ROBOTIIKKA
- Tiedekoulussa mekaniikkaa & robotiikkaa opiskellaan Robottikerho 1-5 tasoilla Tiedekoulun opetussuunnitelman mukaan.
- Jokainen taso muodostuu kahdesta lukukaudesta, esim. Minirobo 1 sisältää Minirobo 1lk1 ja Minirobo 1lk2 lukukaudet.
- Lukukausi sisältää 15 kerran viikossa pidettävää oppituntia. Suoritettuaan molemmat lukukaudet, oppilas voi siirtyä seuraavalle tasolle.
- Alle kouluikäinen on tervetullut Minirobo 1 tai 2 tasolle.
- Koululaiselle suositus on aloittaa Robo 1 tasolta.
- Mini- ja Robottikerho 1-2 tasolla käytetään Power Functions sähkömoottoreita. Robo 3-5 tasolla ohjelmoitavaa mekaniikkaa.
- Robo 3-5 tasolla oppilas tarvitsee oppitunneille kannettavan tietokoneen.
Minirobottikerho 1
Laajuus: 30 oppituntia
Oppitunnin pituus: 60 minuuttia
Ikäsuositus: 4-6 vuotta
Ryhmän kuvaus: Minirobottikerho 1 – ryhmässä lapset tutustuvat mekaniikan perusteisiin ja käsitteisiin sekä oppivat rakentamaan legoilla erilaisia mekaanisia perusrakenteita.
Oppimistavoitteet:
- lapsi oppii erilaisia mekaniikan perusrakenteita
- lapsi oppii mekaniikan termejä ja käsitteitä
- lapsi oppii hahmottamaan rakenteita kolmiulotteisesti
- lapsi oppii ratkaisemaan ongelmia
Toteutus:
Jokaisella oppitunnilla on oma teemansa, jonka tavoitteena on, että lapsi oppii aiheena olevan perusrakenteen ja samalla oppii myös soveltamaan sitä jossakin käytännön sovelluksessa.
Oppituntien teemat:
| 1 | Liike ja kitka |
| 2 | Moottorit ja akselit |
| 3 | Rattaat |
| 4 | Rattaat, suunnanvaihtaja |
| 5 | Nopeuden muuttaminen |
| 6 | Hihnapyörä |
| 7 | Hihnapyörä ja rattaa |
| 8 | Nopeuden säätäminen |
| 9 | Anturit ja kytkimet |
| 10 | Hammaspyörärakenteet |
| 11 | Ruuvipyörä |
| 12 | Vipuvarsi |
| 13 | Sovelletaan: Ajoneuvo |
| 14 | Sovelletaan: Ajoneuvo |
| 15 | Vapaavalintainen teema |
| 16 | Hihnapyöräsovelluksia |
| 17 | Kampirakenteet |
| 18 | Kampi- ja ratasrakenteet |
| 19 | Rattaat kulmissa |
| 20 | Nivelrakenteet |
| 21 | Liike-energian siirtäminen |
| 22 | Nostomekanismit |
| 23 | Pyörivät ratasmekanismit |
| 24 | Propelli- ja potkurimekanismit |
| 25 | Tasapaino ja vipuvarsi |
| 26 | Väkipyörä 1 |
| 27 | Väkipyörä 2 |
| 28 | Sovelletaan: Soitin |
| 29 | Sovelletaan: Soitin |
| 30 | Vapaavalintainen teema |
Minirobottikerho 2
Laajuus: 30 oppituntia
Oppitunnin pituus: 60 minuuttia
Ikäsuositus: 5-6 vuotta
Ryhmän kuvaus: Minirobottikerho 2 on jatkoryhmä Minirobottikerho 1-ryhmän käyneille lapsille. Minirobottikerho 2 – ryhmässä lapset jatkavat mekaniikan perusteiden opiskelua rakentaen haastavampia mekaanisia rakenteita, koneen osia ja pieniä systeemejä.
Oppimistavoitteet:
- lapsi oppii suunnittelemaan, toteuttamaan ja soveltamaan erilaisia mekaniikan perusrakenteita
- lapsi oppii mekaniikan termejä ja käsitteitä
- lapsi oppii hahmottamaan rakenteita kolmiulotteisesti
- lapsi oppii ratkaisemaan ongelmia ja soveltamaan oppimiaan rakenteita käytännössä
Toteutus: Jokaisella oppitunnilla on oma teemansa, jonka tavoitteena on, että lapsi oppii aiheena olevan perusrakenteen ja samalla oppii myös soveltamaan sitä jossakin käytännön sovelluksessa.
