Для развития современного ребенка необходимо использовать соответствующие методики, которые будут в полной мере отвечать запросам времени. Вот почему многие родители начинают интересоваться, что собой представляет робототехника для дошкольников, так ли она эффективна, как обещают руководители кружков и школ по этому направлению, какие навыки развивает. Отметим, что направление не новое, но только сейчас начало стремительно завоевывать популярность.

Что это такое?

Занятия по робототехнике представляют собой творческий процесс, в рамках которого ребенку удается создать собственный продукт – робота. Не надо думать, что появляется нечто сложное, некий искусственный разум, – нет, малыши, по сути, работают со специальными конструкторами, создавая фигуры и машины, используя подсказки педагога и собственную фантазию. Суть занятий состоит в изучении механизмов, упрощенной работе с моторами, рычагами, колесом, создании моделей по схемам или даже придумывании своих. Такие виды деятельности по силам детям 5-6 лет. Ребята постарше начинают знакомство с программированием – их задача усложняется: нужно не просто собрать модель, но и написать для нее простейшую программу на ПК. Такие развивающие упражнения дают возможность сформировать у детей интерес к технике и получить важнейшие навыки.

Сами занятия помогают развить усидчивость, целеустремленность, умение искать альтернативные пути решения проблемы, а эти качества, в свою очередь, очень помогут и в школе, и в дальнейшей жизни ребенка. Вот почему вопрос о занятиях робототехникой в детских садах поднимался на государственном уровне – такая форма работы позволяет сформировать творческую личность, готовую фантазировать и воплощать свои идеи в жизнь, наделенную пространственным и конструктивным мышлением.

Виды

Робототехника может быть подразделена на 3 вида:

• спортивная;
• образовательная;
• творческая.

Спортивная разновидность направлена на решение олимпиадных задач, помогает ученикам, которые увлекаются данным направлением, продемонстрировать свои успехи. В ней ярко выражен соревновательный элемент, в течение определенного периода юный робототехник создает свой продукт, а после принимает участие в соревнованиях.

Творческая разновидность представляет собой конструирование робота «для себя», без ориентации на соперничество, создание продукта и есть самоцель.

Наконец, образовательная робототехника – главный объект нашего внимания – это интеграция математики, физики, информатики, технологии, позволяющая сформировать и развить в ребенке важнейшие качества гармоничной творческой личности. Она выявляет технические склонности у дошкольника на ранних этапах, что делает возможным их дальнейшее совершенствование. На таких занятиях дети будут конструировать машинки, погрузчики, самолеты – все то, с чем они хорошо знакомы в реальной жизни. Кроме того, дошкольникам будет интересно создавать из деталей своих любимых сказочных персонажей (такую возможность дают некоторые производители обучающих конструкторов).

Как развивать самые значимые для ребенка сферы за 20-30 минут в день

• Три готовых сценария комплексных развивающих занятий в формате pdf;
• Видео-рекомендации по проведению комплексных игр и по их самостоятельному составлению;
• План-схему для составления таких занятий дома

Подпишись и получите бесплатно:

Лучший возраст для старта

Отметим, что целью занятий по робототехнике для дошкольников является прежде всего развитие личности малыша, его творческих и интеллектуальных способностей, а не создание какого-то технически сложного уникального продукта. Дети в 5 лет начинают испытывать интерес к механизмам и конструированию, что и необходимо использовать для их продуктивного развития.

Для самых маленьких «робототехников» предлагается использовать особый вид конструктора – с крупными деталями, интуитивно понятными механизмами, которые легко соединить между собой. Первый успех очень важен, поскольку помогает ребенку обрести уверенность в своих силах и желание заниматься дальше. При желании малыша занятия можно продолжить и в школе, в этом случае они выйдут на новый уровень и будут не только развивать общие умения и навыки, но и помогут ребенку обрести специфические знания.

Польза робототехники

Проведение современных занятий по конструированию, без сомнения, будет очень полезно для дошкольника. Робототехника полностью соответствует духу времени, позволяет подготовить малыша к реалиям нынешней жизни, где механизмы и машины играют ключевую роль. Кроме того, польза занятий состоит в следующем:

• ребенок работает с небольшими элементами, что помогает развить мелкую моторику;
• получает первый опыт программирования;
• улучшает математические навыки (счет, симметрия, пропорции);
• учится общаться с ровесниками и педагогами, работать в команде, быстро ориентироваться в пространстве;
• получает первые навыки презентации своего «творения»;
• развивает мышление, внимание, память.

