Učni načrt


ELEKTRONIKA Z ROBOTIKO 9. razred 34 ur ROBOTIKA V TEHNIKI 8. razred 35 ur

OPREDELITEV IZBIRNIH PREDMETOV

Izbirni predmet je enoletni tehnični izbirni predmet, pri katerem je v ospredju konstruiranje modelov računalniško krmiljenih strojev in naprav s poudarkom na specifičnih značilnostih robotike. Predmet je naravnan interdisciplinarno. Učenci spoznavajo in povezujejo vsebine različnih področij, prevladujejo pa geometrija, strojni elementi, elektronika, računalništvo in tehnologija.

Pri izbirnem predmetu učenci pridobivajo osnovna spoznanja o geometriji in konstrukciji tipičnih oblik robotskih rok, o elektronskih krmiljih, ki so potrebna za računalniško vodenje, o čutilnikih (senzorjih), ki – vgrajeni v konstrukcijo – omogočajo povratno delovanje na krmilje. Seznanijo se s temeljnimi načeli računalniško vodene proizvodnje in mestom robotike v njej. Ugotavljajo prednosti takega načina proizvodnje in smeri v razvoju sodobne tehnologije. Spoznajo različna področja, v katerih ima robotika pomembno vlogo. Pri pridobivanju praktičnih izkušenj si pomagajo z uporabo ustreznih didaktičnih sestavljank, s katerimi gradijo delujoče, računalniško krmiljene modele strojev, naprav in robotskih rok.

Predmeti dela so uporabni. Učenci pri delu uporabljajo priročnike in druge vire. Pri konstruiranju iščejo lastne rešitve in samostojno organiziraj o delovno mesto ter potek dela. Učitelj vrednoti delovanje konstrukcije in učenčev prispevek pri reševanju problema.

Pouk je organiziran v ustrezno opremljenih učilnicah z računalniki. Praktično delo je prevladujoča oblika pouka, zato je cilje mogoče optimalno dosegati v skupinah od 10 do 18 učencev. Če je učencev več kot 18, se skupina deli.

Učni načrt je nastal na podlagi izkušenj, pridobljenih pri delu v krožkih robotike in pri vodenju poletne šole elektronike za osnovnošolce. Robotika je dobro zastopana tudi na vsakoletnih državnih srečanjih Slovenske robolige.

Predmet je vsebinsko najbolj povezan z naravoslovjem in tehniko, tehniko in tehnologijo, računalništvom, matematiko (geometrijo) in fiziko.

SPLOŠNI CILJI PREDMETA

– Spoznavajo osnovne pojme elektrotehnike ter njeno vlogo in pomen.

– Berejo in rišejo sheme električnih vezij, pri čemer si pomagajo tudi z računalniškimi simulacijami.

– Naštejejo nevarnosti pri uporabi električnih naprav in se pred njimi znajo varovati.

– Pridobijo znanja in spretnosti pomembne za oblikovanje pozitivnega odnosa človeka do vsakdanjega (lokalnega) in širšega (globalnega) okolja.

– Naštejejo in opišejo značilnosti različnih energetskih virov in kritično vrednotijo možnosti izkoriščanja virov ter vplive na okolje.

– Analizirajo posamezne primere uporabe električne energije in predlagajo racionalnejše rešitve.

– Načrtujejo in izdelajo različne modele električnih naprav s sestavljankami in/ali obdelavo gradiv.

– Z uporabo projektnega in eksperimentalnega dela usvojijo temeljne metode in oblike dela značilne za tehnično-tehnološko področje.

– Spoznajo vzajemno povezanost temeljnih znanj naravoslovnih ved z dosežki sodobne tehnologije.

– Ob praktičnem delu pridobivajo izkušnje za ločevanje med vzrokom in posledico.

– Razvijajo sposobnost za delo v skupini.

-Pridobivajo sposobnost samostojnega reševanja problemov.

– Učenci spoznajo karakteristike in vlogo posameznih komponent in podsistemov in jih lahko zlagajo v sisteme z vnaprej izbrano funkcijo.

STANDARDI ZNANJA

Znanje je razdeljeno na minimalno znanje, ki je pogoj za napredovanje učenca in ga praviloma dosežejo vsi učenci in učenke, temeljno znanje, ki ga doseže večina učencev in učenk, ter zahtevnejše znanje, ki ga lahko dosežejo sposobnejši učenci in učenke.


Večina znanja temelji na praktičnem eksperimentalnem delu in na načrtovanju in izdelavi uporabnih izdelkov pri projektno organiziranem delu učencev.

