Ничков Н.В., Ничкова Т.А. Проект «Мой первый робот»
методическая разработка по теме
Предлагаемый проект, основывается на реализации авторской программы «Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике», апробируемой на базе Панаевской школы-интерната.
Использование конструктора LEGO NXT во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия LEGO как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования, а именно для первоначального знакомства с этим непростым разделом информатики вследствие адаптированности для детей среды программирования NXT 2.0, и её графического интерфейса. Разнообразие конструкторов LEGO позволяет заниматься с учащимися разного возраста и по разным направлениям (конструирование, программирование, моделирование физических процессов и явлений). Дети с удовольствием посещают занятия, участвуют и побеждают в различных конкурсах. LEGO-конструирование – это современное средство обучения детей.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
proekt_moy_pervyy_robot.doc | 304 КБ |
Предварительный просмотр:
Ямало-Ненецкий автономный округ
Муниципальное образование Ямальский район
Муниципальное казённое учреждение
общеобразовательная школа-интернат
«Панаевская школа-интернат среднего (полного) общего образования»
Районный конкурс молодых педагогов
«Моя педагогическая инициатива»
Номинация:
«Проекты по организации системы научно-технической
деятельности обучающихся»
Проект «Мой первый робот»
Авторский коллектив: | Ничкова Татьяна Анатольевна, заместитель директора по МР, учитель русского языка и литературы Ничков Николай Викторович, учитель технологии, ПДО |
Наименование ОУ | Муниципальное казённое учреждение общеобразовательная школа-интернат «Панаевская школа-интернат среднего (полного) общего образования |
Ф.И.О. руководителя ОУ Контактный телефон авторов проекта | Дубникова Елена Васильевна Телефон:89088631590 e-mail: ta.nichkova@mail.ru |
Предлагаемый проект, основывается на реализации авторской программы «Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике», апробируемой на базе Панаевской школы-интерната.
Внеурочная деятельность учащихся общеобразовательных учреждений объединяет все виды деятельности школьников (кроме учебной деятельности), в которых возможно и целесообразно решение задач их воспитания и социализации. В Базисном учебном плане общеобразовательных учреждений Российской Федерации в числе основных направлений внеурочной деятельности выделено общеинтеллектуальное направление.
Использование конструктора LEGO NXT Mindstorms 9797 во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия LEGO как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования, а именно для первоначального знакомства с этим непростым разделом информатики вследствие адаптированности для детей среды программирования NXT 2.0 Programming, и её графического интерфейса. Разнообразие конструкторов LEGO позволяет заниматься с учащимися разного возраста и по разным направлениям (конструирование, программирование, моделирование физических процессов и явлений). Дети с удовольствием посещают занятия, участвуют и побеждают в различных конкурсах. LEGO-конструирование – это современное средство обучения детей.
Кружковые объединения типа «Робототехника», предлагающие различные виды творческой и технической деятельности, помогают ребятам включиться в социальную практику, способствуют формированию преобразующего мышления.
Проект педагогически целесообразен, так как способствует более разностороннему раскрытию индивидуальных способностей ребенка, которые не всегда удаётся рассмотреть на уроке, развитию у детей интереса к техническому творчеству, желанию активно участвовать в продуктивной, одобряемой обществом деятельности, умению самостоятельно организовать своё свободное время.
Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий - информационных. Образование ожидает от информационных технологий скачка в качестве получаемых знаний. Процесс информатизации требует от школы соответствующей реакции. Таковой явилось появление предмета информатики. Должна ли система образования внести и другие коррективы? Сейчас актуальна проблема использования компьютерных технологий в различных учебных дисциплинах. В контексте современного развития это вполне естественный процесс.
В связи с этим возникает потребность в создании дополнительных образовательных программ технического творчества.
Внеурочная деятельность направлена на развитие воспитательных результатов:
• приобретение обучающимися социального опыта;
• формирование положительного отношения к базовым общественным ценностям;
• приобретение школьниками опыта самостоятельного общественного действия. Актуальность и практическая значимость данного проекта обусловливается также и тем, что полученные на занятиях кружка знания становятся для ребят необходимой теоретической и практической основой их дальнейшего участия в техническом творчестве, выборе будущей профессии, в определении жизненного пути.