Такие занятия за счет игровой формы интересны ребенку, не вызывают у него скуки, поэтому работает он с удовольствием. Через игру ребенок учится мыслить, сосредотачиваться на решении поставленной задачи. Робототехника активирует его познавательную активность, повышает интерес к самому процессу обучения.

Как и где заниматься

Занятия по робототехнике для детей проводятся в группах детских садов, а также на платной основе в специальных подготовительных учреждениях, где имеются квалифицированные кадры, работающие именно в данном направлении.

Алгоритм выглядит так:

1. Малыши получают набор конструктора и задание (к примеру, собрать животное по инструкции).
2. Конструирование. Как правило, над созданием одного робота работает команда из 2-3 ребят.
3. Программирование. Написание ребенком простейшей программы, которая будет управлять роботом, на компьютере. Не стоит волноваться, что малыш проведет перед монитором много времени, – образовательные конструкторы сделаны таким образом, что на создание программы не потребуется более 10-15 минут, а это и есть разрешенное время. Данный этап пропускается для самых маленьких «техников».
4. Тестирование. Дети вместе с педагогом проверяют, удалось ли им выполнить цель – то есть производит ли робот те действия, которые заложены в него программой. На ранних стадиях этап убирается, заменяется презентацией своего творения.

Не стоит пугаться – описанный выше алгоритм включает в себя несколько занятий, которые поддержат интерес малыша, ведь ему непременно захочется завершить создание собственного робота и проверить его работоспособность.

Лучше всего заниматься робототехникой в специально оборудованном для этого кабинете. Именно здесь должно располагаться все необходимое для комфорта ребенка: сами конструкторы, инструкции, столы для работы, ПК для программирования.

Особенности проведения занятия

Чтобы робототехника как средство развития детского технического творчества в наилучшей степени смогла реализовать свой потенциал, специалисты предлагают придерживаться таких правил организации занятия:

• В группе не более 10-15 детей, и она разбита по подгруппам. Так педагог сможет уделить внимание каждому и ответить на возникающие вопросы.
• Работа по обучению проводится педагогом, который получил необходимую квалификацию. В этом состоит основная проблема детских садов – не все кадры имеют желание или возможность изучать современные конструкторы, чтобы потом передавать эти знания юным воспитанникам.
• Работа ведется по заранее составленному тематическому плану.
• Важно общение педагогов с родителями малышей, это поможет организовать совместную работу над развитием технических и творческих способностей дошкольников.

Занятия робототехникой с детьми предполагают также различные соревнования, выставки, презентации работ, на которых юные конструкторы смогут показать то, что им удалось сделать. Такие мероприятия помогают ребенку научиться уверенно держать себя перед публикой.

Заниматься лучше всего не дома, а в специальных учреждениях, поскольку, во-первых, оборудование (сами конструкторы) стоит недешево, во-вторых, не каждый родитель обладает необходимыми знаниями, чтобы передать их малышу, и, наконец, только в коллективе, под руководством опытного наставника можно добиться успеха и научиться общению.

А дома мама и папа могут послушать, как ребенок с восторгом делится впечатлениями, посмотреть фотографии его работ. Родителям стоит также посетить выставку, на которой будет представлен результат трудов малыша. Все это будет дошкольнику приятно и укрепит его стремление к дальнейшей деятельности.

Необходимое оборудование

Для успешного занятия по робототехнике с малышами нужно иметь специальные конструкторы, отличительными чертами которых являются:

• крупные яркие детали;
• минимум электроники;
• простые механизмы соединения.

Дети в 5 лет не занимаются программированием, но позднее, в 7-10 лет, работа на ПК также станет видом деятельности.

При желании и возможности – и, конечно, заинтересованности малыша – образовательный набор можно приобрести, чтобы ребенок занимался конструированием дома. Современные производители предлагают огромный выбор самых разных моделей, рассчитанных на разный возраст и уровень подготовки. Некоторые наборы представляют собой не только сами элементы, но и рабочие тетради, инструкции, схемы – все то, что поможет дошкольнику не просто весело провести время, но и обучаться, познакомиться в наглядной форме с законами физики и действиями механизмов.

