Комитет по образованию и молодежной политике
Администрации Павловского района Алтайского края
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Арбузовская средняя общеобразовательная школа»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Робототехника 2 - 4 класс
на 2016-2017 учебный год
Начальное общее образование
Составила:
Пушкарева Анастасия Игоревна,
учитель начальных классов,
ст. Арбузовка
Пояснительная записка
Программа «Робототехника и легоконструирование » разработана с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта общего образования и планируемых результатов общего образования. Данная программа представляет собой вариант программы организации урочной деятельности обучающихся средней школы.
Курс рассчитан на 3 года занятий, объем занятий - 34 ч, в год Программа предполагает проведение регулярных еженедельных занятий со школьниками 2- 4 классов (в расчете 1ч. в неделю)
Актуальность данной программы состоит в том, что робототехника в школе представляет 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. При проведении занятий по робототехнике этот факт не просто учитывается, а реально используется на каждом занятии.
Реализация этой программы в рамках начальной школы помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности
Характерная черта нашей жизни - нарастание темпа изменений. Мы живем в мире, который совсем не похож на тот, в котором мы родились. И темп изменений продолжает нарастать.
Сегодняшним школьникам предстоит
работать по профессиям, которых пока нет,
использовать технологии, которые еще не созданы,
решать задачи, о которых мы можем лишь догадываться.
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.
Образовательные конструкторы LEGO WeDo представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка "игрушку". Причем, в процессе игры и обучения ученики собирают своими руками игрушки, 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 адаптированности для детей среды программирования.
Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники. Цели программы:
Организация занятости школьников во внеурочное время.
Всестороннее развитие личности учащегося:
Формирование 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.
Овладение навыками начального технического конструирования и программирования
Задачи программы
Задачи:
- расширение знаний учащихся об окружающем мире, о мире техники;
- учиться создавать и конструировать механизмы и машины, включая самодвижущиеся;
- учиться программировать простые действия и реакции 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;
Обучающие:
Ознакомление с комплектом LEGO Wedo;
Ознакомление с основами автономного программирования;
Ознакомление со средой программирования LEGO Wedo;
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.
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.
В процессе обучения используются разнообразные методы обучения.
Традиционные:
Объяснительно-иллюстративный метод (лекция, рассказ, работа с литературой и т.п.);
Репродуктивный метод;
Метод проблемного изложения;
Частично-поисковый (или эвристический) метод;
Исследовательский метод.
Современные:
Метод проектов:
Метод обучения в сотрудничестве;
Метод портфолио;
Метод взаимообучения.
Планируемые личностные и метапредметные 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.
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.
Ожидаемые предметные результаты реализации программы
Первый уровень
у обучающихся будут сформированы:
Основные понятия робототехники;
Основы алгоритмизации;
Умения автономного программирования;
Знания среды LEGO
Основы программирования
Умения подключать и задействовать датчики и двигатели;
Навыки работы со схемами.
Второй уровень
Собирать базовые модели роботов;
Составлять алгоритмические блок-схемы для решения задач;
Использовать датчики и двигатели в простых задачах.
Третий уровень
обучающиеся получат возможность научиться:
Программировать
Использовать датчики и двигатели в сложных задачах, предусматривающих
многовариантность решения;
Проходить все этапы проектной деятельности, создавать творческие работы
Место курса «Роботехника» в учебном плане
Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на 35 часов (1 часов в неделю) в первом классе и на 35 часов (1 час в неделю) во 2 - 4 классах.
Для реализации программы данный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего серии Образование "Конструирование первых роботов" (Артикул: 9580 Название: WeDo™ Robotics Construction Set Год выпуска: 2009) и диском с программным обеспечением для работы с конструктором ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo), компьютерами.
Обоснование выбора данной примерной 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 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.
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.