Содержание проекта построено таким образом, что воспитанники кружка под руководством педагога смогут не только создавать роботов посредством конструктора LEGO NXT Mindstorms 9797, следуя предлагаемым пошаговым инструкциям, но и, проводя эксперименты, узнавать новое об окружающем их мире. Полученное знание служит при этом и доказательством истинности (или ложности) выдвинутых юными экспериментаторами тех или иных теоретических предположений, поскольку именно в ходе творчества они подтверждаются или опровергаются практикой. Отличительной особенностью данной программы является то, что она построена на обучении в процессе практики.
Новизна программы заключается занимательной форме знакомства обучающегося с основами робототехники, радиоэлектроники и программирования микроконтроллеров для роботов шаг за шагом, практически с нуля. Избегая сложных математических формул, на практике, через эксперимент, обучающиеся постигают физику процессов, происходящих в роботах, включая двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры NXT.
Идея проекта в формировании посредством внеурочной деятельности по направлению «Общеинтеллектуальное» личности, обогащенной научными понятиями и законами, с собственным мировоззрением, ценящей процесс познания, способной на разработку и реализацию учебных проектов.
Проект «Мой первый робот» использует метапредметный и системно-деятельностный подходы в обучении.
Овладение предложенным материалом данного проекта позволит обучающимся постепенно достичь третьего уровня результатов - получение школьником опыта самостоятельного социального действия. Для достижения данного уровня результатов особое значение имеет взаимодействие школьника с социальными субъектами за пределами школы, в открытой общественной среде.
Цель проекта: создать условия посредством занятий внеурочной деятельностью по направлению «Общеинтеллектуальное» для формирования личности, обогащенной научными понятиями и законами, с собственным мировоззрением, ценящей процесс познания, способной на разработку и реализацию учебных проектов.
Цели:
1. Организация занятости школьников во внеурочное время;
2. Всестороннее развитие личности обучающегося:
• развитие навыков конструирования;
• развитие логического мышления;
• мотивация к изучению наук естественно-научного цикла: окружающего мира, информатики (программирование и автоматизированные системы управления) и математики.
3. Приобщение детей к общественным ценностям, овладению культурным наследием через техническое творчество;
4. Активизация познавательной и творческой деятельности, подготовка детей к самостоятельной жизни в современном мире и дальнейшему профессиональному самоопределению.
В рамках реализации целей общеинтеллектуального направления внеурочной деятельности идет решение следующих задач:
Образовательные:
1. Ознакомить с основными принципами механики;
2. Ознакомить с основами программирования в компьютерной среде моделирования NXT 2.0 Programming;
3. Формировать умение работать по предложенным инструкциям;
4. Формировать умение творчески подходить к решению задачи;
5. Обогащать запас обучающихся научными понятиями и законами;
6. Способствовать формированию мировоззрения;
7. Способствовать формированию функциональной грамотности.
Развивающие:
1. Развивать эмоциональную сферу ребенка, моторные навыки, образное мышление, внимание, фантазию, пространственное воображение, творческие способности;
2. Развивать умение довести решение задачи до работающей модели;
3. Развивать умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений
Воспитательные:
1. Формировать коммуникативную и общекультурную компетенции;
2. Формировать культуру общения в группе;
3. Формировать умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.
Этапы проекта
I этап – подготовительный. Цель: проанализировать образовательные потребности обучающихся 3, 4 классов с целью создания групп для занятий.
II этап – констатирующий. Цель: создать условия, способствующие наиболее оптимальному развитию научно-технических способностей детей посредством внеурочной деятельности общеинтеллектуальной направленности.
III этап – формирующий. Цель: реализовать программу «Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике», способствующую наиболее оптимальному развитию личности, обогащенной научными понятиями и законами, с собственным мировоззрением, ценящей процесс познания, способной на разработку и реализацию учебных проектов.
IV этап – заключительный. Цель: провести аналитико-диагностические процедуры с участниками УВП для выявления результатов реализации плана Проекта.
Чтобы достичь постановленной цели и выполнить задачи, работа с обучающимися начальных классов (возможно и с учащимися 5, 6 классов) ведётся на протяжении двух лет.
Первый год обучения дается необходимая теоретическая и практическая база, формируются навыки работы с конструктором LEGO NXT Mindstorms 9797, с принципами работы датчиков: касания, освещённости, расстояния. В ходе создания роботов обучающиеся проводят эксперименты на определение прочности конструкции, устойчивости модели; эксперименты с блоком и рычагом, ременной передачей; эксперименты с шасси; преобразование энергии ветра. На основе программы LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0 школьники знакомятся с блоками компьютерной программы: дисплей, движение, цикл, блок датчиков, блок переключателей. Под руководством педагога пишут программы: «движение «вперёд-назад», «движение с ускорением», «робот-волчок», «восьмёрка», «змейка», «поворот на месте», «спираль», «парковка», «выход из лабиринта», «движение по линии».
