Наша программа обучения разбита на 16 образовательных уровней, обеспечивая эффективное постепенное освоение основ робототехники, закладывая алгоритмический, итерационный стиль мышления будущих инженеров (и не только инженеров).
Знания и опыт в робототехнике будут полезны при выборе инженерной или естественно-научной специальности, а также при изучении технических предметов:
В целях обеспечения эффективности занятий наполняемость группы — не более 12 человек. Продолжительность одного уровня обучения — 4 месяца.
Уровень 0 – «Механика вокруг»
Рекомендуемый возраст 5-6 лет (дошкольники)
Уровень подготовки «Новички»
Цель уровня
Вызвать у ребенка интерес к опытному познанию мира, созданию моделей своими руками, познакомить с основами механики и конструирования.
Оборудование
Для обучения используются конструкторы LEGO Education WeDo и WeDo 2.0. Программирование не предусмотрено.
Содержание уровня
На каждом занятии дети путешествуют во времени вместе с роботом-помощником. Это позволяет, к примеру, погрузиться в эпоху Возрождения, познакомиться с самим Леонардо да Винчи и его изобретениями. Уровни 0 и 0+ рассчитаны на два семестра. Мы рекомендуем пройти их последовательно. Нулевой уровень направлен на изучение простейших механизмов передачи движения. В игровой форме объясняются такие понятия как “типы движения”, “направление”, “скорость”. В результате ученик распознает виды механизмов и может сам собрать их. Дети узнают, что такое зубчатая, червячная и кулачковая передачи, храповой и поршневой механизмы, а также знакомятся с историей их изобретения.
Уровень 0+ – «Физические явления в окружающем мире»
Рекомендуемый возраст 5—6 лет (дошкольники)
Уровень подготовки «Новички» и «Опытные»
Цель уровня
Вызвать у ребенка интерес к опытному познанию мира, созданию моделей своими руками, познакомить с основами механики, конструирования и физических явлений в окружающем мире.
Оборудование
Для обучения используются конструкторы LEGO Education WeDo и WeDo 2.0. Программирование не предусмотрено.
Содержание уровня
Этот уровень – продолжение уровня 0. Занятия также проходят в формате увлекательной истории с различными персонажами и путешествием во времени. Дети изучают не только механизмы, но и законы физики, на которых основана их работа, постигают окружающий мир через призму устройства различных инженерных конструкций. Каждое занятие даёт новые знания в истории, физике и механике, ребенок учится самостоятельно решать поставленные задачи. Занятия помогают улучшить мелкую моторику рук, внимательность и усидчивость.
Уровень 1 – «Вокруг света»
Рекомендуемый возраст 7-8 лет (1-2 классы)
Уровень подготовки «Новички» и «Опытные»
Цель уровня
Научить детей основам механики и применению изученных механизмов в собственных роботах.
Оборудование
Для обучения используются конструкторы LEGO Education WeDo и WeDo 2.0 и среды программирования WeDo и WeDo 2.0.
Содержание уровня
На каждом занятии предусмотрено изучение не только робототехники, но и биологии с географией. Уровни 1 и 2 рассчитаны на два семестра. Мы рекомендуем пройти их последовательно, ведь они с нарастающей сложностью помогают ребёнку улучшить навыки работы с компьютером. На занятиях ребята начинают разбираться в основах программирования при помощи блочного языка WeDo и развивают коммуникативные навыки: работу в команде, концентрацию на объяснениях преподавателя, грамотное формулирование собственного мнения. В программировании основное внимание уделяется тому, как правильно запускать мотор, чтобы робот двигался определённым образом.
Уровень 2 – «Линейные алгоритмы»
Рекомендуемый возраст 7-8 лет (1-2 классы)
Уровень подготовки «Новички» и «Опытные»
Цель уровня
Научить детей программировать самостоятельно собранных роботов, способных взаимодействовать с окружающей средой.
Оборудование
Для обучения используются конструкторы LEGO Education WeDo и WeDo 2.0 и среды программирования WeDo и WeDo 2.0.
Содержание уровня
Второй уровень продолжает путешествие вокруг света: дети изучают новые территории, места, города, животных. Закрепляют изученные ранее механизмы, учатся применять их принципы работы в новых конструкциях. На занятиях делается упор на изучение линейных алгоритмов в программировании, ведь работа с компьютером уже стала привычным делом для ребят. Подробнее изучается взаимодействие робота с окружающим миром при помощи датчиков, понятия «ожидание» и «цикл». Программа уровня развивает логику и творческое мышление, ведь в свободное время детям нужно собрать заданный механизм абсолютно самостоятельно.
Уровень 3 – «Роботизированные системы»
Рекомендуемый возраст 9 лет (3-4 классы)
Уровень подготовки «Новички» и «Опытные»
Цель уровня
Научить ребят роботизировать сложные модели реальных механизмов.
Оборудование
Для обучения используются конструкторы LEGO Education WeDo и WeDo 2.0 и среды программирования WeDo и WeDo 2.0.
