Образовательная программа курса "Робототехника"

Уровень 0- «Первые механизмы»

Рекомендуемый возраст: от 5 лет (за 2 года до поступления в общеобразовательную школу)

Когда можно записаться: Присоединиться можно к любому занятию

Цель уровня

Вызвать у ребенка интерес к опытному познанию мира, созданию моделей своими руками, познакомить с закономерностями движения конструкций, их частей и механизмами.

Оборудование

Обучение проводится на образовательном наборе LEGO «Первые механизмы». Программирование не предусмотрено.

Содержание уровня

Первое знакомство с робототехникой и продвинутым миром 21 века! Изучим названия деталей и их частей. Обучим навыкам крепления деталей между собой. Познакомим детей с первыми механизмами и их работой. Ученики собирают простые механизмы, похожие на животных, транспорт, персонажей. Учатся обнаруживать и формулировать закономерности в движении частей робота. Сборка проходит по инструкции, в процессе у детей развивается пространственное, творческое мышление и координация рук.

Раннее развитие пространственного мышления влияет на умение оперировать числами, а значит, повышает усвоение таких предметов, как математика, информатика и физика в будущем.

В процессе сборки дети учатся самостоятельности и логике, что позволяет принимать решения при возникающих проблемах уже с раннего возраста.

Примеры сборок

Самолет, погрузчик, машина, катапульта.

Уровень 0 «Механика вокруг»

Рекомендуемый возраст: 6 лет, за 1 год до школы Когда можно записаться: Сентябрь

Цель уровня

Уровень направлен на изучение простейших механизмов передачи движения: зубчатая, червячная и кулачковая передачи, храповой и поршневой механизмы.

Оборудование

Обучение проводится на наборе LEGO WeDo 2.0, самостоятельное программирование не предусмотрено.

Содержание уровня

Мы отправимся в увлекательный мир робототехники вместе с роботом-помощником, который познакомит детей с простыми механизмами, расскажет про эпоху возрождения и важнейшие изобретения самого Леонардо Да Винчи. В игровой форме ребята  узнают, что такое “типы движения”, “направление” и “скорость”, а также научатся быстро усваивать материал и применять его на практике.

Примеры сборок

Самолет, рыцарь, качели, машинка, кран, пожарная машина и многое другое.

Уровень 0+ «Механика вокруг»

Рекомендуемый возраст: 6 лет, за полгода-год до школы

Когда можно записаться: Январь

Цель уровня

Наряду с механизмами научить детей законам физики, на которых основана их работа, узнать окружающий мир с помощью инженерных конструкций: весы, тачка, подъемник, коробка передач, паровоз и т.д.

Оборудование

Набор WeDo 2.0, самостоятельное программирование не предусмотрено.

Содержание уровня

На каждом занятии мы будем узнавать новые факты и открывать удивительный мир истории, физики и механики с помощью конструирования роботов. Мелкие детали, которые спустя несколько часов превращаются в настоящих роботов, не только повышают интерес, но и развивают мелкую моторику. Научим самостоятельно решать поставленные задачи, а также привьем усидчивость и внимательность, что очень поможет с выполнением домашних заданий.

Примеры сборок

Динозавр, викинг, мумия, колесо обозрения, гоночная машина, луноход, ВАЛЛ-И.

Уровень 1 «Вокруг света»

Рекомендуемый возраст: от 7 лет или 1 класс Когда можно записаться: Сентябрь

Цель уровня

Познакомиться с программированием и окружающим нас миром с помощью сборки роботов.

Оборудование

Набор WeDo 2.0 + графическая среда программирования WeDo 2.0.

Содержание уровня

Продолжаем путешествие по миру. Мы отправляемся на знакомство с обитателями нашей планеты. На каждом занятии изучаем как робототехнику, так и биологию с географией. На этом уровне ребята начинают разбираться в основах программирования при помощи языка графического программирования WeDo и развивают коммуникативные навыки, которые так важны при поступлении в 1 класс. Работа в команде, концентрация на объяснениях преподавателя, грамотное формулирование собственного мнения. В программировании основное внимание уделяется тому, как правильно запускать мотор, чтобы робот двигался так, как задумали ученики. Ваш ребенок научится использовать такие программные конструкции, как «ожидание» и «цикл», узнает, как пользоваться блоками «запуск по кнопке», «вывод текста на экран», «воспроизведение звука».

Примеры сборок

Жираф, кошка, лошадь с тележкой, пеликан.

