ПРОЕКТ 8 класс «Робототехника и программирование»
рабочая программа по технологии (8 класс)

ПРОЕКТ

8 класс

«Робототехника и программирование»

г. Москва

2019г

Введение

За последние годы успехи в робототехнике, автоматизированных системах и программировании изменили личную и деловую сферы нашей жизни. Сегодня промышленные, обслуживающие и домашние роботы широко используются на благо экономик ведущих мировых держав: выполняют работы более дёшево, с большей точностью и надёжностью, чем люди, используются на вредных для здоровья и опасных для жизни производствах. Роботы широко используются в транспорте, в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом производстве промышленных товаров и товаров народного потребления. Роботы играют всё более важную роль в жизни, служа людям и выполняя каждодневные задачи. Интенсивная экспансия искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит быстро развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные и роботизированные системы.

В последнее десятилетие значительно увеличился интерес к образовательной робототехнике и программированию. В школы закупаются новое учебное оборудование. Робототехника в образовании — это междисциплинарные занятия, интегрирующие в себе науку, технологию, инженерное дело, математику (Science Technology Engineering Mathematics = STEM), основанные на активном обучении учащихся. Во многих ведущих странах есть национальные программы по развитию именно STEM образования. Робототехника и программирование представляют учащимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают.

Пояснительная записка

Данная программа научно-технической направленности, т.к. так как в наше время робототехники и компьютеризации, ребенка необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.

Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

Целесообразность этой программы заключается в том, что, она является целостной и непрерывной в течении всего процесса обучения, и позволяет шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире.  В процессе конструирования и программирования учащиеся   получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Использование 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 как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования

Работа с образовательными конструкторами позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество

проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества.

Изучая простые механизмы, учащиеся учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.

    Преподавание курса предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Занятия позволяют учащимся:

 совместно обучаться в рамках одной бригады;

 распределять обязанности в своей бригаде;

 проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;

 проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;

 создавать модели реальных объектов и процессов;

 видеть реальный результат своей работы.

Сроки реализации программы 1 год. Режим работы, в неделю 1 занятие по 1 часу.

Цель: обучение основам робототехники, программирования. Развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.

    Задачи:

Обучающие:

- дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;

- научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;

- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;

- ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами

Воспитывающие:

- формировать творческое отношение   к выполняемой работе;

- воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности.

Развивающие:

- развивать творческую инициативу и самостоятельность;

- развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном;

 - развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Материальные ресурсы:

1. Наборы конструкторов «Solar Robot на солнечной батарее 14-in-1»:

2. Персональные компьютеры для учащихся с ПО (Scratch, Code, интернет)

3. Лампа мощностью 95 V

4.АРМ учителя (компьютер, проектор, сканер, принтер)

Приемы и методы организации занятий:

 I Методы организации и осуществления занятий

 1. Перцептивный акцент:

 а) словесные методы (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной литературы);

 б) наглядные методы (демонстрации мультимедийных презентаций, фотографии);

 в) практические методы (упражнения, задачи).

 2. Гностический аспект:

 а) иллюстративно- объяснительные методы;

 б) репродуктивные методы;

 в) проблемные методы (методы проблемного изложения) дается часть готового знания;

 г) эвристические (частично-поисковые) большая возможность выбора вариантов;

 д) исследовательские – учащиеся сами открывают и исследуют знания.

 3. Логический аспект:

 а) индуктивные методы, дедуктивные методы;

 б) конкретные и абстрактные методы, синтез и анализ, сравнение, обобщение, абстрагирование, классификация, систематизация, т.е. методы как мыслительные операции.

II Методы стимулирования и мотивации деятельности

 Методы стимулирования мотива интереса к занятиям:

 познавательные задачи, учебные дискуссии, опора на неожиданность, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д.

 Методы стимулирования мотивов долга, сознательности, ответственности, настойчивости: убеждение, требование, приучение, упражнение, поощрение.

Основными принципами обучения являются:

1. Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.
2. 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.
3. Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.
4. Воспитательный характер обучения. Процесс обучения является воспитывающим, ученики не только приобретают знания и нарабатывают навыки, но и развивают свои способности, умственные и моральные качества.
5. Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывают ученики, 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.
6. Наглядность. Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а также материалы своего изготовления.
7. 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.
8. 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.
9. 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 учащегося, доводит его подготовленность до уровня общих требований.

Технические и программные средства обучения:

• операционная система Windows;

• компьютеры с установленной средой программирования Scratch;

• мультимедийный проектор;

• доступ к сети Интернет;

• браузер.

• Наборы конструкторов «Solar Robot на солнечной батарее 14-in-1»

• Лампа мощностью 95 V

• АРМ учителя (компьютер, проектор, сканер, принтер)

ПРОГНОЗИРУЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ

     По окончанию курса обучения учащиеся должны

 ЗНАТЬ:

-правила безопасной работы;

-основные компоненты конструкторов;

-конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

-компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

-виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

основные приемы конструирования роботов;

-конструктивные особенности различных роботов;

-порядок создания алгоритма программы, действия;

-как использовать созданные программы;

-самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);

-создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;

-создавать программы на компьютере;

-корректировать программы при необходимости;

  УМЕТЬ:

   -принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель.

   - проводить сборку робототехнических средств, с применением конструкторов;

   - создавать программы.

   - прогнозировать результаты работы.

   - планировать ход выполнения задания.

   - рационально выполнять задание.

   - руководить работой группы или коллектива.

   - высказываться устно в виде сообщения или доклада.

   - высказываться устно в виде рецензии ответа товарища.

   - представлять одну и ту же информацию различными способами

    МЕХАНИЗМ ОТСЛЕЖИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

   - олимпиады;

   - соревнования;

   - учебно-исследовательские конференции.

   -проекты.

   - подготовка рекламных буклетов о проделанной работе;

   - отзывы преподавателя и родителей учеников на сайте школы.

тематическое планирование

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. .В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный  
2. Дистанционный курс «Конструирование и робототехника» -    
3. Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. – М.: NT Press, 2007, 345 стр.;
4. Применение учебного оборудования. Видеоматериалы. – М.: ПКГ «РОС», 2012;
5. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2011г.

ИНТЕРНЕТ РЕСУРСЫ

1. https://code.org/lesson_plans
2. https://xn--h1adlhdnlo2c.xn--p1ai/
3. http://www.scratchjr.org/teach/activities
4. https://www.tynker.com/school/

Интернет ресурсы

• http://lego.rkc-74.ru/ 

1.   http://www.lego.com/education/   
2.   http://www.wroboto.org/
3.      http://www.roboclub.ru РобоКлуб. Практическая робототехника.
4.      http://www.robot.ru Портал Robot.Ru Робототехника и Образование.    
5.   http://learning.9151394.ru
6.      Сайт Министерства образования и науки Российской Федерации/Федеральные государственные образовательные    стандарты: http://mon.gov.ru/pro/fgos/
7.      Сайт Института новых технологий/ ПервоРобот LEGO WeDo: http://www.int-     edu.ru/object.php?m1=3&m2=62&id=1002
8.     http://www.openclass.ru/wiki-pages/123792
9.     www.uni-altai.ru/info/journal/vesnik/3365-nomer-1-2010.html
10.     http://confer.cschool.perm.ru/tezis/Ershov.doc  
11.     http://www.openclass.ru/wiki-pages/123792
12.     http://pedagogical_dictionary.academic.ru
13.     http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=17