К востребованным брендам относятся LEGO Education, Fischertechnik, Huna, Makeblock. Первый считается самым популярным и универсальным, чаще всего именно он приобретается для занятий с дошколятами. Преимущество такого конструктора состоит еще и в том, что разработано несколько линеек, каждая из которых ограничена определенными возрастными рамками. Так, есть наборы 5+ и 7+, наиболее простые и понятные крохам, а также специальные линейки для 8-10 лет, дающие возможность собрать настоящего робота. Для учеников средней школы предлагаются свои наборы, еще более совершенные, позволяющие сделать программируемого робота, способного взаимодействовать со своими собратьями.

Такова робототехника – эффективные занятия, которые помогут малышам научиться конструировать, развить техническое творческое начало, усовершенствовать ряд важнейших навыков. Конечно, не каждый дошкольник, посещающий подобные курсы, станет инженером, но полезные знания и умения, необходимые для нормальной взрослой жизни, получат все. Вот почему это направление все более активно включается в обязательную программу детских садов, а также существует огромное количество кружков, проводящих занятия на платной основе.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОМ ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА

МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАВКАЗСКИЙ РАЙОН

План-конспект занятия

по теме : «Вводное занятие по робототехнике».

Участники:

обучающиеся объединения «Робот»

1 год обучения, 11-18 лет

ст. Кавказская 2016 г.

Цель: формирование у детей интереса и желания заниматься робототехникой

Задачи:

• образовательные:

Познакомить детей с основными направлениями робототехники и современного робототехнического производства;

Формирование политехнических знаний о наиболее распространённых и перспективных технологиях в робототехнике;

Учить применять свои знания и умения в новых ситуациях.

• воспитательные:

Воспитать аккуратность, терпение при работе с конструкторами;

Воспитать бережное отношение к материально-технической базе лаборатории робототехники;

Воспитать культуру общения.

• развивающие:

Развивать самостоятельность и способности решать творческие, изобретательские задачи;

- развивать наблюдательность, умение рассуждать, обсуждать, анализировать, выполнять работу с опорой на схемы и технологические карты;

Развивать конструкторско-технологические способности, пространственные представления.

• здоровьесберегающая:

Соблюдение правил техники безопасности.

Оборудование: компьютер, мультимедийная презентация, готовые роботы.

Материалы: схемы сборки роботов, детали конструктора.

Инструменты: карандаш, линейка.

Основные понятия, используемые на занятии: Lego - роботы, конструирование, программирование .

Формирование УУД (универсальные учебные действия):

Личностные УУД:

1. Развивать любознательность, сообразительность при выполнении разнообразных заданий проблемного характера.
2. Развивать внимательность, настойчивость, целеустремленность, умения преодолевать трудности.
3. Воспитывать чувства справедливости, ответственности.

Познавательные УУД:

1. Ориентироваться в понятиях « Lego - роботы », « конструирование », « программирование ».
2. Выделять детали заданной формы на готовом роботе.
3. Анализировать расположение деталей в роботе.
4. Составлять робота из частей.
5. Определять место заданной детали в конструкции.
6. Сопоставлять полученный (промежуточный, итоговый) результат с заданным условием.
7. Анализировать предложенные возможные варианты верного решения.
8. Моделировать робота из деталей.
9. Осуществлять развернутые действия контроля и самоконтроля: сравнивать готового робота с образцом.
10. Знать основные правила работы с конструктором.
11. Создавать стандартные модели роботов из деталей.

Коммуникативные УУД:

1. Формировать умения работать индивидуально и в группах.
2. Высказывать своё мнение и прислушиваться к мнению других,

Дополнять мнение товарищей, сотрудничать со сверстниками.

1. Уметь задавать вопросы.

Регулятивные УУД:

1. Формировать умение определять цель деятельности на занятии.
2. Принимать и сохранять учебную задачу.
3. Осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату.
4. Адекватно воспринимать оценку педагога.
5. Формировать умение осуществлять познавательную и личностную

рефлексию.

