Лаборатория роботов
рабочая программа (6 класс)
Дополнительная общеобразовательная программа технической направленности «Лаборатория роботов» направлена на привлечение обучающихся к современным технологиям конструирования, 3D моделирования, программирования и использования роботизированных устройств.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
dop._programma_laboratoriya_robotov_5-8_klassy_.docx | 84.32 КБ |
Предварительный просмотр:
Управление по образованию Администрации
Городского округа Балашиха
муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
Городского округа Балашиха
«Средняя общеобразовательная школа №3 с углубленным изучением отдельных предметов»
Утверждаю
Директор МАОУ СОШ №3 с УИОП
_________________ Ю.А.Сучкова
Приказ №_____ от _____________201__ г.
Дополнительная общеразвивающая программа
ТЕХНИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ
«Лаборатория роботов»
уровень основного общего образования
(базовый уровень)
Возраст обучающихся: 12-15 лет
Срок реализации: 2 год
288 часов Составил педагог
дополнительного образования
Пивкин Павел Петрович
Протокол экспертного совета
От «__»____________201__г. №______
__________________________________
г. Балашиха 2019 год
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа дополнительного образования «Лаборатория роботов» построена в соответствии с Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам.(Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 августа 2013 г. № 1008 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»).
Структура рабочей программы дополнительного образования содержит обязательные элементы в соответствии с приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 31.12.2015 № 1576 «О внесении изменений в федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897»
Программа реализуется в соответствии с основными нормативными документами:
Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 г. № 273- ФЗ;
«Концепция развития дополнительного образования детей» (распоряжение Правительства РФ от 04.09.2014 г. №1726-р);
«План мероприятий на 2015-2020 годы по реализации Концепции развития дополнительного образования детей» (распоряжение Правительства РФ от 25.04.2015 г. № 729-р);
приказ Министерства образования и науки РФ от 29.09.2013 г. № 1008 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
СанПиН 2.4.4.3172-14 Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей.
Дополнительная общеобразовательная программа технической направленности «Мир роботов» направлена на привлечение обучающихся к современным технологиям конструирования, 3D моделирования, программирования и использования роботизированных устройств.
Актуальность и педагогическая целесообразность программы обусловлена тем, что отечественные наука и техника нуждаются в специалистах, которые смогут поднять техническое оснащение различных видов производства на уровень, соответствующий современным мировым стандартам.
Исследования ученых доказали, что только в детстве могут быть заложены основы творческой личности, сформирован особый склад ума – конструкторский, введение программы неизбежно изменит картину восприятия обучающимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.
Обучение обучающихся навыкам начального технического конструирования способствует развитию абстрактного мышления, осуществляя и насыщая творческий процесс в ходе предметной деятельности с деталями конструктора при конструировании робота и ознакомления с азами алгоритмизации при планировании поведения робота. В процессе конструирования и программирования дети получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.
В 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. Авторитетными группами международных экспертов область взаимосвязанных роботизированных систем признана приоритетной, несущей потенциал революционного технологического прорыва и требующей адекватной 3 реакции как в сфере науки, так и в сфере образования. В связи с активным внедрением новых технологий в жизнь общества постоянно увеличивается потребность в высококвалифицированных специалистах. В ряде техникумов, колледжей и ВУЗов присутствуют специальности, связанные с робототехникой, но в большинстве случаев не происходит предварительной ориентации 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.
Новизна программы заключается в понимании приоритетности практико- ориентированной работы, направленной на развитие навыков соревновательной робототехники у обучающихся, а также развития навыков командной работы при использовании специальных наборов ПервоРоботLegoWeDo, LegoMindstorms NXT 2.0 и LegoMindstorms EV3.
Образовательные конструкторы LEGO представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка "игрушку". Причем, в процессе игры и обучения ученики собирают своими руками устройства, представляющие собой предметы, механизмы из окружающего их мира. Таким образом, ребята знакомятся с техникой, открывают тайны механики, прививают соответствующие навыки, учатся работать, иными словами, получают основу для будущих знаний, развивают способность находить оптимальное решение, что несомненно пригодится им в течении всей будущей жизни. С каждым годом повышаются требования к современным инженерам, техническим специалистам и к обычным пользователям, в части их умений взаимодействовать с автоматизированными системами. Интенсивное внедрение искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами. В начальной школе не готовят инженеров, технологов и других специалистов, соответственно робототехника в начальной школе это достаточно условная дисциплина, которая может базироваться на использовании элементов техники или робототехники, но имеющая в своей основе деятельность, развивающую общеучебные навыки и умения. Использование Лего-конструкторов 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 ЛЕГО как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования, а именно для первоначального знакомства с этим непростым разделом информатики вследствие адаптированной для детей среды программирования.
