Информационные технологии в робототехнике презентация. Презентация "история и перспективы развития робототехники"
Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12
Слайд 13
Слайд 14
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Слайд 18
Презентацию на тему "Робототехника и Искусственный Интеллект" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Физика. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 18 слайд(ов).
Слайды презентации
Слайд 1
Слайд 2
Основные компоненты роботов Способы контроля Виды робототехники Способы контроля 3 закона робототехники Искусственный интеллект Подходы к определению искусственного интеллекта Современный искусственный интеллект Классификация искусственного интеллекта Разработки и открытия в робототехнике и ИИ Тяжелая промышленность и роль машиностроительного комплекса в экономике РФ Межгосударственные научные проекты и открытия
Слайд 3
Основные компоненты роботов
Двигатели: В настоящий момент большинство роботов используют электродвигатели, которые бывают нескольких видов. Двигатели постоянного тока, знакомые многим людям, быстро вращаются, когда через них проходит электрический ток. Если ток пустить в другом направлении, двигатели будут вращаться в обратную сторону. Шаговые электродвигатели: Как можно предположить из названия, шаговые электродвигатели не вращаются свободно, подобно двигателям постоянного тока. Они поворачиваются пошагово на определенный градус под управлением контроллера. Это позволяет проще ими управлять, так как контроллеру точно известно, на сколько был сделан поворот, без применения датчиков. По этой причине они используются на многих роботах и станках с ЧПУ. Пьезодвигатели: Современной альтернативой двигателям постоянного тока являются пьезодвигатели, также известные как ультразвуковые двигатели. Принцип их работы совершенно отличается: крошечные пьезоэлектрические ножки, вибрирующие со скоростью более 1000 раз в секунду, заставляют мотор двигаться по окружности или прямой. Преимуществами подобных двигателей являются высокое нанометрическое разрешение, скорость и мощность, несоизмеримая с их размерами. Пьезодвигатели уже доступны на коммерческой основе, а также применяются на некоторых роботах.
Слайд 4
Воздушные мышцы - простое, но мощное устройство для обеспечения силы тяги. При накачивании сжатым воздухом, мышцы способны сокращаться до 40 % от своей длины. Причиной такого поведения является плетение, видимое с внешней стороны, которое заставляет мышцы быть или длинными и тонкими, или короткими и толстыми. Так как способ их работы схож с биологическими мышцами, их можно использовать для производства роботов с мышцами и скелетом, аналогичными животным. Электроактивные полимеры - это сорт пластмасс, который изменяет форму в ответ на электрическую стимуляцию. Они могут быть сконструированы таким образом, что могут гнуться, растягиваться или сокращаться. Однако, в настоящее время нет ЭАП, пригодных для производства коммерческих роботов, так как все неэффективны или непрочны. Эластичные нанотрубки: Это многообещающая экспериментальная технология, находящаяся на ранней стадии разработки. Отсутствие дефектов в нанотрубках позволяет этому волокну эластично деформироваться на несколько процентов. Человеческий бицепс может быть заменен проводом из такого материала диаметром 8 мм. Такие компактные «мышцы» могут помочь роботам в будущем обгонять и перепрыгивать человека.
Слайд 5
Робототе́хника (от робот и техника; англ. robotics) - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем (роботов). Термин введён писателем-фантастом Айзеком Азимовым в 1942 году. Робототехника требует большого запаса знаний в области электроники, механики, программного обеспечения и многих других дисциплин. Виды робототехники строительная промышленная авиационная военная бытовая
Слайд 6
Способы контроля
По типу управления роботехнические системы подразделяются на: 1. Биотехнические: - командные (кнопочное и рычажное управление отдельными звеньями робота); - копирующие (повтор движения человека, возможна реализация обратной связи, передающей прилагаемое усилие, экзоскелеты); - полуавтоматические (управление одним командным органом, например, рукояткой всей кинематической схемой робота); 2. Автоматические: - программные (функционируют по заранее заданной программе, в основном предназначены для решения однообразных задач в неизменных условиях окружения); - адаптивные (решают типовые задачи, но адаптируются под условия функционирования); - интеллектуальные (наиболее развитые автоматические системы); 3. Интерактивные: - автоматизированные (возможно чередование автоматических и биотехнических режимов); - супервизорные (автоматические системы, в которых человек выполняет только целеуказательные функции); - диалоговые (робот участвует в диалоге с человеком по выбору стратегии поведения, при этом как правило робот оснащается экспертной системой, способной прогнозировать результаты манипуляций и дающей советы по выбору цели). В развитии методов управления роботами огромное значение имеет развитие технической кибернетики и теории автоматического управления.