Структура и содержание программы на 4 года обучения
В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы:
Забавные механизмы Звери
1. Танцующие птицы 1.Голодный аллигатор
2. Умная вертушка 2. Рычащий лев
3. Обезьянка-барабанщица 3. Порхающая птица
Футбол Приключения
1.Нападающий 1.Спасение самолета
2. Вратарь 2. Спасение от великана
3. Ликующие болельщики 3. Непотопляемый
4. парусник
Решение прикладных задач. 19 часов
Забавные механизмы. Танцующие птицы. Конструирование (сборка) Забавные механизмы. Умная вертушка. Конструирование (сборка) Забавные механизмы. Обезьянка-барабанщица. Конструирование (сборка) Звери. Голодный аллигатор. Конструирование (сборка) Звери. Рычащий лев. Конструирование (сборка) Звери. Порхающая птица. Конструирование (сборка) Футбол. Нападающий. Конструирование (сборка) Футбол. Вратарь. Конструирование (сборка) Футбол. Ликующие болельщики. Конструирование (сборка) Приключения. Спасение самолета. Конструирование (сборка) Приключения. Спасение от великана. Конструирование (сборка) Приключения. Спасение от великана. Конструирование (сборка) Разработка, сборка и программирование своих моделей Приключения. Непотопляемый парусник. Рефлексия (создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели) Написание и обыгрывание сценария "Приключение Маши и Макса" с использованием трех моделей (из раздела "Приключения") Конкурс конструкторских идей. Создание и программирование собственных механизмов и моделей с помощью набора Лего
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® 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. Использование этих анимаций, позволяет проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия.
Конструирование. Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». 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. Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. 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, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, задействуя в них свои модели. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников.
Развитие. Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу. 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.
Богатый интерактивный обучающий материал действительно полезен детям, таким образом, курс может заинтересовать большой круг любителей Лего, в первую очередь, младших школьников ценителей TECHICS. Он ориентирован на учащихся 2 - 4 классов.
В программе «Робототехника» включены содержательные линии:
Аудирование - умение слушать и слышать, т.е. адекватно воспринимать инструкции;
Чтение - осознанное самостоятельное чтение языка программирования;
Говорение - умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления;
Пропедевтика - круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование;
Творческая деятельность- конструирование, моделирование, проектирование.
Формы организации занятий
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 - дети 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..
На занятиях кружка «Робототехника» используются в процессе обучения дидактические игры , отличительной особенностью которых является обучение средствами активной и интересной для детей игровой деятельности. Дидактические игры, используемые на занятиях, способствуют:
Развитию мышления (умение доказывать свою точку зрения, анализировать конструкции, сравнивать, генерировать идеи и на их основе синтезировать свои собственные конструкции), речи (увеличение словарного запаса, выработка научного стиля речи), мелкой моторики;
Воспитанию ответственности, аккуратности, отношения к себе как самореализующейся личности, к другим людям (прежде всего к сверстникам), к труду.
Обучению основам конструирования, моделирования, автоматического управления с помощью компьютера и формированию соответствующих навыков.
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
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).
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.
Формы подведения итога реализации программы
защита итоговых проектов;
- участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному проекту;
- участие в школьных и районных 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.
Требования к уровню подготовки обучающихся:
Учащийся должен знать/понимать:
- влияние технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;
- область применения и назначение инструментов, различных машин, технических устройств (в том числе компьютеров);
- основные источники информации;
- виды информации и способы её представления;
- основные информационные объекты и действия над ними;
- назначение основных устройств компьютера для ввода, вывода и обработки информации;
- правила безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером.
Уметь:
- получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);
- создавать и запускать программы для забавных механизмов;
