Преподаватель технических направлений (робототехника) – arduino+

Зачем “Киберфизика” робототехнике

Авторы онлайн-курса «Строим роботов и другие устройства на Arduino» Алексей Перепелкин и Дмитрий Савицкий поговорили c Сергеем Ковыршиным, начальником центра образовательной робототехники и мехатроники Иркутского государственного университета путей сообщения, об опыте и допустимости использования Arduino в вузах и участии студентов в Робофесте.

На прошедшем Робофесте-2017 я, наконец, не был занят проведением Hello, Robot! Arduino и смог вдоволь поговорить и с коллегами по цеху, и с молодежью.

Кстати, встретил парней из GoTo: не ожидал их увидеть на площадке Кубка РТК в составе одной команды – это школьники из разных городов! Они скооперировались сами, без руководителя, и приехали соревноваться.

Неожиданным для меня было количество людей, которые приветствовали и благодарили за наш онлайн-курс «Строим роботов и другие устройства на Arduino».

Один из собеседников, Сергей Ковыршин, обрадовал, что его студенты используют курс при прохождении учебной практики. Сергей приехал на фестиваль из Иркутска, где он является начальником центра образовательной робототехники и мехатроники Иркутского государственного университета путей сообщения.

Мы предложили ему рассказать о своем опыте подробнее, и вместе с Дмитрием Савицким (мой коллега по Киберфизике) задали Сергею несколько вопросов.

Сергей Ковыршин и Алексей Перепелкин

Алексей Перепелкин: Дмитрий вел курс «Основы создания киберфизических устройств» в стенах родного МФТИ. Аудитория была разная: от младшекурсников разных факультетов до сотрудников лабораторий, которые хотели научиться автоматизировать те или иные исследовательские процессы.

А у вас студенты каких специальностей изучают наш онлайн-курс?

Сергей Ковыршин: Это студенты бакалавриата по специальности «Мехатроника и робототехника». На первом курсе у них есть практика, которая по большей части состоит из самостоятельной работы, поэтому именно онлайн-курс оказывается кстати, и мы рекомендуем студентам проходить его.

То есть курс для начинающих оказывается полезным для студентов-робототехников? Чему посвящена эта их практика?

Официально она называется «Учебная – по получению первичных профессиональных умений и навыков, в том числе первичных умений и навыков научно-исследовательской деятельности» объемом 108 часов.

В рамках этой практики студенты осваивают основы пайки, схемотехники и электроники, изготовления печатных плат и монтажа, программирования микроконтроллеров.

В конце, в качестве финальной работы, студенту нужно изготовить робота (или другую мехатронную систему) и запрограммировать его. То есть применить полученные знания на практике. Многие выбирают мобильных роботов.

Дмитрий Савицкий из Киберфизики

Не можем не задать вопрос, который волнует всех: что такое робототехника? Если человек придет на день открытых дверей в ваш университет, как ему расскажут, что такое робототехника? Мехатроника?

На сегодняшний день существует достаточно много определений, что такое «мехатроника» и «робототехника».

Анализу термина «мехатроника» даже были посвящены многочисленные научные публикации, например, из работ российских ученых можно отметить работу профессоров Подураева Ю.В. и Кулешова В.С.

, которые в своей статье «Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем», опубликованной еще в 2000-ом году в первом номере журнала «Мехатроника», привели ретроспективу и эволюцию этого термина.

Я обычно, при объяснении этих терминов, придерживаюсь определений, которые приведены в государственном образовательном стандарте по специальности «Мехатроника и робототехника»:

Из определений можно понять, что робототехника – это одно из направлений мехатроники, связанное с созданием роботов для выполнения различных технологических операций, в том числе для замены человека в опасных и тяжелых условиях труда.

Правильно ли мы понимаем, что это первая за время обучения практическая работа будущих профессионалов в мехатронике и робототехнике?

В общем, да, на учебной практике студенты создают своего первого робота или мехатронную систему. Пусть, может, они пока не отличается оригинальностью, но этот практический опыт очень ценен для них, ребята сразу включаются в проектную деятельность, учатся именно создавать.

Вот пример первого робота, созданного на учебной практике. Студент делал его для внутренних соревнований «Шорт-трек», аналогичных тем, что проходят на Робофесте в направлении Arduino.

Робот способен совершить полный круг менее чем за 10 секунд. Практикант сам разводил печатную плату, травил ее, монтировал электронику и двигатели, программировал.