Используемые педагогические технологии:

Личностно-ориентированная;

Групповая технология;

Технология коллективной творческой деятельности;

Здоровьесберегающая;

Индивидуальное обучение.

План занятия:

1. Организационная часть занятия. (2 минут)
2. Сообщение целей и задач занятия.(2 минуты)
3. Сообщение нового материала. (10 минут)
4. Планирование деятельности. (3 минут)
5. Практическая работа. (20 минут)
6. Подведение итогов работы. (3 минут)

Ход занятия.

1.Организационная часть занятия. Подготовка рабочих мест.

2. Сообщение целей и задач занятия.

Педагог: Ребята, сегодня нам предстоит познакомиться основными направлениями робототехники и современного робототехнического производства.

3.Сообщение нового материала:

Педагог: Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Робототехника - первая ступень овладения техническими знаниями в области автоматизации. Она непосредственно связана с такими науками как электроника, механика, информатика, радиотехника, электроника.

Виды робототехники: строительная, промышленная, авиационная, бытовая, экстремальная, военная, космическая, подводная.

Слово «робот», придумал в 1920 г. чешский писатель Карел Чапек в своей научно-фантастической пьесе. В ней созданные роботы, работают без отдыха, потом восстают и губят создателей

Робот – автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Робот действует по заранее заложенной программе. Информацию о внешнем мире робот получает от датчиков (аналогов органов чувств). При этом робот может, как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

Развитие робототехники и систем искусственного интеллекта идет семимильными шагами. Ещё 10 лет назад разрабатывались только управляемые манипуляторы. Программы искусственного интеллекта были нацелены на узкий круг решаемых задач. С развитием ИКТ произошёл качественный скачок развития робототехники.

Развитие роботов в дальнейшем, сможет значительно изменить образ жизни человека. Машины, наделенные интеллектом, смогут использовать для самых различных работ, в первую очередь тех, выполнение которых небезопасно для человека.

Индустриальная робототехника – одно из самых успешно развивающихся направлений. Уже сейчас существуют фабрики, на которых 30 роботов собирают автомобили.

В настоящее время бурно развивается такое направление, как создание бионических протезов. В операционных будущего, роботы станут продолжением или заменой рук хирургов. Они более точны и позволяют проводить операции в режиме дистанционного контроля.

Роботы будут наделены способностью «самообучаться», накапливая собственный опыт и используя его в таких же ситуациях при выполнении других работ. Любое изобретение можно использовать и с добрыми намерениями и со злым умыслом, поэтому ученым необходимо рассматривать все возможные сценарии и предвидеть все возможные последствия своих открытий.

Андроидом называется человекоподобный робот.

Классы роботов:

Манипуляционные, которые в свою очередь делятся на стационарные и передвижные.

Манипуляционные роботы – автоматические машины, состоящие из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления.

Мобильные , которые в свою очередь делятся на колесные, шагающие, гусеничные. А также ползающие, плавающие, летающие.

Мобильный робот - автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами.

Компоненты робота : Приводы - это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.

4.Планирование деятельности.

Педагог: Вы узнали о роботах и робототехнике, а сейчас я предлагаю вам поработать в конструкторском бюро и нарисовать свои модели роботов, придумать их назначение, область применения и оснащение. На пример: модель контролирует порядок на улице.

5.Практическая работа. Обучающиеся работают над созданием эскиза своего робота. Описывают его технические характеристики.

Конспект занятия по робототехнике. Тема: «Забавные механизмы. Вратарь».

