Адаптированная рабочая программа по технологии. (Робототехника на базе конструктора LEGO Mindstorms Ev3).
рабочая программа

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2 г. Советский»

Адаптированная рабочая программа по предмету

Технология

Класс 8Г

2020- 2021 учебный год

Васянина Гульнара Зайнулловна – учитель технологии             

г. Советский

2020 год

Пояснительная записка

На основании приказа ДО и МП ХМАО-Югры №1042 от 8 августа 2014 г. «Об утверждении примерных учебных планов образовательных организаций, реализующих образовательные программы начального общего, основного общего, среднего общего образования на территории ХМАО-Югры для детей с ограниченными возможностями здоровья, нуждающихся в длительном лечении, а также детей-инвалидов, получающих образование на дому или в медицинских организациях, в том числе с использованием дистанционных образовательных технологий» в учебный план обучающегося …………..

ученика 8 класса включен предмет «Технология», реализующий учебный курс: «Робототехника на базе конструктора LEGO Mindstorms Ev3.

Настоящая рабочая программа по технологии для ученика 8 Г класса

составлена в соответствии с:

• требованиями Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования (ФГОС ООО);
• требованиями к результатам освоения основной образовательной программы (личностным, метапредметным, предметным);
• основными подходами к развитию и формированию универсальных учебных действий (УУД) для основного общего образования;
• адаптированной основной образовательной программой МБОУ СОШ №2 для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья, утвержденной приказом директора школы от 31.08.16 г. №86/5;
• комплексной программой «Развитие образовательной робототехники и непрерывного IT-образования в Российской Федерации», утвержденной АНО «Агентство инновационного развития» от 01.10.2014 г. №172-Р;
• книга для учителя Robot Educator по работе с конструктором LEGO MINDSTORMS Education EV3.

            В программе учитываются возрастные и психологические особенности обучающегося на ступени основного общего образования, учитываются межпредметные связи.

В программе предложен авторский подход в части структурирования учебного материала, определения последовательности его изучения, путей формирования системы знаний, умений и способов деятельности, развития, воспитания и социализации обучающегося.  

Рабочая программа ориентирована на использование учебно-методического комплекса по робототехнике и включает в себя:

Книга для учителя (электронное издание);  Robot Educator –ознакомления с основами программного обеспечения и аппаратных средств LEGO MINDSTORMS Education EV3.        

• Программное обеспечение LEGO Mindstorms Ev3;

• Программное обеспечение LEGO Mindstorms Ev3 «Инженерные проекты»;
• Конструктор LEGO Mindstorms Ev3;
• Ресурсный набор к LEGO Mindstorms Ev3

Развитие робототехники в настоящее время включено в перечень приоритетных направлений технологического развития в сфере информационных технологий, которые определены Правительством в рамках «Стратегии развития отрасли информационных технологий в РФ на 2014–2020 годы и на перспективу до 2025 года». Важным условием успешной подготовки  инженерно-технических кадров в рамках обозначенной стратегии развития является внедрение инженерно-технического образования в систему воспитания школьников и даже дошкольников. Образовательная робототехника дает возможность учащемуся создавать инновации своими руками, и заложить основы успешного освоения профессии инженера в будущем.

Работа с образовательными конструкторами  LEGO Mindstorms Ev3  позволяет учащемуся исследовать основы механики, физики и программирования. Разработка, сборка и построение алгоритма поведения модели позволяет учащемуся самостоятельно освоить целый набор знаний из разных областей, в том числе робототехники, электроники, механики, программирования, что способствует повышению интереса к быстроразвивающейся науке робототехнике.

Цель программы создание условий для формирования у учащегося теоретических знаний и практических навыков в области начального технического конструирования и основ программирования, развитие научно-технического и творческого потенциала личности ребенка, формирование ранней профориентации.

Задачи программы

Обучающие:

• формирование умения к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, умения осуществлять целенаправленный поиск информации;
• изучение основ механики;
• изучение основ проектирования и конструирования в ходе построения моделей из деталей конструктора;
• изучение основ алгоритмизации и программирования в ходе разработки алгоритма поведения робота, модели;
• реализация межпредметных связей с физикой, информатикой и математикой.

