Дополнительная общеобразовательная (предпрофильная) программа подготовки «ЮниорПрофи: Мехатроника»

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение 

Московской области 

«Раменский колледж»

Дополнительная общеобразовательная программа

 

предпрофессиональная

программа

технической направленности

«ЮниорПрофи: Мехатроника»

(название)

Возраст обучающихся: от 14 лет и старше

Срок реализации программы: 30 часов

Методист				Т.И. Федосеенко
должность		подпись		ФИО

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ

1.1. Актуальность программы

В условиях быстро меняющегося мира, вопрос подготовки высококвалифицированных кадров стоит особенно остро. Кадровый голод — одна из ключевых проблем, с которой сталкиваются работодатели. Данная программа, в свою очередь, способствует развитию у ребят осознанного отношения к выбору будущей профессии и сферы труда.

Дополнительная общеобразовательная программа, предпрофессиональная программа «ЮниорПрофи: Мехатроника» содействует профессиональному самоопределению обучающихся муниципальных образовательных учреждений, знакомит их со специальностью, поддерживает трудовые династии в сфере приборостроения и создает кадровый резерв для предприятий оборонно-промышленного комплекса (ОПК).

Высокие темпы развития мехатроники и автоматизации обуславливают необходимость обучения базовым навыкам в этой области, что стимулирует интерес к техническому творчеству и расширяет политехнический кругозор.

1.2. Новизна программы

Данная программа предусматривает изучение основ мехатроники обучающимися в доступной и интерактивной форме, что будет способствовать формированию целостного представления о мире профессий и пониманию роли передовых технологий в современном производстве. Практическая направленность обучения, включающая работу с моделированием пневматических и электропневматических схем, монтажом и отладкой мехатронных систем, программированием промышленных логических контроллеров.

Форма обучения: очная.

Уровень программы: ознакомительный.

Объём программы: 30 часов.

Организационные формы обучения: групповая.

Режим занятий – занятия проводятся два раза в неделю (по 2 часа).  Продолжительность одного урока составляет 45 минут.

1.3. Цель и задачи программы

Цель: содействие профессиональному самоопределению обучающихся муниципальных образовательных учреждений, ознакомление их со специальностью, а также всесторонняя подготовка к инновационной деятельности, создание условий для развития творческого мышления и способностей к участию в проектной деятельности.

 

Задачи:

1. Внедрение компетентностного подхода в процесс обучения, формирование у обучающихся опыта самостоятельного решения познавательных, организационных, коммуникативных и нравственных задач.
2. Создание условий для развития адаптивных ресурсов обучающихся, психолого-педагогическое сопровождение участников.
3. Выделение одарённых и мотивированных обучающихся, создание творческих групп для подготовки к чемпионату.
4. Организация дополнительных занятий и самообразования, ознакомление с правилами чемпионата и конкурсной документацией.
5. Отработка профессиональных навыков и умений, знакомство с критериями оценивания конкурсных заданий.
6. Освоение современных технологий и методик в выбранной профессиональной области.
7. Формирование способности к самоорганизации и целеполаганию.
8. Развитие навыков работы с профессиональным оборудованием и документацией.

 

1. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Учебный план — содержит название разделов и тем программы, количество теоретических и практических часов и формы аттестации (контроля), оформляется в табличной форме.

«Учебный план — документ, который определяет перечень, трудоемкость, последовательность и распределение по периодам обучения учебных предметов, курсов, дисциплин (модулей), практики, иных видов учебной деятельности и, если иное не установлено настоящим Федеральным законом, формы промежуточной аттестации обучающихся» (ФЗ ст.2 п.22);

Содержание учебного плана — это реферативное описание разделов и тем программы в соответствии с последовательностью, заданной учебным планом, включая описание теоретической и практической частей, форм контроля, соответствующих каждой теме.