- основные понятия, использующие в робототехнике: мотор, датчик наклона, датчик расстояния, порт, разъем, USB-кабель, меню, панель инструментов.
Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
- поиска, преобразования, хранения и применения информации (в том числе с использованием компьютера) для решения различных задач;
использовать компьютерные программы для решения учебных и практических задач;
соблюдения правил личной гигиены и безопасности приёмов работы со средствами информационных и коммуникационных технологий
Тематическое планирование
| № занятия | Наименование разделов и тем занятий | Количество часов | Основные виды учебной деятельности обучающихся | Дата проведения | Корректировка |
| Робототехника. Основы конструирования. (16) Отвечают на вопросы, работают с текстом Учатся слушать и понимать других; умению строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами. Участвуют в социальных проектах. |
|||||
| Робототехника. История робототехники. Основные определения. Законы робототехники: три основных и дополнительный «нулевой» закон. Манипуляционные системы. | |||||
| Классификация роботов по сферам применения: промышленная, экстремальная, военная. Роботы в быту. Роботы-игрушки. Участие роботов в социальных проектах. | |||||
| Детали конструктора LEGO | Проводят исследовательскую деятельность, работают с моделями Учатся умению 14согласованно р1аботать в группах и 1коллективе; ум1ению слушать и понимать других; | ||||
| Зубчатые колеса. Промежуточное зубчатое колесо | |||||
| Понижающая зубчатая передача. Повышающая зубчатая передача. | |||||
| Датчик наклона. Шкивы и ремни | |||||
| Перекрестная переменная передача. Шкивы и ремни | |||||
| Снижение скорости. Увеличение скорости | |||||
| Датчик расстояния. | |||||
| Коронное зубчатое колесо | |||||
| Червячная зубчатая передача | |||||
| Блок "Цикл" | |||||
| Блок "Прибавить к экрану" | |||||
| Блок "Вычесть из Экрана" | |||||
| Блок "Начать при получении письма" | |||||
| Маркировка | |||||
| Решение прикладных задач. 19 Учатся умению извлекать информацию из текста и иллюстрации; умению на основе анализа рисунка- схемы делать выводы. Учатся умению мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными. Конструируют и собирают забавные механизмы |
|||||
| Забавные механизмы. Танцующие птицы. Конструирование (сборка | |||||
| Забавные механизмы. Умная вертушка. Конструирование (сборка) | |||||
| Забавные механизмы. Обезьянка-барабанщица. Конструирование (сборка) | |||||
| Звери. Голодный аллигатор. Конструирование (сборка) | |||||
| Звери. Рычащий лев. Конструирование (сборка) | |||||
| Звери. Порхающая птица. Конструирование (сборка) | |||||
| Футбол. Нападающий. Конструирование (сборка) | |||||
| Футбол. Вратарь. Конструирование (сборка) | |||||
| Футбол. Ликующие болельщики. Конструирование (сборка) | |||||
| Приключения. Спасение самолета. Конструирование (сборка) | |||||
| Приключения. Спасение от великана. Конструирование (сборка) | |||||
| Разработка, сборка и программирование своих моделей1 | |||||
| Разработка, сборка и программирование своих моделей | |||||
| Приключения (фокус: развитие речи). Непотопляемый парусник. Знакомство с проектом (установление связей) | |||||
| Приключения. Непотопляемый парусник. Конструирование (сборка) | |||||
| Приключения. Непотопляемый парусник. Рефлексия (создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели) | |||||
| Написание и обыгрывание сценария "Приключение Маши и Макса" с использованием трех моделей (из раздела "Приключения") | |||||
| Сравнение механизмов. Танцующие птицы, умная вертушка, обезьянка-барабанщица, голодный аллигатор, рычащий лев (сборка, программирование, измерения и расчеты) | |||||
| Конкурс конструкторских идей. Создание и программирование собственных механизмов и моделей с помощью набора Лего | |||||
Литература и средства обучения.
Методическое обеспечение программы
1. Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo модели 2009580) - 10 шт.
2. Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »
3. Инструкции по сборке (в электронном виде CD)
4. Книга для учителя (в электронном виде CD)
5. Компьютер
6. Проектор.
Список литературы
- 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.
Разработал - Игнатьев Павел Алексеевич, 2010 г.
Пояснительная записка
Существует множество важных проблем, на которые никто не хочет обращать внимания, до тех пор, пока ситуация не становится катастрофической. Одной из таких проблем в России являются: её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.
Название курса – «Первые шаги в робототехнику»
Класс – 5
Цель – обучение основам робототехники
Задачи:
1. Стимулировать мотивацию учащихся 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
Продолжительность курса – 16 часов
Основная форма работы – практические занятия
Курс основан на использовании комплектов Lego Mindstorms NXT 2.0 и визуальной среды программирования для обучения робототехнике LEGO MINDSTORMS Education NXT .
