MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI
Anna Kordowicz-Sot
Definiowanie pojęcia  mechatronika
311[50].O1.01
Poradnik dla nauczyciela
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
dr inż. Jerzy Gustowski
dr hab. inż. Krzysztof Pacholski
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska
Konsultacja:
dr inż. Janusz Figurski
Korekta:
mgr Joanna Iwanowska
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[50].O1.01
Definiowanie pojęcia  mechatronika  zawartego w modułowym programie nauczania dla
zawodu technik mechatronik.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 7
3. Cele kształcenia 8
4. Przykładowe scenariusze zajęć 9
5. Ćwiczenia 12
5.1. Podstawowe moduły urządzeń mechatronicznych 12
5.1.1. Ćwiczenia 12
5.1.2 Sprawdzian postępów 13
5.2. Podstawowe zjawiska fizyczne w elektrotechnice, mechanice, pneumatyce
oraz hydraulice 14
5.2.1. Ćwiczenia 14
5.2.2. Sprawdzian postępów 15
5.3.Przykłady zastosowań urządzeń mechatronicznych 16
5.3.1. Ćwiczenia 16
5.3.2. Sprawdzian postępów 17
6. Ewaluacja osiągnięć uczniów 18
7.Literatura 26
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela, który będzie pomocny
w przeprowadzeniu zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie technik
mechatronik.
W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie uczeń powinien mieć już ukształtowane,
aby bez problemów mógł korzystać z poradnika,
- cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie uczeń ukształtuje podczas pracy
z poradnikiem,
- przykładowe scenariusze zajęć,
- ćwiczenia, przykładowe ćwiczenia ze wskazówkami do realizacji, zalecanymi metodami
nauczania-uczenia oraz środkami dydaktycznymi,
- ewaluację osiągnięć ucznia, przykładowe narzędzie pomiaru dydaktycznego.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze
szczególnym uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania  samokształcenia
kierowanego, tekstu przewodniego.
Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od
samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.
Zaleca się, aby uczniowie kształtując umiejętności przewidziane w danej jednostce
modułowej korzystali z przeznaczonej dla nich pomoczy dydaktycznej Poradnika dla ucznia.
W Poradniku dla ucznia materiał nauczania jest podzielony na rozdziały. Przy realizacji
określonego rozdziału tok postępowania powinien być następujący:
- materiał teoretyczny (wprowadzenie teoretyczne w Poradniku dla ucznia) w miarę
możliwości uczniowie powinni opanowywać samodzielnie. Obserwuje się niedocenianie
przez nauczycieli niezwykle ważnej umiejętności, jaką uczniowie powinni bezwzględnie
posiadać  czytanie tekstu technicznego ze zrozumieniem,
- po przeczytaniu wprowadzenia teoretycznego, Pytania sprawdzające (w Poradniku dla
ucznia) mają wykazać, na ile uczeń opanował materiał teoretyczny. W zależności od
tematu można zalecić uczniom samodzielne przerobienie pytań lub wspólnie z całą grupą
uczniów na przykład w formie dyskusji, opracowanie odpowiedzi na pytania. Ta druga
forma jest korzystniejsza, ponieważ nauczyciel sterując dyskusją może uaktywniać nawet
najbardziej  opornych uczniów oraz w trakcie dyskusji wyjaśnić wszelkie wątpliwości,
- dominującą rolę w kształtowaniu umiejętności oraz opanowaniu materiału mają
ćwiczenia. W trakcie wykonywania ćwiczeń uczeń jest w stanie zweryfikować wiedzę
teoretyczną oraz opanować nowe umiejętności. Przedstawiono dosyć obszerną propozycję
ćwiczeń wraz ze wskazówkami o sposobie ich przeprowadzenia, mając na uwadze różne
możliwości ich realizacji w danej szkole. Nauczyciel decyduje, które z zaproponowanych
ćwiczeń jest w stanie przy określonym zapleczu techno-dydyktycznym zrealizować.
Prowadzący może również opracować swoje propozycje tematów ćwiczeń i sposobów ich
realizacji,
- następnym etapem pracy ucznia jest Sprawdzian postępów. Uczeń powinien samodzielnie
czytając zamieszczone w nim stwierdzenia potwierdzić lub zaprzeczyć opanowanie
określonego zakresu materiału. Jeżeli wystąpią zaprzeczenia, nauczyciel powinien do
danych zagadnień wrócić sprawdzając, czy nieopanowanie pewnych treści jest wynikiem
niezrozumienia przez ucznia danego zagadnienia, czy też niewłaściwej postawy ucznia
w trakcie nauczania. W tym miejscu jest szczególnie ważna rola nauczyciela, gdyż od
postawy nauczyciela, sposobu prowadzenia zajęć zależy, na ile jest on w stanie
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
zainteresować ucznia. Uczeń nie zainteresowany materiałem nauczania, wykonywaniem
ćwiczeń nie nabędzie w pełni umiejętności przewidzianych w danej jednostce modułowej.
- testy zamieszczone w rozdziale Ewaluacja osiągnięć ucznia zawierają dodatkowo klucz
odpowiedzi oraz propozycję oceny ucznia.
Każdemu zadaniu testu przypisano określoną ilość możliwych do uzyskania punktów.
Ocena końcowa uzależniona jest od ilości uzyskanych punktów. Nauczyciel może
przeprowadzić test według własnego projektu oraz zaproponować własną punktację. Należy
pamiętać, żeby tak kontrolować osiągnięcia ucznia, aby umożliwić mu jak najpełniejsze
wykazanie swoich umiejętności.
Metody praktyczne polecane dla kształcenia zawodowego:
- metoda pokazu,
- ćwiczenia laboratoryjne,
- ćwiczenia przedmiotowe,
- metoda projektów,
- metoda przewodniego tekstu.
Metoda pokazu polega na obserwacji, której towarzyszy komentarz słowny.
Metoda ćwiczeń umożliwia opanowanie przez uczniów umiejętności intelektualnych
i praktycznych.
Ćwiczenia można podzielić na następujące grupy:
- ćwiczenia wyrabiające umiejętność zastosowania przyswojonej wiedzy (rozwiązywanie
zadań, wykonywanie obliczeń, praktyczne poznawanie budowy maszyn lub zespołów),
- ćwiczenia służące kształtowaniu umiejętności twórczego wykorzystania wiedzy
w praktyce (odkrywanie nowych konstrukcji, systemów, procesów),
Ćwiczenia laboratoryjne
Prowadzenie zajęć w formie ćwiczeń laboratoryjnych jest jedną z metod powszechnie
stosowaną i zalecaną. Ponieważ większość nauczycieli ma znaczne doświadczenie
w prowadzeniu zajęć laboratoryjnych, zostanie zwrócona uwaga tylko na niektóre ważne
zagadnienia występujące w tej metodzie. W ćwiczeniach laboratoryjnych pierwszoplanowe
znaczenie ma wyposażenie sali laboratoryjnej w pomoce i stanowiska.
Zajęcia laboratoryjne wymagają od nauczyciela znacznego wysiłku w fazie
przygotowania ćwiczeń.
W czasie ćwiczeń uczniowie:
- weryfikują i sprawdzają znane swoją wiedzę, uczą się doboru i obsługi przyrządów
kontrolno-pomiarowych,
- opanowują umiejętności związane z organizacją stanowiska laboratoryjnego,
z pomiarami, zapisem uzyskiwanych wyników oraz ich interpretacją,
- rozwiązują problemy techniczne, przewidują efekty prac laboratoryjnych.
Ćwiczenia uczniowie wykonują w małych grupach. Praktyka wykazuje, że maksymalna
liczba uczniów w zespole nie powinna przekraczać trzech osób. Przed rozpoczęciem ćwiczeń
laboratoryjnych należy uczniów bezwzględnie zapoznać z przepisami BHP obowiązującymi
na stanowiskach ćwiczeniowych. Idealna byłaby sytuacja, gdyby ilość takich samych
stanowisk laboratoryjnych pozwalała na realizację tego samego ćwiczenia z całą klasą.
Niestety najczęściej tak nie jest i w związku z tym należy tak grupować zagadnienia, aby
ustawić jednocześnie ćwiczenia zbliżone tematycznie lub ćwiczenia podzielić na mniejsze
tematy i uczniowie kolejno wymieniają się przy stanowiskach.
Ćwiczenie laboratoryjne powinno kończyć się interpretacją otrzymanych wyników
i wnioskami. Nauczyciel zwraca uwagę na postawę ucznia, pracę w grupie, biegłość
w posługiwaniu się przyrządami, organizację stanowiska pracy. Po wykonaniu ćwiczeń
uczniowie porządkują stanowiska laboratoryjne.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
Metoda projektów polega na wykonywaniu przez uczniów zadań obejmujących pewną
większą partię materiału przez samodzielne sformułowanie tematu pod dyskretną opieką
nauczyciela. Wynikiem pracy jest pisemny raport.
Metoda projektów posiada następujące cechy:
- zakłada pełną samodzielność uczniów,
- opiera się na zadaniu problemowym,
- realizuje charakterystyczną dla siebie wiązkę celów,
- posiada określoną strukturę.
Realizacja metody projektów przebiega w następujących fazach:
Faza I
- wyjaśnienie uczniom istoty metody projektu,
- wybór odpowiedniej partii materiału.
Faza II
- wprowadzenie do tematu z sugestią problemów do rozwiązania,
- sformułowanie tematów poszczególnych projektów i ustalenie zakresu realizacji.
Faza III
- realizacja projektów,
- konsultacje, w wyniku których dokonuje się weryfikacji sposobów wykonania i treści
projektów.
Faza IV
- prezentacja projektów,
- ocena projektów dokonana przez nauczyciela lub zespół przez niego powołany.
W fazie I nauczyciel podaje informacje niezbędne do zapoznania uczniów
z zagadnieniami występującymi w danej partii materiału, zapoznaje z literaturą fachową.
Nauczyciel zawiera w formie pisemnej  kontrakty z zespołami uczniów. W kontrakcie
ustalone zostają terminy realizacji poszczególnych etapów projektu.
Uczniowie zbierają dodatkowe informacje dotyczące zakresu projektu.
W fazie III nauczyciel w formie konsultacji udziela uczniom wskazówek, odpowiada na
wszelkie pytania związane z projektem, czuwa nad terminową realizacją poszczególnych
punktów projektu.
Uczniowie wyszukują literaturę fachową, w razie potrzeby odwiedzają zakłady pracy,
konsultują się z nauczycielem.
W fazie IV nauczyciel ustala kolejność prezentacji projektów. Po prezentacji kieruje
dyskusją, dokonuje oceny projektu.
Uczniowie prezentują swoje projekty, podczas prezentacji uzasadniają wybór
rozwiązania, odpowiadają na pytania kolegów.
Ocena projektu
Podczas zawierania kontraktu zapisywane są kryteria i sposób oceniania projektu. Ocena
projektu jest oceną złożoną. Korzystne jest wystawianie kilku ocen: cząstkowych, pierwszej
po wykonaniu 1/3 projektu, kolejnej po 2/3 i po zakończeniu projektu. Oczywiście nauczyciel
może ustalić własne kryteria wystawiania oceny końcowej, ważne jest tylko, aby na ocenę
końcową miały wpływ: sposób wykonywania projektu, efekt końcowy pracy i prezentacja.
Metoda tekstu przewodniego
Podstawowym elementem metody jest tekst przewodni, który spełnia rolę przewodnika
prowadzącego ucznia pomagając mu samodzielnie wykonywać ćwiczenie. Poprawnie
zaprojektowany tekst przewodni pozwala również na dokonanie samooceny i analizy
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
podejmowanych czynności. Tekst przewodni powinien być poprzedzony tekstem
wprowadzającym o następującej strukturze:
- temat ćwiczenia,
- cel ćwiczenia,
- zakres ćwiczenia,
- organizacja ćwiczenia, w tym wykaz niezbędnych urządzeń, narzędzi, materiałów,
- umiejętności kształtowane podczas wykonywania ćwiczenia.
Informacje zawarte w tekście wprowadzającym uczeń otrzymuje przed wykonywaniem
ćwiczenia, co pozwala mu na zapoznanie się z ćwiczeniem.
Struktura tekstu przewodniego (fazy tekstu przewodniego).
Informacje  uczeń odpowiada na pytania prowadzące, będące przedmiotem ćwiczenia.
Celem tej fazy jest przygotowanie ucznia do ćwiczenia w zakresie wiedzy, która będzie
niezbędna do prawidłowego zrealizowania ćwiczenia.
Planowanie  uczeń odpowiada na pytania prowadzące, dotyczące sposobu wykonania
ćwiczenia. Efektem tego jest stworzenie przez ucznia planu wykonania ćwiczenia.
Ustalenia  uczeń ustala z nauczycielem przebieg czynności, następuje konkretyzacja
ćwiczenia, ewentualnie weryfikacja zamierzeń.
Realizacja  uczeń wykonuje ćwiczenie zgodnie z wcześniejszym planem.
Sprawdzenie  uczeń sprawdza poprawność wykonanego ćwiczenia na podstawie
przygotowanego formularza kontroli jakości (przebiegów teoretycznych wyznaczanych
funkcji).
Analiza  uczeń analizuje wykonanie ćwiczenia odpowiadając na pytania prowadzącego.
Przedstawiony tok postępowania przy stosowaniu metody tekstu przewodniego ma
charakter ogólnych wskazówek. Nauczyciel powinien go dostosować do wewnątrzszkolnych
warunków, możliwości i predyspozycji uczniów.
Zajęcia dydaktyczne mogą być prowadzone również innymi metodami:
- dyskusji  umożliwiają bieżące wyjaśnienie przez nauczyciela wątpliwości, jakie mogą
wystąpić u uczniów,
- wycieczek dydaktycznych, które umożliwiają uczniom kontakt z praktycznym
zastosowaniem zdobytej wiedzy, przygotowują uczniów do przyszłej pracy zawodowej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:
- stosować układ SI,
- posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu statyki, dynamiki, kinematyki, takimi
jak: masa, siła, prędkość, energia,
- obsługiwać komputer na poziomie podstawowym,
- korzystać z różnych z
ródeł informacji.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:
- wyjaśnić pojęcie mechatronika,
- wyjaśnić znaczenie mechatroniki dla rozwoju przemysłu i gospodarstw domowych,
- wskazać przykłady integracji różnych dziedzin wiedzy w praktycznych rozwiązaniach
urządzeń i systemów mechatronicznych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
4. PRZYKA
ADOWE SCENARIUSZE ZAJ
Ć
Scenariusz 1
Temat: Podstawowe moduły urządzeń mechatronicznych
Cele:
Po zakończeniu lekcji uczeń powinien umieć:
 wyjaśnić pojęcie mechatronika,
 rozpoznać urządzenia mechatroniczne,
 wskazać przykłady integracji różnych dziedzin wiedzy w praktycznych rozwiązaniach
urządzeń i systemów mechatronicznych,
 wskazać i scharakteryzować moduły funkcjonalne urządzeń i systemów
mechatronicznych,
 wskazać i scharakteryzować inteligentne systemy sterowań w urządzeniach
mechatronicznych,
 współpracować w grupie,
 poszukać specjalistycznych informacji w ogólnodostępnych z
ródłach informacji.
Metody pracy:
 miniwykład,
 dyskusja w grupie.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- praca indywidualna,
- praca w małych zespołach.
Pomoce dydaktyczne:
 karty katalogowe urządzeń mechatronicznych takich jak: pralki inteligentne, aparaty
fotograficzne z autofokusem, kamery wideo, obrabiarki sterowane numerycznie, roboty,
samochody, inteligentne ogrzewanie,
 literatura zgodnie z punktem 7 poradnika dla nauczyciela.
Czas trwania:
2 godziny lekcyjne  90 minut.
Uczestnicy
Uczniowie klasy I technikum.
Przebieg zajęć
1. Interdyscyplinarność mechatroniki.
 wstęp  należy wyjaśnić uczniom pochodzenie słowa mechatronika, podać przykłady
pierwszych urządzeń mechatronicznych, wyjaśnić pojęcie synergiczna integracja,
 uczniowie otrzymują karty katalogowe różnych urządzeń i systemów mechatronicznych,
 uczniowie pracując indywidualnie wypisują przy nazwie każdego urządzenia dziedziny
wiedzy, z których wiadomości potrzebne były do zaprojektowania i skonstruowania
danego urządzenia,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
 pracując w grupie uczniowie sporządzają wspólne listy dziedzin do każdego urządzenia.
W trakcie nauczyciel zwraca uwagę uczniom na inerdyscyplinarność urządzeń
mechatronicznych.
2. Bloki funkcjonalne urządzeń i systemów mechatronicznych
 wstęp  należy krótko scharakteryzować uczniom poszczególne bloki funkcjonalne
urządzeń mechatronicznych,
 uczniowie otrzymują karty katalogowe różnych urządzeń i systemów mechatronicznych,
 uczniowie pracując w małych grupach wypisują przy nazwie każdego urządzenia
moduły funkcjonalne oraz sposób ich realizacji,
 pracując w grupie uczniowie sporządzają wspólną tabelę modułów funkcjonalnych do
każdego urządzenia. W trakcie tworzenia tabeli nauczyciel zwraca uwagę uczniom na
funkcje i zadania poszczególnych modułów w urządzeniach i systemach
mechatronicznych.
3. Inteligentne systemy sterowania
 wstęp  nauczyciel krótko charakteryzuje inteligentne systemy występując w
 urządzeniach i systemach mechatronicznych,
 uczniowie otrzymują karty katalogowe różnych urządzeń i systemów
 mechatronicznych,
 uczniowie pracując w małych grupach wypisują przy nazwie każdego urządzenia
odpowiedni rodzaj zastosowanego systemu ,
 korzystając z literatury wypisują charakterystyczne cechy każdego systemu,
 pracując w grupie uczniowie w drodze dyskusji sporządzają wspólną listę inteligentnych
systemów, wypisują ich cechy charakterystyczne i nazwy urządzeń, w których
poszczególne systemy są zastosowane.
4. Podsumowanie lekcji
 uczniowie uzasadniają pojęcie interdyscyplinarności mechatroniki wymieniając
dziedziny wiedzy, potrzebne do skonstruowania urządzenia i systemu mechatronicznego,
 podsumuj korzyści wynikające z synergicznej integracji wielu dziedzin nauki
w mechatronice,
 przypomnij podstawowe bloki funkcjonalne urządzeń mechatronicznych i określ ich
związek z myśleniem i działaniem systemowym,
 przypomnij, w których blokach funkcjonalnych możemy odnalez
ć inteligentne systemy
sterowania i czym się one charakteryzują. Wskaż na podobieństwa ze światem przyrody.
Scenariusz 2
Temat: Przykłady zastosowań urządzeń mechatronicznych
Cele:
Po zakończeniu lekcji uczeń powinien umieć:
 sklasyfikować urządzenia mechatroniczne ze względu na przeznaczenie,
 wyszukać w Internecie informacje dotyczące urządzeń mechatronicznych,
 określić, do której grupy urządzeń należy wyszukane urządzenie i system.
 współpracować w grupie,
Metody pracy:
 miniwykład,
 dyskusja w grupie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Formy organizacyjne pracy uczniów:
praca w małych zespołach.
Pomoce dydaktyczne:
 stanowiska komputerowe z dostępem do Internetu,
 literatura zgodnie z punktem 7 poradnika dla nauczyciela.
Czas trwania:
1 godzina lekcyjna  45 minut.
Uczestnicy
Uczniowie klasy I technikum
Przebieg zajęć
 wstęp  należy wyjaśnić uczniom wszechobecność urządzeń mechatronicznych w życiu
człowieka, scharakteryzować grupy funkcyjne urządzeń i systemów
mechatronicznych,
 uczniowie dzieleni są na trzy zespoły, w zależności od ilości stanowisk komputerowych
z dostępem do Internetu, można uczniów podzielić na większą liczbę
zespołów,
 uczniowie z pierwszego zespołu wyszukują informacje dotyczące urządzeń i systemów
mechatronicznych powszechnego użytku,
 uczniowie z drugiego zespołu wyszukują informacje dotyczące przemysłowych urządzeń
i systemów mechatronicznych,
 uczniowie z trzeciego zespołu wyszukują informacje dotyczące specjalistycznych
urządzeń i systemów mechatronicznych,
 kolejno zespoły prezentują wyniki swoich poszukiwań,
 uczniowie w grupie dyskutują nad prawidłowym sklasyfikowaniem wyszukanych
urządzeń i systemów.
5. Podsumowanie lekcji
 uczniowie charakteryzują grupy funkcjonalne urządzeń mechatronicznych, wymieniają
urządzenia, które wzbudziły największe ich zainteresowanie,
 podkreśl wszechobecność urządzeń i systemów mechatronicznych w życiu człowieka,
 wskaż dynamiczny rozwój konstrukcji i technologii mechatronicznych i konieczność
integracji różnych dziedzin nauki przy produkcji urządzeń mechatronicznych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
5. ĆWICZENIA
5.1. Podstawowe moduły urządzeń mechatronicznych
5.1.1 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wymień podstawowe dyscypliny naukowe wchodzące w skład mechatroniki i określ,
czym się zajmują.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z kartą katalogową urządzenia mechatronicznego.
2) zanotować przy nazwie każdego urządzenia dziedziny wiedzy, z których wiadomości były
potrzebne do zaprojektowania i skonstruowania danego urządzenia.
Zalecane metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne.
Środki dydaktyczne:
 karty katalogowe urządzeń mechatronicznych,
 literatura zgodna z punktem 7 poradnika dla nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Urządzenia mechatroniczne uszereguj wg zastosowanych w nich różnych inteligentnych
systemów sterowania
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje o rodzajach inteligentnych systemach,
2) zanotować rodzaje systemów,
3) wyszukać w katalogach urządzeń informacje, jakie inteligentne systemy są w danych
urządzeniach zastosowane,
4) zanotować przy nazwie urządzenia, jaki system został zastosowany,
5) scharakteryzować krótko inteligentne systemy korzystając z literatury.
Zalecane metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne.
Środki dydaktyczne:
 literatura zgodna z punktem 7 poradnika dla nauczyciela,
 karty katalogowe urządzeń mechatronicznych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
Ćwiczenie 3
Wskaż bloki funkcjonalne urządzeń mechatronicznych.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyszukać w literaturze informacje o blokach funkcjonalnych urządzeń
mechatronicznych,
2) wyszukać w katalogach urządzeń informacje dotyczące bloków funkcjonalnych danego
urządzenia,
3) zanotować, jakie elementy stanowią w danych urządzeniach poszczególne bloki
funkcjonalne.
Zalecane metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne.
Środki dydaktyczne:
 karty katalogowe urządzeń,
 literatura zgodna z punktem 7 poradnika dla nauczyciela
5.1.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) wyjaśnić pochodzenie słowa mechatronika
2) zdefiniować termin mechatronika
3) określić, z jakich dziedzin wiedzy potrzebne były wiadomości
do skonstruowania danego urządzenia mechatronicznego
4) scharakteryzować bloki funkcjonalne urządzenia mechatronicznego
5) wskazać bloki funkcjonalne w konkretnym urządzeniu
mechatronicznym
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
5.2. Podstawowe zjawiska fizyczne w elektrotechnice, mechanice,
pneumatyce oraz hydraulice
5.2.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
W danym urządzeniu mechatronicznym wskaż rodzaje występujących sygnałów.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje o rodzajach sygnałów występujących
w urządzeniach mechatronicznych,
2) wyszukać w katalogach urządzeń informacje dotyczące sygnałów występującym
w danym urządzeniu,
3) zanotować przy nazwie urządzenia, jakiego rodzaju sygnały występują.
Zalecone metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne.
Środki dydaktyczne:
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,
- karty katalogowe urządzeń mechatronicznych.
Ćwiczenie 2
Wskaż rodzaj sygnałów występujących w poszczególnych blokach funkcjonalnych
urządzeń mechatronicznych.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyszukać w literaturze informacje, jakie mogą występować sygnały w poszczególnych
blokach funkcjonalnych urządzeń mechatronicznych,
2) wyszukać w katalogach urządzeń informacje dotyczące bloków funkcjonalnych danego
urządzenia,
3) zanotować, jakie sygnały występują w blokach funkcjonalnych danego urządzeniach.
Zalecone metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne, metoda przewodniego tekstu.
Środki dydaktyczne:
- karty katalogowe urządzeń,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
5.2.2. Sprawdzian postępów
Uczeń potrafi: Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcie sygnał
2) zdefiniować pojęcie informacja
3) określić jakie sygnały ze względu na postać fizyczną
występują w urządzeniach mechatronicznych
4) określić, jakie sygnały ze względu na strukturę mogą
występować w urządzeniach mechatronicznych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
5.3. Przykłady zastosowań urządzeń mechatronicznych
5.3.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie dostępnych informacji technicznych przedstaw przykłady urządzeń
mechatronicznych powszechnego użytku. W przedstawionych urządzeniach wskaż
charakterystyczne moduły funkcjonalne.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyszukać w czasopismach fachowych, Internecie informacje dotyczące urządzeń
mechatronicznych powszechnego użytku,
2) wskazać w nich moduły funkcjonalne.
Zalecane metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne, metoda tekstu przewodniego.
Środki dydaktyczne:
 literatura,
 dostęp do Internetu.
Ćwiczenie 2
Na podstawie dostępnych informacji technicznych przedstaw przykłady urządzeń
(systemów) przemysłowych mechatronicznych. W przedstawionych przykładach wskaż
charakterystyczne moduły funkcjonalne.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyszukać w czasopismach fachowych, Internecie informacje dotyczących przemysłowych
urządzeń mechatronicznych,
2) wskazać w nich moduły funkcjonalne.
Zalecane metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne, metoda tekstu przewodniego.
Środki dydaktyczne:
 literatura,
 dostęp do Internetu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Ćwiczenie 3
Na podstawie dostępnych informacji technicznych przedstaw przykłady
specjalistycznych urządzeń mechatronicznych. W przedstawionych przykładach wskaż
charakterystyczne moduły funkcjonalne.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyszukać w czasopismach fachowych, Internecie informacje dotyczące specjalistycznych
urządzeń mechatronicznych ,
2) wskazać w nich moduły funkcjonalne.
Zalecane metody nauczania-uczenia się:
 ćwiczenia praktyczne, metoda tekstu przewodniego.
Środki dydaktyczne:
 literatura,
 dostęp do Internetu.
5.3.3. Sprawdzian postępów
Uczeń potrafi : Tak Nie
1) określić, na jakie grupy dzielą się urządzenia
mechatroniczne ze względu na zastosowanie
2) podać przykłady urządzeń mechatronicznych :
 powszechnego użytku,
 przemysłowych,
 specjalistycznych
3) wskazać w urządzeniach mechatronicznych moduły funkcjonalne
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
6. EWALUACJA OSI
GNI
Ć UCZNIA
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
I. Test dwustopniowy do jednostki modułowej  Definiowanie pojęcia
mechatronika
Test składa się z 9 zadań wielokrotnego wyboru, z których:
 zadania 1,2,.3, 4,7,8 są poziomu podstawowego,
 zadania 5, 6, 9 są poziomu ponadpodstawowego.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za każdą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzymuje następujące
oceny szkolne:
 dopuszczający  za rozwiązanie co najmniej 4 zadań z poziomu podstawowego,
 dostateczny  za rozwiązanie co najmniej 5 zadań z poziomu podstawowego,
 dobry  za rozwiązanie 7 zadań, w tym co najmniej 1 z poziomu ponadpodstawowego,
 bardzo dobry  za rozwiązanie 8 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu ponad
podstawowego,
 celujący  za rozwiązanie 9 zadań.
Klucz odpowiedzi: 1. b, 2. a, 3. a, 4. c, 5. a, 6, d, 7. b, 8. c, 9. a.
Plan testu
Nr Cel operacyjny ( mierzone Kategoria Poziom Poprawna
Zad. osiągnięcia ucznia) celu wymaga odpowiedz

ń
1 Wskazać podstawowe, bazowe dziedziny nauki A P b
mechatroniki
2 Scharakteryzować zjawisko synergii B P a
3 Scharakteryzować cechy urządzeń mechatronicznych B P a
4 Rozpoznać urządzenia mechatroniczne C P c
5 Scharakteryzować cechy inteligentnego urządzenia C PP a
mechatronicznego
6 Rozpoznać inteligentne urządzenia mechatroniczne C PP d
7 Wskazać podstawowe bloki funkcjonalne A P b
8 Rozpoznać zadanie układu mechatronicznego B P c
9 Wskazać cele układów mechatronicznych C PP a
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Przebieg testowania
Instrukcja dla nauczyciela
1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej
jednotygodniowym.
2. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.
3. Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij.
4. Nie przekraczaj przeznaczonego czasu na test.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
3. Test zawiera 9 pytań Do każdego pytania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi. Tylko
jedna jest prawdziwa.
4. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy odpowiedz
błędną zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
5. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
6. Na rozwiązanie testu masz 20 minut.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
 instrukcja,
 zestaw pytań testowych.
Zestaw zadań testowych
1. Jakie dziedziny nauki są podstawową bazą dla mechatroniki?
a) mechanika, informatyka, elektronika.
b) informatyka, mechanika, fizyka.
c) robotyka, mechanika, informatyka.
d) automatyka, mechanika, informatyka.
2. Zjawisko synergii charakteryzuje się tym, że możliwości łączne projektowania,
wytwarzania i ekspoatacji urządzeń mechatronicznych :
a) są większe niż suma możliwości elementów składowych.
b) są mniejsze niż suma możliwości elementów składowych.
c) nie mają wpływu na możliwości elementów składowych.
d) są większe lub mniejsze w zależności od zewnętrznych
uwarunkowań.
3. Urządzenia mechatroniczne charakteryzują się:
a) inteligencją, elastycznością, możliwością niewidocznego
dla operatora sposobu działania.
b) ograniczoną funkcjonalnością, inteligencją, elastycznością,
możliwością widocznego dla operatora sposobu działania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
c) inteligencją, ręcznym sterowaniem, możliwością widocznego
dla operatora sposobu działania.
d) ograniczoną funkcjonalnością, inteligencją, elastycznością,
możliwością niewidocznego dla operatora sposobu działania.
4. Którą z podanych grup urządzeń można zaliczyć w całości do urządzeń
mechatronicznych?
a) Obrabiarka sterowana numerycznie, drukarki laserowe,
miniaturowe kamery wideo, roboty, manipulatory,
b) Manipulatory, obrabiarka sterowana ręcznie, drukarki
laserowe, miniaturowe kamery wideo, roboty,
c) Obrabiarka sterowana numerycznie, drukarki igłowe,
kamery vwideo, urządzenia sterowane mechanicznie,
d) Telefony komórkowe, obrabiarka sterowana numerycznie,
drukarki igłowe, kamery wideo.
5. Cechy charakterystyczne inteligentnego urządzenia mechatronicznego to:
a) dostosowanie się do zmieniających się okoliczności
i wymagań, zdalne sterowanie, miniaturyzacja.
b) dostosowanie się do zmieniających się okoliczności
i wymagań, brak panelu sterowania, miniaturyzacja.
c) niedostosowanie się do zmieniających się okoliczności
i wymagań, automatyczne sterowanie.
d) niedostosowanie się do zmieniających się okoliczności
i wymagań, brak panelu sterowania, brak miniaturyzacji.
6. Którą z podanych niżej grup urządzeń można nazwać inteligentnymi urządzeniami
mechatronicznymi?
a) Bezzałogowe urządzenia latające, inteligentne ogrzewanie,
aparaty fotograficzne z autofokusem, mikroroboty.
b) Bezzałogowe urządzenia latające, aparaty fotograficzne
z autofokusem, mikroroboty, pralki wirnikowe,
c) Kuchenki mikrofalowe, aparaty fotograficzne,
roboty, pralki automatyczne,
d) Kuchenki mikrofalowe, aparaty fotograficzne
z autofokusem, mikroroboty, pralki wirnikowe.
7. Podstawowe moduły (bloki) funkcjonalne układu mechatronicznego to zespół sensorów:
a) układ sterujący, wykonawczy.
b) układ wykonawczy.
c) układ wykonawczy, układ zasilania.
d) układ sterujący.
8. Ostatecznym zadaniem układu mechatronicznego jest:
a) czynność mechaniczna.
b) sterowanie elementem roboczym.
c) przetworzenie informacji.
d) wykonanie pomiaru.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
9. Podstawowe cele układów mechatronicznych to:
a)
 aktywne oddziaływanie na układ podstawowy,
 przystosowanie do warunków środowiska,
 przeprowadzenie samodiagnozy.
b)
 aktywne oddziaływanie na układ podstawowy,
 przystosowanie do warunków środowiska,
 ręczne naprowadzanie.
c)
 oddziaływanie na układ mechaniczny
 nieprzystosowanie do warunków środowiska,
 kontrola poprzez układ czujników.
d)
 aktywne oddziaływanie na układ mechaniczny,
 nieprzystosowanie do warunków środowiska,
 kontrola przez operatora.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko ...............................................................................
Definiowanie pojęcia mechatronika
Zakreśl poprawną odpowiedz

Nr Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
Razem
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
II. Sprawdzian 2
Sprawdzian praktyczny. jest wykonywana samodzielnie przez zdającego. Podczas pracy
jest on obserwowany przez nauczyciela. Nauczyciel reaguje jedynie
w przypadku, gdy uczeń naruszy w rażący sposób zasady bezpieczeństwa i higieny pracy.
Przerywa wtedy ćwiczenie i uczeń nie zalicza sprawdzianu. Czas trwania sprawdzianu ustala
nauczyciel.
Po wykonaniu zadania uczeń prezentuje nauczycielowi wynik swojej pracy. W trakcie
zadania nauczyciel obserwuje ucznia, oceniając wykonywane czynności
w specjalnym arkuszu obserwacji.
Sprawdzian praktyczny
Punktowana jest umiejętność wykonania poszczególnych elementów zadań
wymienionych w planie testu. Maksymalna ilość możliwych do uzyskania punktów  9.
Punktacja zadań: prawidłowo wykonana czynność 1 punkt, nie wykonana
lub z
le wykonana 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzymuje następujące
oceny szkolne:
 dopuszczający  za 5 punktów
 dostateczny  za 6 punktów
 dobry  za 8 punktów
 bardzo dobry  za 9 punktów
Plan testu praktycznego
Nr Cel operacyjny Kategoria Poziom
zadani Uczeń potrafi celu wymagań
a
1.1 Wyszukać w internecie odpowiednią stronę C P
1.2 Wyszukać w literaturze odpowiednie informacje C P
1.3 Wyszukać w czasopismach odpowiednie informacje C P
1.4 Sklasyfikował poprawnie urządzenia B P
2.1 Wyszukać odpowiednie informacje C P
2.2 Określić występujące bloki funkcjonalne B P
2.3 Wyszukać realizację fizyczną modułu C P
funkcjonalnego pierwszej grupy
2.4 Wyszukać realizację fizyczną modułu C P
funkcjonalnego drugiej grupy
2.5 Wyszukać realizację fizyczną modułu C P
funkcjonalnego trzeciej grupy
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
Przebieg testowania
Instrukcja dla nauczyciela
1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z co najmniej jednotygodniowym
wyprzedzeniem.
2. Zapewnij uczniom samodzielność podczas wykonywania zadań
3. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.
4. Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij przed
rozpoczęciem wykonywania przez uczniów zadania..
5. Podczas testu obserwuj wykonywane przez uczniów czynności.
6. Przerwij ćwiczenie, jeśli uczeń w rażący sposób naruszy zasady bezpieczeństwa i higieny
pracy. Uczeń nie zalicza testu.
7. Nie przekraczaj przeznaczonego czasu na test.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 2 zadania.
5. Postępuj zgodnie z poleceniami zawartymi w zadaniach.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiązanie testu masz 30 min.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
 instrukcja,
 literatura,
 czasopisma,
 dostęp do Internetu.
Zadania testowe
Zadanie 1
Korzystając z literatury, fachowych czasopism i Internetu odszukaj urządzenia i systemy
mechatroniczne. Wpisz nazwy urządzeń i systemów do tabelki. Podaj z
ródło pochodzenia
informacji.
Urządzenia i systemy Urządzenia i systemy Urządzenia i systemy
powszechnego użytku przemysłowe specjalne
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Zadanie 2
Wpisz do tabeli (korzystając z rozwiązania zadania 1) po dwa przykłady urządzeń
mechatronicznych z każdej grupy i odpowiednią realizację ich modułów funkcjonalnych
korzystając z dostępnych z
ródeł informacji.
Nazwa urządzenia Moduł funkcjonalny Moduł funkcjonalny Moduł funkcjonalny
mechatronicznego ............................. ............................. ........................
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
7. LITERATURA
1. Schmid D. (kier.): Mechatronika. REA, Warszawa 2002
2. Heimann B. (kier.): Mechatronika. PWN, Warszawa 2001
3. Kordowicz-Sot A: Automatyka i robotyka. Robotyka. WSiP, Warszawa 1999
4. Koruba. Z.: Postęp w budowie i nawgiacji bezpilotowych aparatów latających PAR
12/2001
5. Kurek J.: Mechatronika  wyzwanie przyszłości, nauka, kształcenie, przemysł. 40 lat
Wydziału Mechatroniki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa
2002.
6. Mikulsk K. Sarnak. M.: Mechatronika na farmie i w sadzie. PAR 9/1997
7. Oczoś K. Ratajczyk E.: Mechatronika  istota, rozwój, przykładowe zastosowania,
edukacja, Mechanik 03/2000
8. Roberts G. Inteligentna mechatronika PAR 7-8/1999, PAR 9/1999
9. Gawrysiak M. Mechatronika i projektowanie mechatroniczne. Wydawnictwo Politechniki
Białostockiej, 1997
10. Internet strony wp.pl/wpzdzichu79/nowy/hobby.htm
11. Internet  strony serwisowe
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26