Занятия по данным наборам главным образом направлены на развитие изобразительных, словесных, конструкторских способностей. Все эти направления тесно связаны, и один вид творчества не исключает развитие другого, а вносит разнообразие в творческую деятельность. Каждый ребенок, участвующий в работе по выполнению предложенного задания, высказывает свое отношение к выполненной работе, рассказывает о ходе выполнения задания, о назначении выполненного проекта.
Практическая значимость программы состоит в формировании у обучающихся навыков самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими возможностями конструктора и используемым программным обеспечением позволяют в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную педагогом или самим обучающимся задачу.
Отличительной особенностью программы является предоставление детям права выбирать самостоятельно тот или иной конкретный объект конструирования и моделирования в рамках темы. Программа учит детей осмысленному, творческому подходу к техническому конструированию, моделированию и программированию.
В распоряжении детей будут предоставлены LEGO-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 учеников к получению знаний. Отличительной особенностью данной программы является то, что она построена на обучении в процессе практики.
Ключевые понятия: робот, робототехнические (роботизированные) системы (РТС), мобильные (движущиеся) РТС, манипуляционные РТС, манипулятор, объект манипулирования, промышленный робот, задающий орган, исполнительный орган, рабочий орган, захватное устройств, система программного управления, управляющая программа, информационная система, 3D модель.
Организационные условия реализации программы
Курс рассчитан на 2 года занятий (базовый уровень), объем занятий – 144 часа в год. Программа предполагает проведение регулярных еженедельных занятий со школьниками возрастной группы 12-15 лет 4 часа (в расчете 1 академический час (45 минут) в неделю. Зачисление в группы производится без специального отбора. Для каждого года обучения разработан набор тем для изучения.
Направленность (профиль) программы – техническая.
Форма обучения - очная
Адресат программы
В объединение принимаются школьники 12-15 лет. Зачисление в группы производится без специального отбора. В группе могут быть дети одного возраста или разного возраста.
Нормы наполнения групп – 15-20 человек. Набор обучающихся свободный. Состав групп постоянный.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного модульного логического мышления средствами робототехники.
Задачи программы:
- Организация занятости школьников во внеурочное время.
- Всестороннее развитие личности учащегося:
- Формирование и расширение у учащихся целостного представления об окружающем мире.
- Ознакомление учащихся с основами конструирования и моделирования.
- Развитие способности творчески подходить к проблемным ситуациям.
- Развитие познавательного интереса и мышления учащихся.
- Развитие навыков конструирования, моделирования, элементарного программирования;
- Развитие логического мышления;
- Развитие мотивации к изучению наук естественнонаучного цикла.
- создание и конструирование механизмов и машин, включая самодвижущиеся;
- обучение программированию простых действия и реакций механизмов;
- 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.
Задачи программы:
Обучающие:
- ознакомление с комплектом LEGO;
- ознакомление с основами автономного программирования;
- ознакомление со средой программирования LEGO;
- получение навыков работы с датчиками и двигателями комплекта;
- получение навыков программирования;
- развитие навыков решения базовых задач робототехники.
Развивающие:
- развитие конструкторских навыков;
- развитие логического мышления;
- развитие пространственного воображения.
Воспитательные:
- воспитание у детей интереса к техническим видам творчества;
- развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении;
-развитие социально-трудовой компетенции: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;
- формирование и развитие информационной компетенции: навыков работы с различными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию.
Общими принципами отбора содержания материала программы являются: актуальность, доступность, наглядность, целостность, системность содержания вопросов и заданий, прослеживание межпредметных связей, практическая направленность.
Основными принципами обучения являются:
Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.
Доступность. Предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены.
Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.
Воспитательный характер обучения. Процесс обучения является воспитывающим, ученик не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивает свои способности, умственные и моральные качества.
Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывает ученик, должны быть обоснованы. Нужно учить, обучаемых, критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения. Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошей теоретической и практической подготовкой и работой педагога.
Наглядность. Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а так же материалы своего изготовления.
Систематичность и последовательность. Учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило этот принцип предусматривает изучение предмета от простого к сложному, от частного к общему.
Прочность закрепления знаний, умений и навыков. Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и навыки учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой.
Индивидуальный подход в обучении. В процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и опираясь на сильные стороны ребенка, доводит его подготовленность до уровня общих требований.
Форма организации занятий. Во время занятий к обучающимся осуществляется индивидуальный и дифференцированный подход. Занятия делятся на теоретические и практические, учитывая возрастные, психологические и индивидуальные особенности обучающихся. В данном курсе используются фронтальная, индивидуальная, коллективная, групповая и парная формы обучения.