Тематическое планирование
|
№ занятия |
Тема занятия |
Теоретическая часть |
Практическая часть |
Дата |
|
Вводное занятие |
Понятие «робот», «робототехника». Применение роботов в различных сферах жизни человека, значение робототехники. Просмотр видеофильма о роботизированных системах вооружения стран НАТО. Показ действующей модели робота и его программ: на основе датчика освещения, ультразвукового датчика, датчика касания |
Ознакомление с комплектом деталей для изучения робототехники: контроллер, сервоприводы, соединительные кабели, датчики-касания, ультразвуковой, освещения. Порты подключения. Создание колесной базы на гусеницах |
||
|
Моя первая программа |
Понятие «программа», «алгоритм». Алгоритм движения робота по кругу, вперед-назад, «восьмеркой» и пр. |
Написание программы для движения по кругу через меню контроллера. Запуск и отладка программы. Написание других простых программ на выбор учащихся и их самостоятельная отладка |
||
|
Ознакомление с визуальной средой программирования |
Понятие «среда программирования», «логические блоки». Показ написания простейшей программы для робота |
Интерфейс программы LEGO MINDSTORMS Education NXT и работа с ним. Написание программы для воспроизведения звуков и изображения по образцу |
||
|
Робот в движении |
Написание линейной программы. Понятие «мощность мотора», «калибровка». Применение блока «движение» в программе. |
Создание и отладка программы для движения с ускорением, вперед-назад. «Робот-волчок». Плавный поворот, движение по кривой |
||
|
Первая программа с циклом |
Написание программы с циклом. Понятие «цикл». Использование блока «цикл» в программе. |
Создание и отладка программы для движения робота по «восьмерке» |
||
|
Робот-танцор |
Понятие «генератор случайных чисел». Использование блока «случайное число» для управления движением робота |
Создание программы для движения робота по случайной траектории |
||
|
Робот рисует многоугольник |
Теория движения робота по сложной траектории |
Написание программы для движения по контуру треугольника, квадрата |
||
|
Робот, повторяющий воспроизведенные действия |
Промышленные манипуляторы и их отладка. Блок «записи/воспроизведения» |
Робот, записывающий траекторию движения и потом точно её воспроизводящий |
||
|
Робот, определяющий расстояние до препятствия |
Ультразвуковой датчик |
Робот, останавливающийся на определенном расстоянии до препятствия. Робот-охранник |
||
|
Ультразвуковой датчик управляет роботом |
Роботы – пылесосы, роботы-уборщики. Цикл и прерывания |
Создание и отладка программы для движения робота внутри помещения и самостоятельно огибающего препятствия. |
||
|
Робот-прилипала |
Программа с вложенным циклом. Подпрограмма |
Робот, следящий за протянутой рукой и выдерживающий требуемое расстояние. Настройка иных действий в зависимости от показаний ультразвукового датчика |
||
|
Использование нижнего датчика освещенности |
Яркость объекта, отраженный свет, освещенность, распознавание цветов роботом |
Робот, останавливающийся на черной линии. Робот, начинающий двигаться по комнате, когда включается свет. |
||
|
Движение вдоль линии |
Калибровка датчика освещенности |
Робот, движущийся вдоль черной линии |
||
|
Соревнования роботов |
Робототехнические соревнования |
Соревнования роботов на тестовом поле № 8547. Зачет времени и количества ошибок |
||
|
Робот с несколькими датчиками |
Датчик касания, типы касания |
Создание робота и его программы с задним датчиком касания и передним ультразвуковым |
||
|
Защита проекта «Мой собственный уникальный робот» |
Создание собственных роботов учащимися и их презентация |
Благодаря техническому прогрессу с каждым годом количество роботов-помощников для человека становится всё больше.Как Вы думаете что будет через несколько лет?С чем могут столкнуться наши дети?Поэтому очень важно помочь каждому ребёнку раскрыть интерес к программированию и конструированию.Ведь это и есть одна из главных целей робототехнического кружка.
Детское творчество-это то,что помогает ребёнку проявлять себя,экспериментировать и создавать нечто новое.Программа технической направленности по работе с детьми дошкольного возраста"Роботёнок" предлагает педагогам и воспитателям способы увлечь ребёнка робототехникой и в дальнейшем вывести его на соревнования всероссийского масштаба,такие как РобоФест.
Возраст
: 10 - 15 лет.
Предмет
: «Спортивная робототехника», состязание «Траектория».
Тип занятия
: практика.
Оборудование
: наборы конструкторов Lego Mindstorms Education NXT, EV3; ноутбуки/стационарные компьютеры; цветной принтер; учебная доска.
Цели занятия
: научить обучающихся находить и исправлять программные ошибки в работе робота при помощи специальной программной среды.
Состав группы учащихся
: 2 - 6 человек.
Форма работы
: индивидуальная.
Программа обучения это важнейшая часть обучения, не менее важная - преподаватель. Все преподаватели разные, бывает что преподаватель с хорошим багажом знаний и опыта может отлично преподавать и без программы, но если он заболел, переехал или ушел по другим причинам - что будет дальше?
Если есть программа, то качество преподавания не страдает, программа остается интересной при любом преподавателе, а материалы, входящие в программу помогают делать ее насыщенной, интересной и познавательной.
Вы сейчас выбираете клуб робототехники - узнайте есть ли программа в клубе? Есть ли слайды, и оборудование на которых детям проще понять материал, и чему научится ребенок через год, два, три.
Хороший клуб не скрывает программу, а очень хороший гордится тем, что дети не просто играют с роботами, а в процессе обучения получают навыки в различных областях. Наша цель - научить ребенка думать .
Ниже программа первого курса, она одинакова для всех возрастов, но делится по уровням сложности (погружения) и скорости прохождения уроков.
