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».

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».

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.