Своих роботов студенты предоставляют вместе с отчетом по практике.

В дальнейшем, на старших курсах, студенты создают более сложных роботов и, в том числе, пробуют свои силы на робототехнических соревнованиях. На этом Робофесте наши студенты четвертого курса выступают в направлении AutoNet 18+.

Роман Пономарев отлаживает программу перед заездом

Можете ли для сравнения привести примеры практических работ старшекурсников? Может быть, дипломные проекты?

Мы стараемся давать студентам такие темы дипломных проектов, которые бы решали конкретные производственные задачи. Примечательно, что большинство проектов выполняется именно на Ардуино.

Например, из дипломных проектов прошлого года можно отметить двухколесное самобалансирующееся транспортное средство (Сигвей), макет полностью автоматического мостового крана с активным демпфированием колебаний груза и оптимизацией погрузочно-разгрузочных работ по скорости, систему помощи водителю при маневрировании задним ходом с прицепом и другие.

Дипломный проект Сигвей

Дмитрий Савицкий: Нередко слышится критика в адрес Ардуино по причине ее «упрощенности» и нерелевантности промышленным системам. Вы и ваши коллеги, судя по всему, не разделяете этот скепсис – так ли это? Почему считаете Ардуино подходящей для обучения студентов платформой, где границы ее применимости?

Так «упрощенность» и доступность микроконтроллерной платы Ардуино — и есть ее главное достоинство. Она и разрабатывалась с ориентацией на непрофессиональных пользователей с использованием высокоуровневых языков программирования, это ее целевое назначение.

Даже школьник может через несколько часов знакомства с этой платой собрать простую электрическую схему, написать свою первую программу и сразу получить быстрый результат. Увидеть его своими глазами в виде мигающих светодиодов, запущенных моторов, информации с датчиков на дисплее и т.д.

Это позволяет эффективно изучать принципы программирования, основы электроники, схемотехники и теории автоматического управления.

Налицо доступность начинающим робототехникам современной микроконтроллерной базы для реализации своих проектов. Также важным является использование в Ардуино безопасных уровней напряжений, как правило 3.3 V и 5V DC. Такие уровни не могут причинить вреда здоровью начинающего робототехника.

Конечно, есть контроллеры, которые специально разрабатываются для промышленности – промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК).

Они отвечают самым высоким требованиям надежности, предназначены для эксплуатации в жестких условиях производства, но цена у этих контроллеров несоизмерима с платами Ардуино, даже при аналогичных показателях производительности.

Для сравнения, оригинальная Arduino Uno стоит у нас около полутора-двух тысяч рублей, аналог – в десять раз меньше. Промышленный ПЛК стоит несколько десятков тысяч рублей, к тому же стоимость среды программирования зачастую превышает стоимость контроллеров.

Программирование Ардуино и промышленных ПЛК принципиально не отличаются. По мне, построение систем управления на промышленном ПЛК еще проще, чем на Ардуино.

Это связано с унификацией всех входных и выходных сигналов на ПЛК (чаще всего это 24V для дискретных входов-выходов и 0…+10V или 4…20 мА для аналоговых), многие вещи, такие как гальванические развязки, подтягивающие/стягивающие резисторы и др., уже штатно аппаратно реализованы в ПЛК, что значительно упрощает работу с ним.

Стандартизированные МЭК 61131-3 языки программирования ПЛК тоже не отличаются большой гибкостью и низкоуровневостью программирования, поэтому судить о том, что они лучше, чем язык в среде Arduino IDE, некорректно.

В общем, у Ардуино и промышленных ПЛК разное назначение и сферы применения. Ардуино создана именно для обучения и для любительских проектов — тут и находится граница ее применимости. ПЛК — для решения промышленных задач.

Из собственного опыта: если человек научился хорошо программировать Ардуино, то ему не составит труда перейти на промышленные языки программирования. Ранее у нас в команде была студентка Наталья Ковалева. Она отвечала за разработку управляющих программ робота.

Команда участвовала в номинациях «Мобильные системы» и «БаскетБот». Так ее еще во время производственной практики взяли на работу программистом промышленных контроллеров и систем HMI в инжиниринговую компанию.

Сейчас она ведущий программист в этой компании и пишет программы для очень ответственных объектов – нефтеперерабатывающие, химические заводы и другие.