Используются такие педагогические технологии как обучение в сотрудничестве, индивидуализация и дифференциация обучения, проектные методы обучения, технологии использования в обучении игровых методов, информационно-коммуникационные технологии.
Для предъявления учебной информации используются следующие методы: 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 еѐ 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 педагогом, решение проблемы обучающимся, соучастие других обучающихся при решении проблемы.
Для контроля и самоконтроля за эффективностью обучения применяются методы: предварительные (анкетирование, диагностика, наблюдение, опрос); текущие (наблюдение, ведение таблицы результатов); тематические (тесты); итоговые (защита проектов, соревнования).
ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ 1 год обучения.
№ п/п | Тема занятия | Содержание занятия | Кол-во часов | Теория | Практика | |
РАЗДЕЛ 1 «Введение» (13) | ||||||
1 | Введение | Правила поведения и ТБ в кабинете при работе с конструкторами. | 1 | 1 | 0 | |
2 | Легомир | Правила работы с конструктором Lego. Основные детали. Спецификация. | 2 | 1 | 1 | |
3 | Управление | Знакомство с RCX. Кнопки управления. | 1 | 1 | 0 | |
4 | Моделирование | Сбор непрограммируемых моделей. | 3 | 1 | 2 | |
5 | Программирование | Составление простейшей программы по шаблону, передача и запуск программы. | 3 | 1 | 2 | |
6 | Параметры | Изучение влияния параметров на работу модели. | 3 | 2 | 1 | |
РАЗДЕЛ 2 «Программная среда и управление NXT» (16) | ||||||
7 | Визуальные языки программирования | История создания языка Lab View, РобоЛаб. | 2 | 2 | 0 | |
8 | Программирование | Изображение команд в программе и на схеме | 3 | 1 | 2 | |
9 | Программирование | Понятие команды, программы и программирования. | 2 | 0 | 2 | |
10 | Пиктограммы | Работа с пиктограммами, соединение команд | 2 | 0 | 2 | |
11 | Программирование | Составления программы по шаблону | 2 | 0 | 2 | |
12 | Программирование | Передача и запуск программы | 1 | 0 | 1 | |
13 | Моделирование | Сборка модели с использованием мотора | 2 | 0 | 2 | |
14 | Программирование | Линейная и циклическая программа. | 2 | 1 | 1 | |
РАЗДЕЛ 3 «Исследование и управление» (12) | ||||||
15 | Исследование | Исследование. Управление 1 Датчика освещенности | 3 | 1 | 2 | |
16 | Исследование | Исследование. Управление 2 | 3 | 1 | 2 | |
17 | Движение по траектории | Микропроцессор NXT + конструктор LEGO + программа LEGO | 3 | 1 | 2 | |
18 | Исследование | Движение по траектории. | 1 | 1 | 0 | |
19 | Движение по траектории | Соревнования «Движение по линии» | 2 | 0 | 2 | |
РАЗДЕЛ 4 «Конструирование» (14) | ||||||
20 | Программирование | Инфракрасный передатчик. Передача и запуск программы. | 2 | 1 | 1 | |
21 | Выключатель света | Модель «Выключатель света». Сборка модели. | 2 | 0 | 2 | |
22 | Выключатель света | Модель «Выключатель света». Сборка модели. | 2 | 0 | 2 | |
23 | Конструирование | Разработка и сбор собственных моделей. | 2 | 0 | 2 | |
24 | Моделирование | Разработка и сбор собственных моделей. | 2 | 0 | 2 | |
25 | Моделирование | Разработка и сбор собственных моделей. | 2 | 0 | 2 | |
26 | Конструирование | Демонстрация моделей | 2 | 0 | 2 | |
РАЗДЕЛ 5 «Механизмы и датчики» (12) | ||||||
27 | Механизмы | Понятие о простых механизмах и их разновидностях. | 1 | 1 | 0 | |
28 | Команды | Датчик касания (Знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий) | 1 | 0 | 1 | |
29 | Датчики | Датчик освещенности (Влияние предметов разного цвета на показания датчика. Знакомство с командами: жди темнее, жди светлее) | 1 | 0 | 1 | |