Oppituntien teemat:
| 1 | Hammasrattaat, hihna- ja ruuvipyörät |
| 2 | Rakennusmateriaalit |
| 3 | Rakenteiden mekaniikka |
| 4 | Rakenteiden mekaniikka |
| 5 | Liikkeen siirtäminen |
| 6 | Ratasrakenteet |
| 7 | Pysäytys- ja jarrumekanismit |
| 8 | Trussimekanismi |
| 9 | Sovelletaan: Auto |
| 10 | Sovelletaan: Auto |
| 11 | Pyörimisliike ja laakeri |
| 12 | Ruuvipyöräsovelluksia |
| 13 | Vivut ja vivustot |
| 14 | Rakennesuunnittelu |
| 15 | Sovelletaan: Vapaavalintainen teema |
| 16 | Ratasrakenteet, anturit ja kytkimet |
| 17 | Liikkeen siirtäminen ja suunnanvaihto |
| 18 | Vipusovelluksia |
| 19 | Vipusovelluksia |
| 20 | Kampirakenteita |
| 21 | Vaihteisto |
| 22 | Ääntä tuottavat mekanismit |
| 23 | Kestävät rakenteet |
| 24 | Korkeat rakenteet |
| 25 | Tasapaino, heiluri- ja vipuvarsirakenteet |
| 26 | Sovelletaan: Nivelet, kampi ja rattaat |
| 27 | Sovelletaan: Nivelet, kampi ja rattaat |
| 28 | Liike ja palautusmekanismit |
| 29 | Sovelletaan: Liikkuvat mekanismit |
| 30 | Sovelletaan: Vapaavalintainen teema |
Robottikerho 1
Laajuus: 30 oppituntia
Oppitunnin pituus: 60 minuuttia
Ikäsuositus: 7-12 vuotta
Ryhmän kuvaus: Robottikerho 1-tasolla 7 – 12 vuotiaat lapset tutustuvat mekaniikan perusteisiin ja oppivat rakentamaan legoilla erilaisia liikkuvia mekaanisia rakenteita, koneen osia ja systeemejä.
Oppimistavoitteet:
- lapsi oppii mekaniikan termejä ja käsitteitä
- lapsi oppii rakentamaan ja suunnittelemaan liikkuvia mekaanisia rakenteita ja koneen osia
- lapsi oppii hahmottamaan ja suunnittelemaan rakenteita kolmiulotteisesti
- lapsi tutustuu ohjelmoitavaan robotiikkaan
- lapsi oppii ratkaisemaan luovasti ongelmia ja soveltamaan oppimiaan rakenteita käytännössä
Toteutus: Jokaisella oppitunnilla on oma teemansa, jonka tavoitteena on, että lapsi oppii aiheena olevan perusrakenteen ja samalla oppii myös soveltamaan sitä jossakin käytännön sovelluksessa.
Oppituntien teemat:
| 1 | Moottorit, akselit ja rattaat |
| 2 | Erilaiset ratasrakenteet |
| 3 | Nopeuden muuttaminen ja vaihteisto |
| 4 | Hihnapyörät |
| 5 | Erilaiset anturit ja hammaspyörät |
| 6 | Ruuvipyörä |
| 7 | Liikkuvat mekanismit |
| 8 | Liikkuvat mekanismit |
| 9 | Kalteva taso |
| 10 | Kiila |
| 11 | Massan siirtäminen ja väkipyörä |
| 12 | Massan siirtäminen ja väkipyörä |
| 13 | Vipu ja voima |
| 14 | Vipu ja voima |
| 15 | Sovelletaan: Vapaavalintainen teema |
| 16 | Ratas- ja hihnapyöräsovelluksia |
| 17 | Ruuvipyörä, hammaspyörä ja vipuvarsi |
| 18 | Pyörivä ja liikkuva rakenne |
| 19 | Pyörivä ja liikkuva rakenne |
| 20 | Vipuvarsi ja väkipyörä |
| 21 | Vipuvarsi ja väkipyörä |
| 22 | Kampi |
| 23 | Kampivasara |
| 24 | Tasapaino ja painopiste |
| 25 | Tuulella toimivat laitteet |
| 26 | Massaa siirtävä ajoneuvo |
| 27 | Erilaisia ovi- ja heilurirakenteita |
| 28 | Ohjelmoitava robotiikka |
| 29 | Ohjelmoitava robotiikka |
| 30 | Sovelletaan: Vapaavalintainen teema |
Robottikerho 2
Laajuus: 30 oppituntia
Oppitunnin pituus: 60 minuuttia
Ikäsuositus: 8-13 vuotta
Ryhmän kuvaus: Robottikerho 2 -ryhmässä rakennetaan mekaniikan perusrakenteita soveltaen niitä erilaisiin koneisiin, ajoneuvoihin ja laitteisiin. Ryhmä soveltuu Robottikerho 1 tason käyneille lapsille sekä hieman vanhemmille lapsille aloitusryhmäksi.
