Артур Касаткин
Костромская область, г. Кострома
Детский технопарк «Кванториум» (Центр технического творчества), 11 класс
УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ «ТАЙФУН» (МОДУЛЬНАЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ 3D ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕШЕНИЯ УЧЕБНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ И КЕЙСОВ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОМЫШЛЕННОГО ДИЗАЙНА)
35
Научный руководитель: Шестаков Александр Александрович, Костромская область, г. Кострома, Детский технопарк «Кванториум» (Центр технического творчества), педагог дополнительного образования IT-квантума
Артур Касаткин
Костромская область, г. Кострома
Детский технопарк «Кванториум» (Центр технического творчества), 11 класс
УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ «ТАЙФУН» (МОДУЛЬНАЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ 3D ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕШЕНИЯ УЧЕБНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ И КЕЙСОВ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОМЫШЛЕННОГО ДИЗАЙНА)
35
Научный руководитель: Шестаков Александр Александрович, Костромская область, г. Кострома, Детский технопарк «Кванториум» (Центр технического творчества), педагог дополнительного образования IT-квантума
Цель работы
Разработка учебного проекта «Тайфун» (модульной программно-аппаратной 3D платформы) для рационализации отрабатывания известных и поиска новых решений максимального количества учебно-практических задач по техническому творчеству в IT-квантуме и Промдизайн-квантуме детского технопарка «Кванториум».
Работа направлена на создание нового лабораторного объекта для повышения уровня заинтересованности учащихся Детских технопарков при овладении практическими навыками по большому спектру направлений технического творчества: моделирование, схемотехника, программирование, Android приложения.
Учебный проект «Тайфун» предназначен, как и любое учебное пособие, для отработки на нем технических и программных решений, разрабатываемых учащимися в процессе обучения по направлению, в данном случае – по техническому творчеству.

Созданные в процессе работы над проектом схему, прошивку (её код) и Android приложение, можно использовать для обучения школьников 5-8 классов, давая данный материал в качестве отправных точек для изменения. При обучении старших школьников можно давать только распиновку модулей проекта, а схемы и программы будут делаться уже самостоятельно для решения поставленных учебно-практических задач и кейсов.

Основная цель по овладению учащимися практическими компетенциями - HardSkills достигнута в рамках реализации и дальнейшей эксплуатации результата ученого проекта «Тайфун» - нового лабораторного объекта. Выявленная в процессе работы над проектом задача по поднятию интереса учащихся к образцам российского вооружения и техники (в рамках патриотического воспитания молодежи) так же успешно решена. Выполненная в масштабе 1:100 модель корабля «Тайфун» является репликой реально существующего корабля ВМФ России модульного типа «Каракурт».

Социально значимая цель по улучшению материально-технической базы образовательного учреждения за счет собственных научно-технических разработок достигнута в рамках реализации и дальнейшей эксплуатации инженерно-технического проекта. Это отвечает задачам концепции Федеральной целевой программы развития образования.
План работы
Работу можно разделить на несколько частей, в которых применялись различные методы:

1. Постановка цели по разработке модульной программно-аппаратной 3D платформы для рационализации процесса отрабатывания известных и поиска новых решений учебно-практических задач по техническому творчеству в IT-квантуме детского технопарка «Кванториум».

2. Теоретическое исследование:
-Рассмотрение тематических планов IT-квантума детского технопарка «Кванториум». Выявление основных типов учебно-практических задач: управление светом, звуком, исполнительными устройствами, написание прошивок и программ управления устройствами на базе платформы Arduino и других микроконтроллеров.
-Анализ хода поиска учащимися решений учебно-практических задач. Рассмотрение этапа экспериментальной работы учащихся в ходе процесса поиска решений.
-Рассмотрение возможности рационализации процесса отрабатывания известных и поиска новых решений учебно-практических задач по техническому творчеству. Решение о разработке и применении нового учебного объекта, способного обеспечить процесс экспериментальной работы учащихся по поиску решений максимального числа учебно-практических задач.