Уровень 2 «Вокруг света, часть 2»

Рекомендуемый возраст: от 7 лет или 1 класс Когда можно записаться: Январь

Цель уровня

Познакомиться с линейными алгоритмами в программировании. Изучить взаимодействие робота с окружающим миром при помощи датчиков расстояния и наклона.

Оборудование

Набор WeDo 2.0 + графическая среда программирования WeDo 2.0.

Содержание уровня

Учащиеся продолжают путешествие вокруг света: изучают новые территории, места, города, животных. Что важно в этом возрасте? Закрепить изученные ранее механизмы, научиться применять их принципы работы в новых конструкциях. На занятиях делается упор на изучение линейных алгоритмов в программировании. Подробнее изучается взаимодействие робота с окружающим миром при помощи датчиков, понятия «ожидание» и «цикл». Во втором семестре происходит основное изучение всех возможностей программной среды. Устойчивое конструирование, мини-сборки, интересные конструкторские решения, которые придумывает ребенок и воплощает их в реальности. Именно поэтому программа уровня развивает логику и творческое мышление. Благодаря совместной работе над проектами ребята учатся работать в команде, улучшается дисциплина и самоорганизованность, а также появляются необходимые каждому школьнику навыки общения со сверстниками. Цикл со счетчиком, звук, ждать, определение расстояния, математические операции и еще множество полезных навыков уже к концу первого класса!

Примеры сборок

Вертолет, аллигатор, скорпион, лев.

Уровень 3 «Промышленные механизмы»

Рекомендуемый возраст: от 8 лет или 2 класс Когда можно записаться: Сентябрь

Цель уровня

Изучить, собрать и понять принципы действия реальных промышленных механизмов на примере сборок роботов. Познакомиться с новой средой программирования Scratch по аналогии с прошлой WeDo 2.0.

Оборудование

Набор LEGO WeDo 2.0 + графическая среда программирования WeDo 2.0 до седьмого занятия, с седьмого занятия переход на Scratch 3.

Содержание уровня

Учащиеся знакомятся с основами робототехники и учатся находить различия между механизмами и роботами, рассматривают их типы, классификации и делают выводы. Для изучения механики простых и сложных механизмов на каждом занятии собирается подвижная роботизированная конструкция: лифт, подъемный кран, самолет, погрузчик и так далее. Конструирование включает как сборку изучаемых устройств по инструкции, так и свободное творчество, что развивает пространственное и творческое мышление. На этом уровне рассматриваются принципы алгоритмики и математики. Учащиеся изучают принципы сбора данных с датчиков, анализируют полученные данные, что невозможно без использования математики и развитого алгоритмического мышления. Решая прикладные задачи, ученики используют как простые алгебраические операции, такие как сумма или разность, так и начинают использовать переменные при помощи блока «Экран». После седьмого занятия, с появлением новой среды программирования, перед учащимися открывается новый диапазон значений для измерений с датчиков и управления мотором.

Примеры сборок

Вагонетка, нефтяная вышка, манипулятор, БМП.

Уровень 4 «Прикладное
программирование в Scratch»

Рекомендуемый возраст: от 8 лет или 2 класс.

Когда можно записаться: Январь

Цель уровня

Наряду с функционалом, необходимым для сборки роботов, изучение новых возможностей программирования, которые открываются у ребят с изучением новой среды Scratch. Получение исчерпывающих знаний. Ребенок получает всю базу, которая позволяет работать как с конструкцией, так и без нее: например, создавать игры, анимации, мультфильмы и т.д.

Оборудование

Набор LEGO WeDo 2.0 +  программирование на Scratch 3.

Содержание уровня

Ребята знакомятся с увлекательной средой программирования Scratch, покорившей сердца и детей, и взрослых по всему миру. Scratch открывает возможности работы не только с программированием роботов, но и с созданием анимаций, тестов, разработкой собственных персонажей и уровней, что вызывает у детей непреодолимый интерес к творчеству и программированию. Ученики переходят на новый, включающий в себя текст, язык программирования, а значит, и возможностей становится гораздо больше. Благодаря возможностям новой среды ребенок перестает “зависеть” от конструктора.   Не только на занятиях, но и дома, без использования LEGO, ребята начинают создавать свои первые проекты. 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. Благодаря игровой форме заданий дети с успехом изучают программирование, ведь оно происходит сразу по двум фронтам – на экране компьютера и для самостоятельно собранного робота. Игровой формат не дает ребятам заскучать и почувствовать себя “как в школе”, а это значит, что интерес ребенка и качество полученных знаний возрастает. Также происходит изучение нового материала по механике, который применяется тут же, при сборке конструкций, различных от занятия к занятию. Вертолет, дракон, лягушка, робот-сумоист, горилла и даже швейная машинка!  