30 | Проектирование | Выработка и утверждение тем проектов | 1 | 0 | 1 | |
31 | Конструирование | Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков | 2 | 0 | 2 | |
32 | Моделирование | Презентация моделей | 2 | 0 | 2 | |
33 | Проектирование | Выставка | 1 | 0 | 1 | |
34 | Скоростные модели | Виды передач. Создание скоростной модели. | 2 | 1 | 1 | |
35 | Моделирование | Соревнования моделей, обсуждение проектов и программ | 1 | 0 | 1 |
РАЗДЕЛ 6 «Конструкции» (3) | |||||||||||||
36 | Конструкции | Конструкция. Основные свойства конструкции при ее построении. | 2 | 1 | 1 | ||||||||
37 | Проектирование и конструирование | Свободный урок по теме «Конструкция». | 1 | 0 | 1 | ||||||||
РАЗДЕЛ 7 «Программная среда и управление NXT» (26) | |||||||||||||
38 | Программирование | Программа Lego Mindstorm NXT-G. | 3 | 1 | 2 | ||||||||
39 | Микропроцессор | Микропроцессор NXT и правила работы с ним. | 3 | 1 | 2 | ||||||||
40 | Команды, программы | Понятие команды, программы и программирования. | 3 | 1 | 2 | ||||||||
41 | Исследование | Управление 1 | 2 | 0 | 2 | ||||||||
42 | Исследование | Управление 2 | 2 | 0 | 2 | ||||||||
43 | Исследование | Управление 3 • Использование Датчика Касания в команде Жди | 2 | 0 | 2 | ||||||||
44 | Программирование | Создание программы | 3 | 1 | 2 | ||||||||
45 | Микропроцессор | Микропроцессор NXT. | 3 | 1 | 2 | ||||||||
46 | Исследование | Управление 4 • Использование Датчика Освещенности в команде Жди | 3 | 0 | 3 | ||||||||
47 | Проектирование | Соревнование «Траектория» | 2 | 0 | 2 | ||||||||
РАЗДЕЛ 8 «Исследование и управление» (10) | |||||||||||||
48 | Исследование. | Управление 1 Датчика Освещенности | 2 | 0 | 2 | ||||||||
49 | Исследование. | Управление 2 | 2 | 0 | 2 | ||||||||
50 | Микропроцессор | Микропроцессор NXT + конструктор LEGO + программа LEGO | 3 | 0 | 3 | ||||||||
51 | Движение | Движение по траектории. | 1 | 1 | 0 | ||||||||
52 | Проектирование | Соревнования «Движение по линии» | 2 | 0 | 2 | ||||||||
РАЗДЕЛ 9 «Конструирование» (23) | |||||||||||||
53 | Конструирование 1. | Управление двумя моторами с помощью команды Жди | 2 | 0 | 2 | ||||||||
54 | Конструирование 2. | Управление мощностью моторов. | 2 | 0 | 2 | ||||||||
55 | Органы чувств робота. | Сенсоры | 4 | 1 | 3 | ||||||||
56 | Конструирование 3. | Использование Датчика Освещенности в команде Жди | 3 | 1 | 2 | ||||||||
57 | Конструирование 4.
| Программирование функций регистрации данных, основанное на планировании частоты отсчетов | 5 | 2 | 3 | ||||||||
58 | Органы чувств робота. | Датчик освещенности. | 4 | 1 | 3 | ||||||||
59 | Проектирование | Проект Карусель. Использование автоматического управления. | 3 | 0 | 3 | ||||||||
РАЗДЕЛ 10 «Механизмы и датчики» (15) | |||||||||||||
60 | Механизмы | Понятие о простых механизмах и их разновидностях. | 1 | 1 | 0 | ||||||||
61 | Рычаги | Рычаги: правило равновесия рычага. | 1 | 1 | 0 | ||||||||
62 | Моделирование | Модель «шлагбаум». | 2 | 0 | 2 | ||||||||
63 | Датчики | Датчики – органы чувств Робота. | 1 | 1 | 0 | ||||||||
64 | Моделирование | Модель автомобиля. Построение модели по технологической карте. | 2 | 0 | 2 | ||||||||
65 | Моделирование | Автомобиль. Часть 2 | 2 | 0 | 2 | ||||||||
66 | Моделирование | Автомобиль. Часть 3 | 2 | 0 | 2 | ||||||||
67 | Скоростные модели | Виды передач. Создание скоростной модели. | 1 | 1 | 0 | ||||||||
68 | Мощные модели | Виды передач. Создание мощных моделей. | 1 | 1 | 0 | ||||||||
69 | Моделирование | Соревнования моделей, обсуждение проектов и программ | 2 | 0 | 2 | ||||||||
ИТОГО | 144 |
Календарно-тематическое планирование 2 год обучения.