Слайд 7
3 закона робототехники
1)Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред. 2)Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону. 3)Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам. Работы в области искусственного интеллекта рассматривают Законы роботехники как идеал будущего: нужно быть действительно гением, чтобы найти способ применить их на практике. Да и в самой области искусственного интеллекта могут потребоваться серьёзные исследования, для того чтобы роботы поняли Законы. Однако, чем более сложными становятся роботы, тем больше высказывается заинтересованности в разработке руководящих принципов и мер безопасности для них.
Слайд 8
Искусственный интеллект
Это наука и разработка интеллектуальных машин и систем, особенно интеллектуальных компьютерных программ, направленных на то, чтобы понять человеческий интеллект. При этом используемые методы не обязаны быть биологически правдоподобны. Но проблема состоит в том, что неизвестно какие вычислительные процедуры мы хотим называть интеллектуальными. А так как мы понимаем только некоторые механизмы интеллекта, то под интеллектом в пределах этой науки мы понимаем только вычислительную часть способности достигнуть целей в мире В информатике проблемы искусственного интеллекта рассматриваются с позиций проектирования экспертных систем и баз знаний. Под базами знаний понимается совокупность данных и правил вывода, допускающих логический вывод и осмысленную обработку информации. В целом исследования проблем искусственного интеллекта в информатике направлено на создание, развитие и эксплуатацию интеллектуальных информационных систем, включая вопросы подготовки пользователей и разработчиков таких систем
Слайд 9
Подходы к определению искусственного интеллекта
логический агентно-ориентированный интуитивный (логический подход к (согласно этому подходу,интеллект- (этот полход пред- созданию систем ИИ это вычислительная часть способно- полагает,что ИИ направлен на создание сти достигать поставленных перед будет способен экспертных систем с интеллектуальной машиной целей. Он проявлять челове логическими моделями акцентирует внимание на тех методах ческое поведение баз знаний с использова- и алгоритмах, которые помогут даже в нормаль- нием языка предикатов) интеллектуальной машине выживать ных ситуациях) в окружающей среде при выполнении поставленной задачи)
Слайд 10
Современный искусственный интеллект
В настоящий момент в создании искусственного интеллекта наблюдается интенсивное перемалывание всех предметных областей, имеющих хоть какое-то отношение к ИИ, в базы знаний. Практически все подходы были опробованы, но к возникновению искусственного разума ни одна исследовательская группа так и не подошла. Исследования ИИ влились в общий поток технологий сингулярности (видового скачка, экспотенциального развития человека), таких как информатика, экспертные системы, нанотехнология, молекулярная биоэлектроника, теоретическая биология, квантовая теория. Результаты разработок в области ИИ вошли в высшее и среднее образование России в форме учебников информатики, где теперь изучаются вопросы работы и создания баз знаний, экспертных систем на базе персональных компьютеров на основе отечественных систем логического программирования, а также изучения фундаментальных вопросов математики и информатики на примерах работы с моделями баз знаний и экспертных систем в школах и вузах.
