспериментальные и исследовательские лабораторные работы, стимулирующие познавательную активность учащихся.
На сегодняшний день факультативные занятия в современной педагогике имеет большее распространение, поскольку даёт возможность учителю организовывать подлинную исследовательскую работу с использованием многообразия форм и методов самостоятельной познавательной и практической деятельности учащихся.
Сегодня преподаватель имеет возможность качественно изменить процесс обучения, обратившись использованию факультативных занятий на уроках технологии.
Актуальность работы обусловлена недостатком методического материала для школьников и преподавателей, позволяющего изучить способы решения прикладных задач с использованием общедоступной элементной базы современных электронных средств автоматизации.
Объект исследования: организация факультативных занятий по Технологии средней школе.
Предмет исследования: использование элементной базы Arduino для изучения систем автоматического управления в 9-х классах средней школы.
Цель исследования: разработать курс по проектированию систем автоматического управления на основе программируемого контроллера Arduino для реализации на факультативных занятиях по Технологии на примере автоматической системы стабилизации температуры.
Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ научной и методической литературы по организации внеурочной деятельности обучающихся Технологии.
2. Рассмотреть понятие температуры, способов ее измерения, а также алгоритмы автоматического управления в контексте изучаемых разделов дисциплин школьной программы.
3. Установить элементную базу и создать примеры алгоритмов автоматического управления стабилизацией температуры на ее основе.
4. Составить календарный тематический план для изучения систем автоматического управления на факультативных занятиях с учащимися 9-х классов.
В главе 1. дается определение, рассматривается цель и задачи внеурочной деятельности. Приведены способы ее организации и проведен анализ о взаимосвязи урочной и внеурочной деятельностей.
Вводится понятие температуры изучение свойств теплового равновесия, также при помощи температурных контроллеров проводятся простые измерения, контролируется ее уровень для обеспечения необходимых показателей для различных производств.
Рассматриваются свойства автоматических регуляторов и свойства при воздействии на объект.
В главе 2 описаны основные инструменты и принципы их управления, например: Arduino, PID. Представлена схема подключения инструмента и программы arduino.
Приведен образец программы проекта об автоматическом регуляторе температуры для внеурочной деятельности и система его оценивания.
Из вышесказанного делаем вывод, что цель достигнута и все поставленные задачи решены.