Развивающие:

• формирование культуры мышления, развитие умения аргументированно и ясно строить устную и письменную речь в ходе составления технического паспорта модели;
• развитие умения применять методы моделирования и экспериментального исследования;
• развитие творческой инициативы и самостоятельности в поиске решения;
• развитие мелкой моторики;
• развитие логического мышления.

Воспитательные:

• воспитание настойчивости в достижении поставленной цели, трудолюбия, ответственности, дисциплинированности, внимательности, аккуратности.

Содержание программы выстроено таким образом, чтобы помочь школьнику постепенно, шаг за шагом раскрыть в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире.

В процессе конструирования и программирования управляемых моделей учащийся получает дополнительные знания в области физики, механики и информатики, что, в конечном итоге, изменит картину восприятия учащимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.

С другой стороны, основные принципы конструирования простейших механических систем и алгоритмы их автоматического функционирования под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей почвой для последующего освоения более сложного теоретического материала на занятиях.

Возможность самостоятельной разработки и конструирования управляемых моделей для учащегося в современном мире является очень мощным стимулом к познанию нового и формированию стремления к самостоятельному созиданию, способствует развитию уверенности в своих силах и расширению горизонтов познания. Занятия по программе «Робототехника на базе конструктора LEGO Mindstorms Ev3» позволяют заложить фундамент для подготовки будущих специалистов нового склада, способных к совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.

Педагогические принципы, на которых построено обучение:

1. Систематичность

Принцип систематичности реализуется через структуру программы, а также в логике построения каждого конкретного занятия. В программе подбор тем обеспечивает целостную систему знаний в области начальной робототехники, включающую в себя знания из областей основ механики, физики и программирования. Последовательность же расположения тем программы обуславливается логикой преемственного наращивания количества и качества знаний о принципах построения и программирования управляемых моделей на основе знаний об элементах и базовых конструкциях модели, этапах и способах сборки.

2.  Гуманистическая направленность педагогического процесса

Программа разработана  с учетом одного из приоритетных направлений развития в сфере информационных технологий и возрастающей потребности общества в высококвалифицированных  специалистах инженерных специальностей, и реализует начальную профориентацию учащегося.

3. Связь педагогического процесса с жизнью и практикой

Обучение по программе базируется на принципе практического обучения: центральное место отводится разработке управляемых моделей на базе конструктора LEGO WeDo и подразумевает сначала обдумывание, а затем создание моделей.

4. Сознательность и активность учащихся в обучении

Принцип реализуется в программе через целенаправленное активное восприятие знаний в области конструирования и программирования, их самостоятельное осмысление, творческую переработку и применение.

5. Прочность закрепления знаний, умений и навыков

Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания. Закрепление умений и навыков по конструированию и программированию моделей достигается неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой в ходе анализа конструкции моделей, составления технического паспорта, продумывания возможных модификаций исходных моделей и разработки собственных.

6. Наглядность обучения

Объяснение техники сборки робототехнических средств проводится на конкретных изделиях и программных продуктах: к каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев, чтобы проиллюстрировать занятие, заинтересовать ученика, побудить его к обсуждению темы занятия.

7. Принцип проблемности обучения

В ходе обучения перед учащимся ставятся задачи различной степени сложности, результатом решения которых является работающий механизм/управляемая модель, что способствует развитию у учащегося таких качеств как индивидуальность, инициативность, критичность, самостоятельность, а также ведет к повышению уровня интеллектуальной, мотивационной и других сфер.

8. Принцип воспитания личности

В процессе обучения учащийся не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивают свои способности, умственные и моральные качества, такие как, настойчивость в достижении поставленной цели, трудолюбие, ответственность, дисциплинированность, внимательность, аккуратность и др.

9. Принцип индивидуального подхода в обучении

Принцип индивидуального подхода реализуется в возможности учащегося работать в своем режиме за счет большой вариативности исходных заданий и уровня их сложности, при подборе которых педагог исходит из индивидуальных особенностей школьника.

Формы и методы организации учебного процесса

Рабочая программа по технологии составлена с учетом психо – физиологических особенностей обучающегося 8Г класса………..  (ребенок-инвалид, диагноз ДЦП, спастический тетрапарез) нуждается в индивидуальном обучении. Как следствие этого заболевания у ученика наблюдается скованность мышц верхних и нижних конечностей, нарушение координации движений. Уровень знаний, умений и навыков соответствует ступени обучения и возрасту ребенка.