Minimalno znanje

-opišejo in sestavijo preprost električni krog

– naštejejo in opišejo učinke električnega toka pri različnih električnih porabnikih

– naštejejo različne napetostne vire in jih razvrstijo glede na nevarnost

– opišejo in analizirajo električni krog na kolesu

– primerjajo električne porabnike glede njihovo električno moč

– pri gradnji modelov berejo elektrotehnične sheme• naštejejo in opišejo klasične energetske vire

– naštejejo in sestavijo model alternativnega energetskega vira• ugotovijo sile med trajnimi magneti

– preizkusijo delovanje elektromotor

– opišejo sestavljene elektronskega vezja

– opišejo osnovne značilnosti računalniško krmiljenih strojev in naprav

– pojasnijo vlogo in pomen robotike v sodobni proizvodnji• opišejo strojne gradnike za prenos vrtenja rotorja električnega motorčka na vrtenje robotskega podnožja

– priključijo enosmerni motor na vir napetosti in vedo, kako menjati smer vrtenja

– enosmerni motor priključijo na računalniško krmilje in ga krmilijo z izdelanim računalniškim programom

– naštejejo in razložijo primere, pri katerih je krmiljenje brez povratnega delovanja pomanjkljivo

– na model podnožja vgradijo stikalo v funkciji omejilnika gibanja in uporabijo računalniški program, ki omogoča to funkcijo

– sestavijo model računalniško krmiljene naprave, jo povežejo z računalniškim krmiljem in z izdelanim računalniškim program preverijo delovanje modela

DIDAKTIČNA PRIPOROČILA

Pri pouku izbirnega predmeta učenci in učenke spoznavajo pomen in vlogo elektrotehnike in robotke v vsakdanjem okolju. Pri tem se posvetujejo tudi z učitelji drugih predmetov, šolskim knjižničarjem in straši.

Medpredmetne povezave. Predmet se na samem začetku naveže na vsebine predmetov Naravoslovje in tehnika, Tehnika in tehnologija in fiziko. Razporeditev vsebin je načrtovana tako, da jih je mogoče v kar največji meri povezati z znanji, pridobljenimi pri pouku fizike.

Najustreznejši način izvajanja predmeta je s po dvema združenima urama.

Izhodišče pouka so električne naprave in stroji iz vsakdanjega okolja, kjer učenci izberejo in preučijo njihovo delovanje in uporabo. Z eksperimenti odkrivajo fizikalne zakonitosti, ki jih uporabijo pri gradnji naprav. Vsak izdelek učitelj obvezno pregleda. Vse vaje, ki jih opravijo učenci, morajo biti izvedljive z nizko napetostjo (do največ 24 V, priporočena je uporaba napetosti do 12 V).

Kritično presojajo negativne vplive pridobivanja električne energije in njene povečane porabe na okolje in se posebej posvetijo alternativnim energetskim virom. Zasledujejo dogajanja v slovenskem prostoru.

Pouk naj bi bil v čem večji možni meri organiziran z izvajanjem celovitejših projektov (električno vezje, mobilni robot …), ki jih izberemo tako, da dosežemo zastavljene cilje. Pri izvedbi projektov učenke in učenci spoznavajo, predlagajo in vrednotijo merila in postopke za uspešno in učinkovito izpeljavo.

rojekte načrtujemo tako, da imajo učenci možnost razvijanja ustvarjalnosti. To pomeni, da učencem ne dajemo napotkov za neposredno delo, temveč ustvarjamo pogoje, ki bodo učencem omogočili, da bodo sami našli pot do rešitve. Pri proučevanju in odkrivanju delovanja električnih naprav in strojev jih spodbujamo k razmišljanju o temeljnih fizikalnih in tehničnih zakonitostih, ki omogočajo njihovo delovanje. Če je potrebno, jih preverijo s poskusi. V celem letu je smotrna izvedba treh projektov.

Razdelitev ur med posamezne sklope učne snovi in učnih tem je odvisna od interesov učencev in oblik projektnega dela. Ravno s projektnim delom naj si učitelj prizadeva za učinkovito diferenciacijo pouka.

OCENJEVANJE ZNANJA

Z oceno opišemo učenčevo znanje in spretnosti. Te se izražajo kot:• sodelovanje v skupini• govorno, pisno in grafično sporazumevanje in delo po navodilih• uporaba opreme in orodja, telesna koordinacija ter merjenje in vrednotenje merskih podatkov• sprejemanje odločitev, načrtovanje, iskanje informacij, reševanje problemov in vrednotenje rezultatov dela in• kakovost izdelka, njegova svojskost in uporabljen čas.

Vsebine predmeta, ki jih mora učenec poznati in obvladati, se izražajo skozi opazovanje posameznih znanj in spretnosti. Tako npr.: pri govornem sporazumevanju ugotavljamo kaj in kako poroča. Ocene risb vključimo v skupno oceno in ne posebej.

Spremljanje vseh teh elementov omogoča oblikovanje številčne ocene, ki jo dobi učenec po vsakem zaključenem projektu.

Pripravil

Peter Vrčkovnik