Слайд 11
Слайд 12
Интересные открытия и разработки в области робототехники и ИИ
1)Робот-учёный впервые совершил настоящее открытие (британский робот сам строит предположения, задумывает эксперименты для их проверки и делает выводы) 2) Найден способ самосборки поврежденных или развалившихся на куски роботов 3)Разработан прототип экзоскелета, умножающий силу человека в 20 раз 4)Ведутся активные исследования по вопросу возможной эмоциональности роботов 5)Успешно завершились опыты британских ученых по самовоспроизводству роботов (робот сумел воссоздать точную копию себя,а она, в свою очередь, стала изготавливать «внука» первого робота).
Слайд 13
структура промышленного комплекса РФ(2008 год)
роль машиностроительного комплекса в экономике РФ(2008 год)
Слайд 14
Крупные межгосударственные научные проекты и открытия
1)Проект XFEL (X-Ray Free Electron Laser) станет уникальным технологическим комплексом для проведения научных исследований на качественно новом уровне в таких приоритетных сферах развития отечественной инновационной экономики, как нанотехнологии и будет значительно превосходить по своим техническим параметрам аналогичные лазеры, которые уже строятся в США и Японии. Рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL длиной 3,4 км будет построен под землей в крупнейшем в Германии синхротронном центре DESY (г. Гамбург). Россия станет второй после Германии страной по объему инвестиций в международный проект, который позволит выйти на новый уровень в исследованиях в области физики, химии, материаловедения, наук о жизни, биомедицине.
Слайд 15
Исследования в области фундаментальной физики привели к созданию сверхчувствительных наносенсоров Британские исследователи совместно с учеными из Бельгии и США разработали новые структуры чувствительных сенсоров, которые могут быть использованы, например, в системах обеспечения безопасности на транспорте для распознавания отравляющих и взрывчатых веществ. Другим, не менее важным, приложением подобных сенсоров может стать медицина, в частности, для определения протеина в крови пациентов с высокой чувствительностью и точностью. Работу, которая финансируется Советом по Инженерным и Научным Исследованиям (Engineering and Physical Sciences Research Council), возглавили физики Лондонского Имперского Колледжа.
Слайд 16
Чем дальше развивается наноэлектроника, тем больше технологических проблем появляется у инженеров. Одна из них – эффективное производство трехмерных компьютерных чипов. Но, похоже, нанотехнологии нашли решение этой проблемы. Исследователи из Политехнического Института Ренсслеера разработали новый метод выращивания медных нанонитей. Как говорят ученые, матрицы нанонитей могут послужить в будущем в качестве основы для чипов с трехмерной компоновкой элементов.
Слайд 17
Британские ученые из Университета Ворвика научились замедлять испускание фотона путем воздействия на экситоны – побочные продукты, остающихся при изготовлении квантовых точек. Как сообщается в университетском пресс-релизе, который представляет собой краткое изложение статьи из журнала Physical Review Letters, в своей работе участники исследования замедляли свет, продлевая время жизни экситона – квазичастицы, возникающей при выбивании электрона фотоном с его энергетического уровня на более высокий и переходе электрона в возбужденное состояние. При этом электрон и образовавшаяся на его месте «дырка» оказываются связаны друг с другом посредством зарядовых взаимодействий. Когда электрон возвращается на прежний энергетический уровень, он занимает место «дырки», а выбивший его фотон испускается системой. Именно такое состояние частиц и называется экситоном. Исследователи считают, что у разработанной ими технологии большое будущее. Например, задержка испускания света может помочь в создании компьютеров, в которых фотоны используются для передачи информации.
Слайд 18
Американские ученые открыли способ поднимать в воздух небольшие объекты, используя принципы квантовой физики. Они заявили о том, что определили и измерили силу, которая возникает на молекулярном уровне, используя определенную комбинацию молекул, которые отталкиваются друг от друга. Этот процесс взаимного выталкивания молекул и вызывает эффект поддержания их в воздухе, иными словами – эффект левитации. Часть молекул, поднятых в воздух, парит над основным слоем объекта, при этом левитирующие объекты могут перемещаться относительно друг друга с практически полным отсутствием силы трения. Свое открытие ученые предлагают использовать при разработке новейших объектов нанотехнологий. Ученые уверены, что с помощью эффекта левитации можно будет проектировать отдельные части нанороботов. Федерико Капассо, профессор прикладной физики Инженерной школы Гарвардского Университета, который руководил исследованием, выдвинул предположение о том, что открытие, сделанное его командой, делает возможным разработку целого нового класса технических устройств и гаджетов. Ученый отметил, что, несмотря на то, что ученым удалось поднять в воздух лишь нанообъекты, до левитации крупных объектов остался лишь один шаг, так как основные механизмы и принципы процесса левитации ими уже изучены.
Программа «Лего робот» для обучающихся начальной школы « Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире » Д. А. Медведев Выступление Зав. ОДОД, педагога дополнительного образования Вагеник И.Ю. ГБОУ лицей 144Калининского района г. Санкт-Петербург, 2013
Конструирование роботов - что же это такое? Еще одно веяние моды или требование времени? Чем занимаются школьники в кружках лего - конструирования: играют или учатся? Для изучения технологии и информатики Для повышения мотивации к изучении указанных предметов, а так же механики, физики, математики, а так же развития познавательной, исследовательской деятельности учеников.
Lego позволяет обучающимся: совместно обучаться в рамках одной группы; распределять обязанности в своей группе; проявлять повышенное внимание культуре и этике общения; проявлять творческий подход к решению поставленной задачи; создавать модели реальных объектов и процессов; видеть реальный результат своей работы.
ЧТО МЫ ДЕЛАЛИ НА ЗАНЯТИЯХ Одно занятие - это два урока по 45 минут. Обычно команда из двух человек работает с одним конструкторским набором и одним ноутбуком. По инструкции собираем модель, составляем для неё программу, проводим испытания. Модели очень оригинальные, самим такие не придумать! С некоторыми моделями можно провести эксперименты, а с некоторыми – игры. Для каждой модели можно написать несколько вариантов программ, добавить звуковое и графическое сопровождение.
А ЕЩЁ? Собрать модель по инструкции легко. Важно разобраться, какие механизмы позволяют ей двигаться. Мы изучили принципы действия мотора, вращающего ось, рычага, кулачка. Познакомились с зубчатой и ременной передачами. Узнали, что такое шкив и червячное колесо. Теперь в новых моделях мы сможем использовать эти механизмы.
Робототехника и Легоконструирование
- Робототехника быстро становится неотъемлемой частью учебного процесса, потому что она легко вписывается в школьную программу обучения по техническим предметам. Ключевые опыты в физике и математике можно наглядно показать с помощью лего роботов.
- Робототехника поощряет детей мыслить творчески, анализировать ситуацию и применять критическое мышление для решения реальных проблем. Работа в команде и сотрудничество укрепляет коллектив, а соперничество на соревнованиях дает стимул к учебе. Возможность делать и исправлять ошибки в работе самостоятельно заставляет школьников находить решения без потери уважения среди сверстников. Робот не ставит оценок и не дает домашних заданий, но заставляет работать умственно и постоянно.
- Играть с роботами можно заниматься весело и процесс усвоения знаний идет быстрее. Робототехника в школе приучает детей смотреть на проблемы шире и решать их в комплексе. Созданная модель всегда находит аналог в реальном мире. Задачи, которые ученики ставят роботу предельно конкретны, но в процессе создания машины обнаруживаются ранее непредсказуемые свойства аппарата или открываются новые возможности его использования.
- Различные языки программирования графическими элементами помогают школьникам мыслить логически и рассматривать вариантность действия робота. Обработка информации с помощью датчиков и настройка датчиков дают школьникам представление о различных вариантах понимания и восприятия мира живыми системами.
- Данная презентация знакомит с конструктором Перво Робот LEGOWeDo
- Данный конструктор позволяет учащимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков и даже писателей, предоставляя им инструкции, инструментарий и задания для межпредметных проектов. Учащиеся собирают и программируют действующие модели, а затем используют их для выполнения задач, по сути являющихся упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики, развития речи.