Содержание уровня
Дети продолжают знакомство с робототехникой и учатся находить различия между механизмами и роботами, рассматривают их типы и классификации. Конструирование включает как сборку изучаемых устройств по инструкции, так и свободное творчество. На этом уровне рассматриваются принципы алгоритмики и математики. Ребята активно работают с показаниями датчиков, анализируют полученные данные, что невозможно без использования математики. Решая прикладные задачи, дети используют не только простые алгебраические операции, такие как сумма или разность, но и в пока что неявном виде используют переменную при помощи блока «Экран».
Уровень 4 – «Прикладное программирование в Scratch»
Рекомендуемый возраст 9-10 лет (3-4 класс)
Уровень подготовки «Новички» и «Опытные»
Цель уровня
Научить ребят реализовывать алгоритмы в Scratch как в самой среде, так и для робота.
Оборудование
Для обучения используются конструкторы LEGO Education WeDo и WeDo 2.0 и среда программирования Scratch 2.0.
Содержание уровня
Ребята знакомятся с увлекательной средой программирования Scratch, покорившей сердца детей и взрослых по всему миру. Происходит переход на новый, включающий в себя текст, язык программирования, а значит, и возможностей становится гораздо больше! Ребятам предстоит в игровой форме изучить не только, как запустить мотор или контролировать датчики, но и такие «взрослые» понятия, как различные виды циклов и ветвление.
Уровень 5 – «Создание игр в Scratch»
Рекомендуемый возраст 10 лет (4-5 класс)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Научить ребят создавать игры с сюжетом и уровнями сложности самостоятельно.
Оборудование
Для обучения используются конструкторы LEGO Education WeDo и WeDo 2.0 и среда программирования Scratch 2.0.
Содержание уровня
Современные дети очень любят играть в компьютерные игры. А мы научим их создавать собственные, в которые потом можно будет поиграть самому или с друзьями. В этом увлекательном деле помогут основы, изученные на 4 уровне, и абсолютно новые знания: о переменной и операциям с ней. Отрабатываются навыки самостоятельного построения алгоритмов, что развивает математические способности и логику ребят. Также изучаются инструменты для приближения действий в играх к реальности, для этого пригодятся знания об окружающем мире и физических явлениях. Важной частью занятий будут новые конструкции, которые станут отражением работы алгоритмов на практике.
Уровень 6 – «Основы работы с EV3»
Рекомендуемый возраст 11-13 лет (5-7 классы)
Уровень подготовки «Новички» и «Опытные»
Цель уровня
Научить детей использовать базовый инструментарий набора и среды LEGO Mindstorms EV3.
Оборудование
Для обучения используется конструктор LEGO Mindstorms EV3 и среда программирования EV3.
Содержание уровня
Новые ребята знакомятся с робототехникой, а более опытные – рассматривают возможности нового набора и программы, ведь на этом уровне становится возможным создавать автономных роботов с широким функционалом. Так как происходит изучение основ, ребята учатся делать всё правильно: осмысленно программировать и создавать прочные и выполняющие определенную задачу конструкции. Ребята практикуются в использовании различных механических передач для улучшения базовых конструкций, что, например, позволяет сделать робота сильнее или быстрее. Рассматриваются алгоритмы, события, условия наравне с управлением моторами и датчиками робота, которые используются для взаимодействия с внешним миром. Изучая датчики, ученики знакомятся с принципами их работы, параллельно знакомясь с физическими явлениями.
Уровень 7 – «Механика и управление на EV3»
Рекомендуемый возраст 11-13 лет (5-7 классы)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Обучить детей навыку создания конструкции робота, подходящей под определённую задачу.
Оборудование
Для обучения используется конструктор LEGO Mindstorms EV3 и среда программирования EV3.
Содержание уровня
Материал усложняется, как в программировании, так и в механике. Конструирование начинается с повторения и изучения нового по теме механических передач, затем переходя к сложным механизмам, которые встречаются в повседневной жизни. Что нам интересно на этом уровне: как создать робота-альпиниста, изучить принцип работы манипулятора, строение шагоходов. Каждого робота нужно запрограммировать в соответствии с выполняемой задачей, поэтому ребята изучат различные типы управления, освежат и углубят свои знания в программных блоках. Также пригодится точная настройка движения робота: движение на определённую дистанцию, различные развороты, — а значит, будем применять алгебру и геометрию в прикладных задачах.
Уровень 8 – «Проектная работа с EV3»
Рекомендуемый возраст 11-13 лет (5-7 классы)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Научить ребят вести собственный проект от стадии идеи до работающего прототипа.
Оборудование
Для обучения используется конструктор LEGO Mindstorms EV3 и среда программирования EV3.