2.1 Учебный план

№ п/п	Название раздела, темы	Всего часов	Виды учебных занятий, учебных работ		Формы контроля
			Лекции	Практика
1	Введение	1
2	Инструктаж по ТБ		1		Устный опрос
3	Раздел 1. Основы мехатроники	3
4	Тема 1.1. Системы автоматического управления		1		Устный опрос
5	Тема 1.2. Что такое мехатроника		1		Устный опрос
6	Тема 1.3. Применение мехатронных систем в различных областях			1	Оценка практической работы
7	Раздел 2. Основы пнемо- и электроавтоматики	4
8	Тема 2.1. Исполнительные механизмы		1		Устный опрос
9	Тема 2.2. Элементы управления сжатым воздухом		1		Устный опрос
10	Тема 2.3. Изучение работы электронных компонентов			2	Оценка практической работы
11	Раздел 3. Монтаж и подключение мехатронных систем	12
12	Тема 3.1. Сборка мехатронных компонентов			2	Оценка практической работы
13	Тема 3.2. Подключение мехатронных модулей			2	Оценка практической работы
14	Тема 3.3. Монтаж мехатронных станций			4	Оценка практической работы
15	Тема 3.4. Подключение мехатронных систем			2	Оценка практической работы
16	Тема 3.5. Настройка и регулировка мехатронных систем			2	Оценка практической работы
17	Раздел 4. Программирование и отладка мехатронных станций	8
18	Тема 4.1. Основы программирования ПЛК			2	Оценка практической работы
19	Тема 4.2. Настойка и отладка мехатронных систем			2	Оценка практической работы
20	Тема 4.3. Программирование мехатронных систем			2	Оценка практической работы
21	Тема 4.4. Анализ работы мехатронных компонентов		1		Устный опрос
22	Тема 4.5. Решение задач по оптимизации работы мехатронных модулей		1		Устный опрос
23	Защита проекта	2		2	Оценка полученных знаний и умений
Итого:		30	7	23

 

2.2. Планируемые результаты

По окончании курса обучающийся должен знать:

• принципы построения узлов и агрегатов мехатронных устройств и систем, их состав и конструктивные особенности;
• виды и признаки внешних дефектов модулей и узлов мехатронных устройств и систем;
• правила приемки оборудования и комплектующих;
• единая система конструкторской документации;
• системы допусков и посадок;
• требования электробезопасности, охраны труда, пожарной, промышленной и экологической безопасности;
• основы электротехники, цифровой и аналоговой электроники; 
• принципы работы электрических и электромеханических систем; 
• принципы работы электрических машин;
• основы теории машин и механизмов;
• основы информационных технологий и систем;
• текстовые редакторы (процессоры): наименования, возможности и порядок работы в них;
• прикладные компьютерные программы для работы с электронными таблицами: наименования, возможности и порядок работы в них; 
• прикладные компьютерные программы для работы с электронной почтой: наименования, возможности и порядок работы в них; 
• компьютерные персональные информационные менеджеры: наименования, возможности и порядок работы в них;
• прикладные программы управления проектами: наименования, возможности и порядок работы в них.

Должен уметь:

• выполнять распаковку и расконсервацию узлов, агрегатов и модулей мехатронных устройств и систем;
• использовать электромеханические, гидравлические и пневматические инструменты для сборки узлов мехатронных устройств и систем;
• читать схемы, чертежи, технологическую документацию;
• проверять комплектность и целостность узлов, агрегатов и модулей мехатронных устройств и систем;
• устанавливать специализированное программное обеспечение для электронных вычислительных машин и контроллеров электроавтоматики;
• проверять комплектность и отсутствие внешних дефектов при приемке модулей и узлов мехатронных устройств и систем;
• поддерживать состояние рабочего места при проведении сборочных работ и работ с электронно-вычислительными машинами (далее – ЭВМ) в соответствии с требованиями электробезопасности, охраны труда, промышленной, экологической и пожарной безопасности;
• использовать текстовые редакторы (процессоры) для составления и чтения документации;
• создавать электронные таблицы, выполнять вычисления и обработку данных в них;
• получать, отправлять, пересылать сообщения и документы по электронной почте;
• планировать собственную работу с использованием компьютерного персонального информационного менеджера;
• просматривать запланированные работы, контролировать сроки выполнения работ, определять назначенные ресурсы, очередность выполнения работ, подавать заявки на внесение изменений в очередность работ, отмечать выполнение работ, готовить отчеты о выполненных работах с использованием прикладных программ управления проектами;
• искать информацию о применяемых технологиях и программных библиотеках с использованием информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»;
• пользоваться системой информационного обеспечения качества на этапах жизненного цикла изделий с применением интерактивных электронных технических руководств, средств интегрированной логистической поддержки.

3. КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН

Календарный учебный график – это обязательная составная часть образовательной программы.

Календарный учебный график определяет количество учебных недель и количество учебных дней, продолжительность каникул, даты начала и окончания учебных периодов/этапов; определяет даты проведения занятия и т.д. Календарный учебный график является обязательным приложением к дополнительной общеобразовательной программе и составляется для каждой группы.

3.1. Календарный учебный план

№ п/п	Период обучения (Неделя, день)	Форма занятия	Кол-во часов	Тема занятия	Место проведения	Форма контроля
1.	Н1Д1	Теоретическое занятие	2	Инструктаж по ТБ; Тема 1.1. Системы автоматического управления	ГБПОУ МО «Раменский колледж» Лаборатория №12 (Л-12)	Устный опрос
2.	Н1Д2	Теоретическое занятие	2	Тема 1.2. Что такое мехатроника  Тема 1.3. Применение мехатронных систем в различных областях		Устный опрос
3.	Н2Д1	Теоретическое занятие	2	Тема 2.1. Исполнительные механизмы  Тема 2.2. Элементы управления сжатым воздухом		Устный опрос
4.	Н2Д2	Практическое занятие	2	Тема 2.3. Изучение работы электронных компонентов		Оценка практической работы
5.	Н3Д1	Практическое занятие	2	Тема 3.1. Сборка мехатронных компонентов	ГБПОУ МО «Раменский колледж» Лаборатория №13 (Л-13)	Оценка практической работы
6.	Н3Д2	Практическое занятие	2	Тема 3.2. Подключение мехатронных модулей		Оценка практической работы
7.	Н4Д1	Практическое занятие	2	Тема 3.3. Монтаж мехатронных станций		Оценка практической работы
8.	Н4Д2	Практическое занятие	2	Тема 3.3. Монтаж мехатронных станций		Оценка практической работы
9.	Н5Д1	Практическое занятие	2	Тема 3.4. Подключение мехатронных систем		Оценка практической работы
10.	Н5Д2	Практическое занятие	2	Тема 3.5. Настройка и регулировка мехатронных систем		Оценка практической работы
11.	Н6Д1	Практическое занятие	2	Тема 4.1. Основы программирования ПЛК		Оценка практической работы
12.	Н6Д2	Практическое занятие	2	Тема 4.2. Настойка и отладка мехатронных систем		Оценка практической работы
13.	Н7Д1	Практическое занятие	2	Тема 4.3. Программирование мехатронных систем		Оценка практической работы
14.	Н7Д2	Теоретическое занятие	2	Тема 4.4. Анализ работы мехатронных компонентов Тема 4.5. Решение задач по оптимизации работы мехатронных модулей		Устный опрос
15.	Н8Д1	Практическое занятие	2	Защита проекта		Оценка полученных знаний и умений

 

1.  Распределение учебных часов по разделам и темам

Наименование тем	Виды учебных занятий, ак. час			Содержание
Введение
Инструктаж по ТБ	Лекция	1		Правила охраны труда и техники безопасности на конкурсной площадке.
Раздел 1. Основы мехатроники
Тема 1.1. Системы автоматического управления	Лекция		1	Системы автоматического управления (САУ) представляют собой организацию технологических процессов, направленную на достижение поставленных целей без непосредственного участия человека. Они включают в себя получение информации о задаче управления, анализ этой информации и выполнение решений через воздействие на объект управления. Основные элементы САУ включают источники информации, устройства для анализа и исполнительные устройства. Если система работает без участия человека, она называется системой автоматического управления (САУ), в противном случае — автоматизированной системой управления.
Тема 1.2. Что такое мехатроника	Лекция		1	Мехатроника – это область науки и техники, объединяющая механику, электронику, электротехнику и компьютерные технологии для создания качественно новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением. Её цель – разработка функциональных узлов и блоков, способных реализовывать сложные движения, что находит применение в робототехнике, автомобильной, авиационной и космической технике, медицинском и спортивном оборудовании, бытовой технике и экзоскелетах. Мехатроника основана на синергетическом взаимодействии различных технических дисциплин, обеспечивая создание систем с принципиально новыми свойствами.
Тема 1.3. Применение мехатронных систем в различных областях	Практическая работа		1	Мехатронные системы широко применяются в различных областях, включая: Автомобилестроение: автоматические коробки передач, антиблокировочные устройства тормозов, приводные модули “мотор-колесо”, системы автоматической парковки. Промышленная и сервисная робототехника: мобильные, медицинские, домашние и другие роботы. Периферийные устройства компьютеров и офисная техника: принтеры, сканеры, CD-дисководы, копировальные и факсимильные аппараты. Производственное, технологическое и измерительное оборудование. Бытовая техника: стиральные, швейные, посудомоечные машины и автономные пылесосы. Авиационная, космическая и военная техника.
Раздел 2. Основы пнемо- и электроавтоматики
Тема 2.1. Исполнительные механизмы	Лекция		1	Исполнительные механизмы представляют собой устройства, преобразующие управляющую информацию в механическое перемещение с достаточной мощностью для воздействия на объект управления. Они являются одним из ключевых звеньев систем автоматического регулирования и управления, обычно взаимодействуя с регулирующими органами, такими как клапаны, задвижки, шиберы и другие элементы, изменяющие количество энергии или рабочего вещества, поступающего в объект управления.
Тема 2.2. Элементы управления сжатым воздухом	Лекция		1	Элементы управления сжатым воздухом охватывает ключевые компоненты и устройства, используемые для подготовки и управления системами, работающими на сжатом воздухе. Эти элементы играют важную роль в обеспечении надежной и безопасной работы пневматических систем, продлевая срок службы оборудования и повышая его эффективность.
Тема 2.3. Изучение работы электронных компонентов	Практическая работа		2	Изучение работы электронных компонентов включает в себя ознакомление с различными типами компонентов, их функциями и применением в электронных схемах. Электронные компоненты играют ключевую роль в создании разнообразных электронных устройств, от простых до сложных, и понимание их работы является важным шагом в изучении электроники.
Раздел 3. Монтаж и подключение мехатронных систем
Тема 3.1. Сборка мехатронных компонентов	Практическая работа		2	Сборка мехатронных компонентов включает в себя несколько ключевых этапов. Эти этапы формируют основу для создания эффективных и надежных мехатронных модулей, способных решать разнообразные задачи в области автоматизации и робототехники.
Тема 3.2. Подключение мехатронных модулей	Практическая работа		2	Подключение мехатронных модулей включает в себя ряд важных шагов для обеспечения их эффективной работы в составе системы. Соблюдение этих шагов поможет обеспечить правильное подключение и эффективную работу мехатронных модулей в составе системы.
Тема 3.3. Монтаж мехатронных станций	Практическая работа		4	Монтаж мехатронных станций включает в себя несколько ключевых этапов. Эти шаги помогают организовать процесс монтажа мехатронных станций, обеспечивая наличие необходимых инструментов и оборудования, а также возможность планирования бюджета проекта.
Тема 3.4. Подключение мехатронных систем	Практическая работа		2	Подключение мехатронных систем включает в себя несколько ключевых аспектов. Эти аспекты формируют основу для понимания процесса подключения мехатронных систем, их разработки и эксплуатации.
Тема 3.5. Настройка и регулировка мехатронных систем	Практическая работа		2	Настройка и регулировка мехатронных систем включает в себя несколько ключевых этапов. Эти шаги обеспечивают правильную настройку и регулировку мехатронных систем, что критически важно для их эффективной работы и достижения поставленных целей.
Раздел 4. Программирование и отладка мехатронных станций
Тема 4.1. Основы программирования ПЛК	Практическая работа		2	Основы программирования ПЛК (программируемых логических контроллеров) включают в себя понимание принципов работы центрального процессора, внутренних реле, счетчиков, памяти, входов и выходов, источников питания, интерфейса и программного обеспечения.
Тема 4.2. Настойка и отладка мехатронных систем	Практическая работа		2	Настройка и отладка мехатронных систем включает в себя несколько ключевых этапов. Эти шаги обеспечивают правильную настройку и отладку мехатронных систем, что критически важно для их эффективной работы и достижения поставленных целей.
Тема 4.3. Программирование мехатронных систем	Практическая работа		2	Программирование мехатронных систем включает в себя разработку программного обеспечения для управления сложными механическими и электронными устройствами.
Тема 4.4. Анализ работы мехатронных компонентов	Лекция		1	Анализ работы мехатронных компонентов включает в себя оценку функционирования механических, электронных и программных компонентов системы. Анализ работы мехатронных компонентов позволяет обеспечить высокую надежность и эффективность функционирования сложных технических систем, а также способствует их постоянному совершенствованию и развитию.
Тема 4.5. Решение задач по оптимизации работы мехатронных модулей	Лекция		1	Решение задач по оптимизации работы мехатронных модулей включает в себя применение различных методов и подходов для улучшения производительности, эффективности и надежности мехатронных систем. Решение задач по оптимизации работы мехатронных модулей требует комплексного подхода, учитывающего технические, экономические и социальные аспекты, а также использование современных методов и технологий.
Защита проекта	Практическое занятие		2	Демонстрация достигнутых результатов (прототип, тестовый образец, презентация с цифрами и аналитикой)
Итого:			30