- Конструирование роботов-что же это такое?
- Еще одно веяние моды или требование времени?
- Чем занимаются учащиеся на занятиях лего- конструирования: играют или учатся?
- Развитие у детей интереса к техническому творчеству и обучение их конструирования через создание простейших моделей, управление готовыми моделями с помощью простейших компьютерных программ.
- совместно обучаться в рамках одной группы;
- распределять обязанности в своей группе;
- проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;
- проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;
- создавать модели реальных объектов и процессов;
- видеть реальный результат своей работы.
- В конструкторе 158 элементов, из которых можно сконструировать базовых 12 моделей.
- Конструктор ПервоРобот LEGO WeDo, предназначен в первую очередь для начальной школы (2 – 4 классы). Его вполне можно использовать и для работы со старшими классами. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся любых возрастов могут учиться, создавая и программируя модели, проводя исследования, составляя отчёты и обсуждая идеи, возникающие во время работы с этими моделями.
- Одно занятие - это два урока по30 минут. Обычно команда из двух человек работает с одним конструкторским набором и одним ноутбуком.
- По инструкции собираем модель, составляем для неё программу, проводим испытания.
- Модели очень оригинальные, самим такие не придумать! С некоторыми моделями можно провести эксперименты, а с некоторыми – игры.
- Для каждой модели можно написать несколько вариантов программ, добавить звуковое и графическое сопровождение
- внеурочная деятельность на базе 2-3 –х классов. Занимаются 12 учеников. Из них 8 мальчиков и 4 девочки. Моей главной целью было вовлечь деятельность этих ребят.
- Постановка задачи
- Способы ее решения логическим путем и определение какие именно команды должен выполнить робот
- Конструирование робота с необходимыми блоками, моторами и сенсорами
- Программирование
- Отработка
- Размышление что можно улучшить или изменить в конструкции робота или программе для более качественного решения поставленной задачи.
- При подготовке к выставкам и соревнованиям разбор правил проведения мероприятия и технических характеристик необходимых роботов.
- Собрать модель по инструкции легко. Важно разобраться, какие механизмы позволяют ей двигаться. Мы изучили принципы действия мотора, вращающего ось, рычага, кулачка. Познакомились с зубчатой и ременной передачами. Узнали, что такое шкив и червячное колесо. Теперь в новых моделях мы сможем использовать эти механизмы.
- Мы изучаем основы алгоритмизации.
- Строим блок-схемы, сравниваем способы программирования
- ПервоРобот WeDo предоставляет учителям средства для достижения целого комплекса образовательных целей:
- * Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели.
- *Установление причинно-следственных связей.
- * Анализ результатов и поиск новых решений.
- * Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.
- * Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.
- * Проведение систематических наблюдений и измерений.
- * Использование таблиц для отображения и анализа данных.
- * Логическое мышление и программирование заданного поведения модели.
- Поводя итог можно сказать, что внедрение курса «Образовательная робототехника в начальной школе» только началось. Предстоит доработка методических и дидактических материалов. Но я понимаю, что направление образовательная робототехника имеет большие перспективы развития. Оно может быть внедрено не только во внеурочную деятельность, но и в такие учебные предметы как технология, окружающий мир в начальной школе. То есть со временем нужен системный подход школы к встраиванию робототехники в образовательное пространство школы.
Опыт и перспективы развития объединения «Робототехническое конструирование»
Педагог дополнительного образования
ГАОУ ДПО ВО ВИРО
« Владимирский институт повышения квалификации работников образования имени Л.И. Новиковой»
Калитина Алла Николаевна
Методика преподавания курса
- Занятия объединения «Робототехническое конструирование» представляют воспитанникам технологии XXI века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал.