Первый год
- Введение в робототехнику (какие бывают роботы, где применяются)
- Изучение механики и составление простейших программ на базе конструктора WeDo
- Знакомство с электричеством (электричество в жизни, источники, проводники изоляторы, электрическая цепь, принципальная схема, компоненты, последовательное и параллельное соединение, короткое замыкание и тд)
- Программирование на языке scratch (основы программирования и построения алгоритмов, типы данных, операторы, переменные, логические блоки, взаимодействие с персонажами (спрайтами), самостоятельное написание программ)
- Работа с датчиками (фоторезистор, датчик расстояния, касания, звука, температуры, отраженного света)
- Исполнительные механизмы (связка датчиков и моторов в программе scratch на примере программируемой платформы, создание алгоритмов движения в зависимости от показателей датчиков (движение по линии, обход препятствия, движение по лабиринту))
- 3d моделирование (навыки работы в 3-х мерном пространстве)
Старший курс
- Навыки работы в интернет – компьютерная безопасность
- Принципы разработки игр (этапы разработки, решение задач, планирование, разработка)
- Работа с микроконтроллером Arduino (работа с макетной платой, чтение показателей датчиков, работа с компонентами, программирование (Arduino IDE, MakeBlock, S4A).
Программа 2-го года
(здесь программа разделяется поскольку у детей уже есть фундамент)
для учеников возраста 6-8 лет
- программирование на языке Scratch – создание игры, конвертация и загрузка приложения в мобильный телефон, использование камеры компьютера, подключение других компонентов (работа с Lego)
- изучение механики при помощи конструктора Lego: ременная, зубчатая, червячная передачи, блок, рычаг, кулачок
- изучение приложения для создания 3d игр (создание ландшафта, программирование видимости и действий персонажа, создание неуправляемых объектов, подсчет очков, условия победы / поражения)
- углубленное изучение 3d проектирования (программа SketchUp)
- изучение возможностей программы для создания игр (импорт моделей, созданных на предыдущем уроке, программирование, создание приложения)
- Продолжаем изучать алгоритмы и программирование на визуальном уровне. Создание приложения для смартфона на базе Android (изучение доступных ресурсов для разработки полноценного приложения, принципы работы, взаимодействие, создание оконных приложений)
для учеников 9-11
- программирование на языке Scratch – работа с камерой (управление движением), подключение к Lego
- знакомство и работа с микроконтроллерами Arduino, работа с датчиками и исполнительными устройствами (программирование)
- знакомство с механизмами разработки и создание игры в трехмерном пространстве
- проекты на Arduino – управление LСD дисплеем (создание часов, проектирование корпуса), сборка и программирование манипулятора, самостоятельное создание и программирование робота из компонентов, система авто полива и т.д.
- изучение среды программирования для телефона, написание программ для Android
для учеников 12+
- работа с микроконтроллерами Arduino, работа с датчиками и исполнительными устройствами (программирование, изучение компоновки на плате)
- программирование на Python – изучение синтаксиса, знакомство с командами, изучение переменных, условия, вычисления, циклы, списки, функции, рекурсия, массивы
- основы физики – знакомство с электрическим током, закон Ома – применение и решение задач, работа и мощность, электродвижущая сила
- углубленное изучение 3d моделирования –программа SketchUp (изучение, проектирование корпуса)
- проекты на Arduino – управление LCD дисплеем (создание часов), создание и программирование вольтметра, самостоятельное создание и программирование робота из электронных компонентов, система авто полива и т.д.
Программа 3-го года
Дети младших возрастов учатся по программе 2-го года старшего возраста.
Программа для старших групп включает изготовление моделей на базе Arduino и изучение языка программирования Phyton, создание приложений для телефонов и создание роботов.
Поиск материалов:
Количество Ваших материалов: 0.
Добавьте 1 материал
Свидетельство
о создании электронного портфолио
Добавьте 5 материала
Секретный
подарок
Добавьте 10 материалов
Грамота за
информатизацию образования
Добавьте 12 материалов
Рецензия
на любой материал бесплатно
Добавьте 15 материалов
Видеоуроки
по быстрому созданию эффектных презентаций
Добавьте 17 материалов
Образовательная программа
«Основы робототехники»
Возраст детей: 917 лет
г. Малгобек, 2017
СОДЕРЖАНИЕ
2. Целевое назначение образовательной программы............3
3. Организационно-педагогические условия
образовательного процесса.....................................................6
4. Учебный план........................................................................6
5. Планируемые результаты.....................................................7
6. Показатели образовательных результатов.......................10
7. Учебно-методическое обеспечение....................................10
ПервоРоботом..........................................................................12
LeGo»........................................................................................12
Рабочая программа «LEGO MINDSTORMS EV3»......................22
1. Аналитическое обоснование образовательной программы
прочные основы системного мышления,
Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий
интеграция информатики,
2
математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с
научнотехническим творчеством.