Команда ИрГУПС: Наталья Ковалева, Павел Чехин, Роман Пономарев, Иван Ведерников. Робофест-2015, второе место в номинации «БаскетБот»

Мы с коллегами, как и многие, кто трудится на ниве первичной подготовки молодежи к выбору правильной профессии, нередко сталкиваемся с констатацией факта отсутствия в России такой отрасли, как робототехника. Считаете ли вы такое утверждение верным? Как бы вы охарактеризовали состояние этой области у нас в стране?

Если смотреть на робототехнику шире, то становится очевидно, что в повседневной жизни и на производстве используются робототехнические и мехатронные системы. Причем их доля в современной технике становится все больше и больше.

Например, на железной дороге – это автоматизированные путевые машины, которые практически без участия человека производят ремонт и монтаж железнодорожных путей, современные локомотивы, автоматизированные склады и многое другое. Совсем скоро у нас на дорогах появятся беспилотные роботы-автомобили.

Вся современная космическая и военная техника – это в той или иной степени роботы и мехатронные системы. Таких примеров можно привести очень много.

В настоящее время вводятся профессиональные стандарты, которые впервые регламентируют профессию «Мехатроник» и «Специалист по робототехнике». Это говорит о том, что государство сейчас уделяет большое внимание развитию этих отраслей.

В некоторых направлениях робототехники мы пока еще отстаем от зарубежных коллег, но у нас в стране много талантливой и увлеченной робототехникой молодежи (это отлично видно на робототехнических соревнованиях, вот, например, здесь, на Робофесте), которая должна при поддержке государства устранить этот пробел.

Чем занимаются выпускники вашего университета, которые получили робототехническую специальность?

Работают практически во всех областях, где производится разработка и эксплуатация управляемых технических систем и систем АСУ ТП. Это инжиниринговые фирмы, непосредственно производство, программирование промышленных систем автоматизации и другие. Кто-то идет на железную дорогу, эксплуатировать путевые машины-роботы.

Может ли наш курс быть полезным за рамками упомянутой практики? Возможно, есть пересечения с какими-то дисциплинами профильных специальностей у робототехников?

После того, как студенты создают своих первых роботов на Ардуино (или на другой микроконтроллерной базе) и учатся их программировать, в том числе с использованием вашего курса, используют их в лабораторных работах в курсах «Теория автоматического управления» – для изучения особенностей различных регуляторов, «Информационные устройства» – для изучения принципа функционирования и устройства датчиков (энкодеры, гироскопы-акселерометры, газоанализаторы, силометрические датчики и другие), «Электропривод» – для изучения принципов управления и регулирования частотой вращения, момента и положения выходного вала электрического двигателя.

В общем, считаю ваш курс полезным для студентов по направлению подготовки «Мехатроника и робототехника» и смежных специальностей. Он позволяет очень быстро погрузиться в принципы программирования управляемых технических систем.

Большое спасибо за курс, он получился очень удачным! Рекомендую всем!

Сергей, мы рады, что вы дали нам живое свидетельство использования нашего курса в учебном процессе. Спасибо и успехов со студентами!

А мы в свою очередь напомним, что уже сегодня, 27 марта, стартует очередная сессия курса «Строим роботов и другие устройства на Arduino. От светофора до 3D-принтера».

Читайте также интервью с Алексеем Перепелкиным об образовательной робототехнике и о том, почему он остается на «ардуиновом поле».

Источник: http://edurobots.ru/2017/03/zachem-kiberfizika-robototexnike/

Направление робототехники в летней школе от Яндекса и ABBYY

Вышел на интересное событие — летняя школа по программированию для старшеклассников от компаний Яндекс и ABBYY:

На самом деле событие ежегодное, но хочется отметить, что в этом году было включено направление робототехники (в дополнение к направлениям олимпиадное программирование и разработка приложений).

Летняя школа пройдёт с 3 по 23 августа 2014 года в окрестностях Звенигорода — пансионат Ершово (это одна из немногих оставшихся дворянских усадеб Подмосковья).

В летней школе будет два класса по робототехнике: Робототехника Arduino и Робототехника ТРИК.

Подробнее про преподавателей (на мой взгляд одних из самых опытных в России) и темы классов робототехники:

Робототехника Arduino

Преподаватели: Денис Геннадьевич Копосов и Алексей Перепелкин.