Особенности объединения «Робототехническое конструирование»
- Наиболее современное направление;
- Объединение различных областей технических знаний и наук;
- Необходимость изучения программирования и алгоритмизации;
- Необходимость изучения электротехники;
- Попутное изучение владения компьютером и компьютерными программами;
- Высокий интерес со стороны общественности.
Материально-техническое оснащение
- Компьютерный класс (проектор, интернет); Робототехнические наборы;
- Андроидные роботы;
- Радио-детали;
- Инструмент, паяльники;
- Помещения для тренировок;
- Поля для состязаний.
Роботы Lego Mindstorms
Инструменты Lego
Lego Digital Designer – среда виртуального проектирования роботов
NXT-G - среда программирования
Дополнительное оборудование
Продукция HiTechnic
Наборы TETRIX и MATRIX
- Пневматика
- Возобновляемые источники энергии
- Технология и физика
- Простые механизмы
Серия микроконтроллерных устройств, распространяемых по схеме openHardware – спецификации и схемы плат полностью открыты для использования, копирования и изменения.
- Максимально приближена к электротехнике и электронике;
- Две среды программирования: для начинающих и профессионалов;
- Возможность сочетать как с робототехническими конструкторами (в том числе и с Lego Mindstorms), так и с полностью самодельными проектами;
- Широкий набор плат расширения и коммутации;
- Развитая аудитория пользователей, профессиональная поддержка и информационное освещение.
Одноплатный компьютер
Вычислительные мощности соответствуют современному телефону:
- процессор ARM9
- 256 Мб ОЗУ
- карты памяти
- Ethernet (LAN)
- Audio Jack
- ОС – Linux, Android, Windows
Применение:
- Встраиваемые системы
- Управляющие комплексы
- Системы «Умный дом»
- Распознавание образов: видео и аудио
- Мобильные роботы в изменяющейся внешней среде
Андроидные роботы
Моделирующие человека и других живых существ
Программа «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России» реализуется с 2008 года по инициативе Фонда Олега Дерипаска «Вольное Дело» и Федерального агентства по делам молодежи (Росмолодежь).
Задачи Программы:
- Вовлечение детей и молодежи в научно-техническое творчество, ранняя профориентация;
- Обеспечение равного доступа детей и молодежи к освоению передовых технологий, получению практических навыков их применения;
- Выявление, обучение, отбор, сопровождение талантливой молодежи;
- Продвижение и обеспечение реализации профессионального потенциала и лидерских качеств.
Направления:
ИНЖЕНЕРНЫЙ ПРОЕКТ
МОБИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Компьютерная грамотность
Знания в области механики, программировании, электроники
Способность к самообучению
Необходимость проходить курсы и тренинги
Личная активность
Креативность,
нестандартное мышление
Отслеживание актуальных проблем
[email protected] www.RostovRobor.RU
Учащиеся
Требования :
- Старше 10 лет
- Интерес к технике
- Интерес к информационным технологиям
Знают и умеют :
- Основы построения и расчета математических моделей
- Основы конструирования механических систем
- Составление алгоритмов и программ
- Умение решать актуальные задачи
- Знание компьютера
Наша досуговая деятельность
- 1 . Экскурсия по историческим местам города Владимир(«Театральная площадь», Золотые ворота – древнейший памятник фортификационной архитектуры в России, Красная Троицкая старообрядческая церковь и здание драматического театра, « Соборная площадь», памятники архитектуры XII века – Успенский. Дмитриевский соборы, свято- успенский женский Княгинин монастырь.
- 2. Экскурсионная поезда в Лесотехнический техникум п. « Муромцево» Судогодского района Владимирской области.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Образовательная робототехника Учитель физики, информатики Образцов Евгений Витальевич Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя школа № 66» Г. Хабаровска
Цель программы: формирование и развитие творческих и познавательных способностей учащихся средствами наборов Arduino и современных компьютерных технологий. Проект «Образовательная робототехника» , предназначен содействовать развитию детского научно-технического творчества, способствовать популяризации инженерного образования в школе.
Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с развитием инженерного творчества. Внедрение технологий образовательной робототехники в учебный процесс способствует формированию личностных, регулятивных, коммуникативных и, без сомнения, познавательных универсальных учебных действий, являющихся важной составляющей ФГОС.
Занятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают у ребят интерес к научно-техническому творчеству. Заметно способствуют целенаправленному выбору профессии инженерной направленности.
Образование должно соответствовать целям опережающего развития, другими словами, обеспечивать изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем. Образовательная робототехника в полной мере реализует эти задачи.
Отличительная особенность Заключается в том, что состоит из 12 разделов, расположенных по сложности изучаемого материала и увеличением доли практических занятий. Практические занятия по программе связаны с использованием вычислительной техники: компьютеров и комплектов Ардуино. Программа ориентирована на применение электротехнических и робототехнических средств в жизни человека.
Новизна Программа «Мир Arduino » является дополнительной общеобразовательной (общеразвивающей) программой, и составлена с учетом тенденций развития современных информационных технологий, что позволяет сохранять актуальность реализации данной программы. Основной акцент в освоении данной программы делается на использование проектной деятельности и самостоятельность в создании проектов и роботов, что позволяет получить полноценные и конкурентоспособные продукты. Проектная деятельность, используемая в процессе обучения, способствует развитию основных компетентностей учащегося, а также обеспечивает связь процесса обучения с практической деятельностью за рамками образовательного процесса. Творческое, самостоятельное выполнение практических заданий, задания в форме описания поставленной задачи или проблемы, дают возможность учащемуся самостоятельно выбирать пути ее решения. Содержание дополнительного образования в области робототехники не стандартизируется, работа с учащимся происходит в соответствии с его интересами, его выбором, что позволяет безгранично расширять его образовательный потенциал.
Метапредметные связи В ходе занятий ребята не только и не столько занимаются робототехникой, сколько используют ее, как некий интерактивный элемент, с помощью которого некие теоретические знания закрепляются на практике. Теоретические знания могут быть, как по точным наукам: математике и физике, так и по естественным: химии, астрономии, биологии, экологии. Предмет «Технология» Наиболее гармонично образовательная робототехника встраивается в такие разделы предмета «Технологии» как «Машины и механизмы», «Графическое представление и моделирование», «Электротехнические работы». Предмет «Математика» Одним из ярких и простых примеров закрепления знаний из школьного курса математики является расчет траектории движения робота. В зависимости от уровня знаний здесь могут использоваться как и обычный метод проб и ошибок, так и научный подход: здесь им могут понадобиться и свойства пропорции (6-7 класс), и знание формулы длины окружности (8-9ый) и даже тригонометрия (10-11 класс).
Метапредметные связи Предмет «Физика» На уроках физики робототехнику можно применять для лабораторных, практических работ и опытов, а также для исследовательской проектной деятельности при изучении разделов: «Физика и физические методы изучения природы», «Механические явления», «Тепловые явления», «Электрические и магнитные явления», «Электромагнитные колебания и волны». Предмет «Информатика» Образовательные конструкторы позволят более интенсивно формировать ключевые компетенции учащихся на уроках информатики при изучении разделов: «Информационные основы процессов управления», «Представление об объектах окружающего мира», «Представление о системе объектов», «Основные этапы моделирования», «Алгоритмы. Исполнитель алгоритма», «Среда программирования», «Архитектура ПК. Взаимодействие устройств компьютера».
Внеурочная деятельность Проектно-ориентированная работа с конструктором позволяет организовать факультативное, домашнее и дистанционное обучение. В школе ребята могут заниматься в кружках, на факультативах, посещать занятия на базе учреждений дополнительного образования. Формы работы могут быть разнообразными: общеразвивающие кружки для ребят начального и среднего звена; проектно-исследовательские кружки для старшеклассников, включение исследований на базе образовательных конструкторов в деятельность научного общества учащихся и многое другое. Организация кружков по робототехнике позволяет решить целый спектр задач, в том числе привлечение детей группы риска, создание условий для самовыражения подростка, создание для всех детей ситуации успеха, ведь робототехника - это еще и способ организации досуга детей и подростков с использованием современных информационных технологий. Кроме того, благодаря использованию образовательных конструкторов мы можем выявить одаренных детей, стимулировать их интерес и развитие навыков практического решения актуальных образовательных задач.
