"Робототехника" 1
элективный курс по теме

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Основная общеобразовательная школа п. Кострово»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

«Робототехника»

1 класс

Количество часов в год – 35

Составитель:

Меркулова У.В, учитель информатики

п. Кострово

Пояснительная записка

Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Внешние условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей в биологическом отношении безграничный потенциал.

Школьное образование должно соответствовать целям опережающего развития. Для этого в школе должно быть обеспечено

• изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем,
• обучение, ориентированное как на знаниевый, так и деятельностный аспекты содержания образования.

Таким требованиям отвечает робототехника.

В наше время робототехники и компьютеризации подростков 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. Предмет робототехники – это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения.

Направленность программы - научно-техническая. Программа направлена на привлечение учащихся к современным технологиям конструирования, программирования и использования роботизированных устройств.

Введение дополнительной образовательной программы «Робототехника» в 1 классе неизбежно изменит картину восприятия детьми технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных. Применение детьми на практике теоретических знаний, ведет к более глубокому пониманию основ, закрепляет полученные навыки, формируя образование в его наилучшем смысле.

Нормативные правовые документы, на основании которых разработана рабочая программа:

• учебного плана МАОУ «ООШ п.Кострово»;
• закона об образовании.

Место программы «Роботехника и лего конструирование» в учебном плане

Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на 35 часов (1 час в неделю).

Для реализации программы данный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего серии Образование "Конструирование первых роботов" (Артикул: 9580 Название:WeDo™ RoboticsConstructionSet Год выпуска: 2009) и диском с программным обеспечением для работы с конструктором ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDo), компьютерами, принтером, сканером, видео оборудованием. В качестве базового оборудования для старшей группы используются  конструкторы Lego Mindstorms NXT, 0 и визуальной среды программирования для обучения робототехнике LEGO MINDSTORMS Education NXT которые позволяют через занятия робототехникой познакомить подростка с законами реального мира и особенностями функционирования восприятия этого мира кибернетическими механизмами.

        Цель образовательной программы 

формирование умений и навыков в сфере технического проектирования, моделирования и конструирования

        Задачи образовательной программы

Образовательные

• Использование современных разработок по робототехнике в области образования, организация на их основе активной деятельности школьников
• Решение дошкольниками ряда кибернетических задач, результатом каждой из которых будет работающий механизм или робот с автономным управлением

Развивающие

• Развитие у школьников инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования кибернетических систем
• Развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности и изобретательности
• Развитие креативного мышления и пространственного воображения школьников

Воспитательные

• Повышение мотивации школьников к изобретательству и созданию собственных роботизированных систем
• Формирование у школьников стремления к получению качественного законченного результата
• Формирование навыков проектного мышления, работы в команде

Актуальность данной программы состоит в том, что робототехника в начальной школе  способствует развитию  коммуникативных способностей школьников, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают. При проведении занятий по робототехнике этот факт не просто учитывается, а реально используется на каждом занятии.

Реализация этой программы  помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной         деятельности.

Новизна программы заключается в изменении подхода к обучению школьников, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, сенсорное развитие интеллекта дошкольников, который реализуется в телесно-двигательных играх, побуждающих дошкольников решать самые разнообразные познавательно-продуктивные, логические, эвристические и манипулятивно-конструкторские проблемы.
В наше время робототехники и компьютеризации подростков 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.

Цель – обучение основам робототехники для эффективного развития технического мышления дошкольников, целенаправленного развития способностей инженерно-технического направления.

Задачи:

1. Стимулировать мотивацию детей к получению знаний, помогать формировать творческую  личность ребенка

2. Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда

3. Прививать навыки программирования через разработку  программ в визуальной среде программирования, развивать алгоритмическое мышление

Обоснование выбора данной  программы.

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 занятии, 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 дети 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.

Комплект заданий WeDo предоставляет средства для достижения целого комплекса образовательных задач:

• творческое мышление при создании действующих моделей;
• развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;
• установление причинно-следственных связей;
• анализ результатов и поиск новых решений;
• коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них;
• экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов;
• проведение систематических наблюдений и измерений;
• использование таблиц для отображения и анализа данных;
• написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта;
• развитие мелкой мускулатуры пальцев и моторики кисти младших школьников.

Содержание и структура программы  направлены на формирование устойчивых представлений о робототехнических устройствах как едином изделии определенного функционального назначения и с определенными техническими характеристиками.

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

Обучение с LEGO® Education всегда состоит из 4 этапов:

• Установление взаимосвязей,
• Конструирование,
• Рефлексия,
• Развитие.

Установление взаимосвязей. При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса.

Конструирование. Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.

Рефлексия. В разделе «Рефлексия» учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников.

Развитие. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

        Программное обеспечение конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO® - коммутатора. Раздел «Первые шаги» программного обеспечения WeDo знакомит с принципами создания и программирования LEGO-моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo.  Комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.  

Формы организации занятий

Основными формами учебного процесса являются:

• групповые учебно-практические и теоретические занятия;
•  работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);
•  участие в соревнованиях между группами;
• комбинированные занятия.

Основные методы обучения, применяемые в прохождении программы в начальной школе:

1. Устный.

2. Проблемный.

3. Частично-поисковый.

4. Исследовательский.

5. Проектный.

6..  Формирование   и   совершенствование   умений   и   навыков  (изучение   нового материала, практика).

7. Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая работа, дискуссия).

8.  Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).

9. Создание ситуаций творческого поиска.

10. Стимулирование (поощрение).

Формы подведения итога реализации программы

• защита итоговых проектов;
• участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному проекту;
• участие в школьных и городских научно-практических конференциях (конкурсах исследовательских работ).

Ожидаемые результаты изучения курса

Осуществление целей и задач программы предполагает получение конкретных результатов:

В области воспитания:

• адаптация ребёнка к жизни в социуме, его самореализация;
• развитие коммуникативных качеств;
• приобретение уверенности в себе;
• формирование самостоятельности, ответственности, взаимовыручки и взаимопомощи.

В области конструирования, моделирования и программирования:

• знание основных принципов механической передачи движения;
• умение работать по предложенным инструкциям;
• умения творчески подходить к решению задачи;
• умения довести решение задачи до работающей модели;
• умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
• умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Учебно - тематический план

Содержание программы

Список литературы

 Для педагога

1. Журнал «Компьютерные инструменты в школе», подборка статей за 2010 г. «Основы робототехники на базе конструктора Lego Mindstorms NXT».
2. Бабич А.В., Баранов А.Г., Калабин И.В. и др. Промышленная робототехника: Под редакцией Шифрина Я.А. – М.: Машиностроение, 2002.
3. Юревич Ю.Е. Основы робототехники. Учебное пособие. Санкт-Петербург: БВХ-Петербург, 2005.
4. http://www.legoeducation.info/nxt/resources/building-guides/
5. http://www.legoengineering.com/

 Для детей и родителей

1. Журнал «Компьютерные инструменты в школе», подборка статей за 2010 г. «Основы робототехники на базе конструктора Lego Mindstorms NXT».
2. Я, робот. Айзек Азимов. Серия: Библиотека приключений. М: Эксмо, 2002.