Oppimistavoitteet:
- lapsi oppii suunnittelemaan ja toteuttamaan erilaisia mekaniikan perusrakenteita soveltaen
niitä erilaisiin koneisiin ja laitteisiin
- lapsi oppii mekaniikana perustermistöä, käsitteitä sekä koneiden termistöä
- lapsi oppii hahmottamaan rakenteita kolmiulotteisesti
- lapsi oppii ratkaisemaan itsenäisesti ongelmia ja soveltamaan oppimiaan rakenteita käytännössä
Toteutus: Jokaisella oppitunnilla on oma teemansa, jonka tavoitteena on, että lapsi oppii aiheena olevan perusrakenteen ja samalla oppii myös soveltamaan sitä jossakin käytännön sovelluksessa. Ryhmässä tehdään myös muutamia suurempia projekteja.
Oppituntien teemat:
| 1 | Kulmaratasrakenne liikkeen siirtymisessä |
| 2 | Pyörimiskulman muuttaminen |
| 3 | Ratasyhdistelmärakenteet |
| 4 | Kruunuratas rataskytkennöissä |
| 5 | Kampi |
| 6 | Liikkeen tuottaminen moottorilla |
| 7 | Etu- ja takavetoisuus ajoneuvossa |
| 8 | Moottorin erilaiset kytkentätavat |
| 9 | Erilaiset ratasvälityssuhteet |
| 10 | Eri kokoisten rattaiden vaikutus nopeuteen |
| 11 | Kruunuratas moottorissa |
| 12 | Ulkoisen kytkimen käyttö |
| 13 | Ruuvipyörän käyttö liikenteen siirtämisessä |
| 14 | Vinot rataskulmat |
| 15 | Vapaasti pyörivä akseli |
| 16 | Nostorakenne rattailla |
| 17 | Liikkeen siirtäminen hihnapyörärakenteella |
| 18 | Hihnapyöräajoneuvo |
| 19 | Hammastanko |
| 20 | Nelivetoinen ajoneuvo |
| 21 | Heittopyörä |
| 22 | Pyörimismekanismi ajoneuvossa |
| 23 | Liikkuvat mekanismit ajoneuvossa |
| 24 | Joustomekanismi |
| 25 | Ajoneuvon erilaiset alustat |
| 26 | Reagoivat ja muuttuvat rakenteet ajoneuvoissa |
| 27 | Tarttumakourat |
| 28 | Nostomekanismit |
| 29 | Oma ajoneuvoprojekti |
| 30 | Oma ajoneuvoprojekti |
Robottikerho 3
Laajuus: 30 oppituntia
Oppitunnin pituus: 60 minuuttia
Ikäsuositus: 9-14 vuotta
Ryhmän kuvaus: Robottikerho 3 – ryhmä on jatkoryhmä Robottikerho 1 ja 2 - tasot käyneille lapsille. Ryhmässä lapset siirtyvät mekaniikan perusteista ja rakenteista monimutkaisempien mekaanisten ratkaisujen ja visuaalisen ohjelmoinnin pariin.
Oppimistavoitteet:
- lapsi syventää mekaniikan ja rakenteiden osaamistaan
- lapsi oppii rakentamaan ja suunnittelemaan liikkuvia monimutkaisia mekaanisia rakenteita ja koneen osia
- lapsi oppii suunnittelemaan ja toteuttamaan rakenteita kolmiulotteisesti
- lapsi oppii visuaalisen ohjelmoinnin perusteet
- lapsi oppii ohjelmoimaan mekaanisia rakenteita
- lapsi oppii ratkaisemaan itsenäisesti ongelmia
- lapsi osaa soveltaa oppimiaan rakenteita ja yhdistää erilaisia rakenteita toisiinsa
Toteutus: Jokaisella oppitunnilla on oma teemansa, jonka tavoitteena on, että lapsi oppii aiheena olevan perusrakenteen ja samalla oppii myös soveltamaan sitä jossakin käytännön sovelluksessa. Ryhmässä tehdään myös muutamia suurempia projekteja.