РАЗДЕЛ 6 «Основные понятия микроэлектроники» (4) | ||||||||||||||
32 | Микроэлектроника и робототехника. | Основные понятия, сферы применения. Знакомство с микронтроллером Arduino. | 2 | 1 | 1 | |||||||||
33 | Электроника | Теоретические основы электроники. | 2 | 2 | 0 | |||||||||
РАЗДЕЛ 7 «Основные принципы программирования микроконтроллеров» (15) | ||||||||||||||
34 | Программирование | Программирование Arduino | 3 | 0 | 3 | |||||||||
35 | Переменные и конструкции | Логические переменные и конструкции | 4 | 2 | 2 | |||||||||
36 | Аналоговые и цифровые входы и выходы | Аналоговые и цифровые входы и выходы. Принципы их использования | 4 | 2 | 2 | |||||||||
37 | Массивы | Понятие массива. Массивы символов. Пьезоэффект. Управление звуком. | 4 | 2 | 2 | |||||||||
РАЗДЕЛ 8 «Датчики для микроконтроллера» (6) | ||||||||||||||
38 | Сенсоры | Сенсоры. Датчики Arduino. | 2 | 1 | 1 | |||||||||
39 | Моделирование | Подключение различных датчиков к Arduino | 2 | 1 | 1 | |||||||||
40 | Проектирование | Создание творческого проекта | 2 | 0 | 2 | |||||||||
РАЗДЕЛ 9 «Практическое применение микроконтроллеров» (16) | ||||||||||||||
41 | Индикаторы, массивы | Цифровые индикаторы. Применение массивов | 2 | 1 | 1 | |||||||||
42 | Звук | Работа со звуком | 2 | 1 | 1 | |||||||||
43 | Библиотеки | Библиотеки | 3 | 1 | 2 | |||||||||
44 | Экраны, микроконтроллеры | LCD-экраны (жидкокристаллические экраны) Управление микроконтроллерами через USB | 2 | 1 | 1 | |||||||||
45 | Двигатели | Двигатели. Типы. Управление двигателями. | 2 | 1 | 1 | |||||||||
46 | Данные | Регистрация данных на SD и Micro-SD карты. | 3 | 1 | 2 | |||||||||
47 | Связь | Беспроводная связь | 2 | 1 | 1 | |||||||||
РАЗДЕЛ 5 «Электронный текстиль» (6) | ||||||||||||||
48 | Платы | Знакомство с платой Arduino Lilypad. | 2 | 1 | 1 | |||||||||
49 | Электронный текстиль | Проекты электронного текстиля | 4 | 1 | 3 | |||||||||
РАЗДЕЛ 6 «Проектная работа» (10) | ||||||||||||||
50 | Проектирование | Работа над собственным творческим проектом автономного электронного устройства | 7 | 1 | 6 | |||||||||
51 | Проектирование | Итоговая презентация проектов (конференция). | 3 | 0 | 3 | |||||||||
ИТОГО | 144 |
Планируемые результаты освоения обучающимися программы курса:
1. Коммуникативные универсальные учебные действия: формировать умение слушать и понимать других; формировать и отрабатывать умение согласованно работать в группах и коллективе; формировать умение строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами.
2. Познавательные универсальные учебные действия: формировать умение извлекать информацию из текста и иллюстрации; формировать умения на основе анализа рисунка-схемы делать выводы; основные понятия робототехники; основы алгоритмизации и программирования; умения автономного программирования; знания среды LEGO; основы программирования; умения подключать и задействовать датчики и двигатели; собирать базовые модели роботов; проходить все этапы проектной деятельности, создавать творческие работы.
3. Регулятивные универсальные учебные действия: формировать умение оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей; формировать умение составлять план действия на уроке с помощью учителя; формировать умение мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными.
4. Личностные универсальные учебные действия: формировать учебную мотивацию, осознанность учения и личной ответственности, формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения.
Обоснование выбора наборов – лабораторий.
Для реализации программы данный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего, диском с программным обеспечением для работы с конструктором, компьютерами.
В основе обучающего материала лежит изучение основных принципов механической передачи движения и элементарное программирование. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся младшего школьного возраста могут учиться создавать и программировать модели, проводить исследования, составлять отчёты и обсуждать идеи, возникающие во время работы с этими моделями.
На каждом уроке, используя привычные элементы LEGO, а также мотор и датчики, ученик конструирует новую модель, посредством USB-кабеля подключает ее к ноутбуку и программирует действия робота. В ходе изучения курса учащиеся развивают мелкую моторику кисти, логическое мышление, конструкторские способности, овладевают совместным творчеством, практическими навыками сборки и построения модели, получают специальные знания в области конструирования и моделирования, знакомятся с простыми механизмами. Ребенок получает возможность расширить свой круг интересов и получить новые навыки в таких предметных областях, как Естественные науки, Технология, Математика, Развитие речи.
