Ktp 5

Межпредметные связи:

• Физика: Понятие о механических системах, преобразование энергии
• Математика: Координатная плоскость, системы координат роботов

Содержание урока: История робототехники, классификация роботов по сферам применения, базовые принципы работы робототехнических систем

Межпредметные связи:

• Физика: Механическая работа, выполняемая роботами
• Математика: Измерение параметров робота (габариты, вес)

Задача: Разработка концепции и эскиза робота для решения конкретной бытовой задачи

Практический результат: Презентация с расчетом основных параметров робота-помощника

Межпредметные связи:

• Физика: Понятие о центре тяжести, устойчивости конструкций
• Математика: Геометрические формы, симметрия в конструкциях

Содержание урока: Основные конструктивные элементы роботов, принципы соединения деталей, обеспечение жесткости конструкции

Межпредметные связи:

• Математика: Классификация, множества, группировка по признакам
• Физика: Физические характеристики материалов деталей

Задача: Систематизация деталей по функциональному назначению, размерам, форме

Практический результат: Создание классификационной таблицы элементов конструктора

Межпредметные связи:

• Физика: Преобразование движения, понятие о механической передаче
• Математика: Расчет передаточных чисел, угловые скорости

Содержание урока: Виды механических передач (зубчатая, ременная, цепная), их свойства и применение в робототехнике

Межпредметные связи:

• Физика: Экспериментальное определение передаточного отношения
• Математика: Расчет скорости вращения выходного вала по входному

Задача: Конструирование механизма с заданным передаточным числом

Измерение: Определение выигрыша в силе или скорости при разных передаточных числах

Межпредметные связи:

• Физика: Электрический ток, электромагнитная индукция, принцип работы электродвигателя
• Математика: Пропорциональная зависимость между напряжением и скоростью вращения

Содержание урока: Типы электродвигателей, понятие о контроллере, принципы управления двигателем

Межпредметные связи:

• Физика: Электрические цепи, подключение потребителей энергии
• Математика: Линейная зависимость, построение графика зависимости скорости от мощности

Задача: Составление схемы подключения и управление скоростью вращения двигателя

Измерение: Построение графика зависимости скорости вращения от параметров управляющего сигнала

Межпредметные связи:

• Математика: Понятие алгоритма, последовательности действий, логические операции
• Информатика: Линейные алгоритмы, блок-схемы

Содержание урока: Понятие алгоритма в робототехнике, команды и их параметры, структура программы

Межпредметные связи:

• Физика: Преобразование электрической энергии в механическую
• Математика: Расчет времени движения по заданному расстоянию и скорости

Задача: Программирование движения робота по прямой на заданное расстояние

Измерение: Сравнение заданных и фактических параметров движения, расчет погрешности

Межпредметные связи:

• Физика: Физические явления, используемые в различных типах датчиков
• Математика: Преобразование физических величин в цифровые значения

Содержание урока: Классификация датчиков, принципы преобразования физических величин в электрические сигналы, примеры использования

Межпредметные связи:

• Физика: Механическое воздействие, электрические контакты
• Математика: Логические операции (истина/ложь), двоичная система

Задача: Создание робота, реагирующего на препятствие с помощью датчика нажатия

Практический результат: Робот, изменяющий движение при столкновении с препятствием

Межпредметные связи:

• Математика: Логические операции (И, ИЛИ, НЕ), комбинаторика состояний датчиков
• Физика: Обработка входных сигналов от нескольких источников

Содержание урока: Принципы создания алгоритмов для обработки информации от нескольких датчиков, логические условия в программе

Межпредметные связи:

• Математика: Булева алгебра, таблицы истинности
• Физика: Взаимодействие робота с окружающей средой через несколько точек контакта

Задача: Создание алгоритма, реагирующего на различные комбинации сигналов от датчиков

Практический результат: Робот, демонстрирующий разное поведение при срабатывании разных датчиков

Межпредметные связи:

• Физика: Оптика, отражение и поглощение света
• Математика: Преобразование показаний датчиков в числовые значения