Денис Копосов — это учитель информатики из гимназии №24 г. Архангельска, который благодаря своей личной инициативе в течение нескольких лет (с 2009 года) успешно ведёт и развивает на базе своей школы — уроки робототехники, и популяризирует STEM-робототехнику, начала инженерного образования в школе.

В своей школьной лаборатории совместно со школьниками, на практике опробовали, множество образовательных наборов по робототехнике, что привело к созданию учебных курсов-лабораторий для учащихся от 5 до 11 классов (на базе Lego, Arduino, Scratch, ChipKIT, NI LabVIEW, LilyPad и др.):

Подробнее про учебные лаборатории

робототехника LEGO (на базе образовательных наборов LEGO MINDSTORMS NXT), для учащихся 5–7 классов;
простые системы управления (на базе платформы Arduino и программного обеспечения Scratch) для учащихся 5–6 классов;
программирование микроконтроллеров (на базе платформы ChipKIT UNO32), для учащихся 7–8 классов;
датчики и обработка сигналов (на базе платформы Arduino и наборов из 15 датчиков); для учащихся 8–9 классов;
проектирование цифровых устройств (на базе платформы Arduino и наборов электронных компонентов), для учащихся 9–10 классов;
мобильная робототехника (на базе Arduino-совместимых контроллеров и DIY-наборов по робототехнике), для учащихся 9–11 классов;
сбор данных и измерительные системы (на базе NI myDAQ, наборов электронных компонентов и NI LabVIEW 2010 Education), для учащихся 10–11 классов;
сложные инженерные системы (на базе NI myRIO, наборов электронных компонентов и NI LabVIEW 2013), для учащихся 10–11 классов;
электронный текстиль (на базе LilyPad Arduino);
технология бесконтактного взаимодействия с компьютером (на базе Microsoft Kinect for Windows), для учащихся 9–11 классов.
тестирование и исследование оборудования, для учащихся 7–11 классов.

Большое число лабораторий инженерной направленности, во-первых: позволяет выстроить образовательную траекторию школьников таким образом, что они будут заинтересованы в дальнейшем изучении инженерных направлений, во-вторых: учащиеся приобретают реальный опыт научно-исследовательской, проектно-конструкторской, организационно-управленческой и эксплуатационной профессиональной деятельности.)

Видео презентация Лаборатория микроэлектроники в школе

Алексей Перепелкин — координатор образовательных проектов Амперки, руководитель Кружка робототехники в Крылатском. Кроме этого он курирует курсы по обучению преподавателей, дистанционные курсы по Arduino.

Вот учебный план направления “Робототехника Arduino”:

Робототехника ТРИК

Набор ТРИК — это продолжение отечественного железного конструктора (известного многим), но только применительно в робототехнике (сайт, ВК группа).

Преподаватели: Сергей Филиппов и Илья Широколобов.

Если вы как-нибудь попробуйте поискать в интернете книгу по Робототехнике на русском, то с большой вероятностью вы найдёте книгу — Сергея Филиппова “Робототехника для детей и родителей”.

Сергей Филиппов — Учитель, методист, педагог дополнительного образования, руководитель Центра робототехники Президентского физико-математического лицея №239. Руководитель городского методического объединения преподавателей робототехники Санкт-Петербурга. Руководитель команд, побеждавших на крупнейших международных соревнованиях по робототехнике, автор учебников.

Илья Широколобов — Аспирант кафедры теоретической кибернетики СПбГУ, руководителем секции по робофутболу кружка робототехники СПбГУ и ведёт кружок робототехники в ДДЮТ Фрунзенский (СПБ).

Набор ТРИК участвовал в российском этапе Всемирной Олимпиады Роботов (WRO), что недавно прошел в Казани:

Плюсом к этому идёт open-source ПО TRIK Studio для программирования роботов:

Учебный план направления “Робототехника ТРИК”:

Источник: http://savepearlharbor.com/?p=228071

Сайт учителя информатики Григорьева И.Н. – Организация школьного кружка “Робототехника” на базе контроллера Arduino в формате DIY-проектов

Создание современных условий для развития научно-технического творчества детей становится особенно актуальным в связи с ускоряющимся внедрением в производство высоких технологий.

В настоящее время наше государство испытывает огромный дефицит инженерно-технических работников и квалифицированных кадров.