Внедрение технологий образовательной робототехники в учебный
процесс способствует формированию личностных,
регулятивных,
коммуникативных и, без сомнения, познавательных универсальных учебных
действий, являющихся важной составляющей ФГОС.
Занятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают у
ребят интерес к научнотехническому творчеству. Заметно способствуют
целенаправленному выбору профессии инженерной направленности.
Согласно национальной образовательной инициативе «Наша новая
школа» образование должно соответствовать целям опережающего развития,
другими словами, обеспечивать изучение не только достижений прошлого, но
и технологий, которые пригодятся в будущем, ориентироваться как на
знаниевый, так и деятельностный аспекты. Образовательная робототехника в
полной мере реализует эти задачи.
Программируемый робот как новое средство обучения может
улучшить качество образовательного процесса,
повысить интерес
обучающихся к обучению в целом и к отдельным предметам, тесно связанным
с робототехникой.
2. Целевое назначение образовательной программы
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.
В связи с активным внедрением новых технологий в жизнь общества
потребность
постоянно увеличивается
высококвалифицированных специалистах. В ряде ВУЗов и техникумов г.
Ижевска и Удмуртской
Республики присутствуют специальности, связанные с робототехникой, но в
большинстве случаев не происходит предварительной ориентации
в
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. Заполнить пробел между детскими увлечениями и
серьезной ВУЗовской подготовкой позволяет изучение робототехники в
школе на основе специальных образовательных конструкторов.
Введение образовательной программы «Основы робототехники» в
нашем лицее неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических
дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.
Применение детьми на практике теоретических знаний, полученных на
математике или физике, ведет к более глубокому пониманию основ,
закрепляет полученные навыки, формируя образование в его наилучшем
смысле. И с другой стороны, игры в роботы и ЛЕГОконструирование, в
которых заблаговременно узнаются основные принципы расчетов простейших
механических систем и алгоритмы их автоматического функционирования
под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей почвой
для последующего освоения сложного теоретического материала на уроках.
Программирование на компьютере (например, виртуальных исполнителей)
при всей его полезности для развития умственных способностей во многом
уступает программированию автономного устройства, действующего в
реальной окружающей среде. Подобно тому, как компьютерные игры
уступают в полезности играм настоящим.
Возможность прикоснуться к неизведанному миру роботов для
современного ребенка является очень мощным стимулом к познанию нового,
преодолению инстинкта потребителя и формированию стремления к
самостоятельному созиданию. При внешней привлекательности поведения,
роботы могут быть содержательно наполнены интересными и непростыми
задачами, которые неизбежно встанут перед юными инженерами. Их решение
сможет привести к развитию уверенности в своих силах и к расширению
горизонтов познания.
Новые принципы решения актуальных задач человечества с помощью
роботов, усвоенные в школьном возрасте (пусть и в игровой форме), ко
времени окончания ВУЗа и начала работы по специальности отзовутся в
принципиально новом подходе к реальным задачам. Занимаясь с детьми
робототехникой, мы подготовим специалистов нового склада, способных к
совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.
В подтверждение сказанного хочется привести слова Д.А.Медведева:
«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои
способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном
мире»
Цель:
Создать условия для мотивации к изучению предметов естественнонаучного
цикла:
информатики (программирование и
автоматизированные системы управления) как единого целого.
математики,
физики,
Задачи:
Образовательные
Использование современных разработок по робототехнике в области
образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности
учащихся
Ознакомление учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых
при создании роботов
Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из
которых будет работающий механизм или робот с автономным
управлением Развивающие
Развитие
мелкой
и изобретательности
моторики, внимательности, аккуратности
Развитие у школьников навыков конструирования и программирования
Развитие креативного мышления и пространственного воображения
учащихся
Организация и участие в играх, конкурсах и состязаниях роботов в
качестве закрепления изучаемого материала и в целях мотивации обучения
Воспитательные
Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию
собственных роботизированных систем
Формирование у учащихся стремления к получению качественного
законченного результата
Формирование навыков проектного мышления, работы в команде
3. Организационнопедагогические условия
образовательного процесса
Учитывая разнообразие оборудования и конструкторов компании
LEGO в данном направлении, можно вовлечь в данную деятельность ребенка
любого возраста от детского сада до выпускника средней школы.