Oppituntien teemat:
| 1 | Ratassuhteet |
| 2 | Ratasjärjestelmät |
| 3 | Rattaat kulmassa |
| 4 | Ruuvipyöräsovelluksia |
| 5 | Heilautusmekanismit |
| 6 | Laukaisujärjestelmät |
| 7 | Kampirakenteet |
| 8 | Kiertoliikkeitä |
| 9 | Liikkeen siirtäminen |
| 10 | Telaketjut |
| 11 | Ratassuhteet ja vaihteet |
| 12 | Rakenteiden yhdistäminen |
| 13 | Rakenteiden yhdistäminen |
| 14 | Ohjelmoitava robotiikka |
| 15 | Ohjelmoitava robotiikka |
| 16 | Pyörimisliikkeen siirtäminen |
| 17 | Epäkesko pyörimisliike |
| 18 | Suunnanvaihtaja |
| 19 | Sovelletaan: Ryömivä telaketjumönkijä |
| 20 | Sovelletaan: Ryömivä telaketjumönkijä |
| 21 | Joustomekanismit |
| 22 | Ohjausmekanismit |
| 23 | Kävelevät koneet 1 |
| 24 | Kävelevät koneet 2 |
| 25 | Kävelevät koneet 3 |
| 26 | Erilaiset etenemistavat |
| 27 | Siipirakenteet 1 |
| 28 | Siipirakenteet 2 |
| 29 | Vivustot ja tarttumisrakenteet 1 |
| 30 | Vivustot ja tarttumisrakenteet 2 |
Robottikerho 4
Laajuus: 30 oppituntia
Oppitunnin pituus: 60 minuuttia
Ikäsuositus: 10-15 vuotta
Ryhmän kuvaus: Robottikerho 4 on syventävä jatkoryhmä Robottikerho 1, 2 ja 3- tasot käyneille lapsille. Tässä ryhmässä lapset syventävät mekaaniikan ja robotiikan osaamistaan edelleen sekä oppivat ohjelmoinnin sekä sähkötekniikan perusteet. Robottikerho 4 - tasolla lapset tekevät erilaisia ohjelmoitavia rakenteita sekä rakentavat yhtä monimutkaisempia mekaanisia systeemejä. Robottikerho 4 - tasolla keskitytään erityisesti soveltamaan ohjelmointia erilaisten robottien ja sulautettujen järjestelmien parissa käyttäen erilaisia työkaluja. Sähkötekniikan perusteet antaa lapselle hyvät perusvalmiudet jatkaa ohjelmoitavan elektroniikan ja sulautettujen järjestelmien parissa.
Oppimistavoitteet:
- lapsi syventää mekaniikan ja rakenteiden osaamistaan edelleen
- lapsi oppii rakentamaan ja ohjelmoimaan monimutkaisia liikkuvia mekaanisia rakenteita ja koneen osia
- lapsi oppii sähkötekniikan ja elektroniikan perusteet
- lapsi oppii ohjelmoinnin perusteet ja logiikkaa
- lapsi oppii suunnittelemaan ja soveltamaan ohjelmoitavaa robotiikkaa
- lapsi oppii ohjelmoimaan sulautettuja järjestelmiä
- lapsi oppii ratkaisemaan itsenäisesti ongelmia ja etsimään tietoa
- lapsi osaa soveltaa oppimaansa käytännössä ja löytää erilaisia toteutustapoja
Toteutus: Jokaisella oppitunnilla on oma teemansa, jonka tavoitteena on, että aiheeseen tutustutaan teoriatasolla, jonka jälkeen lapset toteuttavat käytännössä annetun teematehtävän. Ryhmässä tehdään myös muutamia suurempia projekteja.