Содержание уровня
Основы работы и с конструктором, и с программой уже пройдены, а значит – пора их закрепить! В этом поможет проектная работа: на этом уровне будут созданы различные роботы с полезным либо развлекательным функционалом. Но как в реальной жизни, так и на занятиях, ребятам понадобится применение таких понятий, как техническое задание, этапы проекта и план работы. Также уровню соответствует усложнение в программировании, ведь в нём будут активно использоваться переменные, массивы и даже созданные самими детьми дополнительные блоки. Выполнение предложенных заданий позволит ребятам успешно продолжить увлечение робототехникой уже в формате спортивных состязаний, которые будут разбираться на следующих уровнях.
Уровень 9 – «Robosport Low»
Рекомендуемый возраст 11-14 лет (5-7 классы)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Обучить ребят основным положениям спортивной робототехники, чтобы с их помощью решать классические задачи робототехники.
Оборудование
Для обучения используется конструктор LEGO Mindstorms EV3 и среда программирования EV3.
Содержание уровня
На этом уровне пригодятся знания, полученные на всех предыдущих уровнях, ведь ребята научатся справляться с классическими типами робототехнических соревнований. Будут рассмотрены такие задачи робототехники, как ориентирование на местности, сложное взаимодействие с объектами, езда по заданной траектории. В ходе занятий ученики познакомятся с понятием регулятора, его типами и влиянием на поведение робота. Теперь роботы становятся более точными, чем раньше: поворачиваться уже обязательно на строго заданный градус, датчики нуждаются в калибровке, а конструкция должна чётко отвечать требованиям состязания.
Уровень 10 – «Robosport High»
Рекомендуемый возраст 11-14 лет (5-7 классы)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Обучить ребят основным положениям спортивной робототехники, чтобы с их помощью решать классические задачи робототехники.
Оборудование
Для обучения используется конструктор LEGO Mindstorms EV3 и среда программирования EV3.
Содержание уровня
Ребята научатся уверенно решать программные и конструкторские задания. Основная задача уровня – конструирование и программирование робота, который свободно ориентируется в пространстве и определяет свое местонахождения, а также может найти предметы в незнакомом месте. Оттачиваются навыки работы с регуляторами, как с интегральной либо дифференциальной составляющей, так и смешанные. Рассматриваются самые сложные из классических состязаний. По окончанию уровня ребята могут успешно участвовать в соревнованиях по робототехнике, ведь полученных знаний им хватит, чтобы справиться и с состязания, даже отличными от базовых.
Уровень 11 – «Алгоритмизация и программирование на RobotС»
Рекомендуемый возраст 14-16 лет (7-9 классы)
Уровень подготовки «Новички» и «Опытные»
Цель уровня
Научить применению текстового языка RobotC для управления созданными роботами.
Оборудование
Для обучения используется конструктор LEGO Mindstorms EV3 и среды программирования RobotC Graphical и RobotC.
Содержание уровня
Специально разработанный для ребят постарше уровень, включающий в себя переход на текстовый язык RobotC. Будет интересен как детям, только заинтересовавшимся робототехникой, так и продолжающим. Ведь при помощи текстовой среды программирования управление роботом становится ещё точнее и продуманнее, а рассмотрение на первых занятиях облегченной версии языка RobotC Graphical поможет разобраться с его особенностями.
Уровень 12 – «Программирование робототехнических систем на RobotС»
Рекомендуемый возраст 14-16 лет (7-9 классы)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Научить при помощи текстового языка RobotC решать продвинутые задачи роботототехники.
Оборудование
Для обучения используется конструктор LEGO Mindstorms EV3 и среда программирования RobotC.
Содержание уровня
Можете ли вы себе представить, как работает команда юных программистов? На двенадцатом уровне это возможно! Ребята получают необходимые для этого навыки использования алгоритмизации и составления продвинутых блок-схем. Кроме того, они освоят тонкости написания сложного кода, работая в команде.
Уровень 13 – «Arduino»
Рекомендуемый возраст 14-16 лет (7-9 классы)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Обучить ребят из электронных компонентов создавать роботизированную установку.
Оборудование
Для обучения используется платформа и среда программирования Arduino.
Содержание уровня
На тринадцатом уровне появляется возможность создать робота на открытой микроконтроллерной платформе. Ребята узнают о схемотехнике, электронике и программировании на языке С++. Им предстоит сконструировать собственных роботов с использованием металлических частей.
Уровень 14 – «Arduino Maximum»
Рекомендуемый возраст 14-16 лет (7-9 классы)
Уровень подготовки «Опытные»
Цель уровня
Обучить ребят создавать продвинутых роботов при помощи технологий Arduino.
Оборудование
Для обучения используется платформа и среда программирования Arduino.
Содержание уровня
На этом уровне происходит полное погружение в электронику и программирование микроконтроллеров. Отрабатываются различные алгоритмы обработки данных сенсоров.
Занятия проходят 1 раз в неделю по выходным дням (суббота или воскресенье, по вашему выбору), которые для удобства мы разделили на 6 дельт, каждая дельта длится 3 астрономических часа.
