Название учебного курса "Космонавтика" первый год обучения, 68 часов
С развитием технологий запуск космических аппаратов становится все более доступным. Появляется все больше студенческих и школьных проектов в этой области, а астрономия как обязательный предмет вводится в школьную программу. Наряду с этим, возрастает доля частной космонавтики как в России, так и во всем мире. Это приводит к возрастанию увлеченности космической отраслью, увеличению потребности в кадрах, деятельность которых связана с космонавтикой.
Данная программа предлагает ознакомиться с космической инженерией еще на этапе школы, что позволяет обучающимся получить общее представление об инженерной деятельности, а также определиться с выбором профессии в будущем.
Одной из отличительных черт данного направления является то, что деятельность учащихся охватывает широкий спектр направлений: от умения работать руками до уверенных навыков программирования и моделирования. Таким образом, учащийся сможет попробовать себя в любом деле и определиться с тем, что ему больше нравится. Помимо этого, при переходе к проектной деятельности становится особенно важным умение работать в команде, так как одному человеку, как правило, не под силу решить разного рода задачи, которые лежат в основе проектирования космической техники.
Курс направлен на ознакомление с особенностями проектирования космических аппаратов и строится на решении практико-ориентированных задач, которые затрагивают основные понятия в следующих областях:
Учебный курс "Космонавтика" представляет собой самостоятельный модуль, изучаемый в рамках учебного предмета "Технология".
1. Планируемые результаты освоения учебного курса
Выпускник научится:
2. Содержание курса
Основные разделы программы учебного курса:
1. Ракетостроение
Сила тяжести. Импульс тела. Центр тяжести. Тяговооруженность. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Сопротивление воздуха. Баллистика. Аэродинамика. Основные элементы ракеты и технические требования к ним. Выбор компоновочной схемы ракеты. Основы движения ракет. Влияние формы ракет на аэродинамические характеристики. Построение траектории ракеты и трассы ее полета. Построение 3d модели головного обтекателя ракеты. Техника безопасности.
Конструирование собственных устройств. Выбор материала, отвечающего необходимым требованиям. Сборка и тестирование.
2. Баллистика
Планеты Солнечной системы. Земли и Луна. Движение планет. Орбита. Апогей и перигей. Движение планет вокруг Солнца. Звёздные системы и их устройство. Моделирование движения небесных тел.
3. Механические конструкции
Космическая техника. Шпангоут. Механические воздействия на конструкции космической техники (перегрузки, вибрации и пр.). Вибростенд. Солнечные батареи. Техника безопасности.
Конструирование собственных устройств. Выбор материала, отвечающего необходимым требованиям. Сборка и тестирование.
4. Тепло и холод
Теплопроводность. Излучение. Теплоизоляция. Космический аппарат. Системы обеспечения теплового режима. Взаимное расположение элементов космического аппарата и источников тепла. Микроконтроллер Arduino. Датчики температуры и влажности. Разработка программ для микроконтроллера. Моделирование корпуса спутника. Техника безопасности.
Конструирование собственных устройств. Выбор материала, отвечающего необходимым требованиям. Сборка и тестирование.
3. Тематическое планирование
№ |
Разделы программы учебного курса |
Кол-во часов |
---|---|---|
|
24 |
|
1.1 |
Введение. Конструирование корпуса модели |
2 |
1.2 |
Расчёт стабилизаторов |
2 |
1.3 |
Техника безопасности. Изготовление стабилизаторов |
2 |
1.4 |
Частичная сборка модели ракеты |
4 |
1.5 |
Расчёт системы спасения |
2 |
1.6 |
Изготовление системы спасения |
2 |
1.7 |
Моделирование обтекателя |
2 |
1.8 |
Изготовление обтекателя |
2 |
1.9 |
Сборка модели |
4 |
1.10 |
Запуск модели и подведение итогов |
2 |
|
10 |
|
2.1 |
Введение в небесную механику. Изучение существующих звездных систем |
2 |
2.2 |
Изучение движения тел по орбите с помощью стенда |
2 |
2.3 |
Моделирование движения небесных тел |
4 |
2.4 |
Создание модели звездной системы |
2 |
|
16 |
|
3.1 |
Введение. Техника безопасности |
2 |
3.2 |
Моделирование и изготовление шпангоутов |
2 |
3.3 |
Изготовление простого вибростенда |
2 |
3.4 |
Проведение испытаний на вибростенде |
2 |
3.5 |
Изготовление каркаса солнечных батарей |
2 |
3.6 |
Изготовление системы раскрытия СБ |
2 |
3.7 |
Проведение эксперимента с раскрытием СБ |
2 |
|
18 |
|
4.1 |
Введение. Техника безопасности |
2 |
4.2 |
Сборка стенда с ИК-нагревом. Программирование стенда с ИК-нагревом |
2 |
4.3 |
Проведение эксперимента с ИК-нагревом |
2 |
4.4 |
Моделирование корпуса спутника |
2 |
4.5 |
Изготовление корпуса спутника |
2 |
4.6 |
Сборка стенда с нагревом корпуса спутника |
4 |
4.7 |
Написание алгоритма управления |
2 |
4.8 |
Проведение эксперимента с нагревом спутника. Обсуждение результатов |
2 |
ИТОГО: |
68 |
Название учебного курса "Геоинформатика", первый год обучения, 68 часов
Сегодня геоинформационные технологии стали неотъемлемой частью нашей жизни, любой современный человек пользуется навигационными сервисами, приложения для мониторинга обществе, и многими другими сервисами, связанными с картами. Эти технологии используются в совершенно различных сферах, начиная от реагирования при чрезвычайных ситуациях и заканчивая маркетингом. Сегодня существует большой разрыв между информационными технологиями и технологическими (мейкерскими) направлениями. Курс «Гео-maker» позволяет сформировать у детей устойчивую связь между информационным и технологическим направлениями на основе реальных пространственных данных. Это позволит ученикам получить знания по использованию геоинформационных инструментов и пространственных данных для понимания и изучения основ устройства окружающего мира и природных явлений, а также освоить современные технологии обработки материалов и прототипирования. Ученики смогут реализовывать командные проекты в сфере исследования окружающего мира, начать использовать в повседневной жизни навигационные сервисы, космические снимки, электронные карты, собирать данные об объектах на местности, создавать 3D объекты местности и создавать на их основе вещественные объекты.