Профессиональное образование Подходя к моменту перехода на ступень профессионального образования, школьник благодаря образовательной робототехнике, как правило, уже сделал свой профессиональный выбор. Встраивание робототехники в образовательный процесс в учреждениях профессионального образования, будь то учреждение НПО, СПО, ВУЗ, помогает подростку не просто развивать в себе технические наклонности, происходит понимание сути выбранной профессии. Робототехника позволяет реализовать уже профессиональные знания через моделирование, конструирование и программирование. Главная цель на этапе встраивания робототехники на ступени профессионального образования - обеспечить взаимодействие образования, науки и производства.
Соревнования по робототехнике Одним из важных аспектов стимулирования детей к самостоятельному развитию творческой мыслительной деятельности и поддержанию интереса к техническому обучению является их участие в конкурсах, олимпиадах, конференциях и фестивалях технической направленности. Существует целая система соревнований по робототехнике разного уровня: региональные, межрегиональные, всероссийские, международные, такие как фестиваль «Проекты действующих моделей роботов», Робомех, JuniorSkills Russia и др. Соревнования по робототехнике отличаются от других конкурсных мероприятий по нескольким параметрам: Зрелищность: ребенок видит положительную работу своих сверстников, передовые инженерно-технические достижения, новые решения в области робототехники. Состязательность: позволяет выявить наиболее подготовленную команду, способную оперативно решить поставленную тренером (организатором) задачу. Азартность: стремление детей к лидерству, опережению своих сверстников, быстрому и бескомпромиссному решению поставленной задачи как нельзя лучше проявляется во время соревнований по робототехнике.
Результативность За два года работы кружка, ребята приняли участие в следующих мероприятиях: 1. 2015 год участие в городской НПК "Шаг в науку" с проектом "Мой первый робот" 2. 2016 год участие в городской НПК "Шаг в науку" с проектом "Управляемый робот с дистанционным видеонаблюдением" 3. 2016 год городской конкурс "Дорогами воинской славы" в номинации 3D модель (стела "Помним всё!") 2-е место. 4. 2016 год городской фестиваль бизнес проектов "Хабаровск НАШ" с проектом "Универсальный радиомодуль в системе управления "Умный дом", финалисты. 5. 2016 год городской фестиваль-выставка "Действующие модели роботов" 1-е и 3-е место. 6. 2016 год участие в региональном чемпионате JunorSkills Russia
Результативность Созданы несколько моделей роботов, робот «Щенок», робот с дистанционным видеонаблюдением, робот – сортировщик, шагающий робот. В разработке ещё находятся 2 робота: робот – манипулятор и луноход.
Результативность После первого года обучения учащиеся владеют знаниями по: основным понятиям электротехники и робототехники; ардуино и его видам; устройству и принципу функционирования Ардуино и отдельных элементов; основной структуре и принципам программирования микроконтроллеров Ардуино;
Результативность После первого года обучения учащиеся владеют умениями по: созданию базовых проектов из комплектов Ардуино по готовым схемам; подключению и использованию сенсоров, двигателей; составлению программ для проекта Ардуино; самостоятельному поиску нужной информации из разных источников, для проектирования; разработке, проектированию и анализированию собственных проектов, а также моделей роботов.
Управляемый робот с дистанционным видеонаблюдением Робот «Щенок Первый робот Квадропод
Участники НПК «Шаг в науку» Участники JuniorSkills Russia Участники выставки «Проекты действующих моделей роботов»
Статьи по теме