Возрастная группа: подготовительная группа
Этап обучения конструированию: предметное
Форма организации: подгрупповая
Форма организации обучения конструированию/робототехники: по образцу (схема)
Пространственно-временной ресурс: групповая комната 25-30 мин.
Предварительная работа: беседы о футболе, о предстоящем в 2018 году Чемпионате мира по футболу, просмотр футбольных матчей.
Оборудование: иллюстрации, схемы, инструкции, мультимедийный проектор, интерактивная доска, конструктор Lego WeDO, ноутбук.
Цель: Развитие способностей детей к наглядному моделированию, логическому мышлению, умению программировать и создавать рабочую модель вратаря.
Задачи:
Обучающие: продолжать формировать умение работать с деталями конструктора, программировать рабочую модель.
Упражнять в самостоятельном конструировании построек по схемам.
Развивать умение работать с предложенными инструкциями по сборке моделей.
Развивающие: Развивать творческий потенциал, логику, воображение, творчески подходить к решению задачи.
Развивать умение мыслить в четкой логической последовательности.
Воспитательные: воспитывать трудолюбие, эстетический вкус, любознательность.
Воспитывать умение дружно работать в группе.
Речевые: обогащать словарный запас детей техническими терминами.
Планируемый результат:
Дети умеют конструировать и программировать рабочую модель вратаря (с помощью схем).
Программно-методическое обеспечение: программа ДОУ, книга для учителя по работе с конструктором «Перворобот Lego WeDo»

Ход занятия

Организационный момент:
Воспитатель: «Здравствуйте ребята! Скажите, пожалуйста, кто знает какое событие ожидается в нашей стране и в Екатеринбурге в 2018 году?»
Дети: «Чемпионат мира по футболу»
Воспитатель: «Ребята скажите, а что вы знаете о футболе?»
Дети: «В футбол играют 11 человек, есть вратарь, защитники, полузащитники и нападающие. В игре 2 тайма, каждый длится по 45 минут»
Воспитатель: «А как вы думаете, кого из футболистов мы сможем построить из конструктора LEGO Wedo»
Дети: «Вратаря, нападающего»
Основная часть:
Воспитатель: «Футбольный матч – это очень интересное и захватывающее зрелище. Недаром футбол называют игрой миллионов. Некоторые из наших ребят занимаются в футбольных секциях и им это очень нравится. И даже на улице, во время прогулки, на нашей площадке разгораются нешуточные футбольные сражения. Футболисты должны быть очень выносливыми, чтобы находиться в движении все 90 минут матча. Перед матчем они обязательно проводят разминку, чем мы сейчас с вами и займемся»

Физкультминутка «Юные футболисты»:
Раз, два, три, четыре, пять!
Будем прыгать и скакать! (прыжки на месте)
Наклонился правый бок. (наклоны туловища влево – вправо)
Раз, два, три.
Наклонился левый бок.
Раз, два, три.
А сейчас поднимем ручки (руки вверх)
И дотянемся до тучки.
Сядем на дорожку, (присели на пол)
Разомнем мы ножки.
Согнем правую ножку, (сгибаем ноги в колене)
Раз, два, три!
Согнем левую ножку,
Раз, два, три.
Ноги высоко подняли (подняли ноги вверх)
И немного подержали.
Головою покачали (движения головой)
И все дружно вместе встали. (встали)

Воспитатель: «А теперь приступим к созданию нашего вратаря.
Дети по инструкции собирают вратаря.
Воспитатель при необходимости помогает, исправляет ошибки.
Воспитатель: «Вы замечательно справились с заданием. А сейчас мы начнем наш футбольный матч».
Дети программируют свои постройки и запускают их.
Воспитатель: «Нападающий бьет по воротам соперника, но вратарь отбивает мяч, болельщики ему аплодируют»
«Нападающий забивает гол в ворота соперника, пробрасывая мяч мимо вратаря, болельщики ликуют».
Рефлексия:

Замечательный футбольный матч у нас сегодня получился.
Скажите, пожалуйста, что вам больше всего сегодня понравилось?
Что вы нового узнали о футболе?

МБОУ СОШ № 65

Факультативное занятие

по робототехнике

«Забавные механизмы. Обезьянка-барабанщица»

Подготовила:

учитель начальных классов

Михайлова

Елена Владимировна

Пенза

Задача: построить модель механической обезьянки с руками, которые поднимаются и опускаются, барабаня по поверхности разной интенсивности.

Учебные цели: занятие конструированием, программированием, исследованиями, а также общением в процессе работы; уметь работать в паре.

Естественные науки:

Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в модели.

Изучение рычажного механизма и влияние конфигурации кулачкового механизма на ритм барабанной дроби.

Технология, Проектирование.

Создание и программирование моделей с целью демонстрации знаний и умения работать с цифровыми инструментами и технологическими схемами.