Развитие производства, приумножение достижений в науке и технике возможны лишь при условии раннего развития творческих технических способностей у детей и подростков, выявления одарённых ребят, создания необходимых условий для их творческого роста и научных изысканий. Предоставление школой услуг по дополнительному образованию детей технической направленности может способствовать этому.

Я считаю, что одним из возможных вариантов развития технического творчества является внедрение образовательной робототехники в систему дополнительного школьного образования и внеурочной деятельности, как средства формирования комплексных знаний, способствующих развитию системности мышления детей, возрождения научно-технического творчества, повышения интереса к инженерному образованию.

Современный рынок образовательных робототехнических технологий обширен. Он представлен большим количеством конструкторов и готовых устройств, призванных удовлетворить потребности дополнительного образования в материально-техническом обеспечении проводимых занятий.

По данным статистики “Развитие образовательной робототехники в России” Интернет–ресурса “Занимательная робототехника”[1] самым популярным робототехническим конструктором в школах является Lego и большинство кружков робототехники учат детей до 15 лет.

Пятилетний опыт моей деятельности в качестве руководителя школьного кружка “Робототехника” выявил, что работа с готовыми робототехническими конструкторами Lego, так или иначе, ставит занятия в определенные рамки:

взрослея, творческие потребности учащихся постепенно перерастают игровые технологии, становятся направлены на реальность, быт и жизненную необходимость, их идеи и проекты уже не удается воплотить имеющейся базой одного Lego контроллера: нужно больше двигателей и большее разнообразие датчиков;
стоимость конструкторов Lego, ресурсных наборов к ним, датчиков и прочих комплектующих достаточно высока и непосильна большинству школ.

По моему мнению, и по данным все той же статистики Интернет–ресурса “Занимательная робототехника”, наиболее подходящим для большинства российских школ является использование для организации робототехнических кружков контроллера Arduino, основными преимуществами которого являются:

низкая стоимость контроллера и комплектующих, что позволяет приобретать их учащимся для самостоятельного использования в домашних условиях и вовлекать в проекты родителей;
огромный ассортимент и низкая стоимость датчиков;
возможность освоения программирования контроллера на начальном уровне с помощью среды Scratch, на продвинутом уровне с использованием родной среды ArduinoIDE;
параллельное изучение основ радиоэлектроники с применением беспаячной технологии;
параллельное получение навыков работы с инструментами и устройствами по обработке различных материалов.

Контроллер Arduino – вот ближайшее будущее большинства робототехнических кружков в школах нашей страны. Обучение с его использованием ничуть не сложнее обучения с Lego наборами, увлекательнее и предполагает большие возможности. Но при всем этом эффективность занятий будет зависеть, прежде всего, от грамотного построения работы кружка руководителем.

Что такое DIY-проект?

Многие из нас обладают инженерной или творческой жилкой и любят мастерить что-то новое и полезное с помощью имеющихся под рукой деталей и инструментов. Это могут быть какие-то предметы быта, различные электронные устройства, предметы одежды и так далее. А могут быть и доработанные модели или прототипы магазинных устройств и товаров со значительно меньшей себестоимостью.

Оказывается, всё это креативное желание к совершенствованию и новациям имеет вполне официальное название, известное за рубежом как DIY (аббревиатура от «Do It Yourself» — «сделай это сам»). DIY – это процесс приобретения определенных способностей и знаний в ходе создания какого-либо предмета, устройства, либо разработки проекта, который воплощается в жизнь.

По своей сути метод DIY-проектов – это все тот же традиционный метод проектов с явным акцентом на самостоятельную деятельность учащихся, самостоятельный поиск и анализ информации по проблеме. Обучение мотивируется в первую очередь интересом к конечному практическому результату (устройству или прибору), который можно использовать в жизни и быту.

Метод идеально подходит как для коллективной работы группы из нескольких учащихся, так и для самостоятельного выполнения. Учитель при этом должен стать не наставником, а координатором и соучастником такой работы.

На период разработки DIY-проекта главную позицию его (учителя) по отношению к ученикам можно выразить словами: «Я знаю столько же сколько и вы».

Использование DIY-проектов в организации кружковой работы с использованием Arduino

Основной идеей данной разработки является построение работы кружка «Робототехника» в соответствии с этапами разработки одного или нескольких DIY-проектов с использованием контроллера Arduino.

Каждый этап такого проекта – это решение проблемных ситуаций на пути к достижению планируемого результата. На реализацию каждого этапа отводится определенное количество часов работы. Таким образом, формируется тематическое планирование кружка.

