مدرسه دائمی هوش و فناوری های دیجیتال 4 تا 6

برنامه درسی "مدرسه تخصصی هوش مصنوعی و فناوری های دیجیتال چهارم تا ششم" آکادمی فناوران بیرکار

برنامه درسی مدرسه تخصصی هوش مصنوعی، رباتیک و فناوری‌های دیجیتال (پایه چهارم تا ششم)

بخش اول: برنامه ۷ ماهه سال تحصیلی (حدود ۱۱۰ ساعت)

ماه ۱ و ۲: پایه‌سازی قدرتمند پایتون و ورود به دنیای فیزیکی (۳۰ ساعت)
هدف: تسلط بر مفاهیم پایه پایتون و استفاده از آن برای کنترل خروجی‌های فیزیکی ساده (آماده‌سازی برای رباتیک).
محتوا:
جلسات ۱-۴: مبانی پایتون (متغیرها، انواع داده، ورودی/خروجی، عملگرها).
جلسات ۵-۸: ساختارهای کنترلی (شرط if-else، حلقه‌های for و while).
جلسات ۹-۱۱: توابع و کتابخانه‌ها (ساخت توابع ساده، import کردن).
جلسات ۱۲-۱۶: پایتون و رباتیک مقدماتی: آشنایی با پلتفرم شبیه‌ساز رباتیک آنلاین (مانند VEXcode VR) یا بردهای آموزشی (مانند Micro:bit). نوشتن برنامه در پایتون برای کنترل حرکت یک ربات مجازی یا روشن/خاموش کردن LEDها.
پروژه پایانی: برنامه‌نویسی یک الگوی نورپردازی خاص روی LEDهای Micro:bit یا هدایت ربات مجازی برای ترسیم یک شکل در شبیه‌ساز.

ماه ۳ و ۴: طراحی وب و رابط کاربری (۳۰ ساعت)

هدف: توانایی ساخت یک وب‌سایت ایستا و زیبا با درک اولیه از اصول طراحی.
محتوا:
الف) HTML و CSS (20 ساعت):
ساختار یک صفحه وب (برچسب‌ها، عناصر، ویژگی‌ها).
ایجاد فهرست‌ها و جدول‌ها.
CSS: رنگ، قلم، حاشیه، فاصله‌گذاری داخلی (Padding)، فاصله‌گذاری خارجی (Margin).
چیدمان با CSS (Flexbox به صورت ساده و بصری).
ساخت یک صفحه شخصی (درباره من) به عنوان پروژه عملی.
ب) مقدمه‌ای بر طراحی تجربه کاربری و رابط کاربری (10 ساعت):
رابط کاربری (UI) چیست؟ (رنگ، فونت، چیدمان، دکمه‌ها - "ظاهر" کار).
تجربه کاربری (UX) چیست؟ (آیا استفاده از وب‌سایت راحت و لذت‌بخش است؟ - "احساس" کار).
فعالیت عملی: طراحی قالب اولیه (Wireframe) یک برنامه یا وب‌سایت روی کاغذ.
بازطراحی یک صفحه وب شناخته شده برای بهتر کردن رابط و تجربه کاربری آن (به صورت گروهی).
پروژه پایانی: یک وب‌سایت چند صفحه‌ای با موضوعی دلخواه (مثلاً معرفی یک حیوان، یک کتاب یا یک بازی) که طراحی زیبا و رابط کاربری مناسبی دارد.
پروژه پایانی: یک وب‌سایت چند صفحه‌ای با موضوعی دلخواه.

ماه ۵: اینترنت اشیاء (IoT) و رباتیک متصل (۲۰ ساعت)
هدف: درک ارتباط دنیای فیزیکی و دیجیتال و ساخت یک پروژه رباتیک که از طریق اینترنت قابل کنترل یا مانیتورینگ است.
محتوا:
اینترنت اشیاء چیست؟ (با مثال‌های رباتیک: ربات نظافت‌چی که وضعیت خود را گزارش می‌دهد).
آشنایی با سخت‌افزارهای پایه (Micro:bit یا آردوینو به همراه ماژول WiFi مانند ESP8266).
برنامه‌نویسی برای خواندن داده از حس‌گرها (مانند دما، فاصله) و ارسال آن به یک پنل مدیریت آنلاین ساده (مانند Blynk یا Adafruit IO).
برنامه‌نویسی برای دریافت فرمان از طریق اینترنت (مثلاً روشن کردن موتور یا الئیدی از طریق یک اپ موبایل).
پروژه پایانی: ساخت یک "ربات مانیتورینگ محیطی" که دمای اتاق را اندازه می‌گیرد و در صورت بالا رفتن از حد مجاز، یک هشدار به موبایل شما ارسال می‌کند یا یک "ربات کنترل از راه دور" بسیار ساده via اینترنت.