Технология. Реализация проекта

Создание и испытание модели барабанящей обезьянки. Модификация конструкции модели путём изменения кулачкового механизма с целью изменения ритма движений рычагов.

Математика

Понимание того, как количество и положение кулачков влияет на ритм ударов. Понимание и использование числового способа задания звуков и продолжительности работы мотора.

Развитие речи

Общение в устной или в письменной форме с использованием соответствующего словаря.

Словарь основных терминов

Кулачок, коронное зубчатое колесо, рычаг, ритм. Программные блоки: «Мотор по часовой стрелке», «Вход Число». «Звук», «Цикл»: «Начало», «Начать нажатием клавиши».

Оборудование: конструктор LEGO Education WeDo, ноутбук, «Барабан» (лист картона, пластика или металлическая банка), лист «Эксперементирования».

Ход занятия:

1. Установление взаимосвязей, актуализация знаний.

Что Маша и Макс могут рассказать об обезьянке? Чем она любит заниматься?

Стучал ли кто-нибудь на барабане?

Как он устроен и по какому принципу действует?

За счёт чего двигаются руки обезьянки?

Что является источником звука барабанной дроби?

Просмотрите еще раз этот фильм и понаблюдайте за движениями какой-нибудь из рук обезьянки, показанной в фильме. Примеры каких других механизмов, совершающих похожие движения (вверх-вниз), вы можете привести? Ручной насос, железнодорожный семафор, рука с молотком при забивании гвоздя.

Другие способы установления взаимосвязей:

Посмотрите ролик игры на барабане. Что помогает сделать так, чтобы было приятно слушать?

Как при этом двигаются руки?

Что является источником звука? Руки двигаются вверх и вниз, ударяют по «барабану» и при этом раздается стук.

Умеет ли кто-нибудь из вас играть на музыкальных инструментах? Как при этом извлекаются звуки? Если это духовые инструменты – то надо дуть. Фортепьяно, струнные или ударные инструменты, то надо механически воздействовать на струны или поверхность барабана, чтобы заставить их вибрировать.

Знаете ли вы, что...

Руки барабанщика действуют как рычаги. Они двигаются вверх и вниз, вращаясь вокруг оси. Обезьянка-барабанщица тоже двигает руками вверх-вниз с определённым ритмом. Можно использовать рычаги, чтобы заставить руки обезьянки двигаться вверх и вниз, а кулачки - чтобы сделать эти движения разнообразными.

Энергия передается от компьютера на мотор. От мотора энергия передается сначала маленькому зубчатому колесу, затем, с поворотом оси вращения на 90 - коронному зубчатому колесу, насаженному на одну ось с кулачками. Кулачки поворачиваются и нажимают на рычаги, которые поднимают и опускают «руки» модели.

Энергия превращается из электрической (компьютера и мотора) в механическую (вращение зубчатых колес, кулачков, движение рычагов).

Как работает кулачок? Кулачок имеет яйцеобразную форму, поэтому соприкасающаяся с ними деталь совершает колебательное движение.

Создайте другие характерные движения обезьянки (то есть, другие ритмы), меняя способы воздействия кулачков на рычаги рук.

Одновременно ли движутся руки обезьянки?

Одинаковы ли звуки ударов?

В таблице экспериментирования зафиксируйте изменения положения кулачков, а также то, как каждое положение влияет на характер движений рычагов.

Закончив исследование кулачков и рычагов, обсудим выводы для таблицы экспериментирования.

Опишите, что вы видите и слышите, когда один кулачок сориентирован вверх, а другой - вниз, как это показано в первом ряду таблицы.

Когда одна рука обезьянки поднимается, то другая опускается. При этом раздаётся равномерная барабанная дробь с ча стотой примерно два удара в секунду.

Что происходит после изменения положения правого кулачка, как показано во втором ряду таблицы?

Обе руки по-прежнему поднимаются и опускаются в разное время, но ритм барабанной дроби изменяется: тук-тук - пауза. При этом частота стука составит те же два удара в секунду.

Что происходит после добавления ещё одного кулачка с правой стороны, как показано в третьем ряду таблицы?

Правый рычаг поворачивается и наносит удары вдвое быстрее левого рычага. При этом частота стука возрастает до трех ударов в секунду: быстрые тук-тук-тук – пауза.

