Введение 3
1 Организация кружка робототехники в школе 4
1.1 Аспекты применения робототехники в образовании 4
1.2 Образовательные робототехнические конструкторы 6
1.3 Платформа Arduino 9
1.4 Материально-техническая база для организации кружка робототехники . 10
1.5 Программное обеспечение для работы кружка робототехники 11
2 Первые шаги в робототехнике 15
2.1 Начало работы 15
2.2 Светодиодные индикаторы 16
2.3 Пьезоэлемент 20
2.4 Сервопривод 21
2.5 Пироэлектрический инфракрасный (PIR) датчик движения и Arduino . . 22
2.6 Дальномер 24
2.7 Работа с моторами и колесами. Двухмоторная тележка 27
2.7.1 Повороты 30
2.8 Датчик линии 32
2.9 Светодиодная матрица на базе МАХ7219 33
2.10 Инфракрасный приемник дистанционного управления 35
3 Проекты роботов 42
3.1 Робот «Стесняшка» 42
3.2 Робот с клешней 46
3.3 Робот «Велик» 53
Заключение 57
Литература
Образовательная робототехника является мощным инструментом, позволяющим органично интегрировать в учебном процессе различные дисциплины и направления учебной деятельности.
Робототехника позволяет учащимся применить на практике знания, полученные на уроках математики, информатики, физики, симулирует развитие когнитивных способностей, мотивирует к творчеству и исследовательской деятельности, способствует приобретению навыков работы в коллективе. Также внедрение робототехники в учебный процесс стимулирует педагогов к поиску новых приемов, способов и техник в обучении.
Целью работы является разработка методической базы, которая позволила бы начинающему учителю информатики организовать деятельность кружка робототехники в средней школе.
В основе предложенной в работе концепции организации внеурочной деятельности по направлению «Робототехника», лежит идея создания учащимися собственного робота. В этом случае учащийся не является исполнителем готовых проектов, предложенных учителем, а напротив, сам выступает автором проекта. При этом с точки зрения ученика учитель играет роль помощника, который помогает получить необходимые сведения о доступных на данный момент возможностях для реализации проекта. Цель учителя при этом, помочь сформировать оптимальную траекторию развития ученика, с учетом его индивидуальных особенностей, способностей и интересов.
Проект по созданию робота может идти в двух параллелях. На краткосрочном этапе, каждый шаг по созданию проекта, сам является мини-проектом, результатом которого, в любом случае, будет «робот-прототип», который впоследствии можно совершенствовать. В ходе работы над проектом учащимся обязательно понадобятся сведения, которые они изучали или будут изучать на различных дисциплинах в школе. Так например, проектирование не только конструкции, но функционирования робота потребует знания математики. При работе с котроллером и датчиками понадобятся сведения из физики. Сведения из уроков информатики понадобятся не только при программировании робота, но и при компьютерном моделировании его конструкции.
В качестве технической базы предлагается использовать образовательный конструктор Arduino. Также используются программные средства 3D моделирования.
Результатом работы являются методические рекомендации по организации внеурочной деятельности учащихся в соответствии с описанной выше концепцией.
Образовательная робототехника может служить мощным инструментом разностороннего развития учащихся. Робототехника способна помочь учащимся освоить все виды универсальных учебных действий, способствует достижению учащимися личностных и метапредметных результатов широкого спектра, укреплению предметных связей. В ходе выполнения работы были достигнуты следующие результаты:
1. Составлено примерное описание материально-технической базы для оснащения кружка робототехники с указанием примерной рыночной стоимости.
2. Разработаны методические материалы начального этапа обучения для кружка робототехники, ориентированного на учащихся средней школы.
3. В соответствии с предложенной концепцией разработаны роботы-прототипы.
Материалы работы могут быть использованы при организации кружка робототехники для начинающих в средней школы.