3. Проектное решение - модульная программно-аппаратная 3D платформа для решения учебно-практических задач и кейсов в области информационных технологий и промышленного дизайна:
-Выбор основной формы проекта. В качестве основы платформы решено использовать модель корабля, так как именно она позволяет реализовать модульный принцип проекта и является наиболее интересной формой для занятий по направлению технического творчества.
-3D проектирование корпуса и модулей платформы;
-Проектирование в приложении EasyEDA электронной схемы управления платформой и последующая сборка этой схемы;
-Написание программы управления платформой, которая фактически, является прошивкой для микроконтроллерной платформы Arduino, являющейся основным элементом схемы. Прошивка написана в среде разработки Arduino IDE.
-Написание Android приложения для удаленного управления платформой. Приложение выполнено в среде визуальной разработки Android-приложений MIT app inventor2.

4. Эксперимент:
-Апробация спроектированной и собранной модульной программно-аппаратной 3D платформы при решении учебно-практических задач таких как: управление разными видами двигателей (электродвигатели, шаговые двигатели, сервомашинки); составление схем управления световыми элементами; написание управляющих программ и программ со звуковым сопровождением на базе платформы Arduino; составление Android приложений по управлению платформой в целом или её модулями.
-Анализ предложений и замечаний экспертов, педагогов и школьников по недостаткам модульной программно-аппаратной 3D платформы.

5. Теоретическое исследование:
-Анализ вариантов исполнения модулей платформы. Её корпуса (модель корабля), пушек, рубки и других элементов.
-Приближение платформы к реально существующему кораблю с выбором масштаба исполнения.

6.Проектное решение – учебный проект «Тайфун»:
-проектирование в программе Autodesk Fusion 360 в масштабе 1:100 корпуса модульной программно-аппаратной 3D платформы и её модулей в виде реплик реально существующего вооружения ВМФ России на кораблях модульного типа «Каракурт», первым серийным из которых является «Тайфун» для достижения наибольшей наглядности и решения задачи по поднятию интереса учащихся к образцам российского вооружения и техники.

7. Эксперимент:
-апробация учебного проекта «Тайфун» (модульной программно-аппаратной 3D платформы) в процессе отрабатывания известных и поиска новых решений учебно-практических задач по техническому творчеству в IT-квантуме детского технопарка «Кванториум».
Результаты работы над проектом
Спроектировано и собрано:
  • корпус проекта. Проект выполнен в программе Autodesk Fusion 360.
  • отдельные блоки проекта (надстройка и орудия). Проекты выполнены в программе Autodesk Fusion 360.
  • схема управления проектом. Схема собрана на базе платформы Arduino.

Написаны программы:
  • программа управления, которая фактически, является прошивкой для микроконтроллерной платформы Arduino, использованой в качестве главного элемента схемы. Прошивка написана в среде разработки Arduino IDE.
  • Android приложение для управления учебным проектом «Тайфун». Приложение сделано в среде визуальной разработки android-приложений MIT app inventor 2.

На учебном проекте «Тайфун» (модульной программно-аппаратной 3D платформе) можно решать задачи и проверять технические и программные решения по большому спектру направлений: моделирование, схемотехника, программирование, Android приложения. Причем, созданные в процессе работы над проектом схему, прошивку (её код) и Android приложение, можно использовать для обучения школьников 5-8 классов, давая данный материал в качестве отправных точек для изменения. При обучении старших школьников можно давать только распиновку модулей проекта, а схемы и программы будут делаться уже самостоятельно для решения поставленных учебно-практических задач и кейсов.
Расписание работы автора проекта
02 ноября, пн
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
13:00
13:20

13:40
Волков А.И.
Поздышев М.Л.
02 ноября, пн
05 ноября, чт
12:00
12:20
12:40

Петров А.Б.
Мирзоян Д.И.
Хлебникова В.Л.
13:00
05 ноября, чт
Задайте вопрос автору проекта
Обязанность отвечать на заданные вопросы остается полностью на участнике. Организаторы форума не несут ответственности за сроки получения ответа.
Заполняя данную форму Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.
Пообщайтесь с автором в режиме реального времени
Вы можете посмотреть диалог с экспертом и задать вопросы автору в форме вебинара.
Расписание сессий приведено выше
Made on
Tilda