Что происходит после добавления еще одного кулачка с левой стороны?

Руки опять поднимаются и опускаются не одновременно, но в два раза быстрее, чем в первом примере, с частотой четыре удара в секунду: тук-тук-тук-тук.

Дополнительно...

Как нужно изменить конструкцию рычажного механизма, чтобы укоротить плечо груза? А чтобы удлинить его? Для этого следует изменить положение центра вращения, установив ось в другое отверстие балки.

Если перенести центр вращения рычагов (ось) в другое отверстие в балке, чтобы изменить длину плеча силы рычагов и высоту, на которую они поднимаются. В результате изменится сила ударов, что можно будет услышать.

Вы с обезьянкой можете организовать оркестр! Вы можете воспроизводить звуки при помощи клавиатуры и играть вместе с обезьянкой.

На следующем занятии попробуем создать из «Обезьянок-барабанщиц» группу ударных. Как это сделать? Пусть каждая модель стучит по-своему. Подберите им разные «барабаны», издающие интересные звуки – металлические миски, картонные коробки и т.д.

АППАРАТНАЯ И ПРОГРАММНАЯ ОТЛАДКА МОДЕЛИ РОБОТА
Подлесных Елена Викторовна, МБОУ ДО Дом детского творчества, педагог дополнительного образования, ЯНАО, г. Новый Уренгой
Предмет (направленность): робототехника (научно-техническое творчество).
Возраст детей: 12 - 15 лет
Место проведения: класс.
Цели занятия: сформировать умения строить модели по схемам, закрепить работу с датчиком касания и датчиком звука, проектирование технического, программного решения идеи, и ее реализации в виде функционирующей модели.
Задачи:
развитие умения ориентироваться в пространстве;
развитие мелкой моторики;
воспитание самостоятельности, аккуратности и внимательности работе.
Форма занятия - групповая (практическая работа)
Оборудование:
компьютер учительский,
проектор;
Лего-конструкторы Mindstroms NXT 2.0;
ПК с установленной средой программирования ПервоРоботNXT 1.1.
Данному занятию предшествовал этап начального конструирования и моделирования, включающий в себя: знакомство с кинематикой андроидного робота, с основными понятиями программирования, с программно-управляемыми моделями.
Ход занятия:
I. Организационный момент
Педагог приветствует обучающихся, проверяет подготовленность рабочего места к занятию и организует внимание обучающихся.
Педагог сообщает тему занятия, цели и задачи.
Педагог: Сегодня мы более подробно познакомимся с принципами аппаратной и программной отладки готовой модели робота. Применить знания полученные ранее на практике и протестировать, выполненный проект «Шагающий робот, реагирующий на столкновение с препятствием». Для этого необходимо вспомнить работу с датчиками касания и звука их назначение, функции.
II. Изучение нового материала
Сегодня на занятии мы должны:
Собрать, доработать (отладить) модель по технологической карте;
Написать и отладить для нее программу, загрузить программу в NXT;
Протестировать модель и отладить.
- Посмотрите внимательно на следующий слайд и ответьте на вопрос: По какому признаку объедены эти роботы? (у них у всех есть ноги)
- Как мы назовем эту группу роботов? (шагающие роботы).
- Для чего нужны шагающие роботы в жизни?