№ раздела | Название раздела и его содержание | № темы | Тема | Количество часов | ||
Всего | Теория | Практика | ||||
1 | Вводный. (Цели и задачи курса. Обсуждение работы на текущий уч. г. Правила ТБ) | 1-2 | Введение. Техника безопасности. Роботы вокруг нас. | 1 | 1 | - |
Знакомство с оборудованием конструктора LEGO NXT Mindstorms 9797: электронные компоненты, соединительные и конструкционные элементы. | 1 | 0,5 | 0,5 | |||
2 | «Основы конструирования» | 3-16 | Эксперимент №1. Прочность конструкции и способы повышения прочности. «Мост» | 2 | 0,5 | 1,5 |
Эксперимент №2. Блок и рычаг. Устройство и назначение. «Качели», «Удочка». | 2 | 1 | 1 | |||
Эксперимент №3. Ременная передача. Устройство и назначение. «Измеритель расстояния». | 2 | 0,5 | 1,5 | |||
Эксперимент №4. Шасси для мобильного робота. «4-х колесная платформа», «3-х колесная платформа», «Гусеничная платформа». | 4 | 1 | 3 | |||
Эксперимент №5. Устойчивость модели. Распределение веса. | 4 | 1 | 3 | |||
3 | «Альтернативные источники энергии» | 17-24 | Эксперимент №6. Преобразование энергии ветра и воды. «Ветряная мельница», «Водяное колесо», «Ветряной подъемный кран» | 4 | 1 | 3 |
Эксперимент №7. Применение силы ветра для движения модели. «Ветромобиль» | 4 | 1 | 3 | |||
4 | «Первое знакомство с программой LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0» | 25-28 | Что такое NXT? Подключение NXT. | 1 | 0,5 | 0,5 |
Знакомство с программой LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0. Команды, палитры инструментов. | 1 | - | 1 | |||
Эксперимент №8. Блок Дисплей. Использование дисплея NXT. Создаем анимацию. | 2 | 1 | 1 | |||
5 | «Программируем серводвигатель» | 29-44 | Эксперимент №9. Серводвигатель. Устройство и применение. Зубчатые передачи. | 1 | 1 | - |
Эксперимент №10. Блок Движение. Разработка программ «Движение вперед-назад», «Робот-волчок», «Движение с ускорением», «Изучаем тормоза». «Робот-волчок», «Робот-пятиминутка». | 4 | 1 | 3 | |||
Итоговое занятие за 1 полугодие. | 1 | - | 1 | |||
Эксперимент №11. Плавный поворот, движение по кривой. Разработка программ «Восьмерка», «Змейка», «Поворот на месте», «Спираль». «Робот-танцор». | 5 | 1 | 4 | |||
Блок Цикл. Первая подпрограмма. | 1 | 0,5 | 0,5 | |||
Эксперимент №12. Разработка программ «Парковка», «Выход из лабиринта». «Трехколесный бот». | 4 | 1 | 3 | |||
6 | «Создание и программирование роботов с одним датчиком» | 45-68 | Эксперимент 13. Управление роботом с помощью микрофона. Блок Переключатель. «Бот внедорожник». | 3 | 1 | 2 |
Эксперимент №14. Датчик касания. Обнаружение препятствия с помощью | 6 | 1 | 5 | |||
Эксперимент №15. Датчик освещенности. Ограничение движения линией. «Распознаватель цветов», «Измеритель освещенности», «Робот-толкатель». | 5 | 1 | 4 | |||
Эксперимент 16. Движение вдоль линии с применением датчика освещенности. «Линейный ползун». | 3 | 0,5 | 2,5 | |||
Эксперимент 17. Ультразвуковой датчик. Определение роботом расстояния до препятствия. «Робот-прилипала», «Робот-охранник». | 3 | 1 | 3 | |||
Срез знаний за год. | 1 | - | 1 | |||
Изготовление роботов для состязаний «Движение по линии», «Лестница» с использованием одного датчика. | 2 | - | 2 | |||
Итоговое занятие в форме состязания роботов. | 1 | - | 1 | |||
Итого: | 68 | 19 | 48 |
Второй год обучения предполагает расширение знаний и усовершенствование навыков работы с конструктором LEGO NXT Mindstorms 9797. Знакомятся принципами работы датчиков температуры и электромагнитного поля. В ходе создания роботов обучающиеся проводят эксперименты с моделями, имеющими два-три датчика; экспериментируют с «рукой» робота, а также проводят эксперименты с имитацией движения гусеницы, собаки, сороконожки, рыбы и человека.
№ раздела | Название раздела и его содержание | № темы | Тема | Количество часов | ||
Всего | Теория | Практика | ||||
1 | Вводный. (Цели и задачи курса. Обсуждение работы на текущий уч. г. Правила ТБ) | 1 | Вводный раздел. Повторение изученного за 1 год обучения. Инструктаж. | 1 | 1 | - |
2 | «Создание и программирование роботов с несколькими датчиками» | 2-28 | Эксперимент №1(18). Движение по линии 2. Модель с применением двух датчиков освещенности. «Линейный ползун 2». | 4 | 1 | 3 |
Эксперимент №2 (19). Робот, исследующий местность. Конструкция с применением ультразвукового датчика и датчика освещенности. «Робот-исследователь». | 5 | 1 | 4 | |||
Эксперимент №3 (20). «Горячо – Холодно». Обнаружение источников тепла. «Робот-журавль». | 2 | 1 | 1 | |||
Эксперимент №4 (21). Создание робота с использованием датчика температуры и датчика света. «Робот-пожарный». | 4 | 1 | 3 | |||
Эксперимент №5 (22). Создание робота с применением датчиков магнитного поля и освещенности. «Робот-сапёр». | 6 | 1 | 5 | |||
Эксперимент №6 (23). Создание робота с применением датчика магнитного поля и ультразвукового датчика. | 6 | 1 | 5 | |||
3 | «Рука для робота» | 29-49 | Эксперимент №7 (24). «Робот-художник» | 4 | 1 | 3 |
Итоговое занятие за 1 полугодие. | 1 | - | 1 | |||
Эксперимент №8 (25). «Автопогрузчик». | 4 | 1 | 3 | |||
Эксперимент №9 (26). «Рука для кубиков». | 3 | 1 | 2 | |||
Эксперимент №10 (27). «Робот-манипулятор». | 4 | 1 | 3 | |||
Эксперимент №11 (28). «Робот-сортировщик». | 5 | 1 | 4 | |||
4 | «Имитируем способы передвижения живых организмов» | 50-68 | Эксперимент №12 (29). «Робот-гусеница». | 3 | 1 | 2 |
Эксперимент №13 (30). «Робот-собака». | 3 | 1 | 2 | |||
Эксперимент №14 (31). «Сороконожка». | 3 | 1 | 2 | |||
Эксперимент №15 (32). «Робот-рыба». | 4 | 1 | 3 | |||
Эксперимент №16 (33). «Робот-гуманоид». | 5 | 1 | 4 | |||
Срез знаний за год. | 1 | - | 1 | |||
Итого: | 68 | 17 | 51 |
В ходе работы на занятиях кружка обучающиеся получат первые представления о робототехнике, смогут построить робота, находящего выход из лабиринта, ориентирующегося на источник света и звука, ультразвуковой дальномер.
Также воспитанники кружка постигнут организационно-экономические закономерности производственной деятельности, позволяющие создать наиболее рациональные условия труда. Сюда входят: организация рабочего места и трудового процесса; распределение трудовых функций в группе, умение планировать предстоящую работу; расчет необходимых материалов и времени; выбор инструментов и приспособлений, рациональных приемов работы; умение контролировать, учитывать и оценивать проделанную работу по количеству и качеству. Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце урока увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.
Уже на начальной стадии приобщения к процессу творчества, при репродуктивном конструировании (по готовым чертежам и схемам) и постройке робота по образу и подобию уже существующих, обучающиеся приобретают для себя немало новых научных и технических знаний.
Схема управления сопровождением работы кружка «Робототехника»
Ресурсное обеспечение
Временные ресурсы
В программе, положенной в основу проекта, предусматривается следующая последовательность и порядок изучения: первый год - 2 часа в неделю, 68 часа в течение года: 19 на теорию, 49 на практику; второй год - 2 часа в неделю, 68 часа в течение года: 17 на теорию, 51 на практику. Таким образом, видно, что данная программа включает в себя как теоретическую, так и практическую направленность.
Информационные ресурсы заложены в тесном сотрудничестве со СМИ как школьного, так и районного уровня, тесным сотрудничеством с администраторами школьного сайта и наличием собственных фотоэкспозиций, а также привлечение внимания к деятельности кружка посредством участия в выставках, соревнованиях и конкурсах.
Кадровое обеспечение
Зам. директора по ВР:
- координация условий и хода реализации проекта
Руководитель кружкового объединения:
- корректировка образовательного пространства в целях реализации задач по созданию развивающей среды для воспитания и социализации членов кружка «Робототехника»
- разработка, корректировка проекта;
- методическое сопровождение проекта;
- разработка и ведение базы учетно-отчетной документации по реализации программы, мониторинг результатов прохождения обучающимися образовательного маршрута;
- связь с СМИ с целью привлечения внимания общественности;
- создание условий для развития обучающихся путём их участия в том или ином виде деятельности, вовлечение в конкурсную деятельность;
Социально-психологическая служба:
- оказание индивидуальной психолого-педагогической помощи обучающимся.
Медицинская служба:
- контроль состояния здоровья обучающихся.
Материально-техническое обеспечение
Для реализации проекта необходимо следующее оборудование:
- оборудование для создания роботов (конструктор LEGO NXT Mindstorms 9797, средний ресурсный набор, зарядное устройство-адаптер, дополнительные датчики (магнитного поля, температуры, цвета);
- фото-, видео- и мультимедиааппаратура (фотоаппарат, видеокамер, телевизор, CD и DVD записывающие и проигрывающие устройства, мультимедиапроектор с экраном);
- компьютерная и вычислительная техника, программное обеспечение (компьютеры, сканер, принтер, программное обеспечение LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0 и др.).
- помещение (отдельный кабинет, оснащённый компьютерами);
Финансовое обеспечение
Срок реализации проекта 2 учебных года. Привлечение дополнительного финансирования за счёт призового фонда конкурсов, единовременной помощи частных предпринимателей, Управляющего Совета, Попечительского Совета (по мере необходимости весь период действия Программы).
Проект сметы расходов, необходимых для осуществления плана Проекта
№ п/п | На что планируется израсходовать указанные средства: | Объем необходимого финансового обеспечения |
1 | Конструктор ПервоРобот NXT - Lego 9797 v.95 | 27 000 руб.*11/297 000 руб. |
2 | LEGO 8887 Блок питания 220V/10V (постоянного тока) | 2000 руб.*11/22 000 руб. |
3 | Lego 9695 LEGO Mindstorms образования набор ресурсов (LEGO Mindstorms Education Resource Set) | 6 700 руб.*6/40 200 руб. |
4 | Lego 9694 Датчик цвета для микрокомпьютера NXT | 2 500 руб.*11/27 500 руб. |
5 | Адаптер Bluetooth-USB - Lego 9847 | 2 500 руб.*11/27 500 руб. |
6 | Введение в робототехнику - ПервоРобот NXT 2.0 (СD-ROM) | 8 000 руб. |
7 | Датчик-компас к микрокомпьютеру NXT - Lego NMC1034 | 5 000 руб.*11/55 000 |
8 | ПервоРобот NXT 2.0 (Rus). Программное обеспечение. Лицензия на класс. | 20 000 руб. |
9 | Руководство пользователя к программному обеспечению (CD) для ПервоРобота NXT 2.0 | 800 руб. |
ИТОГО: | 498 000 рублей |
В роли партнёров при реализации данного проекта могут выступать родители, объединения педагогов, реализующих программы внеурочной деятельности, учителя информатики и другие заинтересованные лица. Возможно сотрудничество с сельской библиотекой, использование ресурсов школьной библиотеки и медиатеки.
Целевая аудитория проекта: проект направлен на работу с учащимися начальных классов (преимущественно 3 и 4 классов), однако возможно привлечение более взрослой аудитории: учащихся 5-6 классов – таким образом, возраст потребителей программы 9-13 лет.
Работа ведется с группами постоянного состава учащихся преимущественно 3, 4 классов, близких по уровню восприятия материала, скорости мышления, работоспособности по результатам психодиагностики и ШТУР, IQ тестов для младших школьников.
Количественный состав 8-10 человек. Каждому году обучения соответствует своя программа.
Проект адресован организующим внеурочную деятельность в рамках реализации ФГОС, педагогам дополнительного образования детей и другим заинтересованным лицам.
План реализации проекта
Этапы проекта/срок реализации | Мероприятия/ответственные |
I этап – подготовительный август – сентябрь | Сбор информации и анализ образовательных потребностей обучающихся 3, 4 классов с целью создания групп для занятий. |
| |
II этап – констатирующий первая неделя сентября | Создание условий, способствующих наиболее оптимальному развитию технических и художественных способностей детей посредством внеурочной деятельности общекультурной направленности в рамках программы «Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике». |
| |
III этап – формирующий сентябрь - май | Реализация программы «Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике», способствующей наиболее оптимальному развитию личности, обогащенной научными понятиями и законами, с собственным мировоззрением, ценящей процесс познания, способной на разработку и реализацию учебных проектов. (Ответственный: ПДО). |
| |
IV этап – заключительный май-июнь | Проведение аналитико-диагностических процедур с участниками образовательного процесса для выявления результатов деятельности Проекта. |
|
Ожидаемые результаты и социальный эффект
Устойчивое развитие воспитательных результатов внеурочной деятельности предполагает три уровня результатов.
Первый уровень результатов – приобретение школьником социальных знаний, понимания социальной реальности и повседневной жизни.
Второй уровень результатов – формирование позитивных отношений школьника к базовым ценностям общества (человек, семья, Отечество, природа, мир, знания, труд, культура), ценностного отношения к социальной реальности в целом. Для достижения данного уровня результатов особое значение имеет равноправное взаимодействие школьника с другими школьниками на уровне класса, школы, то есть в защищенной, дружественной ему просоциальной среде. Именно в такой близкой социальной среде ребенок получает (или не получает) первое практическое подтверждение приобретенных социальных знаний, начинает их ценить (или отвергает).
Третий уровень результатов – получение школьником опыта самостоятельного социального действия. Для достижения данного уровня результатов особое значение имеет взаимодействие школьника с социальными субъектами за пределами школы, в открытой общественной среде.
На выходе из кружка обучающийся должен иметь:
• наличие интереса к трудовой деятельности;
• стремление к творческому самовыражению через работу с конструктором LEGO NXT Mindstorms 9797;
• навыки владения основными принципами механики;
• навыки владения основами программирования в компьютерной среде моделирования LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0;
• навыки работы по алгоритму.
Характеристика знаний, умений, которые должны получить обучающиеся, определяется в соответствии с теоретическими и практическим пунктами программы, положенной в основу проекта.
В конце учебного курса кружка «Робототехника» обучающиеся должны знать правила техники безопасности; правила работы с конструктором LEGO NXT Mindstorms 9797, принципы работы датчиков: касания, освещённости, расстояния, знать блоки компьютерной программы: дисплей, движение, цикл, блок датчиков, блок переключателей.
Учащиеся должны уметь создавать роботов посредством конструктора LEGO NXT Mindstorms 9797, проводить эксперименты на определение прочности конструкции, устойчивости модели; эксперименты с блоком и рычагом, ременной передачей; эксперименты с шасси; преобразование энергии ветра, а также писать программы: «движение «вперёд-назад», «движение с ускорением», «робот-волчок», «восьмёрка», «змейка», «поворот на месте», «спираль», «парковка», «выход из лабиринта», «движение по линии»; изготавливать модели роботов согласно алгоритму действий, создавать эскизы своих собственных моделей и воплощать замысел.
Основным способом проверки результатов обучающихся является изготовление модели робота посредством конструктора LEGO NXT Mindstorms 9797 во время проведения творческих мастерских, также используется тестовая форма, мини-опросы во время занятий-практикумов, игровые формы контроля, участие в конкурсах и выставках различного уровня.
Отдельно промежуточные тематические контрольные и зачетные занятия не выносятся, так как в этом нет необходимости: оценка и корректировка ЗУН обучающихся происходит во время изготовления роботов и проведения экспериментов.
Педагогический контроль знаний, умений и навыков учащихся осуществляется в несколько этапов и предусматривает несколько уровней:
• 1 уровень – репродуктивный с помощью педагога;
• 2 уровень – репродуктивный без помощи педагога;
• 3 уровень – продуктивный;
• 4 уровень – творческий.
Промежуточный контроль:
• Тестовый контроль.
• Фронтальная и индивидуальная беседа.
• Цифровой, графический и терминологический диктанты.
• Игровые формы контроля.
• Участие в конкурсах и выставках различного уровня.
Итоговый контроль:
• Сумма показателей за все время обучения.
• Выполнение комплексной работы по предложенной модели.
• Творческая работа по собственным эскизам с использованием различных материалов.
Результатом обучения будет являться изменение в познавательных интересах обучающихся и профессиональных направлениях, в психических механизмах (мышление, воображение), в практических умениях и навыках, в проявлении стремления к техническому творчеству и овладение приемами создания роботов посредством конструктора LEGO NXT Mindstorms 9797.
Мониторинг осуществляется по двум направлениям:
1. Мониторинг усвоения учащимися теоретической части программы (того, что они должны знать по окончании курса занятий). Для осуществления мониторинга используются творческие мастерские, «мозговой штурм» и т.п.
Выполняя различные виды работы, ребята в течение года набирают определенное количество баллов: набранные 50-60 баллов соответствуют оценке «зачтено», 61-80 баллов – «хорошо», свыше 80 баллов – «отлично». Общее количество баллов складывается из количества баллов, полученных в ходе выполнения обязательных и дополнительных (выбранных самими учащимися) заданий. За выполнение заданий обычной сложности ребята получают от 3 до 5 баллов, повышенной сложности – до 10 баллов. Максимальную оценку (10 баллов) они также получают при успешном прохождении внешней экспертизы (работа, участвовавшая в работе выставки, выступление с докладом в заседании круглого стола).
2. Диагностика исполнительной части (того, что ученики должны уметь по окончании курса занятий). Она основывается на анализе и оценке участия в проводимых в школе конкурсах и активности в работе кружка.
Помимо проверки уровня усвоения материала (ЗУН), можно проводить мониторинг уровня личностного развития ребенка (трудолюбие), социальной воспитанности. Заполнение таблицы достижений позволяет проследить участие каждого воспитанника в конкурсной деятельности различного уровня. Итогом мониторинга является диагностическая карта успеваемости воспитанников, за основу заполнения которой берется методика, разработанная ЯЦВР.
Данная методика позволяет повысить эффективность учебной деятельности и предоставляет возможности для более объективной оценки успеваемости. Специфическая особенность – накопительный характер оценки. Определенным количеством баллов оцениваются следующие показатели:
• Знания (теоретическая подготовка ребенка);
• Умения (практическая подготовка);
• Обладание опытом (конкретным);
• Личностные качества.
Чтобы иметь возможность оценить качество подготовки воспитанника, результаты ранжируются. На каждом уровне определяются критерии оценок и присваиваются баллы
Чтобы иметь возможность оценить качество подготовки воспитанника, результаты ранжируются. На каждом уровне определяются критерии оценок и присваиваются баллы. Результаты деятельности каждого обучающегося по каждому из показателей суммируются для определения итогового балла. Показатель усвоения (продуктивности обучения) вычисляется по формуле:
К усв = Ф/П *100%
Где К усв- коэффициент усвоения
Ф – фактический объем знаний (набранная сумма баллов)
П – полный объем знаний (максимальная сумма баллов).
В дальнейшем можно перейти к пятибалльной системе оценки.
Коэффициент сформированности:
80-100 «отлично»
50-79 «хорошо»
30-49 «удовлетворительно»
Менее 29 «неудовлетворительно»
Показатели: (Теоретические знания/Умение применять на практике)
1. Знания по разделу «Основы конструирования»;
2. Знания по разделу «Простые механизмы»;
3. Знания по разделу «Программирование в среде LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0».
Диагностический инструментарий промежуточного контроля представлен тестовыми заданиями (версия для печати и в электронной тестовой оболочке), мини-опросами, проводимыми во время занятий-практикумов, цифровыми, графическими и терминологическими диктантами, а также творческими заданиями: кроссвордами, а также мини-практическими: создание основных движущихся узлов и статичных каркасов моделей (приложение «Диагностический инструментарий»).
В перечень образовательных продуктов входят:
- программа дополнительного образования «Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике»;
- 40 поурочных разработок в приложении «Творческая мастерская педагога»;
- электронное методическое обеспечение, содержащее тематические слайды занятий;
- сменная фотовыставка «Сами с усами»;
- выставка-соревнование моделей.
Перечень предполагаемых внешних эффектов
- осмысление условий для инвестиционной привлекательности образовательного учреждения, реализующего проект «Мой первый робот»;
- рациональное использование бюджетных средств;
- сформированное социокультурное пространство, в которое входят учреждения социальной сферы, взаимодействующие на основе партнерства и сотрудничества;
- осознанный педагогами и обучающимися выбор личностно-ориентированной образовательной парадигмы и творческий характер их деятельности;
- включённость обучающихся в различные структуры жизненного пространства, чтоспособствует развитию коммуникативных и социальных навыков через приобретение школьником социальных знаний, понимания социальной реальности и повседневной жизни;
- формирование открытой системы образования, функционирующей во взаимосвязи с заказчиками образовательной услуги (учащиеся, родители, работодатели, государство).
Приоритеты в системе образования Ямальского района, на развитие которых работают указанные продукты
Основным приоритетом при разработке образовательных продуктов в рамках реализации проекта «Мой первый робот» является организация системы научно-технической деятельности обучающихся и внеурочной деятельности в рамках введения ФГОС.
Реализация проекта будет способствовать:
- овладению обучающимися в соответствии с возрастными возможностями разными видами деятельности (учебной, трудовой, коммуникативной, двигательной, художественной), умением адаптироваться к окружающей природной и социальной среде, поддерживать и укреплять свое здоровье и физическую культуру;
- формированию у обучающихся правильного отношения к окружающему миру, этических и нравственных норм, эстетических чувств, желания участвовать в разнообразной технической, научной и творческой деятельности;
- формированию знаний, умений и способов деятельности, определяющих степень готовности обучающихся к дальнейшему обучению, развитие элементарных навыков самообразования, контроля и самооценки.
Перспективы развития проекта
Расширение географии использования проекта возможно через очное и дистанционное оказание консультативных услуг, участие разработчиков в различного рода конференциях, проведение мастер–классов, «круглых столов» по внедрению Проекта в учебно-воспитательный процесс, а также разработку методического пособия по встраиванию модели в учебно-воспитательный процесс ОУ Ямальского района, ЯНАО, России (из опыта работы).
Прогноз возможных негативных последствий, риски:
- недостаточная квалификация педагогов;
- недостаточная укомплектованность объединения оборудованием;
низкая степень заинтересованности обучающихся.
Литература:
Методическое обеспечение основано на материалах авторских разработок авторов-составителей проекта и программы: Ничкова Н.В., Ничковой Т.А.
1. Белиовская Л.Г., Белиовский А.Е. Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW. – М.: ДМК, 2010, 278 стр.;
2. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab):Справочное пособие, - М.: ИНТ, 1998, 150 стр.
3. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab).Эксперименты с моделью вентилятора: Учебно-методическое пособие, - М.: ИНТ, 1998, 46 с.
4. Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. – М.: NT Press, 2007, 345 стр.;
5. ПервоРобот NXT 2.0: Руководство пользователя. – Институт новых технологий;
6. Применение учебного оборудования. Видеоматериалы. – М.: ПКГ «РОС», 2012;
7. Программное обеспечение LEGO Education NXT v.2.1.;
8. Рыкова Е. А. LEGO-Лаборатория (LEGO Control Lab). Учебно-методическое пособие. – СПб, 2001, 59 стр.
Интернет-ресурсы
1. www.school.edu.ru/int
2. http://www.prorobot.ru
3. http://www.nnxt.blogspot.ru
4. http://www.ielf.ucoz.ru
5. http://www.fiolet-korova.ru
6. http://www.mindstorms.ru
7. http://www.lego56.ru
8. http://www.robot-develop.org
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Проект " Мои первые выборы"
Проект стал победителем в 3 межрегиональной научно- практической конференции " Молодежь и выборы", Киров 2011Авторы проекта: учитель истории и обществознания Кузнецов О.Ю., учитель истории и обществоз...
Ничков Н.В., Ничкова Т.А. Образовательная программа дополнительного образования "Первые шаги к прекрасному: мастерим из проволоки"
Каждый человек стремится найти себя, раскрыть свой талант. Система дополнительного образования дает детям такую возможность. В программе представлены учебно-мето...
Ничков Н.В., Ничкова Т.А. Проект «Творите прекрасное - своими руками!»
Внеурочная деятельность является составной частью учебно-воспитательного процесса и одной из форм организации свободного времени обучающихся и понимается сегодня преимуществен...
Ничков Н.В., Ничкова Т.А. Образовательная программа дополнительного образования "Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике"
Каждый человек стремится найти себя, раскрыть свой талант. Система дополнительного образования дает детям такую возможность. В программе представлены учебно-мето...
Проект "Мой первый робот"
Изучения курса позволяет ввести учащихся в мир робототехники, познакомить с особенностями создания и программного управления роботами, направлено на профориентацию учащихся, вовлечение их в техническу...
Социальный проект "Наши первые проекты"
Первый проект 5а класса "Орловское полесье"...
«От федеральных проектов к региональным практикам» Воспитание гражданина через федеральный проект «Движение первых»
Ученик должен понимать что такое «гражданственность», а так же он должен научиться реализовывать свои права и обязанности по отношению к себе, к семье, к коллективу и к своей Родине. Я счи...