Примеры сборок

Ветрогенератор, швейная машинка, лягушка, дракон, джойстик для игр.

Уровень 5 «Игры»

Рекомендуемый возраст: от 9 лет или 3 класс

Когда можно записаться: Сентябрь

Цель уровня

Обучить написанию игр и использованию новых элементов управления, которые предоставляет Scratch в виде расширений.

Оборудование

Набор WeDo 2.0, Scratch 3.

Содержание уровня

Играть в игры совместно со своими друзьями всегда вызывало большой интерес у детей, но представьте гордость ребенка за собственную разработанную игру! Здесь появляется большое поле для творчества, ведь прежде чем разработать игру, ученики придумывают персонажей и продумывают уровни. Мы добавили больше конструирования по запросу детей, именно поэтому все детские мечты и фантазии будут воплощены, а творческое, логическое и пространственное мышление поможет в будущем. Узнаем новые возможности управления роботом и спрайтами (персонажами) на экране с помощью дополнительных функций Scratch: управление голосом и по движению рук.

Примеры сборок

Пушка, сейф, космический корабль, шагоход.

Уровень 6 «Моделирование
инженерных устройств»

Рекомендуемый возраст: от 9 лет или 3 класс

Когда можно записаться: Январь

Цель уровня

Разработать роботизированные модели и запрограммировать их для обработки окружающей среды роботом и демонстрации принципов работы профессионального физического и геодезического оборудования.

Оборудование

Набор EV3 + Scratch 3.

Содержание уровня

Ребята переходят не только на новый уровень обучения, но и начинают работать с новым набором LEGO Mindstorms EV3, который открывает новый мир робототехники и программирования!

У учеников возрастают возможности для создания новых конструкций, так как в наборе появляются новые полезные детали для более сложных и интересных конструкций, а также новые возможности связи с окружающим миром через большее количество датчиков: УЗ-датчик, датчик касания, датчик освещённости, энкодер.

Новые и более “продвинутые” наборы лего всегда вызывают непреодолимый интерес ребенка к развитию и обучению, как итог: повышение успеваемости в школе, тяга к точным наукам и осознанное представление о будущих предметах за счет развития аналитического, пространственного и творческого мышления: алгебра, геометрия, физика, информатика и т.д.

Мы спроектируем и запрограммируем роботизированные модели инженерных устройств, таких как радиолокатор, пульт управления, энкодер, джойстик для игры.

 

Уровень 7 «Основы механики»

Рекомендуемый возраст: от 10 лет или 4 класс.

Когда можно записаться: Сентябрь

Цель уровня

Узнать и применить на практике законы механики.

Провести простые эксперименты со сборкой, сформулировать собственные гипотезы, провести наблюдение и сделать собственные выводы от наблюдений.

Оборудование

Набор EV3 + новая среда программирования EV3.

Содержание уровня

Изучим и разберем продвинутую механику, скрепление узлов, передачу движения. Узнаем, что такое блок-схемы, составим последовательности запуска программы. Обучим простраивать множество вариантов решения одной и той же задачи (дерево вариантов), что позволит принимать взвешенные решения в реальной жизни. Изучим основные механизмы и их применение, проведем простые эксперименты со сборкой, а также научим правильно решать сложные задачи с помощью деления решения на несколько шагов/этапов. Узнаем, что проще: тянуть или толкать, как вес и его распределение помогает или мешает роботу. Научимся формулировать гипотезы, проводить “чистые” эксперименты и анализировать полученные результаты, а также формулировать и интерпретировать их, что развивает самостоятельное мышление.  

Примеры сборок

Сумоист, гонщик, коробка передач, робот на гусеничном ходу.

Уровень 8 «Проектная
робототехника»

Рекомендуемый возраст: от 10 лет или 4 класс.

Когда можно записаться: Январь

Цель уровня

Создание прикладных проектов, связанных с промышленными и бизнес-процессами.

Оборудование

Набор EV3 + среда программирования EV3.

Содержание уровня

Создавать собственные роботизированные проекты в 4 классе задача не из легких, с которой мы помогаем справится тысячам учеников.

На каждом третьем занятии мы погружаемся в тему и предлагаем роботизированные решения, каждое четвертое занятие – самостоятельный проект в изученной теме.

Проектная робототехника с контекстным и смысловым изучением тем помогает ребятам развивать аналитическое мышление и уже в 10 лет создавать собственные технические проекты, а также развивается умение презентовать себя и работать в команде, что так важно в 21 веке.