Историческая справка
Со времён изобретения Джеймсом Уаттом паровой машины стояла задача построения шарнирного механизма, переводящего движение по окружности в прямолинейное движение. Великий русский математик Пафнутий Львович Чебышев не смог точно решить изначальную задачу, однако, исследуя её, разработал теорию приближения функций и теорию синтеза механизмов.
Два неподвижных красных шарнира, три звена имеют одинаковую длину. Из-за своего вида, похожего на греческую букву «лямбда», этот механизм и получил своё название «лямбда-механизм». Незакреплённый серый шарнир маленького ведущего звена вращается по окружности, при этом ведомый синий шарнир описывает траекторию, похожую на профиль шляпки белого гриба.
Расставим на окружности, по которой равномерно вращается ведущий шарнир, метки через равные промежутки времени и соответствующие им метки на траектории свободного шарнира. Нижнему краю «шляпки» соответствует ровно половина времени движения ведущего звена по окружности.
При этом нижняя часть синей траектории очень мало отличается от движения строго по прямой (отклонение от прямой на этом участке составляет доли процента от длины короткого ведущего звена). На что же ещё, кроме шляпки гриба, похожа синяя траектория?
Пафнутий Львович увидел сходство с траекторией движения копыта лошади! Приделаем к лямбда-механизму ногу со «стопой» Прикрепим к тем же неподвижным осям в противоположной фазе ещё одну такую же. Для устойчивости добавим зеркальную копию уже построенной двуногой части механизма. Дополнительными звеньями согласовываются их фазы вращения, а общей платформой соединяются оси механизма. Мы получили, как говорят в механике, кинематическую схему первого в мире шагающего механизма.
Пафнутий Львович Чебышев, будучи профессором Санкт-Петербургского университета, большую часть своего жалования тратил на изготовление придуманных механизмов. Он воплотил описанный механизм «в дереве и железе» и назвал его «Стопоходящая машина». Этот первый в мире шагающий механизм, изобретённый российским математиком, получил всеобщее одобрение на Всемирной выставке в Париже 1878 года. Благодаря Политехническому музею г. Москвы, сохранившему чебышевский оригинал и предоставившему возможность «Математическим этюдам» обмерить его, у нас есть возможность увидеть в движении точную 3D-модель стопоходящей машины Пафнутия Львовича Чебышева (видео «Стопоходящей машины Чебышева»).

III. Практическая работа
Обучающиеся разбиваются на группы по два человека. Предлагаются наборы конструкторов LegoMindstorms NXT 2.0 и три уровня сложности выполняемого проекта (каждая группа выбирает уровень сложности и получает необходимый пакет с материалами у педагога).
Собрать модель с использованием полной инструкции;
Собрать модель с использованием видеоролика;
Собрать модель с использованием материалов презентации, где излагается только принцип стопоходящего механизма Чебышева.
Все роботы строятся по следующим принципам:
робот должен стоять на поверхности (полигоне), упираясь только на «ноги»;
«ноги» робота приводятся в движение одним мотором;
движение «ног» должно быть возвратно-поступательным;
центр тяжести робота должен быть смещен вперед по ходу движения.
Технологическая карта обучающегося для практической работы
Задание Действие обучающегосяПостроение и отладка модели
Уровни сложности проекта:
(1) собрать модель с использованием полной инструкции,
(2) собрать модель с использованием видеоролика,
(3) собрать модель с использованием материалов презентации, где излагается только принцип стопоходящего механизма Чебышева. Выбрать один из уровней, получить пакет материалов к выбранному уровню задания у педагога.
Принцип построения роботов:
- робот должен стоять на поверхности (полигоне), упираясь только на «ноги»;
- «ноги» робота приводятся в движение одним мотором;
- движение «ног» должно быть возвратно-поступательным;
- центр тяжести робота должен быть смещен вперед по ходу движения. Прочитать принципы построения и приступить к сборке робота (отладке готовой модели)
Программирование модели
Принцип построения программы:
- использовать блок «Цикл», сконфигуровать его как бесконечный цикл;
- использовать блок «Движение» внутри бесконечного цикла;
- настроить блок, выбрав двигатель А, направление движения вперед, уровень мощности 50%, длительность движения - бесконечность. Прочитать принципы написания программы, составить программу, загрузить в робота.
Протестировать работоспособность программы
Произвести отладку программы
Обучающиеся проводят тестирование и демонстрацию готовых моделей роботов.
Оценка проделанной работы.
По окончанию практической работы обучающиеся представляют свои работы. Обсуждают проект (что можно было добавить в программу). Выбор лучшей модели.
IV. Подведение итогов занятия
Обучающиеся подводят итог занятия, чему научились, что нового узнали. Обсуждают, где можно применить андроидных и шагающих роботов. Приходят к выводу, что изучение данной темы существенно облегчает программирование модели и делает программу более универсальной.
- С какими роботами мы сегодня работали?
- Что показалось вам сегодня трудным?
- А что удавалось без особого труда?
- Что еще вы хотели бы узнать о шагающих роботах?
- Помогает ли отладка в разработке проекта?