Ключевым фактором, влияющим на эффективность работы кружка при таком построении занятий, будет выбор темы проекта. Учитель должен взвесить свои возможности и возможности учеников и выбрать интересный проект, не затянутый по времени и обязательно носящий прикладной жизненный характер. Вполне возможна ситуация, что таких проектов в годичном планировании кружковой работы будет несколько.

Небольшие сроки реализации DIY-проекта особенно важны для новичков – учащихся занимающихся робототехникой впервые. Это позволит создать для них «ситуацию успеха», покажет значимость такой работы и дополнительно повысит мотивацию.

Таким образом, организацию работы школьного кружка робототехники c помощью Arduino и DIY-проектов можно изобразить схемой:

Платформа Arduino – уникальна, но, тем не менее, – это всего лишь электронный контроллер, выполненный в виде печатной платы с микросхемами. На этапе разработки какого-либо устройства обычно этот контроллер соединяют с помощью специальных проводников и макетной платы с датчиками, двигателями и прочими электронными компонентами – беспаячная технология.

Для создания законченности разработанных устройств, приборов и роботов необходимо еще и сконструировать прочный и легкий корпус устройства, например из фанеры или пластика.

Идеальными инструментами для конструирования корпуса, для изготовления плоских или объемных деталей из фанеры и пластика являются станок с числовым программным управлением (ЧПУ) и 3D принтер.

К сожалению, многие школы не могут похвастаться наличием такого оборудования из-за его высокой стоимости, но для этих школ актуальной будет возможность сделать эти устройства самостоятельно в рамках деятельности кружка “Робототехника”.

Таким образом, в качестве темы первого года работы школьного робототехнического кружка организованного по принципу DIY-проекта, были выбраны проекты “Станок с ЧПУ и 3D принтер своими руками”. Основным принципом разработки проекта должная являться низкая себестоимость.

Заключение

Основные итоги работы кружка в 2016-2017 учебном году:

собран и функционирует фрезерный станок с ЧПУ;
дорабатывается конструкция 3D принтера;
спроектирован выжигатель с ЧПУ, сборку которого планируется осуществить в следующем году;
завершен проект Гринкипер (автоматизированный уход за комнатными растениями) и занял первое место в творческой категории краевой олимпиады по робототехнике в 2017 г.

Занятия в кружке по предложенному методу не позволят учащимся изучить тонкости программирования Arduino. Но они привьют учащимся навыки самостоятельной работы над проектом и стремление добиваться поставленных целей, покажут истинную ценность продуктов труда, сделанных своими руками.

Основным материальным результатом работы кружка станут два популярных современных инструмента: станок с ЧПУ и 3D принтер. Эти устройства сделают дальнейшую работу в кружке еще интереснее и плодотворнее, так как многие детали для новых проектов уже не нужно будет искать или покупать в магазинах. Мы сделаем их сами!

Список Интернет-ресурсов

http://www.rcdesign.ru/articles/tools/cnc_mechanics
http://planetacam.ru/college/learn/1-2/
http://homecnc.ru/raznoe/124-budjet-cnc
http://ecnc.ru/main
http://arduino-diy.com/arduino-cnc-stanok-iz-dereva
http://uc.org.ru/node/94
http://pikabu.ru/story/proshivki_dlya_3d_printera_3d_likbez_4321027
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=147&t=9492
http://3dtoday.ru/blogs/3diy/prusa-i3-steel-from-3diy-or-our-view-on-the-evolution-of-the-model/
http://homecnc.ru/plans-3d-printer/113-plans-prusa-i3
http://edurobots.ru/2016/09/rezultaty-issledovaniya-kruzhkov-robototexniki-v-rossii/
http://3dtoday.ru/blogs/top3dshop/review-prusa-i3-hephestos/
http://diylife.ru/3d-printer/kollektsiya-chertezhej-3d-printerov-printrbot-i-drugie.html
http://cncmodelist.ru/stati/eto-interesno/146-rekomendatsii-po-vyboru-chpu-stanka
http://planetacam.ru/college/learn/1-2/
http://ttonfive.appspot.com/samodelnyy-stanok-s-chpu-shema.html
https://edugalaxy.intel.ru/index.php?automodule=blog&showentry=9640

Источник: http://grigorjev.org.ru/index.php/metodicheskie-razrabotki/17-organizatsiya-shkolnogo-kruzhka-robototekhnika-na-baze-kontrollera-arduino-v-formate-diy-proektov

Робототехника для учителей

Направления обучения / Робототехника для учителей

В данном разделе представлена информация о направлении обучения, набирающем большую популярность благодаря популяризации робототехники в учебных заведениях, – робототехника для учителей.