Тематики занятий: устойчивое развитие Земли, воздушный транспорт, помощники для профессий, наземный транспорт.

Уровень 9 «Основы EV3»

Рекомендуемый возраст: от 11 лет или 5 класс.

Когда можно записаться: сентябрь

Цель уровня

Изучение основ робототехники с помощью набора EV3 и его родной среды программирования.

Оборудование

Набор EV3 + среда EV3.

Содержание уровня

Ребятам предстоит отправиться в серьезный и удивительный мир “продвинутой” робототехники и  изучить основы механики, разработать прочные конструкции и программирование автономных роботов. Мы рассмотрим алгоритмы, события и  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, используемыми при работе датчиков набора ЛЕГО. Уровень поможет быстро адаптироваться ученикам в новой средней школе! Для школьной программы полезными навыками, которые мы изучим, окажется знание: множеств, сравнения, логических (И, ИЛИ, НЕ, исключающее ИЛИ), средних, пропорций, простых уравнений, системы координат, типы данных, переменные, флаги, событие, условие, цикл, виды циклов и многое другое.

Примеры сборок

Робот с передачами, подъёмник, машина с рулевым управлением, шагоход.

Уровень 10 «Продвинутая
работа с EV3″

Рекомендуемый возраст: от 11 лет или 5 класс.

Когда можно записаться

Сентябрь, набор в группу в январе не проводится, так как весенний семестр является продолжением и усложнением осеннего.

Цель уровня

Закрепление и усложнение полученных навыков с помощью наглядной робототехники: сборка и программирование роботов.

Оборудование

Набор EV3 + среда EV3.

Содержание уровня

Повторение — мать учения! Данную поговорку любят использовать в школе и заново давать много скучной теории, но мы повторим и закрепим практические навыки, которые изучили осенью, с помощью наглядной робототехники!

Также важным условием является не простое повторение, а процесс, который повышает прогресс и интерес учеников на занятиях.

Закрепление и усложнение полученных навыков в механике, узнаем, как можно применить знания из школьной математики на роботах. Уровню соответствует усложнение в программировании, ведь в нём будут активно использоваться переменные, массивы и даже созданные самими детьми дополнительные блоки, являющиеся аналогами самостоятельно написанных функций в программировании.

Практика позволяет запомнить намного больше информации и использовать полученные навыки в реальной жизни, поэтому мы успешно вовлекаем детей в учебный процесс и закрепляем теоретические, полученные в школе, знания!

Уровень 11-12 «Основы
управления
микрокомпьютером EV3″

Рекомендуемый возраст: от 12 лет или 6 класс.

Когда можно записаться

Сентябрь, набор в группу в январе не проводится, так как весенний семестр является продолжением и усложнением осеннего.

Цель уровня

Научиться программировать роботов на языке Python. Изучить основы логики и программирования. Обучиться подходам к решению роботизированных задач с помощью объектно-ориентированного программирования.

Оборудование

Набор EV3 + новый язык программирования Python.

Содержание уровня

Python — один из самых популярных языков программирования в 21 веке. Его используют программисты в крупных фирмах, среди них Яндекс и Google! Это образовательный уровень с применением современного языка программирования и подходами к решению роботизированных задач с помощью объектно-ориентированного программирования. Мы  узнаем, к каким частям памяти можно обратиться из программы. Изучим основы логики и программирования: переменные, типы данных, условия, циклы с пост и предусловием, случайные числа, генерация чисел и построение графика функции, что очень важно для начального изучения алгебры, физики и информатики. Ребята изучат и применят на практике необходимые сегодня для программирования конструкции, построят свои алгоритмы и структуры данных, программируют роботов. Интерес к познанию технологий 21 века становится еще выше, ведь ученикам предстоит собрать и запрограммировать: умный дом (робот с наибольшим функционалом); робота, который решает поставленную преподавателем задачу; создать пропускной пункт, подключить к роботу сразу несколько моторов и многое другое! В процессе обучения подростки: узнают, как работать с датчиками в компьютере и в жизни; получат знания про логические операторы, условия и циклы, а также умение применять их на практике; получат навык в сборке конструкций, без инструкций; научатся сортировать массивы и работать с датчиком цвета и еще множество других полезных знаний в мире IT технологий. Математика, физика, информатика, пространственное мышление, самостоятельное решение поставленных задач? Легко!

Примеры сборок

Манипулятор, тренажер логики, мост, сумоист.

Уровень 13-14 «Управление устройствами с
помощью микроконтроллеров»

Рекомендуемый возраст: от 13 лет или 7 класс.