Обоснование выбора конструктора LEGO
Это один из самых доступных наборов конструкторов, в котором очень четко прослеживается линейка от наборов для малышей до студентов (программирование преподается на базе LEGO в некоторых зарубежных колледжах). Опыт, полученный ранее, применяется в дальнейших разработках, детали совместимы между множественными наборами.
Очень трудно представить детские игры без игрушек. На сегодняшний день ассортимент игрушек настолько разнообразен, что порой бывает довольно трудно выбрать. Причем, это должно быть интересно, занимательно и в то же время еще и развивать ребенка. Чем же лучше занять ребенка? Какую игрушку ему купить? Ответ достаточно прост – нужен набор LEGO.
Набор LEGO - это набор, имеющий 32-х битный процессор, четыре входа, три выхода, Bluetooth связь, динамик и графический 100 х 64 пиксельный ЖК дисплей. Набор NXT включает в себя также три мощных двигателя со встроенными датчиками поворота и разнообразные наборы датчиков (в зависимости от комплектации). Для программирования используется новая графическая платформа NXT-G, которая, в отличие от предшественника, является тоже достаточно простой, но при этом позволяет запрограммировать достаточно многое.
Современный набор LEGO– одна из лучших образовательных платформ компании ЛЕГО, которая была разработана специально для занятий в классе или кружке робототехники. Конструктор основан на деталях Lego Technic и сложной электронике. Он включает: мощный микрокомпьютер EV3 с возможностью перепрограммирования, три электрических серводвигателя, 2 сенсора касания, датчик цвета, гироскоп, ультразвуковой датчик, перезаряжаемую батарею, соединительные кабели, более 500 строительных элементов.
В процессе работы с конструктором учащиеся знакомятся с ключевыми идеями, относящимися к информационным технологиям, многое узнают о самом процессе исследования и решения задач, получают представление о возможности разбиения задачи на более мелкие составляющие, о выдвижении гипотез и их проверке, а также о том, как обходиться с неожиданными результатами. Работа в команде является неотъемлемой частью всего процесса.
Собрав модель и подсоединив ее к компьютеру, ребята могут составить программу для управления ею. А специальный LEGO – компьютер позволяет модели функционировать независимо от настольного компьютера, на котором была написана управляющая программа.
Однако мир LEGO не ограничивается этим, есть несметное число книг, посвященное построению и программированию роботов, различные нестандартные датчики, возможность писать ПО на языках C, Java. Мастерство роботостроения оценивается на различных олимпиадах и конкурсах разного масштаба.
Образование и LEGO
Конструкторы LEGO являются одними из самых популярных конструкторов у ребят разных возрастов. LEGO предлагает наборы для конструирования, ориентированные на детей от 6 месяцев и заканчивая студентами первых курсов ВУЗов.
Учащийся выступает в роли активного участника процесса обучения со своими собственными взглядами и представлениями об окружающем мире, мотивация идет через решение практически значимых проблем.
Использование образовательной робототехники на уроках позволяет сделать современную школу конкурентоспособной. А сам урок по-настоящему эффективным и продуктивным для всех участников образовательного процесса.
Использование образовательных роботов является мощным средством для обучения и самообучения. С помощью графических языков программирования учащиеся создают осязаемые модели и управляют этими моделями, применяют этот арсенал для постановки и решения задач. В арсенале LEGO есть множество механизмов для моделирования и понимания окружающего мира. Конструирование своего собственного понимания окружающего мира является особенностью системно-деятельностного подхода.
Применение роботов как объекта изучения позволяет учащимся определиться в выборе будущей профессии, закрепить физические, математические и ИТ-основы, лежащие в робототехнике, воспитывает коммуникативные навыки.
Интеграция LEGO-технологий в образовательный процесс нашей школы ведет отсчет с 2013 года. За это время накоплен опыт решения педагогических задач на разных ступенях обучения, в разных видах деятельности.