При организации обучения по предмету технология применяются общие и специфические методы, связанные с применением средств ИКТ:

• словесные методы обучения (рассказ, объяснение, лекция, беседа, работа с текстом);
• наглядные методы (наблюдение, иллюстрация, демонстрация электронных пособий, презентаций);
• практические методы (деятельность обучающегося носит алгоритмический характер, выполняется по инструкциям; практические компьютерные работы);
• частично поисковый, или эвристический метод (поиск решения познавательных задач в ходе подготовки и реализации творческих проектов);
• исследовательский метод обучения (обучаемый самостоятельно изучает основные характеристики простых механизмов и датчиков, работающих в модели, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи, ведет наблюдения и измерения и выполняет другие действия поискового характера.)

В основном используются комбинированные уроки, на которых предусматривается смена методов обучения и деятельности обучаемого. Объяснение проводится в первой части урока, а в конце урока планируется деятельность, которая наиболее интересна для обучающегося и имеет для него большее личностное значение.

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

Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий (сборка и программирование своих моделей).

 Обучение с LEGO всегда состоит из 4 этапов: установление взаимосвязей, конструирование, рефлексия, развитие.

На каждом из вышеперечисленных этапов учащийся как бы «накладывает» новые знания на те, которыми он уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания.

Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

Основные этапы разработки Лего-проекта:

• Обозначение темы проекта.
• Цель и задачи представляемого проекта.
• Разработка механизма на основе конструктора Лего.
• Составление программы для работы механизма.

Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

При изучении курса технологии используются следующие формы контроля знаний и умений обучающегося:

• текущий контроль осуществляется в ходе разработки, исследования и презентации работы механизмов и моделей устройств;
• Итоговый контроль осуществляется в форме защиты проекта.

Проект – это самостоятельная индивидуальная деятельность учащегося, рассматриваемая как итоговая работа по данному курсу, включающая в себя разработку технологической карты, составление технического паспорта, сборку и презентацию собственной модели на заданную тему.

Общая характеристика учебного предмета.

В основу программы по технологии положен учебный курс «Робототехника на базе конструктора LEGO Mindstorms Ev3», позволяющий моделировать роботов. Это прогрессивный, наглядный и одновременно практически полезный раздел – робототехники, вобравший в себя ее передовые достижения. В программе освещены темы, интересные учащемуся как теоретически, так и для самостоятельного конструирования и моделирования разнообразных роботов. Одновременно рассматриваются принципиальные теоретические положения, лежащие в основе работы ведущих групп робототехнических систем. Такой подход предполагает сознательное и творческое усвоение закономерностей робототехники, с возможностью, их реализации в быстро меняющихся условиях, а также в продуктивном использовании в практической и опытно-конструкторской деятельности.

В процессе теоретического обучения обучающийся знакомится с назначением, структурой и устройством роботов, с технологическими основами сборки и монтажа, основами вычислительной техники, средствами отображения информации. Программа содержит сведения по истории современной электроники, информатики и робототехники, о ведущих ученых и инженерах в этой области и их открытиях с целью воспитания интереса учащегося к профессиональной деятельности, направлениям развития и перспективам робототехники.  Программа включает проведение практикума начинающего робототехника, включающего проведение практико-исследовательских работ и прикладного программирования. В ходе специальных заданий воспитанник приобретают обще-трудовые, специальные и профессиональные умения и навыки по сборке готовых роботов, их программированию, закрепляемые в процессе разработки проекта. Содержание практических работ и виды проектов могут уточняться, в зависимости от наклонностей учащегося, наличия материалов, средств.

Учебные занятия предусматривают особое внимание соблюдению учащимся правил безопасности труда, противопожарных мероприятий, выполнению экологических требований. Содержание программы реализуется во взаимосвязи с предметами школьного цикла. Некоторые темы взаимосвязаны с общеобразовательным курсом и могут с одной стороны служить пропедевтикой, с другой стороны опираться на него. Так, например, теоретические и практические знания по робототехнике послужат пропедевтикой по ряду разделов физики (статика и динамика, электрика и электроника, оптика), значительно углубят знания по черчению (включая основы технического дизайна), математике и информатике.