Если вы не нашли на нашем сайте интересующий вас курс обучения робототехнике для учителей, свяжитесь с нами по телефону 8 (800) 77-526-02 или электронному адресу grafik@rostovgrad.

ru и поделитесь своими пожеланиями относительно содержания, структуры, сроков обучения и иных существенных условий необходимой вам программы обучения.

Мы учтём все ваши пожелания и в ближайшее время разместим нужный вам курс обучения на нашем сайте.

Представленные в разделе курсы робототехники для учителей предназначены для повышения квалификации учителей общеобразовательных учреждений (начальная общеобразовательная школа, основная общеобразовательная школа, средняя общеобразовательная школа, средняя общеобразовательная школа с углублённым изучением отдельных предметов: химии, математики, физико-математического профиля, гуманитарного профиля и др., гимназия, лицей).

Целью курсов робототехники для учителей является обучение учителей основам робототехники на базе распространённых в настоящее время конструкторов. В результате обучения учитель усваивает теоретические основы механики и электроники на примере представленных в курсе моделей, базовые модели роботов и способы их конструирования, базовые алгоритмы составления программ.

Робототехника в российских школах появляется в рамках обязательного школьного предмета «Технология», следовательно, перед учителями становится непростая задача организации учебной программы предмета, разработки системы оценки знаний, чтобы сделать предмет наиболее привлекательным для учеников, заинтересовать их как можно более увлекательной и разнообразной программой робототехники.

Программы для курсов обучения учителей робототехники разработаны специально для общеобразовательных учреждений, которые внедряют занятия робототехникой в учебный процесс или во внеурочную деятельность учреждения, так как робототехника для учителей является достаточно специфической отраслью, требующей специальной подготовки.

Авторские курсы обучения учителей робототехники позволяют слушателям получить необходимый минимум знаний в соответствующей области и получить документы о повышении квалификации – удостоверения.

Каждый курс подготовки учителей робототехники предполагает обучение учителей в соответствии с предусмотренной программой, разработанной с учётом особенностей самого курса. Так, например, особенностью курса «Роботехнология: подготовка учителей робототехники.

Базовый курс» является то, что он является теоретическим и может быть освоен в отсутствии набора конструктора в личном пользовании обучающегося. В программе такого обучения предусмотрены практические примеры с подробным описанием алгоритмов решения поставленных задач.

Материал сгруппирован и подан так, что учителю будет достаточно полученных знаний, чтобы понять специфику отрасли и начать развивать направление робототехники в учебном заведении. Курс «Роботехнология: подготовка учителей робототехники.

Расширенный курс» наоборот предполагает наличие у слушателя конструктора в личном пользовании (а если не в личном пользовании, то доступного для использования на момент прохождения обучения).

Связано это с тем, что во время прохождения обучения по расширенному курсу робототехники учителю помимо лекционных материалов необходимо самостоятельно выполнить ряд практических и контрольных заданий. Практические задания студент выполняет на модели, которую необходимо собрать по инструкции к занятию. На практических заданиях закрепляется изученный ранее материал, студент последовательно выполняет задания с собранной моделью. Дважды в расширенном курсе по робототехнике студенту необходимо выполнить и сдать на проверку преподавателю через личный кабинет контрольные задания.

Завершает любое обучение по робототехнике итоговое тестирование. Зачтённые контрольные работы (для расширенного курса по робототехнике) и успешно пройденный итоговый тест означает, что учитель успешно завершил обучение. Это является основанием для выдачи ему удостоверения о повышении квалификации с указанием программы, по которой было завершено обучение.

В данном разделе представлены курсы подготовки учителей робототехники, обучение по которым происходит на базе конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3. Конструкторы LEGO MINDSTORMS являются наиболее популярными конструкторами для организации занятий по робототехнике.

Конструкторы LEGO выпускаются с 1998 года и широко распространены не только в России, но во многих странах мира.