Oppituntien teemat:
| 1 | Ohjelmoitavan robotiikan perusteet |
| 2 | Moottorien käyttö ja ohjelmointi |
| 3 | While- ja Switch-rakenteet |
| 4 | Erilaiset anturit ja niiden ohjelmointi |
| 5 | Erilaiset anturit ja niiden ohjelmointi |
| 6 | Muuttujat ja laskutoimitukset |
| 7 | Mittausten tekeminen |
| 8 | Sovelletaan: Esteiden väistelijä |
| 9 | Sovelletaan: Piirtokone |
| 10 | Sovelletaan: Sumorobotti |
| 11 | |
| 12 | |
| 13 | |
| 14 | |
| 15 |
| 16 | Mekaaninen kävelijä |
| 17 | 3 -pyöräinen nivelauto |
| 18 | Pääsiäismunan koristelulaite |
| 19 | Pääsiäismunan koristelulaite |
| 20 | Lajittelukone |
| 21 | Lajittelukone |
| 22 | 6 - jalkainen kävelijä |
| 23 | 6- jalkainen kävelijä |
| 24 | EV3 mekaaniset systeemit |
| 25 | EV3 ohjelmoinnin monimutkaiset systeemit |
| 26 | EV3 ohjelmoinnin monimutkaiset systeemit |
| 27 | Oma EV3 soveltava projekti |
| 28 | Oma EV3 soveltava projekti |
| 29 | Oma EV3 soveltava projekti |
| 30 | Oma EV3 soveltava projekti |
Robottikerho 5
Oppitunnin pituus: 60 minuuttia
Ikäsuositus: 11-16 vuotta
Ryhmän kuvaus: Robottikerho 5 on syventävä jatkoryhmä Robottikerho 1 - 4 -tasot käyneille lapsille ja nuorille. Tässä ryhmässä lapset syventävät mekaniikan ja robotiikan osaamistaaan edelleen sekä oppivat ohjelmoinnin ja sähkötekniikan perusteet. Robottikerho 5 -tasolla lapset tekevät erilasia ohjelmoitavia rakenteita ja rakentavat yhä monimutkaisempia mekaanisia systeemejä. Robottikerho 5-tasolla keskitytään erityisesti soveltamaan ohjelmointia erilaisten robottien ja sulautettujen järjestelmien parissa käyttäen erilaisia työkaluja ja välineitä. Sähkötekniikan perusteet antaa lapselle hyvät perusvalmiudet jatkaa ohjelmoitavan elektroniikan ja sulautettujen järjestelmien parissa.
Oppimistavoitteet:
- lapsi syventää mekaniikan ja rakenteiden osaamistaan edelleen
- lapsi oppii rakentamaan, suunnittelemaan ja ohjelmoimaan liikkuvia, monimutkaisia
mekaanisia rakenteita ja koneen osia
- lapsi oppii Python ohjelmoinnin perusteet
- lapsi oppii ohjelmoimaan sulautettuja järjestelmiä
- lapsi oppii ratkaisemaan itsenäisesti ongelmia ja etsimään tietoa
- lapsi osaa soveltaa oppimaansa käytännössä ja löytää erilaisia toteutustapoja
Toteutus:
Jokaisella oppitunnilla on oma teemansa, jonka tavoitteena on, että aiheeseen tutustutaan teoriatasolla, jonka jälkeen lapset toteuttavat käytännössä annetun teematehtävän. Ryhmässä tehdään myös muutamia isompia projekteja.
Oppituntien teemat:
| 1 | EV3 ja Pyhton asennus |
| 2 | Moottorien ohjelmointi |
| 3 | EV3 brickin ohjelmointi |
| 4 | Sensorien ohjelmointi |
| 5 | Törmää, käännä ja jatka |
| 6 | Linjan seuraaja |
| 7 | Seinämän seuraaja |
| 8 | Valolla ohjaus |
| 9 | Seuraa esinettä |
| 10 | Väritunnistus |
| 11 | Automaattinen pysäköinti |
| 12 | Piirtorobotti |
| 13 | Piirtorobotti |
| 14 | Kirjoitusrobotti |
| 15 | Kirjoitusrobotti |
| 16 | Värin mukaan lajittelija |
| 17 | Värin mukaan lajittelija |
| 18 | Pallokuljetin |
| 19 | Pallokuljetin |
| 20 | Robottikäsi |
| 21 | Rumpukone |
| 22 | Robottisekvensseri |
| 23 | Puheen ohjelmointi |
| 24 | Robotin tekoäly |
| 25 | Robotin tekoäly |
| 26 | Sumopainivat robotit |
| 27 | Sumopainivat robotit |
| 28 | Oma EV3 soveltava projekti |
| 29 | Oma EV3 soveltava projekti |
| 30 | Oma EV3 soveltava projekti |