Downloaded 15 times
Uploaded byOmsk State Pedagogical University
Educational_robotics
Документ описывает важность использования конструктора LEGO Mindstorms в образовательном процессе для развития навыков в робототехнике и информатике у школьников. Упоминаются различные модели LEGO Mindstorms и их применение в обучении, включая возможности программирования и проектов. Также акцентируется внимание на современном подходе к обучению через игровые технологии и вовлечении детей в научно-техническое творчество.
Educational_robotics
- 1.
- 2. «Уже в школедети должны получить «Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире» высокотехнологичном конкурентном мире» Д. А. Медведев Д. А. Медведев
- 4.
- 5. Линейка конструкторов LEGO Mindstorms •LEGO Mindstorms — это конструктор для создания • LEGO Mindstorms — это конструктор для создания программируемого робота. Впервые представлен программируемого робота. Впервые представлен компанией LEGO в 1998 году. Через 8 лет (2006) в компанией LEGO в 1998 году. Через 8 лет (2006) в свет вышла модель LEGO Mindstorms NXT, а в свет вышла модель LEGO Mindstorms NXT, а в 2009 — LEGO Mindstorms NXT 2.0. 2009 — LEGO Mindstorms NXT 2.0. • LEGO Mindstorms комплектуются набором • LEGO Mindstorms комплектуются набором стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса, стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса, шестерни) и набором, состоящим из сенсоров, шестерни) и набором, состоящим из сенсоров, двигателей и программируемого блока. двигателей и программируемого блока.
- 6. • «Конструктор LegoMindstorms NXT поможет в • «Конструктор Lego Mindstorms NXT поможет в курсе технологии средней школы освоить основы курсе технологии средней школы освоить основы робототехники, в курсе физики – провести робототехники, в курсе физики – провести автоматизированный эксперимент, в курсе автоматизированный эксперимент, в курсе информатики – наглядно реализовать сложные информатики – наглядно реализовать сложные алгоритмы, а в начальном профессиональном алгоритмы, а в начальном профессиональном образовании – рассмотреть вопросы, связанные с образовании – рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов и автоматизацией производственных процессов и процессов управления, систем безопасности» процессов управления, систем безопасности» (Васильев М.В., МПГУ) (Васильев М.В., МПГУ)
- 8.
- 9. Программирование • Простые вариантыпрограмм можно вводить • Простые варианты программ можно вводить непосредственно на блоке NXT при помощи непосредственно на блоке NXT при помощи расположенных на нем кнопок. расположенных на нем кнопок. • Для создания более сложных программ требуется • Для создания более сложных программ требуется уже персональный компьютер и специальное уже персональный компьютер и специальное программное обеспечение (стандартная среда программное обеспечение (стандартная среда разработки программ для Лего Майндстормс разработки программ для Лего Майндстормс (Mindstorms) --NXT-G. (Mindstorms) NXT-G. • Можно использовать разработки сторонних • Можно использовать разработки сторонних производителей, совместимых с Лего Mindstorms производителей, совместимых с Лего Mindstorms NXT-G (например, Scratch) NXT-G (например, Scratch)
- 10.
- 11.
- 12.
- 13.
- 14.
- 15.
- 16. Опыт Челябинской области Разделкурса информатики Пример вовлечения конструктора Лего в процесс обучения Информационные основы процессов управления Примеры систем автоматического управления, неавтоматического управления, автоматизированных систем управления на основе конструктора Лего. Представление об объектах Окруж. мира, о системе объектов Представление сведений об объектах в виде таблицы. В данном случае, описание Лего-робота, предварительно сконструированногочащимися. Примеры информационных моделей систем – сб уорка модели из Лего на уроке. Например, машина, велосипед, маятник, и т.п. Алгоритмы. Исполнитель алгоритма Линейный алгоритм. Циклический алгоритм. Разветвляющийся алгоритм. Реализация видов алгоритмов при помощи собранной модели (исполнителя алгоритмов) Лего-робота и программного обеспечения Mindstorms. Среда программирования Знакомство с программным обеспечением Mindstorms для Лего NXT (объектное программирование), составление программ и реализация их для робота модели NXT. Архитектура ПК. Взаимодействие устройств компьютера Объяснение взаимодействия устройств компьютера по прототипу работы Легоробота, т.к. он состоит из системного блока, проводов, двигателей, датчиков.
- 17.