Курс «Робототехника на базе конструктора LEGO Mindstorms Ev3 является базовым и не предполагает наличия у обучаемого навыков в области робототехники и программирования. В соответствии ФГОС  цель программы отвечает установленным требованиям к личностным результатам освоения основной образовательной программы.

Описание места предмета «Информатика» в учебном плане.

         Планирование курса «Робототехника на базе конструктора LEGO Mindstorms Ev3 в 8 классе рассчитано на 35 часов (1 ч в неделю).

Личностные, метапредметные, предметные результаты

        В результате освоения образовательной программы основного общего образования обучающийся сможет достигнуть личностные, метапредметные и предметные результаты.

Личностные результаты:

• критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
• осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
• развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
• развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качества весьма важные в практической деятельности любого человека;
• развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
• воспитание чувства справедливости, ответственности;
• начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.

Метапредметные результаты

Регулятивные универсальные учебные действия:

• принимать и сохранять учебную задачу;
• планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
• формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели;
• осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
• адекватно воспринимать оценку учителя;
• различать способ и результат действия;
• вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;
• в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
• проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
• осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;
• оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Познавательные универсальные учебные действия:

• осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах учащегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;
• использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;
• ориентироваться на разнообразие способов решения задач;
• осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;
• проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;
• строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте;
• устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;
• моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая);
• синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;
• выбирать основания и критерии для сравнения, классификации объектов.

Коммуникативные универсальные учебные действия:

• аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;
• выслушивать собеседника и вести диалог;
• признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
• планировать учебное сотрудничество с учителем;
• осуществлять постановку вопросов — инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
• выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения, принятие решения и его реализация;
• уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
• владеть монологической и диалогической формами речи.

Предметные результаты

Ученик научится:

• использовать основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
• использовать при построении конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
• использовать компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
• определять виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
• анализировать и сравнивать конструктивные особенности различных роботов;
• использовать и модифицировать созданные программы;
• использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
• конструировать различные модели; использовать созданные программы;
• применять полученные знания в практической деятельности.

Ученик получит возможность:

• использовать приобретенные знания и умения для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских (дизайнерских), технологических и организационных задач;
• овладеть основами логического и алгоритмического мышления, пространственного воображения и математической речи, измерения, пересчета, прикидки и оценки, наглядного представления данных и процессов, записи и выполнения алгоритмов.

Содержание учебного предмета.

1. Вводное занятие.

 Знакомство с конструктором. Организация рабочего места. Техника безопасности.

2. Занятие «Знакомство с Микрокомпьютером EV3».

Знакомство с Модулем EV3 -центром управления, который приводит в действие робота. Благодаря экрану, кнопкам управления модулем и интерфейсу модуля EV3, содержащему четыре основных окна, нам открывается доступ к потрясающему разнообразию уникальных функций модуля EV3.

 3. Занятие «Знакомство и программирование модуля EV3(программирование на модуле)».

Знакомство  с модулем, программирование на модуле и запуск привода в движение.

4. Занятие «Знакомство с программой и роботом LEGO Mindstorms Ev3 и работа с ним».

Знакомство со средой программирования, которая состоит из области программирования, палитры программирования, страница аппаратных средств, редактора  контента,  панели инструментов программирования.

5. Занятие «Сборка привода. Привод в движении».

Управление приводной платформой и активирование действий на основе данных, поступающих от различных датчиков.

6. Занятие «Движение робота вдоль линии».

Изучение различных способов управления приводной платформой, движущейся по прямой линии.

7. Занятие «Робот определяющий расстояние до препятствия».

Использование режима ультразвукового датчика «Ожидание изменения» для определения приближения к объекту.

8. Занятие «Программирование движения по прямой линии».

Изучение различных способов управления приводной платформы, движущейся по прямой линии.

9. Занятие «Разворот и движение назад».

Использование блока «Рулевое управление» для управления приводной платформой.

10. Занятие «Ускоренное движение по кривой».

Использование блока «Рулевое управление» для управления приводной платформой.

11. Занятие «Независимое управление».

Использование блока «Независимое управление моторами» для управления приводной платформой.

12. Занятие. «Программирования движения по кругу».

Практическое программирование движения и отработка на базовой модели.

