МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 18 ПОСЕЛКА ПАРКОВОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТИХОРЕЦКИЙ РАЙОН ИМЕНИ

ГЕРОЯ СОВЕТСКОГО СОЮЗА ПАВЛА ФЕДОТОВИЧА  ГОЛОВКО

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

ТЕХНИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ

 «Лего – конструирование»

Уровень программы: ознакомительный

Срок реализации программы: 1 год (34 часа)

Возрастная категория: от 8-10 лет

Вид программы: модифицированная

Разработчик программы:

учитель начальных классов Черницына О.А.

пос.Парковый, 2021г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Современные технологии стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Сегодня робототехника приобретает все большую значимость и актуальность, становится одним из наиболее востребованных и перспективных направлений, как в научно-производственной сфере, так и в сфере образования. Современное образование принимает активное участие в реализации концепции формирования инженерно-технических кадров. На начальном этапе – это поддержка научно-технического творчества обучающихся, использование достижений в области робототехники, направление познавательных интересов детей в увлекательный мир роботов, предоставление возможности информационных технологий на основе использования конструктора LEGO. Простота построения модели в сочетании с большими конструктивными возможностями LEGO позволяет обучающимся изучить принципы работы простых механизмов, научиться работать руками, развивает элементарное конструкторское мышление, фантазию, необходимые в дальнейшей жизни навыки.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа

«Робототехника» (далее – Программа) технической направленности ознакомительного уровня является начальной частью курса робототехники. Программа дает начальные представления о технических устройствах, современных разработках в робототехнике, о конструкциях управляемых роботов. В ходе ее освоения обучающиеся приобретают важные навыки творческой и исследовательской работы; встречаются с ключевыми понятиями информатики, прикладной математики, физики, знакомятся с процессами исследования, планирования и решения возникающих задач; получают навыки пошагового решения проблем, выработки и проверки гипотез, анализа неожиданных результатов.

      Актуальность обусловлена стремительным развитием нанотехнологий, электроники, механики и программирования, что создает благоприятные условия для быстрого внедрения компьютерных технологий и робототехники в повседневную жизнь. В ходе реализации Программы используются знания обучающихся из множества учебных дисциплин. На занятиях предполагается использование образовательных конструкторов LEGO WeDo, позволяющих заниматься с обучающимися конструированием, программированием, моделированием 4 физических процессов и явлений. Знакомство обучающихся с робототехникой способствует развитию их аналитических способностей и личных качеств, формирует умение сотрудничать, работать в коллективе.

      Новизна Программы заключается в том, что знакомство обучающихся с основами робототехники происходит в занимательной форме. Кроме того, Программа полностью построена с упором на практику, т. е. сборку моделей на каждом занятии.

     Педагогическая целесообразность Программы заключается в том, что занятия робототехникой дают необычайно сильный толчок к развитию обучающихся, формированию интеллекта, наблюдательности, умения анализировать, рассуждать, доказывать, проявлять творческий подход в решении поставленной задачи.

     Отличительная особенность Программы состоит в том, что она является мощным образовательным инструментом, позволяющим дать обучающимся навыки по проектированию, созданию и программированию роботов.

      Программа помогает раскрыть творческий потенциал обучающихся, формирует необходимую теоретическую и практическую основу их дальнейшего участия в техническом творчестве, выборе будущей профессии, в определении жизненного пути.

Адресат программы.

Возраст учащихся, участвующих в реализации данной рабочей программы, от 9 до 10 лет. В объединении могут заниматься учащиеся, не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья.

Группы учащихся одновозрастные. Наполняемость групп – 15 человек.

Набор в объединение производится по желанию учащихся и их родителей.

Программа предназначена для учащихся с различными психофизическими возможностями здоровья.

Уровень программы, объем и сроки реализации программы.

Программа «Лего – конструирование» реализуется на ознакомительном уровне, рассчитана на 1 год обучения.

Формы обучения.

Форма обучения программы «Лего – конструирование» - очная.  Программа включает в себя теоретические и практические занятия. Форма занятий – групповая, индивидуальная.

Режим занятий.

1 раз в неделю по 1 учебному часу, всего 34 часа в год.

Особенности организации образовательного процесса.

Состав группы постоянный.  Групповая очная работа в учебном помещении. Для более глубокой проработки полученных навыков и умений существенный объём часов посвящен самостоятельной работе дома, индивидуальным консультациям и беседам.

Цель Программы – сформировать интерес к техническим видам творчества, развить конструктивное модульное логическое мышление обучающихся средствами робототехники.

Реализация поставленной цели предусматривает решение ряда задач.

Задачи Программы

Обучающие:

• ознакомить с историей развития робототехники;
• сформировать представление об основах робототехники;
• ознакомить с основами конструирования и программирования;
• сформировать умения и навыки конструирования;
• обучить программированию в компьютерной среде моделирования LEGO WeDo; ознакомить        с        базовыми        знаниями        в        области        механики        и электротехники;
• сформировать        практические        навыки        самостоятельного        решения технических задач в процессе конструирования моделей;
• сформировать навыки поиска информации, работы с технической литературой и интернет ресурсами.