Поэтому данная программа рассчитана на обучающихся 918 лет (311
класс). Данная программа уже начала реализовываться с 1.11.2014 г. для
учащихся 4 классов с курса ЛЕГОконструирования «Построй свою
историю», результатом которого стало создание видеороликов по
произведениям П.И.Чайковского и участия в республиканском конкурсе
«Волшебный мир Чайковского». С 1 сентября 2015 года в лицее
осуществляется переход на ФГОС в 5х классах, то есть реализация данной
программы будет проходить в рамках общеинтеллектуального направления
внеурочной деятельности.
4.
Учебный план
20172018 учебный год
Класс/программа
Построй свою историю
Итого
Класс/программа
ПервоРобот LEGO
WeDo
Итого
5а
1/1
34/34
6а
1/1
34/34
6б
1/1
34/34
20152016 учебный год
5а
1/1
5б
1/1
6а
1/1
6в
1/1
34/34
6б
1/1
7а
1/1
34/34
7г
1/1
Итого
5/5
170/170
Итого
5/5
34/34
34/34
34/34
34/34
34/34
170/170
Класс/
5а
5б
5в
6а
6б
6в
7а
7б
7в
8а
Итого
программа
Построй свою
историю
Итого
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
10/10
34/34 34/34 34/34 34/34 34/34 34/34
34/34
34/34 34/34
34/34
340/340
Класс/программа
LEGO MINDSTORMS
EV3
Итого
6
9
4 часа в рамках дополнительного
7
8
образования (кружок)
136
Итого
4
136
Учебные планы на 20162017, 20172018, 20182019 учебные годы
будут формироваться исходя из результатов реализации данной программы в
20152016 учебном году. Рабочие программы представлены в разделе
«Приложения».
5. Планируемые результаты
Этапы и сроки реализации
программы
4
Построй свою
историю
Класс
201718
201920
202122
202324
202526
3
LEGO MINDSTORMS EV3,
7
доп. образование
LEGO MINDSTORMS EV3,
уроки физики, информатики
10
LEGO
MINDSTORMS EV3 в
рамках элективных
курсов*
* программы находятся на стадии разработки.
5 – 6 классы.
Личностными результатами является формирование следующих
умений:
оценивать жизненные ситуации (поступки, явления, события) с точки
зрения собственных ощущений (явления, события), в предложенных
ситуациях отмечать конкретные поступки, которые можно оценить как
хорошие или плохие;
называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять своѐ отношение
к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей;
самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы.
Метапредметными результатами
является
формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):
Познавательные УУД:
определять, различать и называть детали конструктора,
конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу,
по заданной схеме и самостоятельно строить схему.
ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного.
перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате
совместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их
образы;
Регулятивные УУД:
уметь работать по предложенным инструкциям.
умение излагать мысли в четкой логической последовательности,
отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно
находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью
учителя;
Коммуникативные УУД:
уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке.
уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять
обязанности.
Предметными результатами является формирование следующих
знаний и умений:
простейшие основы механики;
виды конструкций однодетальные и многодетальные, неподвижное
соединение деталей;
технологическую последовательность
изготовления несложных
конструкций;
с помощью учителя
анализировать, планировать
предстоящую
практическую работу, осуществлять контроль качества результатов
собственной практической деятельности;
самостоятельно определять
количество деталей в конструкции моделей; реализовывать творческий
замысел.
7 – 9 классы Личностные
результаты:
формирование ответственного отношения к учению, готовности и
способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе
мотивации к обучению и познанию;
формирование
освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной
формирование коммуникативной компетентности в общении и
сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности;
Метапредметные результаты:
умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и
деятельности;
умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе
альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы
решения учебных и познавательных задач;
умение соотносить свои действия с планируемыми результатами,
результата, определять способы действий в рамках предложенных условий
и требований, корректировать свои действия в соответствии с
изменяющейся ситуацией;
умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные
возможности еѐ решения;
владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и
деятельности;
умение определять понятия, создавать обобщения, … устанавливать
причинноследственные связи,
строить логическое рассуждение,
умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;
умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и
схемы для решения учебных и познавательных задач;
6. Показатели образовательных результатов
Защита итоговых проектов WeDo, видеороликов «Построй свою
историю»;
Участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному
проекту на лицейском уровне;
Участие в
научнопрактических конференциях
(конкурсах
исследовательских работ) различного уровня;
Развитие познавательных умений и навыков учащихся;
Умение ориентироваться в информационном пространстве;
Умение самостоятельно конструировать свои знания;
Умение критически мыслить;
Проверка проектов в среде LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и их защита;
Участие в соревнованиях по образовательной робототехнике различного
уровня.