 

1. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

4.1 Материально-технические условия реализации программы

Для проведения занятий по программе в колледже организованны специализированные мастерские «Лаборатория №12 (Л-12)» и «Лаборатория №13 (Л-13)», оснащенные необходимыми средствами обучения: компьютерами, необходимым программным обеспечением, мультимедийной доской, интерактивным комплексом.  

 

№ п/п	Средства обучения и оборудование
1.	Учебный мехатронный комплекс транспортировки, сборки и накопления – 5 шт.
2.	Набор инструментов – 10 шт.
3	Ноутбук – 10 шт.
4.	Учебный стенд «Основы пневмоавтоматики» – 4 шт.
5.	Учебный стенд «Основы электроавтоматики» – 4 шт.
6.	Интерактивная доска – 1 шт.
7.	ПЛК Siemens 300 серии – 5 шт.
8.	ПЛК OWEN 210 серии – 2 шт.
9.	Сенсорная панель оператора – 5 шт.

 

4.2. Кадровое обеспечение программы

Обучение по программе «ЮниорПрофи: Мехатроника» могут вести педагоги, имеющие образование по профилю программы, а также инженерно-технические работники профильных предприятий, имеющие знания и навыки работы по направлению программы.

4.3. Форма аттестации

Формы аттестации: защита проектов. Текущий контроль включает следующие формы: устный опрос, практические работы, контрольные работы.

4.4. Оценочные материалы

Оценочные материалы содержат задания и критерии оценки на проведение устного опроса, практических работ и дифференцированного зачёта. Размещены в приложении к программе.