Развивающие:

• развить интерес к технике, конструированию, программированию;
• развить навыки инженерного мышления, умение самостоятельно конструировать робототехнические устройства;
• развить навыки самостоятельного и творческого подхода к решению задач с помощью робототехники;
• развить логическое и творческое мышление обучающихся;
• развить творческие способности обучающихся, их потребность в самореализации;
• развить интеллектуальные и практические умения, самостоятельно приобретать и применять на практике полученные знания.

Воспитательные:

• содействовать воспитанию устойчивого интереса к изучению робототехники, техническому творчеству;
• содействовать        воспитанию        личностных        качеств: целеустремленности, настойчивости, самостоятельности, чувства коллективизма и взаимной поддержки;
• формировать потребность в творческой деятельности, стремление к самовыражению через техническое творчество;
• содействовать воспитанию интереса к техническим профессиям.

Учебный план

Содержание учебного (тематического) плана

Раздел 1. Введение в робототехнику

Тема 1.1. Вводное занятие. Техника безопасности и правила поведения.

Теория. Применение роботов в современном мире. Что такое робот? Виды современных роботов. Идея создания роботов. История робототехники. Соревнования роботов. Правила поведения обучающихся в компьютерном классе, соблюдение мер противопожарной безопасности. Правила работы с наборами Lego Education WeDo и его комплектующими.

Тема 1.2Сборка и программирование

Теория. Понятия «Робот», «Модель», «Программа». Основные приемы работы в программном обеспечении (далее – ПО) Lego Education WeDo. Блоки рабочей палитры.

Практика. Знакомство с конструктором Lego Education WeDo и его комплектующими деталями. Выполнение теста.

Раздел 2. Первые шаги

  Тема 2.1. Мотор и ось. Передача

  Теория. Понятие «Мотор». Функции мотора. Направление вращения мотора (по часовой стрелке или против часовой) и его мощность. Понятия «Зубчатое колесо», «Передача». Функции зубчатых колес. Применение.

Практика. Выполнение практического задания. Сбор модели «Мотор и ось». Создание        первой        программы        вращения        мотора.        Сбор        модели

«Вентилятор» и создание программ для работы модели. Выполнение практического        задания. Сбор        модели «Передачи». Создание для работы модели.

 Тема 2.2. Холостая передача

Теория. Понятие «Холостое зубчатое колесо». Функции промежуточного зубчатого колеса. Особенности вращения зубчатых колес. Применение.

Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели

«Холостая передача». Создание программ для работы модели.

   Тема 2.3. Понижающая и повышающая передача

Теория. Понятия «Ведущее зубчатое колесо» и «Ведомое зубчатое колесо». Влияние размера колеса на скорость вращения. Применение.

Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    моделей

«Понижающая передача» и «Повышающая передача». Создание программ для работы моделей.

  Тема 2.4. Датчик наклона

Теория. Принцип работы датчика наклона. Назначение. Применение.

Практика. Выполнение практического задания. Создание программ для работы с датчиком наклона.

  Тема 2.5. Ременная передача. Шкив

Теория. Понятие «Ременная передача». Понятия «шкив» и «ремень».

Назначение. Применение.

Практика. Выполнение практического задания. Сбор модели «Шкивы и ремни». Создание программ для работы модели.

Раздел 3. Моделирование и конструирование.

Комплекты заданий раздела «Забавные механизмы»

   Тема 3.1. Модель «Танцующие птицы», «Умная вертушка»

Теория. Знакомство с моделью «Танцующие птицы». Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в модели. Анализ влияния смены ремня на направление и скорость движения модели. Знакомство с моделью «Умная вертушка». Изучение зубчатой передачи и установление взаимосвязи между параметрами зубчатого колеса и продолжительностью вращения волчка.

Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели

«Танцующие птицы». Создание программы для работы модели. Рефлексия. Выполнение практического задания. Сбор модели «Умная вертушка». Создание программы для работы модели. Рефлексия.

  Тема 3.2. Модель «Обезьяна-барабанщица»

Теория. Знакомство с моделью «Обезьяна-барабанщица». Изучение рычажного механизма и влияние конфигурации кулачкового механизма на ритм барабанной дроби.

   Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели

«Обезьяна-барабанщица». Создание программы для работы модели. Рефлексия. Изготовление барабанов из разных материалов.

Раздел 4. Моделирование и конструирование.

Комплекты заданий раздела «Звери»

   Тема 4.1. Модель «Голодный аллигатор»

Теория. Знакомство с моделью «Голодный аллигатор». Изучение систем шкивов, ремней и механизма замедления, работающих в модели.

  Практика.        Выполнение        практического        задания.        Сбор        модели

«Голодный аллигатор». Создание программы для работы модели. Рефлексия.

  Тема 4.2. Модель «Рычащий лев»

Теория. Знакомство с моделью «Рычащий лев». Ознакомление с работой коронного зубчатого колеса в этой модели.

Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели

«Рычащий лев». Создание программы для работы модели. Рефлексия.

  Тема 4.3.Модель «Порхающая птица»

Теория. Знакомство с моделью «Порхающая птица». Изучение рычажного механизма, работающего в данной модели.

Практика. Открытое занятие. Выполнение практического задания. Сбор модели «Порхающая птица». Создание программы для работы модели. Рефлексия.

Раздел 5. Моделирование и конструирование.

Комплекты заданий раздела «Футбол»

  Тема 5.1. Модель «Нападающий», «Вратарь»

Теория. Знакомство с моделью «Нападающий». Изучение системы рычагов, работающих в модели. Предварительная оценка и измерение дальности удара в сантиметрах.

 Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели

«Нападающий». Создание программы для работы модели. Изготовление мишени, соревнование моделей. Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели «Вратарь». Создание программы для работы модели. Рефлексия. Соревнование ранее созданных моделей.

   Тема 5.2. Модель «Ликующие болельщики»

Теория. Знакомство с моделью «Ликующие болельщики». Изучение кулачкового механизма, работающего в модели.

Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели

«Ликующие болельщики». Создание программы для работы модели. Рефлексия. Создание макета «Футбольный матч».

Раздел 6. Моделирование и конструирование.      Комплект заданий раздела «Приключения»

   Тема 6.1. Модель «Спасение самолета», «Спасение от великана» Теория.        Знакомство        с        моделью        «Спасение        самолета».        Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в модели.

Практика. Выполнение практического задания. Сбор модели

«Спасение самолета». Создание программы для работы модели.  Рефлексия. Выполнение практического        задания. Сбор        модели «Спасение от великана». Создание программы для работы модели. Рефлексия.

   Тема 6.2. Модель «Непотопляемый парусник»

Теория. Знакомство с моделью «Непотопляемый парусник». Изучение зубчатых колёс и понижающей зубчатой передачи, работающих в данной модели.

Практика.   Выполнение    практического    задания.    Сбор    модели

«Непотопляемый парусник». Создание программы для работы модели.

Раздел 7. Создание индивидуальных творческих проектов

Тема 7.1. Разработка и создание собственной модели из конструктора LEGO Education WeDo

Теория. Выбор темы и подготовка плана реализации собственного творческого проекта Создание эскиза собственной модели. Обсуждение эскиза. Измерения, расчеты, оценка возможностей модели.

Практика. Выполнение зачетной работы. Конструирование (сборка) и программирование собственных механизмов и моделей с помощью набора Lego Education WeDo, составление технологической карты и технического паспорта модели.

   Тема 7.2. Выставка работ обучающихся

Практика. Оформление выставки авторских работ. Презентация и демонстрация моделей, выполненных обучающимися.

Раздел 8. Итоговое занятие. Мини-соревнования

Практика. Итоговый контроль. Участие в мини-соревнованиях по сборке и программированию моделей Lego Education WeDo.

Планируемые результаты:

По итогам обучения, обучающиеся будут знать:

• правила        безопасной        работы        на        занятии        с        образовательной      

робототехникой;

• понятия рычаг, шкив, зубчатое колесо, передача, сила трения;
• способы передачи движения;
• способы преобразования энергии;
• механизмов; принципы работы и использования датчиков, входящих  

в конструктор Lego WeDo;

• определение алгоритма;
• этапы решения задач на компьютере;
• основы конструирования и программирования в компьютерной  

среде моделирования Lego WeDo.

По итогам обучения, обучающиеся будут уметь:

• собирать конкретные модели, пользуясь инструкцией;
• самостоятельно        решать        технические        задачи        в        процессе

конструирования моделей;

• создавать и испытывать действующие модели;
• программировать действия модели;
• использовать        простые        переменные        для        счетных        операций        и

случайные числа в диапазоне от 1 до 10;

• модифицировать        модели        путём        изменения        конструкции        или

создания обратной связи при помощи датчиков;

• формулировать        проблему        и        выстраивать        схемы        решения        этой

проблемы.

Календарный учебный план

Условия реализации программы.

Характеристика помещения, используемого для реализации программы «Лего – конструирование », соответствует СанПиН 2.4.4.3172-14

"Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей"" и СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы".

Перечень оборудования, инструментов и материалов:

               -  мультимедийный проектор ;

               - интерактивная доска ;

               - принтер (черно/белой печати, формата А4);

               - конструктор 9580. Базовый набор Lego Education WeDo.

Список использованной литературы:

1. Бедфорд А. Lego. Секретная инструкция. – Москва: Эком Паблишерз, 2013.
2. ВалкЛ. Большая книга Lego Mindstorms EV3. – Москва: Издательство Э, 2017.
3. Валуев А. Конструируем роботов на Lego Mindstorms Eduction EV3. Который час? – Москва: Лаборатория знаний, 2017.
4. Валуев А. Конструируем роботов на Lego Mindstorms Eduction EV3. Робот-шпион. – Москва: Лаборатория знаний, 2018.
5. Валуев А. Конструируем роботов на Lego Mindstorms Eduction EV3.Робочист спешит на помощь. – Москва: Лаборатория знаний, 2018.
6. Ванюшин М. Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только… – Москва: Наука и техника, 2017.
7. Жимарши Ф. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях. – Санкт-Петербург: НТ Пресс, 2007