Содержание урока: Принцип работы фотоэлементов, определение интенсивности света, использование датчиков света и цвета в роботах

Задача: Создание робота, реагирующего на изменение освещенности

Измерение: Калибровка датчика света с построением графика зависимости показаний от интенсивности освещения

Практический результат: Робот, следующий по линии или реагирующий на свет

Межпредметные связи:

• Физика: Сила трения, коэффициент трения
• Математика: Расчет сил, действующих на робота

Содержание урока: Виды трения, влияние материалов колес и поверхности на движение робота, преодоление препятствий

Задача: Провести эксперименты с различными типами колес и поверхностей

Измерение: Составление таблицы результатов и построение графика зависимостей

Практический результат: Выбор оптимального типа колес для разных поверхностей

Межпредметные связи:

• Физика: Ультразвук, скорость звука в разных средах
• Математика: Расчет расстояния по времени прохождения сигнала

Содержание урока: Принцип работы ультразвуковых датчиков, применение в робототехнике

Задача: Сборка и программирование робота с ультразвуковым датчиком

Измерение: Определение точности измерений и построение таблицы погрешностей

Практический результат: Робот, останавливающийся перед препятствием на заданном расстоянии

Межпредметные связи:

• Физика: Рычаги, моменты сил, равновесие
• Математика: Пропорции, расчет выигрыша в силе

Содержание урока: Принципы действия рычагов, применение в манипуляторах и захватах роботов

Задача: Разработка и сборка робота-манипулятора с захватом

Измерение: Расчет грузоподъемности манипулятора в зависимости от длины рычагов

Практический результат: Робот, способный захватывать и перемещать легкие предметы

Межпредметные связи:

• Физика: Электрический ток, напряжение, мощность
• Математика: Расчет энергопотребления, время работы от батарей

Содержание урока: Типы источников питания роботов, аккумуляторы и батареи, энергоэффективность

Задача: Провести эксперименты по измерению времени работы робота при разных задачах

Измерение: Построение графика зависимости времени работы от потребляемой мощности

Практический результат: Оптимизация программы для более эффективного использования энергии

Межпредметные связи:

• Математика: Планирование проекта, структурирование задач
• Физика: Научное обоснование технических решений

Содержание урока: Постановка проектной задачи, определение технических требований к роботу, распределение ролей в группе

Практический результат: Техническое задание на разработку модели робота

Межпредметные связи:

• Математика: Геометрические расчеты при проектировании, пропорции модели
• Физика: Расчет устойчивости конструкции, балансировка

Содержание урока: Разработка плана-графика выполнения проекта, сборка базовой конструкции робота

Практический результат: Физическая модель робота, готовая к программированию

Межпредметные связи:

• Физика: Тестирование физических параметров модели (скорость, мощность)
• Математика: Оценка точности выполнения задач, вычисление погрешностей

Содержание урока: Разработка алгоритма работы робота, написание и отладка программы

Практический результат: Функционирующая модель робота с базовым программным управлением

Межпредметные связи:

• Физика: Проведение серии экспериментов по проверке работоспособности
• Математика: Статистическая обработка результатов испытаний

Содержание урока: Методика испытаний робототехнической модели, выявление и устранение недостатков

Практический результат: Подготовка презентации проекта с графиками и таблицами результатов

Межпредметные связи:

• Математика: Представление количественных результатов проекта
• Физика: Демонстрация физических принципов работы созданного робота

Содержание урока: Публичная презентация проекта, демонстрация работы робота, ответы на вопросы

Практический результат: Видеозапись работы робота, мультимедийная презентация

Межпредметные связи:

• Математика: Статистика востребованности профессий, прогнозирование
• Физика: Технологические процессы, где применяются роботы

Содержание урока: Обзор профессий, связанных с робототехникой (инженер-робототехник, проектировщик, программист, оператор), их востребованность и перспективы

Практический результат: Аналитическая таблица «Профессии будущего в робототехнике»