Учебный курс «Геоквантум» представляет собой самостоятельный модуль, изучаемый в течение учебного года параллельно освоению программ основного общего образования в предметных областях "География", "Информатика", "Технология", "Физика", "Математика".
1. Планируемые результаты освоения учебного курса.
1.1. Геоквантум
Выпускник будет знать:
Выпускник будет уметь:
1.2. Смежные предметы основного общего образования
География
Выпускник научится:
Выпускник получит возможность научиться:
Межпредметные связи
Математика
Статистика и теория вероятностей
В повседневной жизни и при изучении других предметов:
Наглядная геометрия
Геометрические фигуры
В повседневной жизни и при изучении других предметов:
Измерения и вычисления
Физика
Выпускник научится:
Информатика
Выпускник научится:
Математические основы информатики
Выпускник получит возможность:
Использование программных систем и сервисов
Выпускник научится:
Выпускник овладеет (как результат применения программных систем и интернет-сервисов в данном курсе и во всем образовательном процессе):
Выпускник получит возможность (в данном курсе и иной учебной деятельности):
Технология
Результаты, заявленные образовательной программой «Технология» по блокам содержания
Формирование технологической культуры и проектно-технологического мышления обучающихся
Выпускник научится:
Выпускник получит возможность научиться:
2. Содержание курса.
Основные разделы программы учебного курса:
1) Введение в основы геоинформационных систем и пространственных данных
Учащиеся познакомятся с различными современными геоинформационными системами. Узнают, в каких областях применяется геоинформатика, какие задачи может решать, а также как учащиеся могут сами применять её в своей повседневной жизни.
2) Урок работы с ГЛОНАСС
Учащиеся базово усвоят принцип позиционирования с помощью ГНСС. Узнают, как можно организовать сбор спутниковых данных, как они представляется в текстовом виде и как их можно визуализировать;
3) Устройство и применении беспилотников
Учащиеся познакомятся с историей применения БАС. Узнают о современных БАС, какие задачи можно решать с их помощью. Также узнают основное устройство современных БАС.
4) Основы съёмки с беспилотников
Учащиеся узнают, как создаётся полётное задание для БАС. Как производится запуск и дальнейшая съёмка с помощью БАС. А также какие результаты можно получить и как это сделать (получение ортофотоплана и трёхмерной модели);
5) Основы трёхмерного моделирования
Учащиеся познакомится с основами трёхмерного моделирования. На примере программных продуктов SketchUp, Meshmixer и Netfabb и их аналогах научатся создавать трёхмерный модели в свободном режиме и по полевым замерам, редактировать их и готовить для дальнейшей печати на 3D-принтере.
6) Выбор проектного направления и распределение ролей
Выбор проектного направления. Постановка задачи. Исследование проблематики. Планирование проекта. Распределение ролей;
7) Углубленное изучение технологий обработки геоданных
Работа с 3D-моделями (автоматизированное моделирование объектов местности с помощью Agisoft Photoscan и ручное моделирование с помощью SketchUp);
8) Сбор геоданных
Работа с открытыми данными, аэрофотосъемка, создание обмерных чертежей;
9) Обработка и анализ геоданных
Создание 3D-моделей, редактирование векторных данных;
10) Изучение устройства для прототипирования
Ознакомление с устройствами прототипирования, предоставленными учащимся. Учащиеся узнают общие принципы работы устройств, а также когда они применяются, и что из можно получить;
11) Подготовка данных для устройства прототипирования
Подготовка 3д моделей, экспорт данных, подготовка заданий по печати
12) Прототипирование
Применение устройств прототипирования (3D-принтер). Доводка и сборка существующего прототипа;
13) Подготовка презентаций
Изучение основ в подготовке презентации. Создание презентации. Подготовка к представлению реализованного прототипа;
14) Защита проектов
Представление реализованного прототипа.
3. Тематическое планирование
№ п/п |
Разделы программы учебного курса |
Всего часов |
---|---|---|
1 |
Знакомство. Инструктаж по ТБ. Введение в основы геоинформационных систем и пространственных данных |
2 |
2 |
Урок работы с ГЛОНАСС |
2 |
3 |
Устройство и применение беспилотников |
2 |
4 |
Основы съёмки с беспилотников |
4 |
5 |
Основы трёхмерного моделирования |
4 |
6 |
Выбор проектного направления и распределение ролей |
4 |
7 |
Углубленное изучение технологий обработки геоданных |
12 |
8 |
Сбор геоданных |
8 |
9 |
Обработка и анализ геоданных |
6 |
10 |
Изучение устройства для прототипирования |
4 |
11 |
Подготовка данных для устройства прототипирования |
6 |
12 |
Прототипирование |
8 |
13 |
Подготовка презентаций |
2 |
14 |
Защита проектов |
4 |
Всего |
68 |
Основные мероприятия: