МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА П.ЗЕЛЕНОБОРСК» 

Рабочая программа кружка

«Роболайф»

Уровень образования: основное общее,  класс: 5-6

Направление: общеинтеллектуальное

Срок реализации программы: 1 год

Разработчик: Губина Светлана Петровна, учитель физики и информатики

п. Зеленоборск, 2018 г.

«Уже в школе дети должны

получить возможность раскрыть

свои способности, подготовиться

к жизни в высокотехнологичном

 в конкурентном мире»

Д. А. Медведев

Пояснительная записка

Рабочая программа внеурочной деятельности в рамках реализации научно-технической направленности общеинтеллектуального направления «Роболайф» разработана на основе: Закона Российской Федерации «Об образовании в Российской Федерации» (от 29.12.2012г. №273-ФЗ); Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования (Утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 года № 1897) с изменениями (Приказ Минобрнауки России от 29.12.2014 N 1644"О внесении изменений в приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. N 1897 "Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования)";  Приказа Министерства образования и науки РФ от 29 августа 2013 г. № 1008 “Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам”.

Учащиеся, работая по инструкциям и заданиям учителя, испытывают собранные модели и анализируют предложенные конструкции. Далее они выполняют самостоятельную работу по теме, предложенной учителем. Помощь учителя при данной форме работы сводится к определению основных направлений работы и к консультированию         учащихся.
             Самостоятельная работа выполняется учащимися в форме проектной деятельности, может быть индивидуальной, парной и групповой. Выполнение проектов требует от детей широкого поиска, структурирования и анализирования дополнительной информации по теме.

   Занятия «Роболайф» представляют уникальную возможность для детей среднего школьного возраста освоить основы робототехники, создав  действующие модели роботов.

   Благодаря датчикам поворота и расстояния, созданные конструкции реагируют на окружающих мир. С помощью программирования на персональном компьютере ребенок наделяет интеллектом свои модели и использует их для решения задач, которые, по сути, являются упражнениями из курсов математики, информатики, физики.

 Программа «Роболайф» рассчитана на 1 час в неделю на протяжении всего учебного года.

Новизна: заключается в изменении подхода к обучению ребят, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, побуждающих учащихся решать самые разнообразные  логические и конструкторские проблемы

          Актуальность: в связи с современным глобальным развитием компьютеризации и роботизации данная дополнительная образовательная программа  является актуальной.

           Основные цели программы:

• формирование у учащихся целостного представления об окружающем мире;
• ознакомление    учащихся    с    основами    конструирования    и    моделирования,
• расширение  знаний  об  основных  особенностях     конструкций,  механизмов и машин;
• развитие способности творчески подходить к проблемным ситуациям;
• развитие познавательного интереса и мышления учащихся;
• ознакомление учащихся основам робототехники.

Таким образом, программа «Роболайф» нацелена на решение следующих задач:

• расширение знаний учащихся об окружающем мире, о мире техники;
• стимулирование мотивации учащихся к получению знаний, формирование творческое личности ребенка;
• развитие интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формирование навыков коллективного труда;
• развитие навыка программирования через разработку  программ в визуальной среде программирования, развитие алгоритмического мышления;
• актуализация   имеющихся   у   учащихся   знаний   об   окружающем   мире  и  их практическое применение;
• обучение   решению   творческих,   нестандартных   ситуаций   на   практике  при конструировании и моделировании объектов окружающей         действительности;
• развитие коммуникативных способностей учащихся, умения работать в группе, умения аргументировано представлять результаты своей деятельности,  отстаивать свою точку зрения.
• создание завершенных проектов с использованием освоенных инструментальных компьютерных сред.

В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы - «Конструирование» и «Программирование».

Сроки реализации

Образовательная программа рассчитана на 1 год обучения. Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 часу.

Курс разработан для учащихся 5-6 классов.

     Первый этап обучения: «Конструирование»

Курс «Лего конструирование» является базовым и не предполагает наличия у обучаемых навыков в области конструирования и программирования. Уровень подготовки учащихся может быть разным. Реализация данного этапа курса позволяет стимулировать интерес и любознательность, развивает способности к решению проблемных ситуаций умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их.

Курс предполагает практическое знакомство с определённым аспектом базовой науки (физики) и направлением исследований, которые позволяют подготовить учащихся к осознанному восприятию таких тем курса физики 7 класса, как «Простые механизмы», «Механическая энергия» и «Закон сохранения энергии». Интеграция учебной и вне учебной деятельности учащихся, решение личностно значимых для ученика прикладных задач способствуют расширению его кругозора, усилению интереса к науке физике. Включение в программу кружка вопросов, связанных с изучением множества примеров технологий преобразования энергии, используемых в прошлом и настоящем, позволит учащимся продвинуться по пути познания в области техники и ее возможностей.

Второй этап обучения «Робототехника».

Курс позволяет легко понять основы робототехники и научиться конструировать умные управляемые машины. Это захватывающие занятия, на которых разрабатываются технические модели из LEGO-конструкторов и программируются микрокомпьютеры. Собранные модели живут по заданной программе и соревнуются между собой.

Занятия начинаются с обсуждения принципов построения интересной модели из LEGO конструктора, далее идет непосредственная сборка и установка моторов и датчиков обратной связи. Собранная конструкция присоединяется к микро компьютеру NXT, который представляет из себя программируемый блок LEGO, функционирующий как автономный компьютер. В ходе практических занятий учащиеся строят действующие модели реальных механизмов, живых организмов и машин, проводят естественнонаучные эксперименты, осваивают основы информатики, алгоритмики и робототехники, попутно укрепляя свои знания по математике и физике, приобретают навыки работы в творческом коллективе. Работая парами, или в командах, учащиеся в рамках данного курса  создают и программируют модели, проводят исследования, составляют отчёты и обсуждают идеи, возникающие во время работы с этими моделями.

Учащимся данного курса предоставляется возможность принять участие в муниципальных и  региональных соревнованиях по робототехнике.

Курс носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические  умения и навыки конструирования и работы на компьютере.

Изучение каждой темы  предполагает выполнение небольших проектных заданий, реализуемых с помощью изучаемых технологий.

Программа предусматривает проведение занятий во внеурочной деятельности с нетрадиционными формами обучения (игровые упражнения, творческие упражнения, создание проектов).

Форма промежуточной аттестации – обобщающий урок рефлексии и защита проектов.

Методы обучения.

Эффективность обучения основам робототехники  зависит от организации занятий проводимых с применением следующих методов по способу получения знаний предложенных В.А. Оганесяном.(1980г.), В.П. Беспалько(1995 г.):

• Объяснительно - иллюстративный - предъявление информации различными способами (объяснение, рассказ, беседа, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др.);
• Эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.)
• Проблемный – постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;
• Программированный - набор операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения практических работ (форма: компьютерный практикум, проектная деятельность);
• Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма:  собирание моделей и конструкций по образцу, беседа, упражнения по аналогу),
• Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;
• Поисковый – самостоятельное решение проблем;
• Метод  проблемного изложения  - постановка проблемы  педагогам,  решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении.
• Метод проектов.

Проектно-ориентированное обучение – это систематический учебный метод, вовлекающий учащихся в процесс приобретения знаний и умений с помощью широкой исследовательской деятельности, базирующейся на комплексных, реальных вопросах и тщательно проработанных заданиях.

Прогнозируемые результаты.

Личностные результаты обучения:

• формирование познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей обучающихся;
• формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и технологий;
• самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;
• готовность к выбору жизненного пути в соответствии с собственными интересами и возможностями;
• проявление технико-технологического мышления при организации своей деятельности;
• мотивация образовательной деятельности школьников на основе личностно ориентированного подхода;
• формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам обучения;
• формирование коммуникативной компетентности в процессе проектной, учебно-исследовательской, игровой деятельности.

Метапредметные результаты:

• овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности: умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы, давать определения понятиям, классифицировать, наблюдать, проводить эксперименты, делать выводы и заключения, структурировать материал, объяснять, доказывать, защищать свои идеи;
• умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
• овладение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
• умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели, схемы для решения учебных и познавательных задач;
• развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли, способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;
• формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию;
• комбинирование известных алгоритмов технического и технологического творчества в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них;
• поиск новых решений возникшей технической или организационной проблемы;
• самостоятельная организация и выполнение различных творческих работ по созданию технических изделий;
• виртуальное и натурное моделирование технических объектов и технологических процессов;
• проявление инновационного подхода к решению учебных и практических задач в процессе моделирования изделия или технологического процесса;
• выявление потребностей, проектирование и создание объектов, имеющих потребительную стоимость;
• формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

Предметные результаты обучения:

По окончании обучения учащиеся научатся:

• использовать термины области «Робототехника»;
• создавать устойчивые конструкции для правильного функционирования модели;
• создавать простые и сложные конструкции и механизмы;
• соединять  детали, используя подвижные и неподвижные соединения в конструкторе;
• использовать созданные программы;
• применять основные алгоритмические конструкции, для решения задач с использованием ЭВМ;
• использовать логические значения, операции и выражения с ними;
• программировать контролер EV3 и сенсорные системы;
• формально выполнять алгоритмы, описанные с использованием конструкций ветвления (условные операторы) и повторения (циклы), вспомогательных алгоритмов, простых и табличных величин;
• создавать и выполнять программы для решения несложных алгоритмических задач в выбранной среде программирования;
• работать в команде, эффективно распределять обязанности;

 получат возможность научиться:

• использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
• конструировать различные модели; использовать созданные программы;
• применять полученные знания в практической деятельности;

-  программировать в компьютерной среде моделирования LEGO EV 3;

- использовать готовые прикладные компьютерные программы и сервисы в выбранной специализации, умение работать с описаниями программ и сервисами;

- использовать учебную и дополнительную техническую и технологическую информацию для проектирования и создания роботов и робототехнических систем;

-ставить задачу и видеть пути её решения;

-разрабатывать и реализовывать проект;

- применять общенаучные знания по предметам естественнонаучного и математического цикла в процессе подготовки и осуществления технологических процессов;

Ожидаемым результатом всей деятельности является повышение интереса и мотивации учащихся к учению, развитие умения моделировать и исследовать процессы, повышение интереса к естественным наукам, физике, информатике и математике.

Учебно-методическое обеспечение

Для реализации программы в кабинете должно имеется следующее оборудование:

1. Набор для изучения робототехники LEGO Mindstorms – базовых и резервных- по 6 шт.;
2. Дополнительные датчики.
3. Зарядные устройства, аккумуляторы
4. Персональный компьютер с установленной программой– 6 шт.;
5. Мультимедийный проектор -1 шт.;
6. Поля для соревнований роботов.

Цифровые ресурсы:

1. http://robotics.ru/
2. http://www.prorobot.ru/lego.php
3. http://robotor.ru/
4. https://education.lego.com/ru-ru

Список   литературы для педагогов:

1. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с.,ил.-2012г.

Список литературы для обучающихся и родителей:

1. Копосов Д.Г., Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов
2. Копосов Д.Г., Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5-6 классов / Д.Г.Копосов – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 87 с.
3. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2011г.

УЧЕБНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Содержание программы.

Раздел I«Первые шаги в робототехнику»

Понятие «робот», «робототехника». Применение роботов в различных сферах жизни человека, значение робототехники. Просмотр видеофильмов о роботизированных системах. История развития технологий: от механических устройств до современных роботов.

РазделII«Конструирование»

Ознакомление с комплектом деталей Mindstorms EV3 для изучения робототехники: контроллер, сервоприводы, соединительные кабели, датчики-касания, ультразвуковой, освещения. Порты подключения. Создание колесной базы на гусеницах.

Раздел III«Программирование»

Понятие «программа», «алгоритм». Чтение языка программирования. Символы. Термины. Интерфейс программного обеспечения Mindstorms EV3. Принципы составления программы. Программы «Вперёд», «Назад», «Поворот», «Обнаружить звук», «Определить расстояние», «Ехать по квадрату», «Обнаружить чёрную линию», «Игра в гольф», «Препятствие». Алгоритм движения робота по кругу, вперед-назад, «восьмеркой» и пр.

Введение  (3 ч.)

Правила поведения и ТБ в кабинете информатики и при работе с конструкторами. История развития робототехники. Введение понятия «робот». Поколения роботов. Классификация роботов. Значимость робототехники в учебной дисциплине информатика.

Конструирование (7 ч.)

Правила работы с конструктором Lego. Основные детали конструктора Lego. Спецификация конструктора.

Сбор непрограммируемых моделей. 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.

Датчики и их параметры: касания, освещенности, цвета, ультразвуковой и инфракрасный.

Модель «Выключатель света». Собираем первую модель робота «Пятиминитука» по инструкции.

Управление (6 ч.)

История создания языка Lab View. Визуальные языки программирования. Разделы программы, уровни сложности.  Знакомство с RCX. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Команды визуального языка программирования Lab View. Изучение Окна инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. Работа с пиктограммами, соединение команд.

Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп.

Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы. Составление программы.

Сборка модели с использованием мотора. Сборка модели с использование лампочки. Составление программы, передача, демонстрация.

Линейная и циклическая программа. Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками. Условие, условный переход. Датчик касания (Знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий).

Датчик освещенности.  Влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности. Знакомство с командами: жди темнее, жди светлее.
Проектно-конструкторская деятельность (19 ч.)

Разработка собственных моделей  в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с ЛЕГО. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект.  Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков.  Презентация  моделей. Выставки. Соревнования.

Приложение 1

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

35 часов (1 час в неделю)