ماه ۶ و ۷: هوش مصنوعی مولد و رباتیک هوشمند (۳۰ ساعت)
هدف: استفاده خلاقانه از هوش مصنوعی برای افزودن قابلیت‌های "بینایی" و "درک" به پروژه‌های رباتیک.
محتوا:
هوش مصنوعی برای رباتیک (۱۵ ساعت):
آشنایی با بینایی ماشین (Computer Vision) با استفاده از کتابخانه‌های ساده و ابزارهای آنلاین (مثل Teachable Machine توسط گوگل).
آموزش یک مدل ساده برای تشخیص اشیا (مثلاً تشخیص سنگ/کاغذ/قیچی).
ادغام مدل آموزش دیده با یک پروژه رباتیک در شبیه‌ساز یا روی سخت‌افزار: برنامه‌نویسی ربات برای انجام یک عمل خاص بر اساس تشخیص شی (مثلاً اگر کاغذ را دید، به سمت آن حرکت کند).
آشنایی با مفهوم پردازش زبان طبیعی (NLP) برای کنترل ربات با صدا (با استفاده از APIهای ساده).
کارگاه تلفیق و پروژه نهایی (۱۵ ساعت):
دانش‌آموزان یک ایده برای پروژه نهایی خود انتخاب می‌کنند که حتماً شامل تلفیق رباتیک با یکی از حوزه‌های دیگر (هوش مصنوعی، وب یا IoT) باشد.
مثال: "ربات جمع‌آوری کننده زباله هوشمند" که با بینایی ماشین زباله‌ها را تشخیص می‌دهد، یا "ربات قصه‌گو" که داستان‌های تولیدشده توسط هوش مصنوعی را روایت می‌کند.
پروژه پایانی: یک پروژه تلفیقی که رباتیک را با هوش مصنوعی یا IoT ترکیب کند.

بخش دوم: برنامه ۳ ماهه تابستانی فشرده (حدود ۷۰ ساعت)

ماه ۸: رباتیک پیشرفته و بازی‌سازی (۳۰ ساعت)
هدف: طراحی و ساخت ربات‌های فیزیکی پیچیده‌تر و یا شبیه‌سازی ربات‌ها در محیط‌های بازی.
محتوا (یکی از دو گزینه زیر به انتخاب دانش‌آموز یا مرکز):
گزینه اول (رباتیک فیزیکی پیشرفته):
مونتاژ یک ربات ساده (با استفاده از کیت‌های آموزشی مانند LEGO Spike Prime یا مشابه).
برنامه‌نویسی ربات برای انجام مأموریت‌های مشخص (مانند مسیریابی در یک مسیر از پیش تعیین شده، بلند کردن یک شی).
برگزاری یک مسابقه کوچک در کلاس (مانند مسابقه جنگ ربات‌ها یا ربات مسیریاب).
گزینه دوم (بازی‌سازی با پایتون و مفاهیم رباتیک):
استفاده از کتابخانه `Pygame` برای ساخت یک بازی ساده که در آن بازیکن یک ربات را کنترل می‌کند.
برنامه‌نویسی قوانین فیزیک ساده (مانند گرانش، برخورد) برای ربات در بازی.
پروژه: یک ربات فیزیکی عملیاتی یا یک بازی با موضوع رباتیک.

ماه ۹: پروژه‌محوری و کار گروهی (۲۰ ساعت)
هدف: شبیه‌سازی محیط کاری واقعی با تمرکز بر پروژه‌های رباتیک هوشمند.
محتوا:
تشکیل گروه‌های ۲-۳ نفره.
انتخاب یک چالش رباتیک به عنوان پروژه نهایی نمایشگاه (مانند: "طراحی رباتی که بتواند در یک محیط ناشناخته کاوش کند"، "ربات خدمتکار ساده برای مرتب کردن اشیا").
تعریف نقش‌ها (برنامه‌نویس، مهندس سخت‌افزار، طراح رابط کاربری برای کنترل ربات).
پیاده‌سازی پروژه تحت نظر مربی.

ماه ۱۰: آماده‌سازی برای نمایشگاه دستاوردها (۲۰ ساعت)
محتوا:
تکمیل و رفع خطاهای نهایی پروژه‌های رباتیک.
طراحی پوستر و مستندات برای پروژه.
تمرین ارائه و نمایش عملکرد ربات.
برگزاری نمایشگاه دستاوردهای دانش‌آموزی با محوریت "رباتیک هوشمند".

سر فصل ها: