Дьякова Наталья Анатольевна
,
р.п. Тальменка, учитель информатики, Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение «Тальменская средняя общеобразовательная школа №6» Тальменского района Алтайского края
,
[email protected]
Пояснительная записка
Программа курса составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования.
В настоящее время автоматизация достигла такого уровня, при котором технические объекты выполняют не только функции по обработке материальных предметов, но и начинают выполнять обслуживание и планирование. Человекоподобные роботы уже выполняют функции секретарей и гидов. Робототехника уже выделена в отдельную отрасль.
Робототехника - это проектирование, конструирование и программирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.
Сегодня человечество практически вплотную подошло к тому моменту, когда роботы будут использоваться во всех сферах жизнедеятельности. Поэтому курсы робототехники и компьютерного программирования необходимо вводить в образовательные учреждения.
Изучение робототехники позволяет решить следующие задачи, которые стоят перед информатикой как учебным предметом. А именно, рассмотрение линии алгоритмизация и программирование, исполнитель, основы логики и логические основы компьютера.
Также изучение робототехники возможно в курсе математики (реализация основных математических операций, конструирование роботов), технологии (конструирование роботов, как по стандартным сборкам, так и произвольно), физики (сборка деталей конструктора, необходимых для движения робота-шасси).
Цель: создание условий для изучения основ алгоритмизации и программирования с использованием робота Lego Mindstorms NXT, развития научно-технического и творческого потенциала личности ребёнка путём организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно-технического конструирования и основ робототехники.
Задачи:
оказать содействие в конструировании роботов на базе микропроцессора NXT;
освоить среду программирования ПервоРобот NXT;
оказать содействие в составлении программы управления Лего-роботами;
развивать творческие способности и логическое мышление обучающихся;
развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным результатом;
развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;
развивать умения работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;
развивать умения творчески подходить к решению задачи;
развивать применение знаний из различных областей знаний;
развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
получать навыки проведения физического эксперимента.
Основными педагогическими принципами, обеспечивающими реализацию программы кружка «Основы робототехники», являются:
- Принцип максимального разнообразия предоставленных возможностей для развития личности;
- Принцип возрастания роли внеурочной работы;
- Принцип индивидуализации и дифференциации обучения;
- Принцип свободы выбора учащимися образовательных услуг, помощи и наставничества.
В качестве платформы для создания роботов используется конструктор Lego Mindstorms NXT. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO Mindstorms. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования ПервоРобот NXT.
Конструктор LEGO Mindstorms позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Lego-робот поможет в рамках изучения данной темы понять основы робототехники, наглядно реализовать сложные алгоритмы, рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов и процессов управления. Робот рассматривается в рамках концепции исполнителя, которая используется в курсе информатики при изучении программирования. Однако в отличие от множества традиционных учебных исполнителей, которые помогают обучающимся разобраться в довольно сложной теме, Lego-роботы действуют в реальном мире, что не только увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала, но вносит в него исследовательский компонент.
Занятия по программе формируют специальные технические умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат. Работает Lego Mindstorms на базе компьютерного контроллера NXT, который представляет собой двойной микропроцессор, Flash-памяти в каждом из которых более 256 кбайт, Bluetooth-модуль, USB-интерфейс, а также экран из жидких кристаллов, блок батареек, громкоговоритель, порты датчиков и сервоприводов. Именно в NXT заложен огромный потенциал возможностей конструктора lego Mindstorms. Память контроллера содержит программы, которые можно самостоятельно загружать с компьютера. Информацию с компьютера можно передавать как при помощи кабеля USB, так и используя Bluetooth. Кроме того, используя Bluetooth можно осуществлять управление роботом при помощи мобильного телефона. Для этого потребуется всего лишь установить специальное java-приложение.
Отличительные особенности программы: реализация программы осуществляется с использованием методических пособий, специально разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического конструирования на основе своих конструкторов. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов Lego Mindstorms NXT как инструмента для обучения школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению на уроках робототехники. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии.
Курс предполагает использование компьютеров совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Методические особенности реализации программы предполагают сочетание возможности развития индивидуальных творческих способностей и формирование умений взаимодействовать в коллективе, работать в группе.
Используются такие педагогические технологии как обучение в сотрудничестве, индивидуализация и дифференциация обучения, проектные методы обучения, технологии использования в обучении игровых методов, информационно-коммуникационные технологии.
Формы контроля и оценки образовательных результатов.
Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающихся практических заданий.
Итоговый контроль реализуется в форме соревнований (олимпиады) по робототехнике.
Предполагаемые результаты освоения темы:
Процесс изучения темы направлен на формирование следующих компетенций:
общекультурные компетенции (ОК):
Владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);
умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК - 6);
готов к взаимодействию с коллегами, к работе в коллективе (ОК-7);
владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК - 8);
способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества (ОК - 12);
способен использовать навыки публичной речи, ведения дискуссии и полемики (ОК-16);
общепрофессиональные компетенции (ОПК):
Осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к осуществлению профессиональной деятельности (ОПК-1);
способен использовать систематизированные теоретические и практические знания гуманитарных, социальных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОПК-2);
специальные компетенции (СК):
Готов применять знания теоретической информатики, фундаментальной и прикладной математики для анализа и синтеза информационных систем и процессов (СК-1);
способен использовать математический аппарат, методологию программирования и современные компьютерные технологии для решения практических задач получения, хранения, обработки и передачи информации (СК-2);
владеет современными формализованными математическими, информационно-логическими и логико-семантическими моделями и методами представления, сбора и обработки информации (СК-3);
способен реализовывать аналитические и технологические решении в области программного обеспечения и компьютерной обработки информации (СК-4);
Организация учебного процесса. Изучение темы предусматривает организацию учебного процесса в двух взаимосвязанных и взаимодополняющих формах:
Урочная форма, в которой преподаватель объясняет новый материал и консультирует обучающихся в процессе выполнения ими практических заданий на компьютере;
внеурочная форма, в которой обучающиеся после занятий (дома или в компьютерной аудитории) самостоятельно выполняют на компьютере практические задания.
Изучение темы обучающимися может проходить самостоятельно. Для этого рекомендуем использовать ЦОР «Основы робототехники».
Основные виды деятельности
- Знакомство с интернет-ресурсами, связанными с робототехникой;
- Проектная деятельность;
- Работа в парах, в группах;
- Соревнования.
Формы работы, используемые на занятиях:
- лекция;
- беседа;
- демонстрация;
- практика;
- творческая работа;
- проектная деятельность.
Оборудование:
мультимедийный проектор;
робот Lego Mindstorms;
доска;
карточки;
презентация (ЦОР «Основы робототехники»)
Содержание курса «Основы робототехники» 1 год обучения
Введение в робототехнику – 2 ч.
История развития робототехники.
Введение понятия «робот». Поколения роботов. Классификация роботов.
Значимость робототехники в учебной дисциплине информатика.
Конструирование роботов – 30 ч.
Основы конструирования роботов. Особенности конструирования Lego – роботов. Стандартные модели Lego Mindstorms. Сборка стандартных моделей Lego Mindstorms: «Tribot», «Пятиминутка», «Spike», «Robogator».
Бот-внедорожник, трехколесный бот, линейный ползун, исследователь, нападающий коготь, гоночная машина – «Автобот», шарикопульт, робот-база с 3-мя двигателями.
Подготовка к выставке – 2 ч.
Выставка (зачет) – 1 ч.
Программирование роботов – 20 ч.
Интерфейс ПервоРоботNXT. Набор Lego Mindstorms. Подключение ПервоРоботNXT.
Датчики и интерактивные сервомоторы. Калибровка датчиков.
Направляющая и начало программы. Палитры блоков.
Блоки стандартной палитры ПервоРоботNXT: блоки движения, звука, дисплея, паузы.
Блок условия. Работа с условными алгоритмами.
Блок цикла. Работа с циклическими алгоритмами.
Математические операции в ПервоРоботNXT.
Логические операции в ПервоРоботNXT.
Конструирование, программирование роботов – 9 ч.
Основы конструирования роботов. Особенности конструирования Lego – роботов.
Основы программирования роботов. Особенности программирования Lego – роботов.
Бот-внедорожник
- Собираем и программируем Бот-внедорожник, используя датчик касания.
Исследователь
- Всем хорош "Бот-внедорожник": манёвренный, бронированный, умный. Ему бы ещё ультра-зрение бы добавить... Добавляем! Встречайте: Исследователь - вот вам робот с искусственным интеллектом среднего уровня!
Гоночная машина – «Автобот»
- Есть возможность и удалённого управления, и "мозги", позволяющие принимать решения, считывая цветные линии на полу!
Робот «Alpha Rex»
Подготовка к соревнованиям – 5 ч.
Кегельринг.
Итоговые соревнования (зачет) – 1 ч.
Личностные, метапредметные и предметные результаты изучения курса «Основы робототехники»
Личностные результаты
К личностным результатам освоения курса можно отнести:
критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;
развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
воспитание чувства справедливости, ответственности;
начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.
Метапредметные результаты
Регулятивные универсальные учебные действия:
принимать и сохранять учебную задачу;
планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели;
осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
адекватно воспринимать оценку учителя;
различать способ и результат действия;
вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;
в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;
оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.
Познавательные универсальные учебные действия:
осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах учащегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;
использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;
ориентироваться на разнообразие способов решения задач;
осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;
проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;
строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте;
устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;
моделировать, преобразовывать объект из чувствен¬ной формы в модель, где выделены существенные характе¬ристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая);
синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;
выбирать основания и критерии для сравнения, сериации, классификации объектов;
Коммуникативные универсальные учебные действия:
аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;
выслушивать собеседника и вести диалог;
признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками - определять цели, функций участников, способов взаимодействия;
осуществлять постановку вопросов - инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
разрешать конфликты – выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;
управлять поведением партнера - контроль, коррекция, оценка его действий;
уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
владеть монологической и диалогической формами речи.
Предметные результаты
По окончании обучения учащиеся должны
знать:
- правила безопасной работы;
- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
- компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
- конструктивные особенности различных роботов;
- как передавать программы NXT;
- как использовать созданные программы;
- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;
- основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.
уметь:
- использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
- конструировать различные модели; использовать созданные программы;
- применять полученные знания в практической деятельности;
владеть:
- навыками работы с роботами;
- навыками работы в среде ПервоРобот NXT.
Литература для учителя:
Lego Mindstorms: Создавайте и программируйте роботов по вашему желанию. Руководство пользователя
Методические аспекты изучения темы «Основы робототехники» с использованием Lego Mindstorms, Выпускная квалификационная работа Пророковой А.А.
Программа «Основы робототехники», Алт ГПА
Интернет- ресурсы:
http://www.gruppa-prolif.ru/content/view/23/44/
http://robotics.ru/
http://moodle.uni-altai.ru/mod/forum/discuss.php?d=17
http://ar.rise-tech.com/Home/Introduction
http://www.prorobot.ru/lego/robototehnika_v_shkole_6-8_klass.php
http://www.prorobot.ru/lego.php
http://robotor.ru
Литература для ученика:
Lego Mindstorms: Создавайте и программируйте роботов по вашему желанию. Руководство пользователя.
Интернет- ресурсы:
ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЦЕНТР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ»
методическим советом Директор
протокол № _____ Кадяева С.В.
от «___» ___ 20__ г. «___» ______ 20__ г.
Дополнительная общеобразовательная
программа «Робототехника»
педагог дополнительного образования
первой квалификационной категории
МАУ ДО «ЦДОД»
Кунгурский район – 2016
Подготовлено за счет денежных средств Фонда поддержки детей, находящихся в трудной жизненной ситуации в рамках реализации инновационного социального проекта «Подросток в техносфере - путь в будущее!»
Пояснительная записка
В настоящее время робототехника является одним из передовых направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий переплетаются с проблемами искусственного интеллекта. Роботы совершенствуются, а сфера их применения становится всё шире, сейчас они используются в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом промышленном производстве. Развитие автоматизированных систем и робототехники изменило не только деловую сферу нашей жизни. Идёт интенсивная разработка домашних и обслуживающих роботов. Во многих странах есть национальные программы по развитию именно STEM образования, потому что место страны в мировой экономике в XXI веке будет определяться не количеством природных ресурсов, а уровнем самых передовых технологий, который определяется уровнем интеллектуального потенциала.
Актуальность программы.
В Федеральной целевой программе «Развитие дополнительного образования детей в Российской Федерации до 2020 года», а также в Концепции развития дополнительного образования детей в РФ подчёркивается важность разработки инновационных образовательных программ в области научно-технического творчества детей и создания необходимых условий для занятий детей техническими видами деятельности.
Дополнительная общеобразовательная программа «Робототехника» позволяет объединить конструирование и программирование в одном курсе и привить подрастающему поколению интерес к техническому творчеству.
Новизна программы.
Дополнительная общеразвивающая программа «Робототехника» реализуется в рамках федерального инновационного социального проекта «Подросток в техносфере – путь в будущее!».
Новизна программы заключается в занимательной форме знакомства обучающихся с основами робототехники , радиоэлектроники и программирования. Избегая сложных математических формул, на практике, через эксперимент, обучающиеся постигают физику процессов, происходящих в роботах, включая двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры. Эти занятия дают детям представление о роботостроении и IT-технологиях, что является ориентиром в выборе будущей профессии.
Проектный метод является основной формой обучения.
Педагогическая целесообразность
Дополнительная общеразвивающая программа «Робототехника» является целостной и непрерывной в течение всего процесса обучения, и позволяет детям раскрыть способности к техническому творчеству и изобретательству, что позднее поможет успешно самореализоваться. В процессе конструирования и программирования, учащиеся получают дополнительное образование области физики, механики, электроники и информатики.
Преподавание курса предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных роботов. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.
Обучение по данной программе позволяет учащимся:
совместно обучаться в рамках одной команды;
распределять обязанности в своей команде;
проявлять повышенное внимание культуре и этике общения ;
проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;
создавать модели реальных объектов и процессов;
видеть реальный результат своей работы.
Цель:
создание условий для раскрытия способностей к техническому творчеству и развитию инженерного мышления учащихся.
Задачи:
формировать знания и умения в области разработки и редактирования трѐхмерных компьютерных моделей;
развивать логическое, конструкторское и пространственное мышление;
формировать навыки разработки и анализа сложных механизмов;
формировать устойчивую мотивацию к дальнейшему изучению робототехники;
воспитывать аккуратность, самостоятельность, умение работать в коллективе.
Отличительные особенности программы
Реализация программы осуществляется с использованием методических пособий, специально разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического конструирования на основе своих конструкторов. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов LEGO WeDo и Lego Mindstorms EV3 как инструмента для обучения школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению на занятиях по робототехнике. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии.
Содержание программы предусматривает последовательное изучение двух блоков: «Перворобот LEGO WiDo» и «Робот Mindstorms EV3». Каждый блок программы включает упражнения и творческие задания на развитие мышления, внимания, воображения, памяти, речи.
Блок «Перворобот LEGO WiDo» знакомит учащихся с основными терминами и понятиями: среда программирования, интерфейс, датчик, контроллер и др. Происходит обучение работе по инструкции , анализ получившейся модели и дальнейшая творческая самостоятельная её доработка.
Блок «Робот Mindstorms EV3» знакомит учащихся со способами конструирования и программирования более сложных роботов.
Дополнительная общеразвивающая программа научно-технической направленности «Робототехника» рассчитана на 1 год. Возраст обучающихся детей, участвующих в реализации данной дополнительной общеобразовательной программы колеблется от 8 до 15 лет.
Форма и режим занятий. Программа рассчитана на 1 год обучения, 3 часа в неделю, 96 часов в год. Предусмотрены следующие формы работы: проектирование, моделирование, конструирование. Занятия проходят в групповой и индивидуальной форме. Задания подбираются с учётом индивидуальности каждого ученика, что обеспечивает успешность их выполнения.
Методы обучения : диалогический – предполагает объяснение теоретического материала в виде познавательных бесед. Беседы сопровождаются демонстрацией электронных презентаций и действующих моделей роботов; проектный (творческий) – применяется при реализации учащимися собственных творческих проектов.
В процессе реализации программы «Робототехника» предполагаются следующие результаты :
Личностные результаты
критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;
развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
воспитание чувства справедливости, ответственности ;
начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.
принимать учебную задачу, планировать учебную деятельность, осуществлять итоговый и пошаговый контроль реализации поставленной задачи;
адекватно воспринимать оценочные суждения педагога и товарищей;
различать способ и результат действия;
вносить коррективы в действия с учетом сделанных ошибок;
в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
осуществлять поиск информации; использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;
осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков; проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;
устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;
синтезировать, составлять целое из частей , в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;
аргументировать свою точку зрения, выслушивать собеседника и вести диалог, признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками
знать:
правила безопасной работы;
основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
конструктивные особенности различных роботов;
основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.
использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
конструировать различные модели; использовать созданные программы;
применять полученные знания в практической деятельности;
|
№ п/п |
Наименование темы |
Количество часов |
||
|
Общее кол-во часов |
Теория |
Практика |
||
|
1.0 |
Введение в образовательную программу. |
1 |
1 |
0 |
|
Блок «Перворобот LEGO WiDo » |
||||
|
1.1 |
Знакомство с робототехнической деятельностью |
2 |
0 |
2 |
|
1.2 |
Среда программирования LEGO Education |
3 |
1 |
2 |
|
1.3 |
Танцующие птички. Ременная передача |
3 |
1 |
2 |
|
1.4 |
Умная вертушка. Зубчатые колеса. Датчик расстояния |
3 |
1 |
2 |
|
1.5 |
Голодный аллигатор. Датчик расстояния |
3 |
1 |
2 |
|
1.6 |
Обезьянка-барабанщик. Рычаг и кулачковый механизм |
3 |
1 |
2 |
|
1.7 |
Рычащий лев. Датчик наклона |
3 |
1 |
2 |
|
1.8 |
Порхающая птица. Датчик наклона. Датчик расстояния |
3 |
1 |
2 |
|
1.9 |
Вратарь. Зубчатая передача |
3 |
1 |
2 |
|
1.10 |
Ликующие болельщики. Программа с блоком «Экран» |
3 |
1 |
2 |
|
1.11 |
Спасение самолета |
3 |
1 |
2 |
|
1.12 |
Спасение от великана |
3 |
1 |
2 |
|
1.13 |
Непотопляемый парусник |
3 |
1 |
2 |
|
1.14 |
Творческий проект |
6 |
1 |
5 |
|
1.15 |
Защита проектов |
3 |
1 |
2 |
|
Блок «Робот Mindstorms EV 3» |
||||
|
2.1 |
Микрокомпьютер |
3 |
1 |
2 |
|
2.2 |
Динамики |
3 |
1 |
2 |
|
2.3 |
Экран EV3 |
3 |
1 |
2 |
|
2.4 |
Программирование |
6 |
1 |
5 |
|
2.5 |
Датчик касания |
3 |
1 |
2 |
|
2.6 |
Датчик цвета |
3 |
1 |
2 |
|
2.7 |
Датчик ультразвуковой |
3 |
1 |
2 |
|
2.8 |
Датчик гироскопический |
3 |
1 |
2 |
|
2.9 |
Движение вперед, назад, повороты влево, вправо |
3 |
1 |
2 |
|
2.10 |
Ускорение, замедление |
3 |
1 |
2 |
|
2.11 |
Движение по квадрату, по кругу |
3 |
1 |
2 |
|
2.12 |
Движение с препятствием |
6 |
1 |
5 |
|
2.13 |
Соревнования |
6 |
1 |
5 |
|
Итого часов |
96 |
28 |
68 |
|
Содержание программы
1.Вводное (организационное) занятие
Знакомство с правилами поведения кабинете робототехники. Задачи и содержание занятий по робототехнике в текущем году с учётом конкретных условий и интересов учащихся. Расписание занятий, техника безопасности.
Блок «Перворобот LEGO WeDo »
1.1.Знакомство с технической деятельностью и конструктором
Беседа о техническом конструировании и моделировании как о технической деятельности. Общие элементарные сведения о технологическом процессе, рабочих операциях. Просмотр фильмов, журналов и фотографий, где ребята смогут познакомиться с технической деятельности человека. Ученики соберут своего первого робота.
Практическая работа.
Изучение состава конструктора LEGO WeDo, сборка неэлектрифицированной конструкции на свободную тему.
1.2. Среда программирования LEGO Education
Изучение среды программирования LEGO Education. Общие сведения о программных блоках.
1.3. Модель «Танцующие птички»
Ученики соберут роботизированную модель «Танцующие птички». Изучат ременную передачу.
Практическая работа.
Сборка модели «Птички». Написание собственной программы
1.4. Модель «Умная вертушка»
Ученики соберут роботизированную модель «Умная вертушка». Изучат зубчатые колеса. Узнают как применяется датчик расстояния.
Практическая работа.
Сборка модели «Умная вертушка». Написание собственной программы
1.5. Модель «Голодный аллигатор»
Ученики соберут роботизированную модель «Голодный аллигатор». Применение датчика расстояния.
Практическая работа.
Сборка модели «Голодный аллигатора». Написание собственной программы
1.6. Модель «Обезьянка-барабанщик»
Ученики соберут роботизированную модель «Обезьянка-барабанщик». Изучат применение рычага и кулачкового механизма.
Практическая работа.
Сборка модели «Обезьянка-барабанщик». Написание собственной программы
1.7. Модель «Рычащий лев»
Ученики соберут роботизированную модель «Рычащий лев». Изучат применение датчика наклона.
Практическая работа.
Сборка модели «Рычащий лев». Написание собственной программы
1.8. Модель «Порхающая птичка»
Ученики соберут роботизированную модель «Порхающая птичка». Изучат применение датчика наклона и датчика расстояния
Практическая работа.
Сборка модели «Порхающая птичка». Написание собственной программы
1.9. Модель «Вратарь»
Ученики соберут роботизированную модель «Вратарь». Изучат применение зубчатой передачи
Практическая работа.
Сборка модели «Вратарь». Написание собственной программы
1.10. Модель «Ликующие болельщики»
Ученики соберут роботизированную модель «Вратарь». Изучат применение блока «Экран»
Практическая работа.
Сборка модели «Ликующие болельщики». Написание собственной программы
1.11. Модель «Спасение самолета»
Ученики соберут роботизированную модель «Спасениеа». Выполнение дополнительных заданий.
Практическая работа.
Сборка модели «Спасение самолета». Написание собственной программы
1.12. Модель «Спасение от великана»
Ученики соберут роботизированную модель «Спасение от великана». Выполнение дополнительных заданий.
Практическая работа.
Сборка модели «Спасение от великана». Написание собственной программы
1.13. Модель «Непотопляемый парусник»
Ученики соберут роботизированную модель «Непотопляемый парусник». Выполнение дополнительных заданий.
Практическая работа.
Сборка модели «Непотопляемый парусник». Написание собственной программы
1.14.Работа над собственным творческим проектом
Ученики соберут роботизированную модель по собственному проекту. Выполняют программирование.
Практическая работа.
Сборка модели по собственному проекту. Программирование
1.15.Защита творческих проектов
Блок «Робот Mindstorms EV 3»
2.1. Микрокомпьютер
Изучение микрокомпьютера EV3. Назначение портов (моторов и сенсоров), порта USB, динамика, дисплея и кнопок.
Практическая работа.
Подключение EV3 и написание простейших алгоритмических задач.
2.2. Динамики
Что представляет собой динамик, его назначение. Освоение способов и приёмов работы с динамиками микрокомпьютера.
Практическая работа.
2.3. Экран EV3
Для чего нужен экран (дисплей). Изучение экрана EV3.
Практическая работа.
Сборка робота. Написание программы.
2.4. Программирование
Повторение известных алгоритмов.
Практическая работа.
Сборка робота. Написание программы.
2.5. Изучение датчика касания
Назначение датчика касания. Изучение специфических особенностей датчика касания. Получение знаний в программировании датчика касания.
Практическая работа.
Сборка робота. Программирование датчика касания.
2.6. Изучение датчика цвета
Назначение датчика цвета. Изучение специфических особенностей датчика цвета. Получение знаний в программировании датчика цвета.
Практическая работа.
Сборка робота. Программирование датчика цвета.
2.7. Изучение ультразвукового датчика
Назначения ультразвукового датчика. Изучение специфических особенностей ультразвукового датчика. Получение знаний в программировании ультразвукового датчика.
Практическая работа.
Сборка робота. Программирование ультразвукового датчика.
2.8. Изучение гироскопического датчика
Назначение гироскопического датчика. Изучение специфических особенностей гироскопического датчика. Получение знаний в программировании гироскопического датчика.
Практическая работа.
Сборка робота. Программирование гироскопического датчика.
2.9. Движение вперед, назад, повороты влево, вправо
Программирование моторов на движение вперед, назад, на повороты влево, вправо.
Практическая работа.
2.10. Движение с ускорением, с замедлением
Программирование моторов на движение интегрированным с ускорением, - замедлением , на равноускоренное и равнозамедленное движение.
Практическая работа.
Сборка робота. Программирование моторов. Внесение корректировок в работу модели.
2.11. Движение по линии, по квадрату, по кругу
Программирование моторов на движение по линии, по квадрату, по кругу.
Практическая работа.
Сборка робота. Программирование моторов. Внесение корректировок в работу модели.
2.12. Движение с препятствием
Программирование моторов и наблюдение за ними и их показателями, в различных узлах модели при движении с препятствием.
Практическая работа.
Сборка робота. Программирование моторов. Внесение корректировок в работу модели.
2.13. Соревнования
Подготовка моделей к соревнованиям. Тестирование моделей. Доработка. Проведение соревнований.
Список использованных источников и литературы
Дружинин В.Н. Психология общих способностей - СПБ.: Питер, 2002.- 157-209 с.
Концепция развития дополнительного образования детей от 04.09.2014.
Симановский А.Э. Развитие творческого мышления детей. Популярное пособие для родителей и педагогов. /Ярославль: «Академия развития», 2006. –11-27с.
Тамберг Ю.Г. Развитие творческого мышления ребёнка.– СПб.: Речь,2002.–30-75 с.
Овсяницкая Л.Ю., Овсяницкий Д.Н., Овсяницкий А.Д.. Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства. - Челябинск: Мякотин И.В.. - 2014.
Григорьев Д. В., Степанов П. В. « Внеурочная деятельность школьников»- М., Просвещение, 2010
Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). - М.; «ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
LEGO Education WeDo Teacher"s Guide
Управление образования и молодежной политики
Администрации Лысковского муниципального района
Нижегородской области
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя школа №3 г. Лысково Нижегородской области
Дополнительная общеобразовательная
общеразвивающая программа
«Робототехника»
Срок обучения: 1 год.
Возраст обучающихся: с 11 лет.
г. Лысково
2015г.
- Пояснительная записка
Предмет робототехники - это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения.
Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития и самих этих наук. В кибернетике это связано, прежде всего, с интеллектуальным направлением и бионикой как источником новых, заимствованных у живой природы идей, а в механике – с многостепенными механизмами типа манипуляторов.
Робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.
На занятиях робототехники осуществляется работа с образовательными конструкторами серии LEGO Mindstorms. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования RoboLab.
Образовательная программа «Робототехника» - это один из интереснейших способов изучения компьютерных технологий и программирования. Во время занятий обучающиеся научатся проектировать, создавать и программировать роботов. Командная работа над практическими заданиями способствует глубокому изучению составляющих современных роботов, а визуальная программная среда позволит легко и эффективно изучить алгоритмизацию и программирование.
В распоряжение детей будут предоставлены Лего-конструкторы, оснащенные специальным микропроцессором, позволяющим создавать программируемые модели роботов. С его помощью обучаемый может запрограммировать робота на выполнение определенных функций.
Дополнительным преимуществом изучения робототехники является создание команды единомышленников и ее участие в олимпиадах по робототехнике, что значительно усиливает мотивацию ребят к получению знаний.
Направленность данной программы научно-техническая.
Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нано технологии, электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники.
В педагогической целесообразности этой темы не приходится сомневаться, т.к. дети научатся объединять реальный мир с виртуальным. В процессе конструирования и программирования, кроме этого, дети получат дополнительные знания в области физики, механики, электроники и информатики.
Возраст детей, участвующих в реализации данной дополнительной образовательной программы от 11 лет. В коллектив могут быть приняты все желающие, не имеющие противопоказаний по здоровью. Количество обучающихся в объединении – 15 человек (1 группа).
Для реализации программы «Робототехника» необходимо следующее материально-техническое обеспечение:
1. Компьютерный класс – на момент программирования робототехнических средств, программирования контроллеров конструкторов, настройки самих конструкторов, отладки программ, проверки совместной работоспособности программного продукта и модулей конструкторов LEGO.
2. Наборы конструкторов:
LEGO Mindstorm EV3 – 3 шт.;
Программный продукт – по количеству компьютеров в классе;
Поле для проведения соревнования роботов;
Зарядное устройство для конструктора – 3 шт.;
Ящик для хранения конструкторов.
Сроки реализации программы 1 год.
Режим работы, в неделю 1 занятие по 45 минут. Часовая нагрузка 36 часов.
Цель: развитие творческих способностей и формирование раннего профессионального самоопределения подростков и юношества в процессе конструирования и проектирования.
Задачи:
Обучающие:
Дать первоначальные знания по устройству робототехнических устройств;
Научить основным приемам сборки и программирования робототехнических средств;
Сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;
Ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами необходимыми при конструировании робототехнических средств.
Воспитывающие:
Формировать творческое отношение по выполняемой работе;
Воспитывать умение работать в коллективе.
Развивающие:
Развивать творческую инициативу и самостоятельность;
Развивать психофизиологические качества обучающихся: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.
Прогнозируемый результат:
По окончанию курса обучения ребята должны
ЗНАТЬ:
Теоретические основы создания робототехнических устройств;
Элементную базу, при помощи которой собирается устройство;
Порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами;
Порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств;
Правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами.
УМЕТЬ:
Проводить сборку робототехнических средств с применением LEGO конструкторов;
Создавать программы для робототехнических средств при помощи специализированных визуальных конструкторов.
Ожидаемые результаты программы дополнительного образования и способы определения их результативности заключаются в следующем:
Результаты работ учеников будут зафиксированы на фото и видео в момент демонстрации созданных ими роботов из имеющихся в наличии учебных конструкторов по робототехнике;
Несколько моделей роботов примут участие в показательных выступлениях на Творческом отчете.
Основные направления содержания деятельности
Теоретические занятия по изучению робототехники строятся следующим образом:
Заполняется журнал присутствующих на занятиях обучающихся;
Объявляется тема занятий;
Раздаются материалы для самостоятельной работы и повторения;
Теоретический материал педагог дает обучающимся, помимо вербального, классического метода преподавания, при помощи различных современных технологий в образовании (аудио, видео лекции, экранные видео лекции, презентации, интернет, электронные учебники);
Проверка полученных знаний осуществляется при помощи тестирования обучающихся.
Практические занятия проводятся следующим образом:
Педагог показывает конечный результат занятия, т.е. заранее готовит (собирает робота или его часть) практическую работу;
Педагог отдает обучающимся, ранее подготовленные самостоятельно мультимедийные материалы по изучаемой теме, либо показывает где они размещены на его сайте посвященном именно этой теме;
Практические занятия начинаются с правил техники безопасности при работе с различным инструментом и с электричеством и разбора допущенных ошибок во время занятия в обязательном порядке.
Механизм отслеживания результатов
Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы:
Соревнования;
Учебно-исследовательские конференции (например, научно практическая конференция городских учебно-исследовательских работ)
Отчеты обучающихся со своими работами по телевидению;
Отчеты о проделанной работе в местной прессе;
Отзывы преподавателя и родителей на сайте образовательного учреждения дополнительного образования.
- Учебно-тематический план
Тема | Количество часов |
|||
всего | теория | практика |
||
Введение | ||||
Конструирование | ||||
Всего | 10,5 | 25,5 |
||
- Содержание разделов программы
Введение (1 ч.)
Правила поведения и ТБ в кабинете информатики и при работе с конструкторами.
Конструирование (13 ч.)
Правила работы с конструктором Lego.
Основные детали конструктора Lego. Спецификация конструктора.
Сбор непрограммируемых моделей. Знакомство с RCX. Кнопки управления. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы. Параметры мотора и лампочки. Изучение влияния параметров на работу модели. Знакомство с датчиками.
И др..
Поурочное планирование
Тема | Часы |
|||
теория | практика |
|||
| ||||
Правила поведения и техника безопасности при работе с конструкторами | ||||
| ||||
Правила работы с конструктором LEGO. Основные детали. Спецификация | ||||
Знакомство с контроллером. Кнопки управления | ||||
Сборка непрограммируемых моделей | ||||
Знакомство с датчиками. Передача и запуск программы | ||||
Составление простейшей программы по шаблону. Передача и запуск программы | ||||
Параметры мотора. Изучение влияния параметров на работу модели | ||||
Знакомство с датчиками. Датчик касания, датчик освещенности | ||||
Сборка робота «Пятиминутка» | ||||
12-13 | Разработка и сборка собственных моделей | |||
Демонстрация моделей | ||||
| ||||
Визуальные языки программирования. Разделы программы, уровни сложности | ||||
Передача и запуск программы | ||||
Команды Lab View. Окно инструментов. Изображение команд в программе и на схеме | ||||
Знакомство с основными командами | ||||
Составление программы по шаблону | ||||
Сборка модели с использованием мотора | ||||
Составление программы, передача, демонстрация | ||||
22-23 | Линейная и циклическая программа | |||
Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками. Условие, условный переход. | ||||
25-26 | Датчик касания (Знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий) | |||
27-28 | Экскурсия в музей «Кварки» | |||
Выработка и утверждение тем проектов | ||||
30-35 | Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков |
| Мультимедиа презентации; Интернет ресурсы |
|
Конструирование | Беседа Практическая работа |
| Мультимедиа презентации; Интернет ресурсы |
|
Программирование | Беседа Практическая работа Экскурсия |
| Мультимедиа презентации; Интернет ресурсы |
|
Проектная деятельность в группах | Беседа Практическая работа |
| Мультимедиа презентации; Интернет ресурсы |
|
- Литература
Список литературы для педагога
- Конвенция ООН о правах ребёнка.
- Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. N 73-ФЗ "Об образовании в Российской Федерации".
- Борисов В.Г. Кружок радиотехнического конструирования. Пособие для руководителей кружков. - М., Просвещение, 1996
- Быстров Ю.А., Мироненко Н.Г. Электронные цепи и устройства. Учебное пособие для ВУЗов - М., Высшая школа, 1989
- Кублановский Я.С. Тиристорные устройства - М., Радио и связь, 1987
- Ланин Н.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики. Книга для учителей - М., Просвещение, 1985
- Справочник радиолюбителя-конструктора - М., Радио и связь
- Токхейм Г. Цифровая электроника для начинающих, Пер. с анг. - М., Мир, 1992
- Хокинс Г. Цифровая электроника для начинающих, Пер. с англ. - М., Мир, 1992
- Дж. Уитсон. 500 практических схем на ИС, Пер. с англ. – М., Мир, 1992
- Ж. Фодор. Операционные системы, Пер. с франц. – М., Мир, 1989
- Б.Э.Смит. Архитектура и программирование микропроцессора, Пер. с англ. – М., ТОО «Конкорд», 1992
- Е.Юревич. Основы робототехники, 2-издание, Учебное пособие БХВ – Петербург, 2005.
- Кто есть кто в робототехнике. Справочник ДМК-ПРЕСС, Москва, 2005
- М. Предко. Создайте робота своими руками на NXT – микроконтроллере, Пер. с англ.яз., М. ДМК, ПРЕСС 2006.
- РОБОТОТЕХНИКА. Издательство МГТУ.
С.А. Вортников «Информационные устройства робототехнических систем»
Список литературы для обучающихся.
- Сворень Р.А. Электроника шаг за шагом: Практическая энциклопедия юного радиолюбителя. М.: Детская литература, 1986.
- Седов Е.А. Мир электроники. М.: Молодая гвардия, 1990.
- Заворотов Е.А. От идеи до модели.М.: просвещение, 1988.
- Комский Д.М. Электронные автоматы и игры. М.: Энергоиздат, 1981.
- Зеленский В.А. Бытовые электронные автоматы. М.: Радио и связь, 1989.
- Конструкции юных радиолюбителей. М.: Радиосвязь, 1989.
- Перегудов М. «Бок о бок с компьютером». М. Высшая школа, 1987.
- Смирнов Ю.М. Интеллектуализация ЭВМ. М. Высшая школа, 1989.
- Барацков А.П. Кто есть кто в робототехнике.
Благодаря техническому прогрессу с каждым годом количество роботов-помощников для человека становится всё больше.Как Вы думаете что будет через несколько лет?С чем могут столкнуться наши дети?Поэтому очень важно помочь каждому ребёнку раскрыть интерес к программированию и конструированию.Ведь это и есть одна из главных целей робототехнического кружка.
Детское творчество-это то,что помогает ребёнку проявлять себя,экспериментировать и создавать нечто новое.Программа технической направленности по работе с детьми дошкольного возраста"Роботёнок" предлагает педагогам и воспитателям способы увлечь ребёнка робототехникой и в дальнейшем вывести его на соревнования всероссийского масштаба,такие как РобоФест.
Возраст
: 10 - 15 лет.
Предмет
: «Спортивная робототехника», состязание «Траектория».
Тип занятия
: практика.
Оборудование
: наборы конструкторов Lego Mindstorms Education NXT, EV3; ноутбуки/стационарные компьютеры; цветной принтер; учебная доска.
Цели занятия
: научить обучающихся находить и исправлять программные ошибки в работе робота при помощи специальной программной среды.
Состав группы учащихся
: 2 - 6 человек.
Форма работы
: индивидуальная.
Поиск материалов:
Количество Ваших материалов: 0.
Добавьте 1 материал
Свидетельство
о создании электронного портфолио
Добавьте 5 материала
Секретный
подарок
Добавьте 10 материалов
Грамота за
информатизацию образования
Добавьте 12 материалов
Рецензия
на любой материал бесплатно
Добавьте 15 материалов
Видеоуроки
по быстрому созданию эффектных презентаций
Добавьте 17 материалов
Образовательная программа
«Основы робототехники»
Возраст детей: 917 лет
г. Малгобек, 2017
СОДЕРЖАНИЕ
2. Целевое назначение образовательной программы............3
3. Организационно-педагогические условия
образовательного процесса.....................................................6
4. Учебный план........................................................................6
5. Планируемые результаты.....................................................7
6. Показатели образовательных результатов.......................10
7. Учебно-методическое обеспечение....................................10
ПервоРоботом..........................................................................12
LeGo»........................................................................................12
Рабочая программа «LEGO MINDSTORMS EV3»......................22
1. Аналитическое обоснование образовательной программы
прочные основы системного мышления,
Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий
интеграция информатики,
2
математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с
научнотехническим творчеством.
Внедрение технологий образовательной робототехники в учебный
процесс способствует формированию личностных,
регулятивных,
коммуникативных и, без сомнения, познавательных универсальных учебных
действий, являющихся важной составляющей ФГОС.
Занятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают у
ребят интерес к научнотехническому творчеству. Заметно способствуют
целенаправленному выбору профессии инженерной направленности.
Согласно национальной образовательной инициативе «Наша новая
школа» образование должно соответствовать целям опережающего развития,
другими словами, обеспечивать изучение не только достижений прошлого, но
и технологий, которые пригодятся в будущем, ориентироваться как на
знаниевый, так и деятельностный аспекты. Образовательная робототехника в
полной мере реализует эти задачи.
Программируемый робот как новое средство обучения может
улучшить качество образовательного процесса,
повысить интерес
обучающихся к обучению в целом и к отдельным предметам, тесно связанным
с робототехникой.
2. Целевое назначение образовательной программы
Последние годы одновременно с информатизацией общества
лавинообразно расширяется применение микропроцессоров в качестве
ключевых компонентов автономных устройств, взаимодействующих с
окружающим миром без участия человека. Стремительно растущие
коммуникационные возможности таких устройств, равно как и расширение
информационных систем, позволяют говорить об изменении среды обитания
человека.
В связи с активным внедрением новых технологий в жизнь общества
потребность
постоянно увеличивается
высококвалифицированных специалистах. В ряде ВУЗов и техникумов г.
Ижевска и Удмуртской
Республики присутствуют специальности, связанные с робототехникой, но в
большинстве случаев не происходит предварительной ориентации
в
школьников на возможность продолжения учебы в данном направлении.
Многие абитуриенты стремятся попасть на специальности, связанные с
информационными технологиями, не предполагая о всех возможностях этой
области. Между тем, игры в роботы, конструирование и изобретательство
присущи подавляющему большинству современных детей. Таким образом,
появилась возможность и назрела необходимость в непрерывном образовании
в сфере робототехники. Заполнить пробел между детскими увлечениями и
серьезной ВУЗовской подготовкой позволяет изучение робототехники в
школе на основе специальных образовательных конструкторов.
Введение образовательной программы «Основы робототехники» в
нашем лицее неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических
дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.
Применение детьми на практике теоретических знаний, полученных на
математике или физике, ведет к более глубокому пониманию основ,
закрепляет полученные навыки, формируя образование в его наилучшем
смысле. И с другой стороны, игры в роботы и ЛЕГОконструирование, в
которых заблаговременно узнаются основные принципы расчетов простейших
механических систем и алгоритмы их автоматического функционирования
под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей почвой
для последующего освоения сложного теоретического материала на уроках.
Программирование на компьютере (например, виртуальных исполнителей)
при всей его полезности для развития умственных способностей во многом
уступает программированию автономного устройства, действующего в
реальной окружающей среде. Подобно тому, как компьютерные игры
уступают в полезности играм настоящим.
Возможность прикоснуться к неизведанному миру роботов для
современного ребенка является очень мощным стимулом к познанию нового,
преодолению инстинкта потребителя и формированию стремления к
самостоятельному созиданию. При внешней привлекательности поведения,
роботы могут быть содержательно наполнены интересными и непростыми
задачами, которые неизбежно встанут перед юными инженерами. Их решение
сможет привести к развитию уверенности в своих силах и к расширению
горизонтов познания.
Новые принципы решения актуальных задач человечества с помощью
роботов, усвоенные в школьном возрасте (пусть и в игровой форме), ко
времени окончания ВУЗа и начала работы по специальности отзовутся в
принципиально новом подходе к реальным задачам. Занимаясь с детьми
робототехникой, мы подготовим специалистов нового склада, способных к
совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.
В подтверждение сказанного хочется привести слова Д.А.Медведева:
«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои
способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном
мире»
Цель:
Создать условия для мотивации к изучению предметов естественнонаучного
цикла:
информатики (программирование и
автоматизированные системы управления) как единого целого.
математики,
физики,
Задачи:
Образовательные
Использование современных разработок по робототехнике в области
образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности
учащихся
Ознакомление учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых
при создании роботов
Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из
которых будет работающий механизм или робот с автономным
управлением Развивающие
Развитие
мелкой
и изобретательности
моторики, внимательности, аккуратности
Развитие у школьников навыков конструирования и программирования
Развитие креативного мышления и пространственного воображения
учащихся
Организация и участие в играх, конкурсах и состязаниях роботов в
качестве закрепления изучаемого материала и в целях мотивации обучения
Воспитательные
Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию
собственных роботизированных систем
Формирование у учащихся стремления к получению качественного
законченного результата
Формирование навыков проектного мышления, работы в команде
3. Организационнопедагогические условия
образовательного процесса
Учитывая разнообразие оборудования и конструкторов компании
LEGO в данном направлении, можно вовлечь в данную деятельность ребенка
любого возраста от детского сада до выпускника средней школы.
Поэтому данная программа рассчитана на обучающихся 918 лет (311
класс). Данная программа уже начала реализовываться с 1.11.2014 г. для
учащихся 4 классов с курса ЛЕГОконструирования «Построй свою
историю», результатом которого стало создание видеороликов по
произведениям П.И.Чайковского и участия в республиканском конкурсе
«Волшебный мир Чайковского». С 1 сентября 2015 года в лицее
осуществляется переход на ФГОС в 5х классах, то есть реализация данной
программы будет проходить в рамках общеинтеллектуального направления
внеурочной деятельности.
4.
Учебный план
20172018 учебный год
Класс/программа
Построй свою историю
Итого
Класс/программа
ПервоРобот LEGO
WeDo
Итого
5а
1/1
34/34
6а
1/1
34/34
6б
1/1
34/34
20152016 учебный год
5а
1/1
5б
1/1
6а
1/1
6в
1/1
34/34
6б
1/1
7а
1/1
34/34
7г
1/1
Итого
5/5
170/170
Итого
5/5
34/34
34/34
34/34
34/34
34/34
170/170
Класс/
5а
5б
5в
6а
6б
6в
7а
7б
7в
8а
Итого
программа
Построй свою
историю
Итого
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
10/10
34/34 34/34 34/34 34/34 34/34 34/34
34/34
34/34 34/34
34/34
340/340
Класс/программа
LEGO MINDSTORMS
EV3
Итого
6
9
4 часа в рамках дополнительного
7
8
образования (кружок)
136
Итого
4
136
Учебные планы на 20162017, 20172018, 20182019 учебные годы
будут формироваться исходя из результатов реализации данной программы в
20152016 учебном году. Рабочие программы представлены в разделе
«Приложения».
5. Планируемые результаты
Этапы и сроки реализации
программы
4
Построй свою
историю
Класс
201718
201920
202122
202324
202526
3
LEGO MINDSTORMS EV3,
7
доп. образование
LEGO MINDSTORMS EV3,
уроки физики, информатики
10
LEGO
MINDSTORMS EV3 в
рамках элективных
курсов*
* программы находятся на стадии разработки.
5 – 6 классы.
Личностными результатами является формирование следующих
умений:
оценивать жизненные ситуации (поступки, явления, события) с точки
зрения собственных ощущений (явления, события), в предложенных
ситуациях отмечать конкретные поступки, которые можно оценить как
хорошие или плохие;
называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять своѐ отношение
к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей;
самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы.
Метапредметными результатами
является
формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):
Познавательные УУД:
определять, различать и называть детали конструктора,
конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу,
по заданной схеме и самостоятельно строить схему.
ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного.
перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате
совместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их
образы;
Регулятивные УУД:
уметь работать по предложенным инструкциям.
умение излагать мысли в четкой логической последовательности,
отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно
находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью
учителя;
Коммуникативные УУД:
уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке.
уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять
обязанности.
Предметными результатами является формирование следующих
знаний и умений:
простейшие основы механики;
виды конструкций однодетальные и многодетальные, неподвижное
соединение деталей;
технологическую последовательность
изготовления несложных
конструкций;
с помощью учителя
анализировать, планировать
предстоящую
практическую работу, осуществлять контроль качества результатов
собственной практической деятельности;
самостоятельно определять
количество деталей в конструкции моделей; реализовывать творческий
замысел.
7 – 9 классы Личностные
результаты:
формирование ответственного отношения к учению, готовности и
способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе
мотивации к обучению и познанию;
формирование
освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной
формирование коммуникативной компетентности в общении и
сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности;
Метапредметные результаты:
умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и
деятельности;
умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе
альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы
решения учебных и познавательных задач;
умение соотносить свои действия с планируемыми результатами,
результата, определять способы действий в рамках предложенных условий
и требований, корректировать свои действия в соответствии с
изменяющейся ситуацией;
умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные
возможности еѐ решения;
владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и
деятельности;
умение определять понятия, создавать обобщения, … устанавливать
причинноследственные связи,
строить логическое рассуждение,
умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;
умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и
схемы для решения учебных и познавательных задач;
6. Показатели образовательных результатов
Защита итоговых проектов WeDo, видеороликов «Построй свою
историю»;
Участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному
проекту на лицейском уровне;
Участие в
научнопрактических конференциях
(конкурсах
исследовательских работ) различного уровня;
Развитие познавательных умений и навыков учащихся;
Умение ориентироваться в информационном пространстве;
Умение самостоятельно конструировать свои знания;
Умение критически мыслить;
Проверка проектов в среде LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и их защита;
Участие в соревнованиях по образовательной робототехнике различного
уровня.
7. Учебнометодическое обеспечение
1. Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo
модели 2009580) 5 шт.
2. Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »
3. Инструкции по сборке (в электронном виде CD) 4. Книга для учителя (в
электронном виде CD)
5. Моноблоки 5 шт.
6. Интерактивная доска, проектор
7. Конструктор LEGO® «Построй свою историю» 5 шт.
8. Программное обеспечение LEGO «Построй свою историю».
9. Книга для учителя (в электронном виде CD)
10.Цифровой фотоаппарат, вебкамера, планшет.
11.Конструктор Lego Mindstorms EV3 – 2 шт.
12.Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3.
Литература
463 с.
3. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник
проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, 87 с., илл.
4. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений
«ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
5.
«Робототехника для детей и родителей» С.А. Филиппов, Санкт
Петербург «Наука» 2010. 195 с.
6. Интернетресурс: www.legoeducation.com
7. Кружок робототехники,
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc
74.ru/index.php/lego
8. В.А.
Козлова,
Робототехника в образовании
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc74.ru/index.php/20090403083517, Пермь, 2011 г.
Л. Ю. Овсянцкая Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3
9.
Государственное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа
№ 3 г.Малгобек»
Рабочая программа «Робототехника в начальной школе С
ПервоРоботом
LeGo»
на 201718 уч.год
56 классы
(5 час в неделю, всего 170 часа)
Составитель: Картоев А.Д.
г. Малгобек, 2018
Пояснительная записка
Право каждого ребѐнка на получение образования, отвечающего его
потребностям, и переход к интегрированным формам обучения детей, их
включение в систему общего образования обусловливают необходимость
разработки инновационных подходов к обучению с учѐтом индивидуальных
потребностей и возможностей каждого ребѐнка в условиях массового и
специального образования.
Конструктор «Построй свою историю» - это уникальный творческий
обучающий инструмент, который позволяет школьникам освоить навыки
повествования и научиться создавать рассказы в естественных условиях. Он
способствует развитию универсальных учебных действий:
поиск и выделение необходимой информации из различных источников в
разных формах (текст, рисунок, таблица, диаграмма, схема);
сбор информации (извлечение необходимой информации из различных
источников;
дополнение таблиц новыми данными;
обработка
информации
(определение
основной и
второстепенной информации);
передача информации (устным, письменным, цифровым способами);
интерпретация информации (структурировать; переводить сплошной текст
в таблицу, презентовать полученную информацию, в том числе с помощью
ИКТ);
применение и представление информации;
оценка информации (критическая оценка, оценка достоверности);
анализ;
синтез;
сравнение;
классификация по заданным критериям;
установление аналогий;
установление причинноследственных связей;
построение рассуждения;
обобщение;
формулировать собственное мнение и позицию;
задавать вопросы;
строить понятные для партнѐра высказывания; строить монологичное
высказывание;
вести устный и письменный диалог в соответствии с грамматическими и
синтаксическими нормами родного языка;
слушать собеседника;
определять общую цель и пути ее достижения;
осуществлять взаимный контроль;
адекватно оценивать собственное поведение и поведение окружающих;
оказывать в сотрудничестве взаимопомощь;
аргументировать свою позицию и координировать еѐ с позициями
партнѐров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной
деятельности;
прогнозировать возникновение конфликтов при наличии разных точек
зрения;
разрешать конфликты на основе учѐта интересов и позиций всех
участников;
координировать и принимать различные позиции во взаимодействии.
Решение «Построй свою историю» включает учеников в работу с
самого начала, мотивирует их использовать своѐ воображение для разработки
и создания рассказов, персонажей и сюжетных линий.
Рассказывание и создание рассказов с опорой на заданную структуру
- это мощные инструменты, повышающие грамотность и способствующие
тому, чтобы ученики делились своими историями, рассказами и событиями из
повседневной жизни. Выстраивание событий в естественном порядке
способствует пониманию и стимулирует воображение, развивает творческие
способности и помогает ученикам создавать совершенно новые идеи.
Ученики развивают творческое и критическое мышление во время
практических занятий, на которых они работают над созданием алгоритма
событий, сцен, объектов и животных, образов, диалогов, придумывают
увлекательное действие и захватывающие сюжетные линии с заранее
определѐнным началом и концом, установленными временными рамками и
последовательностью событий. Сценарии обучения, которые можно
корректировать согласно уровню подготовки учеников, очень разнообразны и
стимулируют совместную работу учеников и обмен идеями, методами и
опытом.
В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого
ребенка, происходит развитие его творческих способностей. Игровая форма
обучения позволяет организовать оптимальное речевое взаимодействие между
участниками.
Наряду с этим, занятия легоконструированием помогают в подготовке
к восприятию многих понятий, содержащихся в математике, русском языке,
развитие речи, литературном чтении, окружающем мире (фразеологизмы,
синонимы, антонимы, периметр, площадь, народная и авторская сказка,
подготовка животных к зиме и т.д.)
Повышается мотивация к изучению наук, раскрепощает участников
проекта во время выступления и защиты своего проекта. У учащихся,
занимающихся лего конструированием, улучшается память, стимулируется
воображение, а так как работа с мелкими деталями конструктора
положительно влияет на мелкую моторику, то появляются и положительные
сдвиги в улучшении почерка. В ходе представления минипроектов речь
школьников становится более логичной, пополняется словарный запас.
Обучающая среда лего позволяет учащимся формировать и
использовать навыки конкретного познания, строить новые знания на
привычном фундаменте. В то же время новым для учащихся является работа
над минипроектами.
К выполнению проекта готовятся заранее: выбирают тему, ищут
информацию, создают модель (план, алгоритм), конструируют, работают с
программным обеспечением StoryVisualizer,
На
подготовительных (домашних) этапах проекта обращаются за помощью к
родителям.
защищает проект.
Цели и задачи изучаемых предметов тесно переплетаются с целями и
задачами решения «Построй свою историю»:
поэтапное формирование речевой деятельности во всех аспектах;
овладение детьми способами и средствами речевой деятельности,
формирование языковых обобщений,
правильное
использование
их
в
процессе
общения
и
учебной деятельности;
научить определять и понимать концепции разных жанров;
улучшить навыки работы с ИКТ (с цифровыми фотоаппаратами,
планшетом, моноблоком, веб камерой).
В ходе работы с педагогом во внеурочной деятельности школьники
приобретают базовые знания по математике, русскому языку, развитию речи,
литературному чтению, окружающему миру, что в дальнейшем способствует
лучшему усвоению материала в старших классах, знакомятся с методом
проектов, который позволяет учащимся и педагогам осуществить системно
деятельностный подход к обучению. Постоянное обновление материалов
проектов, проведение открытых занятий, мастерклассов обеспечивают
устойчивость воспроизведения полученных результатов.
Формы организации занятий
Основными формами учебного процесса являются:
групповые учебнопрактические и теоретические занятия;
работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);
участие в соревнованиях между группами; комбинированные занятия.
Основные методы обучения:
Устный;
Проблемный;
Частичнопоисковый;
Исследовательский;
Проектный;
Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение
нового материала, практика);
Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая
работа, дискуссия);
Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).
Создание ситуаций творческого поиска; Стимулирование (поощрение).
Формы подведения итога реализации программы
защита итоговых проектов;
участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному
проекту;
участие в школьных и городских научнопрактических конференциях
(конкурсах исследовательских работ).
Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения
программы
Личностными результатами изучения курса является формирование
следующих умений:
определять и высказывать под руководством педагога самые простые
общие для всех людей правила поведения при сотрудничестве (этические
нормы);
формировать целостное восприятие окружающего мира;
развивать мотивацию учебной деятельности и личностного смысла учения;
заинтересованность в приобретении и расширении знаний и способов
действий, творческий подход к выполнению заданий;
формировать умение анализировать свои действия и управлять ими;
формировать установку на здоровый образ жизни, наличие мотивации к
творческому труду, к работе на результат;
учиться сотрудничать с взрослыми и сверстниками.
Метапредметными результатами изучения курса в 5м классе
являются формирование следующих универсальных учебных действий (УУД).
Регулятивные УУД:
Определять и формулировать цель деятельности с помощью учителя;
Проговаривать последовательность действий;
Учиться высказывать своѐ предположение на основе работы с моделями;
Учиться работать по предложенному учителем плану;
Учиться отличать верно выполненное задание от неверного;
Учиться совместно с учителем и другими учениками давать
эмоциональную оценку деятельности товарищей. Познавательные УУД:
Ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже
известного с помощью учителя;
Добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя свой
жизненный опыт и информацию, полученную от учителя;
Перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате
совместной работы группы;
Преобразовывать информацию из одной формы в другую: составлять
модели по предметной картинке или по памяти. Коммуникативные УУД:
Донести свою позицию до других: оформлять свою мысль в устной и
письменной речи (на уровне одного предложения или небольшого текста);
Слушать и понимать речь других;
Совместно договариваться о правилах общения и поведения в школе и
следовать им;
Учиться выполнять различные роли в группе (лидера, исполнителя,
критика).
Предметными результатами изучения курса в 5м классе являются
формирование следующих умений:
описывать признаки предметов и узнавать предметы по их признакам;
выделять существенные признаки предметов;
сравнивать между собой предметы, явления;
обобщать, делать несложные выводы;
классифицировать явления, предметы;
определять последовательность событий;
давать определения тем или иным понятиям;
определять отношения между предметами типа «род» «вид»;
осуществлять поисковоаналитическую деятельность для практического
решения прикладных задач с использованием знаний, полученных при
изучении учебных предметов;
формировать первоначальный опыт практической преобразовательной
деятельности.
Ожидаемые результаты:
Развить познавательные умения и навыки учащихся;
Уметь ориентироваться в информационном пространстве;
Уметь самостоятельно конструировать свои знания; Уметь критически
мыслить; Участие в лего конкурсах.
Календарнотематическое планирование 5 класс
Название темы занятия
Колво
часов
3
3
9
6
9
6
9
12
9
9
6
9
12
Вращай и строй
Выбери настроение
Какой прекрасный опыт
Спасите дерево
Извержение вулкана в Малиновке
Подарок старика
Лесной остров
Зимний мир чудес
У костра
Суперстадион
Невероятные новости
Классный цирк
Стеснительный Андрей катается на
скейте в парке
са
102 ча
6 класс
Название темы занятия
Сбежавший котѐнок
«Липкие» ситуации
Тип задания
Первые шаги
Первые шаги
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Построение и
рассказывание
историй
Колво
часов
6
6
Тип задания
Повседневное
повествование
Построение и
рассказывание
историй
20
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
4
5
6
7
8
9
10
Одинокий робот Заклѐпка
Мечта Антона
Мечта Антона
Очень секретная карта
Выбери меня, выбери меня
Моѐ маленькое стихотворение
Страшилка
Давняя легенда
Итого
68 часа
8
6
6
8
8
6
8
6
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Пересказ анализ
рассказов
Пересказ анализ
рассказов
Пересказ анализ
рассказов
Методическое обеспечение программы
1. Конструктор LEGO® «Построй свою историю» 5 шт.
2. Программное обеспечение LEGO «Построй свою историю». 3.
Книга для учителя (в электронном виде CD)
4. Моноблоки 5 шт.
5. Цифровой фотоаппарат, вебкамера, планшет.
Список литературы
1. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
2. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. –
463 с.
3. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений
и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). - М.;
«ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
4. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов, СанктПетербург
«Наука» 2010. 195 с.
5. Интернетресурс: www.legoeducation.com
Рабочая программа «LEGO MINDSTORMS EV3»
на 201516 уч. год
22
79 классы
(4 часа в неделю, всего 136 часов)
Пояснительная записка
Рабочая программа и составленное тематическое планирование
рассчитано на 4 часа в неделю, всего 136 часов. Для реализации программы в
23
кабинете имеются наборы конструктора LEGO MINDSTORMS EV3, базовые
детали,
используется
необходимое методическое обеспечение.
видео оборудование,
компьютеры,
принтер,
Данная программа предполагает обучение решению задач
конструкторского характера, а также обучение программированию,
моделированию при использовании конструктора LEGO EV3 и программного
обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU.
Программа применяется во внеурочное время для учащихся 69 классов
Использование конструктора LEGO EV3 позволяет создать уникальную
образовательную среду, которая способствует развитию инженерного,
конструкторского мышления. В процессе работы с LEGO EV3 ученики
приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по
конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в
команде способствует формированию умения взаимодействовать с
соучениками,
критически оценивать,
отстаивать свои идеи. При дальнейшем освоении LEGO EV3 становиться
возможным выполнение серьезных проектов, развитие самостоятельного
технического творчества.
формулировать,
анализировать,
Цели и задачи изучения курса
Цель курса – способствовать формированию личностных и
метапредметных результатов (из текста ФК ФГОС ООО):
Личностные результаты:
1. формирование ответственного отношения к учению, готовности и
способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на
основе мотивации к обучению и познанию;
2. формирование
целостного мировоззрения, соответствующего
современному уровню развития науки;
3. освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной
жизни в группах и сообществах;
4. формирование коммуникативной компетентности в общении и
сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной
деятельности;
Метапредметные результаты:
1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и
формулировать для себя новые задачи в учѐбе и познавательной
деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной
деятельности;
2. умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том
числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные
способы решения учебных и познавательных задач;
3. умение соотносить свои действия с планируемыми результатами,
осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения
результата, определять способы действий в рамках предложенных
условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с
изменяющейся ситуацией;
4. умение оценивать правильность выполнения учебной задачи,
собственные возможности еѐ решения;
5. владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и
осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной
деятельности;
6. умение определять понятия, создавать обобщения, … устанавливать
причинноследственные связи, строить логическое рассуждение,
умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать
выводы;
7. умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы,
модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
Основные задачи данной рабочей программы:
1. Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать
формировать творческую личность ребенка.
2. Способствовать развитию интереса к технике, конструированию,
программированию, высоким технологиям.
3. Способствовать развитию конструкторских,
инженерных
и
вычислительных навыков.
4. Развивать мелкую моторику.
5. Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно
решать технические задачи в процессе конструирования моделей.
Особенности организации учебного процесса по курсу
Программа предусматривает использование следующих методик:
1.
Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание
учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров,
моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения
демонстрируемых материалов);
2. Метод проектов (при усвоении и творческом применении
навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)
3.
по
систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.)
Систематизирующий (беседа
теме, составление
4.
Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний,
навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических
заданий)
5.
(используется при совместной сборке
Групповая работа
моделей, а также при разработке проектов)
Требования к уровню подготовки учащихся
Ученик должен знать:
правила безопасной работы;
основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
конструктивные особенности различных моделей, сооружений и
механизмов;
компьютерную среду, включающую в себя графический язык
программирования;
виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; основные
приемы конструирования роботов;
конструктивные особенности различных роботов;
как передавать программы в EV3;
как использовать созданные программы; Уметь:
работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете
(изучать и обрабатывать информацию);
самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования
роботов (планирование предстоящих действий,
самоконтроль,
применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с
использованием специальных элементов и т.д.);
создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;
передавать (загружать) программы в EV3;
корректировать
программы при необходимости;
демонстрировать технические возможности роботов.
№ раздела Название раздела
Часов в разделе
Учебнотематический план
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Введение
Программные структуры.
Работа с датчиками.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
Работа с данными.
Создание подпрограмм.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
Заключительный урок
2
4
24
8
8
8
20
4
22
8
26
2
Всего часов по программе 136
Содержание программы учебного курса
1. Введение
Обучающимся предлагается познакомиться с основной деятельностью
в рамках образовательной программы, интерактивным конструктором
Mindstorms EV3, средой программирования Mindstorms EV3. Проводится
инструктаж по ТБ, правилам поведения обучающихся. С воспитанникам
проводится беседа на выявление уровня подготовленности в контексте
тематики образовательной программы. 2. Программные структуры.
Обучающиеся знакомятся с понятием цикл, цикл с постусловием.
Знакомят со структурой «Переключатель», сохранять программы на
компьютере и загружать в робота. 3. Работа с датчиками.
Обучающиеся на практике учатся использовать датчики касания, цвета,
гироскоп, ультразвука, инфракрасный, определения угла и количества
оборотов и мощности для управления роботом, сбора данных.
4. Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка к соревнованиям «Сумо»: ознакомление с правилами
соревнований 5. Работа с подсветкой, экраном и звуком.
Обучающиеся знакомятся с роботамисимуляторами их видами и
сферой применения, алгоритмом и свойствами алгоритмов, системой команд
исполнителя. Повторяют приемы автоматического управления роботом,
программирование действий в зависимости от времени, уровня освещенности.
6. Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка
к
соревнованиям «Кегельринг»:
ознакомление
с правилами соревнований и требованиями к роботам. Участие в школьном
этапе соревнований
7. Работа с данными.
Обучающиеся знакомятся с типами данных. Проводники. Переменные
и константы. Математические операции с данными. Другие работы с данными.
Логические операции с данными. 8. Создание подпрограмм.
Обучающиеся повторяют приемы оптимизации при составлении
программ. Закрепляют навыки по использованию программной среды.
Проводится установление связи, датчики органы чувств робота. 9.
Программирование движения по линии.
Обучающимся предлагается научится калибровать датчики.
Составляется алгоритм движения по линии «Зигзаг» (дискретная система
управления), алгоритм «Волна». Поиск и подсчет перекрестков. Проезд
инверсии.
10.Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка к соревнованиям «Траектория
»: ознакомление с правилами
соревнований и требованиями к роботам. Участие в школьном этапе
соревнований
2. Защита проектов;
3.
Участие в соревнованиях.
Календарнотематическое планирование
Тема
Количество
часов
Дата
2 ч
1
1
4 ч
2
2
24 ч
4
4
4
29
№
урока
Введение
Характеристика робота. Создание первого проекта.
Моторы. Программирование движений различным
траекториям.
Программные структуры.
Цикл с постусловием.
Структура «Переключатель».
Работа с датчиками.
710
Датчик касания.
1114
1518
Датчик цвета.
Датчик гироскоп.
1922
2326
27 30
Датчик ультразвука.
Инфракрасный датчик.
Датчик определения угла\количества оборотов и
мощности мотора.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
3134
Подготовка к соревнованиям « Сумо» .
3538 Школьный этап соревнований «Сумо»
Работа с подсветкой, экраном и звуком.
3942
Работа с экраном.
4344
4546
Работа с подсветкой кнопок на блоке EV3.
Работа со звуком.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
4750
Подготовка к соревнованиям «Кегельринг» .
5154 Школьный этап соревнований «Кегельринг»
5558
5962
Работа с данными.
Типы данных. Проводники.
Переменные и константы.
6366 Математические операции с данными.
6770
7174
Другие работы с данными.
Логические операции с данными.
7578
Создание подпрограмм.
7982
8386
8790
9194
Программирование движения по линии.
Калибровка датчиков.
Алгоритм движения по линии «Зигзаг» (дискретная
система управления).
Алгоритм « Волна».
Поиск и подсчет перекрестков.
95100 Проезд инверсии.
4
4
4
8 ч
4
4
8 ч
4
2
2
8 ч
4
4
20 ч
4
4
4
4
4
4 ч
22 ч
4
4
4
4
6
Основные виды соревнований и элементы заданий.
101104 Подготовка к соревнованиям «Траектория
»
105108 Школьный этап соревнований «Траектория
»
Проектная деятельность в группах
109116 Выработка и утверждение тем проектов
117130 Конструирование модели, ее программирование
группой разработчиков
131132 Презентация моделей
133134 Выставка
135136 Заключительный урок
8 ч
4
4
26 ч
8
14
2
2
2 ч
Литература:
1. Кружок
робототехники,
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc
74.ru/index.php/lego
2. В.А.
Козлова,
Робототехника в образовании [электронный
ресурс]//http://lego.rkc74.ru/index.php/20090403083517, Пермь, 2011
г.
3. Л. Ю. Овсянцкая Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3
в среде EV3Челябинск: ИП Мякотин И.В. , 2014204 с.
31