Примерное планирование кружка «Робототехника»
Пояснительная записка

Планирование носит рекомендательный характер. К занятиям предложено построить определенные модели, которые позволяют закрепить пройденный материал, однако педагог может по своему усмотрению подобрать другие примеры.

Темы «Основы построения конструкций», «Простые механизмы и их применение», «Ременные и зубчатые передачи» целесообразно изучать с использованием конструкторов «Простые механизмы и конструкции», «Технология и физика», при условии наличия этих наборов в школе. Тему «Энергия» рекомендуется изучать с использованием конструкторов «Энергия, работа, мощность», «Возобновляемые источники энергии». Если в образовательном учреждении нет предложенных наборов, занятия можно проводить, используя набор «Лего Mindstorms».

Занятия рекомендуется проводить 2, 3 или 4 раза в неделю. Программа рассчитана на 70-140 академических часов.

Раздел: Простые механизмы.

Тема: Основы построения конструкций (4-8 часов).

Блок 1: Ознакомление с Лего конструктором. Названия и назначения деталей. Изучение типовых соединений деталей.

Блок 2: Конструкция. Основные свойства конструкции при ее построении. Работа с технологическими картами. Создание простейших конструкций и механизмов.

Тема: Простые механизмы и их применение (10-20 часов).

Блок 3: Понятие о простых механизмах и их разновидностях. Основные определения. Рычаг и его применение. Правило равновесия рычага.

Блок 4: Конструирование рычажных механизмов (качели, колодец «Журавль»).

Блок 5: Построение сложных моделей по теме «Рычаги».

Блок 6: Блоки, их виды. Применение блоков в технике.

Блок 7: Построение сложных моделей по теме «Блоки» (подъемный кран).

Тема: Ременные и зубчатые передачи (6-12 часов).

Блок 8: Виды ременных передач, основные определения. Применение и построение ременных передач в технике.

Блок 9: Зубчатые передачи, их виды. Применение зубчатых передач в технике. Зубчатые передачи под углом 90°. Реечная передача.

Блок 10: Работа с технологическими картами. Построение конструкций и механизмов с использованием ременных и зубчатых передач.

Тема: Червячная передача и ее свойства (6-12 часов).

Блок 11: Передаточное число, его расчет. Изучение червячной передачи, ее свойств.

Блок 12: Модель «Вращающаяся сцена». Построение и простейшее программирование работы модели.

Блок 13: Подготовка к соревнованиям.

Тема: Энергия (6-12 часов).

Блок 14: Понятие об энергии и ее формах. Примеры преобразования видов энергии.

Ознакомление с конструкторами «Энергия, работа, мощность», «Возобновляемые источники энергии» (при условии наличия наборов в школе).

Блок 15: Работа с технологическими картами. Построение конструкций с преобразованием электрической энергии в механическую, механической – в механическую (машина с электроприводом, ветроход, водяная мельница).

Блок 16: Подготовка к соревнованиям.

Раздел: Управляемые машины.

Тема: Основы электричества. Понятие программирования (6-12 часов).

Блок 17: Знакомство с микропроцессором RCX из набора «Лего Mindstorms». Создание машин №1,2 по технологическим картам. Управление созданными машинами с предустановленными программами №1, 2.

Блок 18: Основы электричества. Понятия электрической цепи, напряжения. Техника безопасности.

Блок 19: Понятие алгоритм, виды алгоритмов, система команд исполнителю, языки программирования. Знакомство с программным обеспечением Robolab2.5.4, с разделами программы: Администратор, Программирование (режим «Управление»). Программирование моделей на уровнях управление. Изменение готового шаблона.

Тема: Программно управляемые модели (8-16 часов).

Блок 20: Построение и программирование модели «Лифт» в режиме «Управление» 1-4 (реализация линейного программирования).

Блок 21: Программирование модели в режиме «Программист» (уровни "Инвентор" 1-4). Передача программы в RCX. Тестирование модели. Настройка датчиков. Палитра команд. Соединение пиктограмм. Основные принципы программирования в Robolab (линейные программы). Сохранение программы.

Блок 22: Повторение способов передачи движения под углом 90 градусов (зубчатые передачи). Построение и программирование модели «Машина для разметки дорог». Анализ принципа управления машиной.

Блок 23: Построение и программирование сложной конструкции с применением нескольких видов передач (например производственный модуль – подъемный кран, транспортерная лента).

Тема: Управление механизмами с учетом внешних воздействий (14-28 часов)

Блок 24: Использование датчика касания, три режима работы: а) кратковременное нажатие, отпускание; б) долгое нажатие; в) количество щелчков. Построение и программирование модели с датчиком касания (задание лабиринт).

Блок 25: Нелинейное программирование. Понятие цикла, виды циклов, ветвления, безусловного перехода. Понятие контейнеров. Использование датчика освещённости. Построение машины с датчиком освещенности, калибровка датчика, запись значений в контейнеры.

Блок 26: Основы моделирования робота с 2 датчиками освещённости. Программирование «Ветвление» на 4 уровне "Инвентора" (задание – проехать по траектории).

Блок 27: Сборка робота с одним датчиком освещенности и программирование движения по траектории. Программирование циклов на 4 уровне «Инвентора».

Блок 28: Знакомство с Режимом «Исследователь». Исследование с датчиком освещённости «Измерение степени освещённости» (программирование, сборка модели, работа с данными).

Блок 29: Разработка сложного проекта с использованием датчиков освещенности и касания на основе конструктора с микропроцессором RCX.

Блок 30: Подготовка к соревнованиям.

Тема: Использование конструкторов ЛЕГО Перворобот NXT (10-20 часов).

Блок 31: Знакомство с конструктором. Обзор основных деталей, датчиков. Основные способы соединения деталей. Технологические узлы. Датчики: их возможности и ограничения.

Блок 32: Работа с технологическими картами. Создание простейших конструкций и механизмов.

Блок 33: Программирование в среде LEGO Mindstorms NXT. Программирование модели. Основные принципы программирования в Mindstorms (линейные программы). Палитра команд. Соединение пиктограмм. Сохранение программы. Передача программы в NXT. Тестирование модели. Настройка датчиков.

Блок 34: Разработка сложной модели на основе конструктора с микропроцессором NXT.

Блок 35: Подготовка к соревнованиям.

Примерные темы соревнований

1. 
   Конец октября – соревнования по типу «Перетягивание каната», «Сумо». Требования к моделям – прочность конструкции, высокая мощность.
   
2. 
   Середина ноября – соревнования по типу «Творческой категории». Основные требования к конструкциям – сложность сборки, использование не только деталей конструкторов, но и других материалов. Примерные темы – подъемный кран – кто выше поднимет стрелу…
   
3. 
   Середина декабря – соревнование на прохождение траектории, преодоление препятствий, лабиринт. Требование к конструкции – наличие различных датчиков.
   
4. 
   Конец января – отборочные соревнования младшая, средняя, старшая группы, творческая категория.
   
5. 
   Середина февраля – муниципальные соревнования по результатам отборочного тура.
   
6. 
   Середина апреля – тренировочные соревнования по правилам регионального тура.