Механизм оценивания образовательных результатов
Оценки Оцениваемые параметры | низкий | Средний | Высокий | |||
Уровень теоретических знаний | ||||||
Теоретическое знание | Обучающийся знает фрагментарно изученный материал. Изложение материала сбивчивое, требующее корректировки наводящими вопросами. | Обучающийся знает изученный материал, но для полного раскрытия темы требуется дополнительные вопросы. | Обучающийся знает изученный материал. Может дать логически выдержанный ответ, демонстрирующий полное владение материалом. | |||
Уровень практических навыков и умений | ||||||
Работа с инструментами, техника безопасности | Требуется контроль педагога за выпол- нением правил по технике безопасности. | Требуется периодическое напоминание о том, как работать с инструментами. | Четко и безопасно работает инструментами. | |||
Способность изготовления моделей роботов | Не может изготовить модель робота по схеме без помощи педагога. | Может изготовить модель робота по схемам при подсказке педагога. | Способен самостоятельно изготовить модель робота по заданным схемам. | |||
Степень самостоятельности изготовления моделей роботов | Требуется постоянные пояснения педагога при сборке и программированию. | Нуждается в пояснении последовательности работы, но способен после объяснения к самостоятельным действиям. | Самостоятельно выполняет операции при сборке и программированию роботов. |
Материально-техническая база
- Методическое обеспечение программы
- Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo модели
- Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »
- Инструкции по сборке (в электронном виде)
- Книга для учителя (в электронном виде)
- Компьютер
- Проектор.
Методическое обеспечение
Обеспечение программы предусматривает наличие следующих методических видов продукции:
- электронные учебники;
- экранные видео лекции, Screencast (экранное видео - записываются скриншоты (статические кадры экрана) в динамике);
- видеоролики;
- информационные материалы на сайте, посвященном данной дополнительной образовательной программе;
- мультимедийные интерактивные домашние работы, выдаваемые обучающимся на каждом занятии;
По результатам работ всей группы будет создаваться мультимедийное интерактивное издание, которое можно будет использовать не только в качестве отчетности о проделанной работе, но и как учебный материал для следующих групп обучающихся.
Методы, в основе которых лежит способ организации занятия:
- словесный (устное изложение, беседа, рассказ, лекция и т.д.)
- наглядный (показ мультимедийных материалов, иллюстраций, наблюдение, показ (выполнение) педагогом, работа по образцу и др.)
- практический (выполнение работ по инструкционным чертежам, схемам и др.)
Методы, в основе которых лежит уровень деятельности детей:
- объяснительно-иллюстративный – дети воспринимают и усваивают готовую информацию.
- репродуктивный – учащиеся воспроизводят полученные знания и освоенные способы деятельности.
- частично-поисковый – участие детей в коллективном поиске, решение поставленной задачи совместно с педагогом.
- исследовательский – самостоятельная творческая работа учащихся.
Методы, в основе которых лежит форма организации деятельности учащихся на занятиях:
При осуществлении образовательного процесса применяются следующие методы:
- объяснительно-иллюстративный (для формирования знаний и образа действий);
- репродуктивный (для формирования умений, навыков и способов деятельности);
- проблемного изложения, исследовательский (для развития самостоятельности мышления, творческого подхода к выполняемой работе, исследовательских умений);
- словесный - рассказ, объяснение, беседа, лекция (для формирования сознания);
- стимулирования (соревнования, выставки, поощрения);
В программе предусмотрены три уровня освоения программы: общекультурный – предполагающий развитие познавательных интересов детей, расширение кругозора, уровня информированности в определенных образовательных областях, обогащение опыта общения, совместной образовательной деятельности; углубленный – предполагающий формирование теоретических знаний и практических навыков, раскрытие творческих способностей личности в избранной области деятельности; профессионально-ориентированный – предусматривающий достижение высокого уровня образованности в избранной области, готовность к освоению программ специального (начального, среднего, высшего) образования.
ЛИТЕРАТУРА
Литература для педагогов:
1. Аляев Ю.А. Алгоритмизация и языки программирования: Pascal, C++, Visual Basic: Учебно-справочное пособие. / Под ред. Ю.А. Аляев, О.А. Козлов.-2002. [электронный ресурс] (http://www.booksgid.com/programmer/3714algoritmizacija-i-jazyki.html).
2. Белухин Д.А. Личностно ориентированная педагогика в вопросах и ответах: учебное пособие. -М.: МПСИ, 2006. - 312с.
3. Бишоп О. Настольная книга разработчика роботов. - К.: "МК-Пресс", СПб.: "КОРОНА-ВЕК", 2010. [электронный ресурс] http://smps.h18.ru/robot.html
4. Вортников С.А. «РОБОТОТЕХНИКА» Издательство МГТУ. «Информационные устройства робототехнических систем».
5. Ермолаева М.В. Практическая психология детского творчества. – М.: МПСИ; Воронеж: НПО «МОДЭК», 2005. – 304с.
6. Злаказов А.С. «Уроки Лего-конструирования в школе» метод.пособие, Под ред. А.С.Злаказов, Г.А.Горшков, С.Г.Шевалдина. Изд.Бином 2011.
7. Ильин Е.П. Психология творчества, креативности, одарённости. – СПб.: Питер, 2012.: ил.- (Серия «Мастера психологии»).