Когда можно записаться

Сентябрь, набор в группу в январе не проводится, так как весенний семестр является продолжением и усложнением осеннего.

Цель уровня

Программирование микроконтроллеров и периферии на языке Python (Пайтон)  для создания и конструирования устройств для дома или офиса). Разработка частично роботизированных решений с использованием конструкторских элементов набора LEGO.

Оборудование

Набор EV3 (конструкторская база) + модули M5Stack.

Содержание уровня

Подключение корпусного оборудования с микроконтроллером и набором периферических модулей для управления, блок M5Stack в качестве ядра. Конструируем и программируем устройства для умного дома, а также создаём модели промышленных решений. Во втором семестре управляем устройствами по сети. При помощи большого инновационного набора для технического творчества M5Stack наши ученики с легкостью погрузятся в мир IoT (Интернета вещей). Эта платформа построена на чипе ESP32, имеющем большой функционал, который мы изучим во время занятий. Уровню соответствует теория по физике, электронике и схемотехнике, а также всевозможные практические задачи по программированию, такие как устройства для умного дома или офиса. Для создания своих проектов ребята используют периферию: различные типы актуаторов и большое количество сенсоров, позволяющих измерять температуру, влажность, давление, движение и даже записывать на камеру и анализировать изображение. Модульность M5Stack позволяет быстро модернизировать проект, не отвлекаясь на проблемы с подключением и коммутацией. Нашим ученикам предстоит заняться разработкой аж в трех средах программирования, научиться создавать свои приложения, начиная с построения блок-схемы и заканчивая код-ревью. В несложной игровой форме изучим основные принципы функционального и объектно-ориентированного программирования. Ребята научатся программировать и создавать будильники, напоминалки и игры: от написания кода до завершенного проекта!

Примеры сборок

Полицейская мигалка, робот-пылесос, автомобиль, метеостанция.

Уровень 15-16 «Разработка манипуляторов»

Рекомендуемый возраст: от 14 лет или 8 класс.

Когда можно записаться:

Сентябрь, набор в группу в январе не проводится, так как весенний семестр является продолжением и усложнением осеннего.

Цель уровня

Научимся создавать роботов-манипуляторов с учётом принципов построения устойчивых и стабильных в работе роботов для решения поставленных задач. Цель – показать ученикам, как построить промышленный манипулятор и как он работает, а также показать сложный профессиональный процесс в образовательной обстановке.

Оборудование

Микроконтроллер ESP32, зашитый в корпус, моторы и конструкционные детали из набора EV3, а также система электронных датчиков.

Содержание уровня

К сожалению, кроме тренеров по робототехнике, никто не обучает детей конструированию роботов-манипуляторов, поэтому мы создали уникальный курс, в котором обучим детей всем тонкостям  в разработке и создании таких роботов.

Робот-манипулятор — это промышленный робот, предназначенный для выполнения двигательных и управляющих функций в производственном процессе. Применяется для перемещения предметов производства и выполнения различных технологических операций.

Мы научим детей пониманию того, что нужно учитывать: центр масс, рычаги, питание, энергопотребление, непредвиденные моменты, какой должен быть хват, чтобы при взятии хрупкого предмета он не разбился, или наоборот, при взятии бетонного блока он не упал.

Мы дадим материал для понимания различия функций манипуляторов в зависимости от задач, которые он выполняет. На курсе мы даем знания, которые напрямую связаны с профессиональной деятельностью в области робототехники.

Ребята получат навыки построения манипуляторов для определённых задач, усложнение и понимание механики, геометрии. Понимание работы промышленных роботизированных манипуляторов.

Видели программу по “Дискавери”, где рассказывают, как работает тот или иной робот? Наша цель — добится понимания у ребят при просмотре подобных видео. Почему этот робот повернул вправо, взял деталь и ничего не сломал? Ответ на этот вопрос будет знать каждый ученик курса!

После этого заключительного уровня мы с гордостью выпускаем своих учеников с огромной базой знаний и желанием и тягой к современным технологиям!

Если опустить всю профессиональную терминологию, то можно сказать, что на этом уровне подростки будут создавать роботизированные модели, которые лежат в основе настоящих промышленных роботов, таких как роботы грузчики, упаковщики, сортировщики, сборщики, роботы-строители и еще многие другие.

Примеры сборок

Роботы-грузчики, упаковщики, сортировщики, сборщики.

*У всех ребят есть возможность перейти на программу “Инженерная школа” — это 2-х годовая образовательная программа, направленная на формирование навыков в инженерных профессиях.