Рабочая программа дополнительного образования "Аэромоделирование"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

 «Средняя общеобразовательная школа г. Зеленоградска»

Дополнительная образовательная программа

«Аэромоделирование»

Направление: технологическое

 Возраст: 12-17 лет (6-11 класс, 2 года) обучения (78 часов)

Составитель: Волчкевич М.В.

Учитель информатики

МАОУ «СОШ г. Зеленоградска»

г. Зеленоградск

2024 г.

Дополнительная образовательная программа

«Аэромоделирование»

Настоящая программа соответствует интеллектуальному уровню освоения и предполагает удовлетворение познавательного интереса обучающегося, расширение его информированности в области беспилотных летательных аппаратов и систем, а также обогащение навыками общения и приобретение умений совместной деятельности в освоении программы.

Новизна настоящей образовательной программы заключается в том, что она интегрирует в себе достижения современных и инновационных направлений в малой беспилотной авиации.

Актуальность программы Современные тенденции развития роботизированных комплексов в авиации получили реализацию в виде беспилотных авиационных систем (БАС).

В настоящее время проявляется большой интерес к беспилотной авиации как инновационному направлению развития современной техники, хотя история развития этого направления началась уже более 100 лет тому назад. Развитие современных и перспективных технологий позволяет сегодня беспилотным летательным аппаратам успешно выполнять такие функции, которые в прошлом были им недоступны или выполнялись другими силами и средствами.

Благодаря росту возможностей и повышению доступности дронов, потенциал использования их в разных сферах экономики стремительно растёт. Это создало необходимость в новой профессии: оператор БАС. Стратегическая задача курса состоит в подготовке специалистов по конструированию, программированию и эксплуатации БАС.

Настоящая образовательная программа позволяет не только обучить ребенка моделировать и конструировать БПЛА, но и подготовить обучающихся к планированию и организации работы над разноуровневыми техническими проектами и в дальнейшем осуществить осознанный выбор вида деятельности в техническом творчестве.

Педагогическая целесообразность настоящей программы заключается в том, что после ее освоения обучающиеся получат знания и умения, которые позволят им понять основы устройства беспилотного летательного аппарата, принципы работы всех его систем и их взаимодействия, а также управление БПЛА. Использование различных инструментов развития теоретических знаний и когнитивных приемов у детей (игропрактика, командная работа) в сочетании с развитием у них умений «работать руками», позволит сформировать у ребенка целостную систему знаний, умений и навыков.

Цель программы:  формирование у обучающихся устойчивых теоретических знаний и когнитивных приемов по следующим направлениям: проектная деятельность, теория решения изобретательских задач, работа в команде, аэродинамика и конструирование беспилотных летательных аппаратов, основы радиоэлектроники и схемотехники, программирование микроконтроллеров, лётная эксплуатация БАС (беспилотных авиационных систем).

Образовательные  задачи:

·     сформировать у обучающихся устойчивые знания в области моделирования и конструирования БАС;

·     сформировать у обучающихся технологические навыки конструирования;

·     сформировать у обучающихся навыки современного организационно-экономического мышления, обеспечивающих социальную адаптацию в условиях рыночных отношений.

Развивающие задачи:

·     поддержать самостоятельность в учебно-познавательной деятельности;

·     развить способность к самореализации и целеустремлённости;

·     сформировать техническое мышление и творческий подход к работе;

·     развить навыки научно-исследовательской, инженерно-конструкторской и проектной деятельности;

·     расширить ассоциативные возможности мышления.

Воспитательные  задачи:

·     сформировать коммуникативную культуру, внимание, уважение к людям;

·     воспитать трудолюбие, развить трудовые умения и навыки, расширить политехнический кругозор и умение планировать работу по реализации замысла, предвидение результата и его достижение;

·     сформировать способности к продуктивному общению и сотрудничеству со сверстниками и взрослыми в процессе творческой деятельности.

Формы подведения итогов реализации программы

·     выполнение практических полётов (визуальных и с FPV);

·     практические работы по сборке, программированию и ремонту квадрокоптеров;

·     творческие задания (подготовка проектов и их презентация).

ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ КУРСА

По окончании курса «Аэромоделирование», у обучающихся должны быть сформированы следующие результаты:

-       математическое моделирование квадрокоптера;

-       конструирование летательного аппарата;

-       изучение основ пилотирования;

-       проектирование и управление современными системами воздушной робототехники, изучение основ программирования в специальной программной среде, экспериментальной исследовательской и соревновательной деятельности;

-       проектирование технически сложных систем воздушной робототехники, обладающих функционалом для решения прикладных задач: контроль и наблюдение, сбор информации и т.п.;

В результате данного курса обучающийся

ДОЛЖЕН ЗНАТЬ/ПОНИМАТЬ

-       определения: квадрокоптер (мультротор), макетная плата, датчики, аналоговый и цифровой сигналы, бесколлекторные двигатели, потоковое видео, математические зависимости для расчета технических характеристик;

-       принцип действия квадрокоптера;

-       устройство мультироторных платформ;

-       конструктивные особенности квадрокоптера;

-       общие понятия аэродинамики винта;

ДОЛЖЕН УМЕТЬ:

-       Конструировать летательный аппарат, управлять им;

-       Управлять полетом коптера по GPS;

-       применять навыки программирования на языке С++;

-       получать потоковое видео с аппарата;

-       получать и снимать показания с датчиков и измеряющих устройств аппарата;

-       работать в команде;

-       проводить мозговой штурм.

Основное содержание курса.

Введение (3 часа).

Значение техники в жизни человека. Понятие квадрокоптера. История квадрокоптеров. Квадрокоптеры в наши дни. Ознакомление с составом образовательного робототехнического модуля «АЭРО».  Задачи и план работы учебной группы. Демонстрация готовых изделий. Правила поведения на занятиях и во время перерыва. Инструктаж по технике безопасности.

Основы математического моделирования (10 часов). Математическая модель квадрокоптера. Кинематические уравнения.  Динамические уравнения. Получение модели для управления. Построение стабилизирующего управления. Этапы моделирования.

Основы конструирования квадрокоптера (14 часов). Понятие аэродинамики винта. Основные составляющие квадрокоптера (рама, полетный контроллер, бесколлекторный двигатель, винты и т. д).  Изучение принципов работы датчиков GPS. Изучение принципов работы радиоприемника и радиопередатчика. Основы получения и снятия показаний с датчиков и измеряющих устройств аппарата.

Основы программирования и управление квадрокоптером (42 часов) Основы языка программирования С++. Понятие переменных и состояния программы. Написания алгоритмов перехода между подпрограммами. Основы разработки алгоритмов для практических заданий. Программирование полётного контроллера, полёта по GPS, получение потокового видео с аппарата, получения и снятия показаний с датчиков и измеряющих устройств аппарата.

Итоговые занятия (9 часов).

Проведение соревнований. Подготовка и защита проектов.

Тематическое планирование.

Скачано с www.znanio.ru