- 18. Результаты инноваций •Внедрение современныхнаучно-практических •Внедрение современных научно-практических технологий в учебный процесс технологий в учебный процесс •Содействие развитию молодежного и детского •Содействие развитию молодежного и детского научно-технического творчества научно-технического творчества •Популяризация достижений в области •Популяризация достижений в области робототехники и искусственного интеллекта робототехники и искусственного интеллекта •Игровые технологии в обучении •Игровые технологии в обучении •Новые формы работы с одаренными детьми •Новые формы работы с одаренными детьми •Инновационное профильное обучение •Инновационное профильное обучение •Популяризация профессии инженера •Популяризация профессии инженера
Editor's Notes
- #5 Новый конструктор в линейке роботов LEGO, предназначенный 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.
- #7 ПервоРобот NXT – робототехнический конструктор нового поколения. По сравнению с предыдущими версиями, конструктор обладает более широкими возможностями и проще в использовании – благодаря интеллектуальному блоку управления NXT, разнообразным датчикам, интерактивным сервомоторам, беспроводной технологии Bluetooth® и мощному графическому программному обеспечению. В новую версию (v.95) базового набора ПервоРобот NXT входят (437 элементов): Микрокомпьютер NXT (на рис. - 1) «Мозг» ПервоРобота – это микрокомпьютер LEGO® NXT, снабженный входными портами для датчиков и выходными портами для исполнительных устройств, делающий робота программируемым, интеллектуальным, способным принимать решения. Для обмена данными между персональным компьютером и микрокомпьютером NXT можно воспользоваться USB портом. А можно установить беспроводное соединение между NXT и другими устройствами, поддерживающими Bluetooth-связь, например, с другими NXT, с мобильными телефонами или с компьютерами.
- #8 3 интерактивных сервомотора (на рис. - 2)Три интерактивных сервомотора оснащены встроенными датчиками оборотов, которые управляют мощностью моторов, измеряют и задают различную скорость вращения, обеспечивая высокую точность движений робота. Код 9842 Набор датчиков: Ультразвуковой датчик расстояния (на рис. - 3) Помогает роботу измерять расстояние до окружающих предметов, избегать препятствий и реагировать на движение других объектов. Код 9846 Датчик света (на рис. - 4) Позволяет роботу реагировать на изменение освещённости и цвета поверхности. Код 9844 Датчик звука (на рис. - 5) Позволяет роботу реагировать на звукиразличной громкости – можно запрограммировать робота так, чтобы его действия зависели от показаний датчика звука. Код 9845 Два датчика касания (на рис. - 6) Дают роботу возможность «ощущать» окружающие его препятствия. Можно запрограммировать датчик касания так, чтобы действия робота зависели от того, нажата кнопка датчика или отпущена. Код 9843
- #11 На этом ПО работает адронный коллайдер Наука прямо у вас в руках
- #12 NXT-G – это программное обеспечение в комплекте поставки Лего Майндстормс (Mindstorms). NXT-G базируется на широко известном пакете графического программирования LabVIEW. Основной применяемый метод – так называемый «drag-and-drop» (перетащил-и-бросил), предполагает составление алгоритма функционирования робота из логических блоков в специальном визуальном редакторе. LabVIEW – это промышленный стандарт в программировании. Пакет разработан компанией National Instruments. Для более «продвинутого» программирования Лего Майндстормс (Mindstorms) в среде LabVIEW можно использовать также разработку National Instruments. названную «Toolkit for the NXT».
- #14 1. Рабочая зона, где вы можете создавать программу, используя графический язык программирования NXT-G. 2. Пример программы: начало программы, программный блок, прикрепленный к направляющей. Перетаскивая с помощью мыши эти блоки с палитры и выстраивая их вдоль направляющей, вы задаете последовательность их выполнения. 3. Палитры с программными блоками. Содержат как стандартные блоки и вновь создаваемые блоки пользователей. Чтобы выбрать палитру (Общую, Полную или Пользователя), щелкните на соответствующей вкладке. 4. Панель свойств и настроек блоков. Большинство из используемых в программах блоков могут выполнять множество функций и поэтому требуют тщательной настройки. 5. Область обратной связи. При установленной связи между компьютером и NXT здесь появляются показания датчиков и внутренних переменных отдельных блоков. 6. Пульт управления NXT. Позволяет загружать, выполнять программы в NXT, проводить диагностику NXT. 7 – Интерактивный учебник
- #15 Bricx Command Center
- #17 Приложение к письму Министерства образования и науки Челябинской области от 23.08.2010 г. № 103/3976 О встраивании робототехники в образовательный процесс в образовательных учреждениях Челябинской области в 2010 – 2011 учебном году