Планируемые результаты	Критерии оценивания	Виды контроля / промежуточной аттестации	Диагностический инструментарий (формы, методы, диагностики)
Должен знать:  — принципы построения узлов и агрегатов мехатронных устройств и систем, их состав и конструктивные особенности; — виды и признаки внешних дефектов модулей и узлов мехатронных устройств и систем; — правила приемки оборудования и комплектующих; — единая система конструкторской документации; — системы допусков и посадок; — требования электробезопасности, охраны труда, пожарной, промышленной и экологической безопасности; — основы электротехники, цифровой и аналоговой электроники; — принципы работы электрических и электромеханических систем; — принципы работы электрических машин; — основы теории машин и механизмов; — основы информационных технологий и систем; — текстовые редакторы (процессоры): наименования, возможности и порядок работы в них; — прикладные компьютерные программы для работы с электронными таблицами: наименования, возможности и порядок работы в них; — прикладные компьютерные программы для работы с электронной почтой: наименования, возможности и порядок работы в них; — компьютерные персональные информационные менеджеры: наименования, возможности и порядок работы в них; — прикладные программы управления проектами: наименования, возможности и порядок работы в них.	Владеет: — электрическими и механическими инструментами; — принципами технических условий и составления схем; — требованиями безопасности в процессе поиска неисправностей; — методами проектирования, сборки, настройки и тестирования готовых устройств; — основными понятиями о системах автоматического регулирования и управления; — чертёжными инструментами и терминами; — применяет правила выполнения чертежей, эскизов и наглядных изображений предметов; — знание и понимание физического смысла основных электрических величин; — правильное понимание основных параметров тока.	Контрольная работа	Оценка результатов  выполнения:  — ответов на устные вопросы — практической работы
Должен уметь: — выполнять распаковку и расконсервацию узлов, агрегатов и модулей мехатронных устройств и систем; — использовать электромеханические, гидравлические и пневматические инструменты для сборки узлов мехатронных устройств и систем; — читать схемы, чертежи, технологическую документацию; — проверять комплектность и целостность узлов, агрегатов и модулей мехатронных устройств и систем; — устанавливать специализированное программное обеспечение для электронных вычислительных машин и контроллеров электроавтоматики; — проверять комплектность и отсутствие внешних дефектов при приемке модулей и узлов мехатронных устройств и систем; — поддерживать состояние рабочего места при проведении сборочных работ и работ с электронно-вычислительными машинами (далее – ЭВМ) в соответствии с требованиями электробезопасности, охраны труда, промышленной, экологической и пожарной безопасности; — использовать текстовые редакторы (процессоры) для составления и чтения документации; — создавать электронные таблицы, выполнять вычисления и обработку данных в них; — получать, отправлять, пересылать сообщения и документы по электронной почте; — планировать собственную работу с использованием компьютерного персонального информационного менеджера; — просматривать запланированные работы, контролировать сроки выполнения работ, определять назначенные ресурсы, очередность выполнения работ, подавать заявки на внесение изменений в очередность работ, отмечать выполнение работ, готовить отчеты о выполненных работах с использованием прикладных программ управления проектами; — искать информацию о применяемых технологиях и программных библиотеках с использованием информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»; — пользоваться системой информационного обеспечения качества на этапах жизненного цикла изделий с применением интерактивных электронных технических руководств, средств интегрированной логистической поддержки.	— соблюдает правила ТБ — выполняет монтаж кабельнесущих систем — выполняет конфигурацию экранов HMI в соответствии со спецификациями и схемами. — разрабатывает принципиальные схемы; — применяет электроизмерительные приборы; — участвует в индивидуальных и групповых исследовательских работах. — осуществляет преобразование формы и пространственного положения предметов и их частей; — правильное чтение и анализ электрических схем; — правильное понимание принципов работы устройств; — правильное применение измерительных инструментов; — правильное чтение технических описаний.	Проектная работа	Оценка результатов  выполнения:  -ответов на устные вопросы — практической работы -контрольной работы

 

4.5. Методические материалы

При проведении занятий используются групповые и индивидуальные методы обучения. 

Педагогические технологии:

1. Информационно-коммуникационные 
2. Практико-ориентированные
3. Проблемно-поисковые
4. Проектные 
5. Технология развивающего обучения
6. Технология эдьютейнмент

 Дидактические материалы:

1. Справочная таблица (выписка из ГОСТ)
2. Индивидуальные карточки-задания по темам
3. Раздаточный материал
4. Тестовые задания по темам
5. Опорный конспект
6. Презентация по теме занятия 
7. Перечень вопросов к зачету

 

1. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература:

№ п/п	Наименование	Автор	Издательство, год издания
	Разработка, моделирование и оптимизация мехатронных систем	Феофанов А.Н., Гришина Т.Г.	Издательский центр «Академия», 2021
	Монтаж, программирование и пуско-наладка мехатронных систем	Ермолаев В.В.	Издательский центр «Академия», 2022
	Элементы гидравлических и пневматических систем	Ермолаев В.В.	Издательский центр «Академия», 2022

 

Дополнительная литература:

№ п/п	Наименование	Автор	Издательство, год издания
1.	Онлайн-курс: Элементы гидравлических и пневматических систем	Уклеев И.В.	Цифровой колледж Подмосковья, 2024

 

1. ПРИЛОЖЕНИЯ

В Приложении приводятся оценочные материалы, содержащие задания и критерии оценки на проведение устного опроса, практических работ, контрольных работ и проектных работ.