С помощью различных сочетаний программных блоков конструктора LEGO MINDSTORMS, моторов и датчиков можно смоделировать роботов, которые будут ходить, говорить, захватывать предметы, думать, стрелять и многое другое.

Разработчики конструктора предоставляют инструкции по сборке роботов LEGO, которых можно собрать и запрограммировать. Также можно самостоятельно сконструировать модель робота и наделить его необходимыми функциями.

Компания LEGO выпускает ряд специализированных наборов – общеобразовательных решений для различных предметных областей, сгруппированных по возрастной категории: детский сад, начальная школа, основная школа.

Например, «Техника и машины» для самых маленьких, «WeDo 2.

0» для изучения современных технологий на уроках «Технологии» и «Окружающего мира» в начальной школе, образовательная робототехническая платформа «LEGO MINDSTORMS Education EV3» для старших школьников.

Некоторые обучающие центры в своих курсах используют образовательные робототехнические конструкторы LEGO MINDSTORMS NXT и EV3. Стоит отметить, что набор NXT отличается от EV3 и комплектностью, и задачами, которые они решают, и программной средой.

У каждого из этих наборов своё программное обеспечение, с использованием которого программируются собранные модели.

Например, в наборе NXT нет датчика цвета, гироскопического датчика и малого двигателя, которые есть в LEGO EV3, поэтому они не взаимозаменяемы.

Для учителей начальной школы подойдут курсы на основе LEGO WeDo, для учителей средней школы (учителя технологии, информатики) – LEGO NXT, LEGO EV3 и Arduino, а для учителей старших классов – Matrix, Tetrix и Arduino.

Если вы заинтересованы в прохождении обучения по курсам робототехники для учителей:

ознакомьтесь с представленными на сайте курсами, их описанием, стоимостью обучения и программой;
выберите подходящий курс, определив значимые для себя параметры;
если вы ещё не являетесь пользователем нашего сайта nauchim-vas.ru, зарегистрируйтесь;
укажите желаемую дату начала обучения, и наши специалисты свяжутся с вами для уточнения дальнейшей процедуры организации обучения по заинтересовавшей вас программе.

Источник: http://nauchim-vas.ru/direction/robototechnika-dlya-uchitelei-3.htm

Дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая) программа “Робототехника на платформе Arduino”

Муниципальное бюджетное учреждение

дополнительного образования

«Центр внешкольной работы»

Принято на педагогическом совете МБУ ДО ЦВР

Протокол № 4

от 25.05.2016г.

Утверждаю:

Директор МБУ ДО ЦВР

______________Я.Г.Блинов

«_____ » ________ 2016 г.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ (ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ) ПРОГРАММА

технической направленности

«Робототехника на платформе Arduino»

Возраст обучающихся:10-14 лет

Срок реализации: 2 года

Разработчик программы:

Крайнов Сергей Владимирович,

педагог дополнительного образования

г. Арзамас

2016 год

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника на платформе Ардуино» предполагает знакомство с основами программированием на языке высокого уровня.

Предметом изучения являются принципы и методы разработки, конструирования и программирования управляемых электронных устройств на базе вычислительной платформы (контроллера) Ардуино или её клона.

Целесообразность изучения данного курса определяется:

востребованностью специалистов в области программируемой микроэлектроники в современноммире

возможностью развить и применить на практике знания, полученные на уроках математики,физики,информатики

возможностью предоставить обучающемуся образовательную среду, развивающую еготворческие способности и амбиции, формирующую интерес к обучению, поддерживающуюсамостоятельностьвпоискеипринятиирешений.

Основная направленность образовательной программы – научно-техническая и профориентационная. Программа отвечает требованиям направления региональной политики в сфере образования – развитие научно-технического творчества детей.

Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники.

Задачи программы:

обучающие:

ознакомление с комплектами конструкторов Arduino;

ознакомление с основами автономного программирования;

ознакомление со средой программирования Arduino IDE;

получение навыков работы с датчиками и двигателями;

получение навыков программирования;

развитие навыков решения базовых задач робототехники.

развивающие:

развитие конструкторских навыков;

развитие логического мышления;

развитие пространственного воображения.

воспитательные:

развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе, малой группе, участия в беседе, обсуждении;

развитие социально-трудовой компетенции: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;

Источник: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/dopolnitelnoe-obrazovanie/tehnicheskoe-tvorchestvo/295088-dopolnitelnaja-obscheobrazovatelnaja-obschera.html