13. Занятие «Многозадачность».

Использования блока многозадачность для одновременного перемещения приводной платформы и воспроизведения звука.

14. Занятие « Первая программа с циклом».

Написание программы с циклом. Понятие «цикл». Использование блока «цикл» в программе. Создание и отладка программы для движения робота по «восьмерке».

15. Занятие «Переключатель».

Использования блока переключения для принятия решений в динамическом процессе на основе информации датчика.

16. Занятие «Многопозиционный переключатель».

Программирование приводной платформы таким образом, чтобы она двигалась и поворачивала при обнаружении различных цветов.

17. Занятие «Шины данных».

Эксперимент с тремя типами шин данных и использование их в программе.

18. Занятие «Блоки датчиков».

Использование блока датчики для управления мощностью моторов приводной платформы в динамическом режиме.

19. Занятие «Скорость гироскопа».

Эксперимент со скоростью вращения, используя гироскопический датчик.

20. Занятие «Обмен сообщениями».

Установление связи посредством  Bluetooth одного модуля с другим EV-3.

21. Занятие «Датчик цвета. Калибровка».

Знакомство с цифровым датчиком, который может определять цвет или яркость света, поступающего в небольшое окошко на лицевой стороне датчика. Этот датчик может работать в трех разных режимах: в режиме «Цвет», в режиме «Яркость отраженного света» и в режиме «Яркость внешнего освещения».

22. Занятие «Датчик касания».

Знакомство с датчиком касания — это аналоговый датчик, который может определять, когда красная кнопка датчика нажата, а когда отпущена. Это означает, что датчик касания можно запрограммировать для действия в зависимости от трех условий: нажатие, отпускание и щелчок (нажатие и отпускание).  

23. Занятие «Ультразвуковой датчик». 

Знакомство с цифровым ультразвуковым датчиком, который определяет расстояние до находящегося перед ним объекта. Он делает это, посылая звуковые волны высокой частоты и

измеряя время, за которое звук отразится назад к датчику. Создание и отладка программы для движения робота внутри помещения и самостоятельно огибающего препятствия. Робот, останавливающийся на определенном расстоянии до препятствия.

24. Занятие «Звуки модуля. Индикатор состояния модуля».

Проигрывания звука с помощью встроенного динамика блока EV-3.Использование индикатора модуля для указания статуса программы.

25. Занятие «Управление роботом через планшет».

Установка программы на планшет и управление дистанционно посредствам связи  Bluetooth.

26. Занятие. «Конические зубчатые колеса». 

Сборка инженерного проекта и применение в практике. С помощью конических зубчатых колес движение мотора передается колесам по перпендикулярной оси или под углом 90 градусов.

27. Занятие. «Повышающая передача».

Сборка инженерного проекта и применение в практике.

Знакомство с повышающей передачей, преобразование движения 24-зубого зубчатого колеса, входящего в зацепление с 8-зубым зубчатым колесом.

28. Занятие. «Понижающая передача».

Сборка инженерного проекта и применение в практике.

Знакомство с понижающей передачей, сначала в движение приходит 12-зубое зубчатое колесо, которое называется ведущим, а затем в зацепление с ведущим колесом вступает 36-зубое колесо.

29. Занятие. «Колесные и гусеничные механизмы».

Физическое поведение изучаемой схемы, ее плюсы и минусы, приемы оптимального управления.

30. Занятие. «Шагающие механизмы».

Сборка и программирование изучаемой схемы. Исследование ее поведения в различных ситуациях.

31. Занятие.  «Механизм-хвататель».

Использования механизма «хвататель», чтобы брать и отпускать предметы. Сборка инженерного проекта и применение в практике.

32. Занятие. «Механизм-челюсть».

Сборка инженерного проекта и применение в практике. Управление открытием и закрытием челюсти с помощью среднего мотора.

33. Занятие. «Механизм-качели».

Сборка инженерного проекта и применение в практике. Использование качели в качестве прочной, но подвижной конструкции, которая может поднимать и опускать установленные на них детали или предметы.

34. Занятие. Заключительное занятие.

Создание собственного робота учащимся.

35. Занятие. Защита проекта.

Защита и презентация своей модели.

Тематическое планирование.

Учебно-тематический план

-

Календарно-тематическое планирование в 8 Г классе…………….