8. Коджаспирова Г.М., Коджаспиров А.Ю. Словарь по педагогике. – М. МИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2005. — 448 с. [электронный ресурс] (http://www.studfiles.ru)
9. Копосов Д.Г. «Первый шаг в робототехнику», изд. Бином, 2014.
10. Макарова Н.В. Информатика и ИКТ. Практикум по программированию. Базовый уровень / Под ред. проф. Н.В. Макаровой. – СПб.: Питер, 2008.
11. Матюшкин А.М. Мышление, обучение, творчество. – М.: МПСИ; Воронеж: НПО «МОДЭК», 2003. – 720с.
12. Менчинская Н.А. Проблемы обучения, воспитания и психического развития ребёнка: Избранные психологические труды/ Под ред. Е.Д. Божович. – М.: МПСИ; Воронеж: НПО «МОДЭК», 2004. – 512с.
13. М. Предко «123 эксперимента по робототехнике» / М. Предко; пер. с англ. В. П. Попова. - М.: НТ Пресс, 2007. [электронный ресурс] http://smps.h18.ru/robot.html
14. Симонович С. «Занимательное программирование Visual Basic». / Под ред. С. Симоновича и Т. Евсеева. – М.: «АСТ-Пресс Книга», 2001. [электронный ресурс] http://www.twirpx.com/file/711098/
15. Фельдштейн Д.И. Психология развития человека как личности: Избранные труды: В 2т./ Д.И. Фельдштейн – М.: МПСИ; Воронеж: НПО «МОДЭК», 2005. – Т.2. -456с.
16. Филипов С.А. «Робототехника для детей и родителей», изд. «Наука», 2013.
17. Юревич Е.И. Основы робототехники. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. [электронный ресурс] http://smps.h18.ru/robot.html
18. http://edurobots.ru/
19. http://www.mindstorms.su/
20. http://www.prorobot.ru/lego.php
21. http://www.servodroid.ru/
22. educatalog.ru - каталог образовательных сайтов
23.В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный Дистанционный курс «Конструирование и робототехника» - ЛЕГО-лаборатория (Control Lab):Справочное пособие, - М.: ИНТ, 1998, 150 стр.
- Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. – М.: NT Press, 2007, 345 стр.
- ПервоРобот NXT 2.0: Руководство пользователя. – Институт новых технологий;
- Применение учебного оборудования. Видеоматериалы. – М.: ПКГ «РОС», 2012;
- Программное обеспечение LEGO Education NXT v.2.1.;Рыкова Е. А. LEGO-Лаборатория (LEGO Control Lab). Учебно-методическое пособие. – СПб, 2001, 59 стр.
- Чехлова А. В., Якушкин П. А.«Конструкторы LEGO DAKTA в курсе информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ, 2001 г.
- Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2011г. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
- Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с.
Литература для детей:
1. Копосов Д.Г. «Первый шаг в робототехнику», изд. Бином, 2014.
2. Злаказов А.С. «Уроки Лего-конструирования в школе» методическое пособие, под ред. А.С.Злаказов, Г.А.Горшков, С.Г.Шевалдина. Изд.Бином 2011.
3. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей», изд. «Наука», 2013.
4. http://edurobots.ru/
5. http://www.mindstorms.su/
6. http://www.prorobot.ru/lego.php
7. http://www.servodroid.ru/
8. educatalog.ru - каталог образовательных сайтов
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Решение задач на сотавление алгоритмов с командой цикла ПОКА.(Исполнитель Робот)
План- конспект урока....
Исполнитель Робот. Задания на составление алгоритмов с использованием команд ЕСЛИ и ПОКА.
Карточка. Графический диктант....
Методическое пособие для педагогов дополнительного образования «Технология изготовления игрушки «Робот»
Методическое пособие для педагогов дополнительного образования«Технология изготовления игрушки «Робот»Авторы: 1. Шибаева Татьяна Петро...
Статья "Цифровая лаборатория - новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий"
Эксперимент является неотъемлемой частью познания природы, изучение ее законов. Такие науки как физика, химия, биология не могут изучаться только теоретически, им обязательно нужна практическая подопл...
Исполнитель Робот. Управление Роботом.
Разработка урока предназначена для урока информатики в 7 классе....
Катапульта многофункциональная робота Ев3 для соревнований "Футбол управляемых роботов", "Поло роботов"
Катапульта многофункциональная робота Ев3 для соревнований "Футбол управляемых роботов", "Поло роботов", позволяет бить по теннисному мячу, который летит на расстояние до 2х ...
Классификация роботов, транспортные роботы
Классификация роботов, транспортные роботы...