7. Учебнометодическое обеспечение
1. Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo
модели 2009580) 5 шт.
2. Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »
3. Инструкции по сборке (в электронном виде CD) 4. Книга для учителя (в
электронном виде CD)
5. Моноблоки 5 шт.
6. Интерактивная доска, проектор
7. Конструктор LEGO® «Построй свою историю» 5 шт.
8. Программное обеспечение LEGO «Построй свою историю».
9. Книга для учителя (в электронном виде CD)
10.Цифровой фотоаппарат, вебкамера, планшет.
11.Конструктор Lego Mindstorms EV3 – 2 шт.
12.Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3.
Литература
463 с.
3. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник
проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, 87 с., илл.
4. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений
«ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
5.
«Робототехника для детей и родителей» С.А. Филиппов, Санкт
Петербург «Наука» 2010. 195 с.
6. Интернетресурс: www.legoeducation.com
7. Кружок робототехники,
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc
74.ru/index.php/lego
8. В.А.
Козлова,
Робототехника в образовании
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc74.ru/index.php/20090403083517, Пермь, 2011 г.
Л. Ю. Овсянцкая Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3
9.
Государственное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа
№ 3 г.Малгобек»
Рабочая программа «Робототехника в начальной школе С
ПервоРоботом
LeGo»
на 201718 уч.год
56 классы
(5 час в неделю, всего 170 часа)
Составитель: Картоев А.Д.
г. Малгобек, 2018
Пояснительная записка
Право каждого ребѐнка на получение образования, отвечающего его
потребностям, и переход к интегрированным формам обучения детей, их
включение в систему общего образования обусловливают необходимость
разработки инновационных подходов к обучению с учѐтом индивидуальных
потребностей и возможностей каждого ребѐнка в условиях массового и
специального образования.
Конструктор «Построй свою историю» - это уникальный творческий
обучающий инструмент, который позволяет школьникам освоить навыки
повествования и научиться создавать рассказы в естественных условиях. Он
способствует развитию универсальных учебных действий:
поиск и выделение необходимой информации из различных источников в
разных формах (текст, рисунок, таблица, диаграмма, схема);
сбор информации (извлечение необходимой информации из различных
источников;
дополнение таблиц новыми данными;
обработка
информации
(определение
основной и
второстепенной информации);
передача информации (устным, письменным, цифровым способами);
интерпретация информации (структурировать; переводить сплошной текст
в таблицу, презентовать полученную информацию, в том числе с помощью
ИКТ);
применение и представление информации;
оценка информации (критическая оценка, оценка достоверности);
анализ;
синтез;
сравнение;
классификация по заданным критериям;
установление аналогий;
установление причинноследственных связей;
построение рассуждения;
обобщение;
формулировать собственное мнение и позицию;
задавать вопросы;
строить понятные для партнѐра высказывания; строить монологичное
высказывание;
вести устный и письменный диалог в соответствии с грамматическими и
синтаксическими нормами родного языка;
слушать собеседника;
определять общую цель и пути ее достижения;
осуществлять взаимный контроль;
адекватно оценивать собственное поведение и поведение окружающих;
оказывать в сотрудничестве взаимопомощь;
аргументировать свою позицию и координировать еѐ с позициями
партнѐров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной
деятельности;
прогнозировать возникновение конфликтов при наличии разных точек
зрения;
разрешать конфликты на основе учѐта интересов и позиций всех
участников;
координировать и принимать различные позиции во взаимодействии.
Решение «Построй свою историю» включает учеников в работу с
самого начала, мотивирует их использовать своѐ воображение для разработки
и создания рассказов, персонажей и сюжетных линий.
Рассказывание и создание рассказов с опорой на заданную структуру
- это мощные инструменты, повышающие грамотность и способствующие
тому, чтобы ученики делились своими историями, рассказами и событиями из
повседневной жизни. Выстраивание событий в естественном порядке
способствует пониманию и стимулирует воображение, развивает творческие
способности и помогает ученикам создавать совершенно новые идеи.
Ученики развивают творческое и критическое мышление во время
практических занятий, на которых они работают над созданием алгоритма
событий, сцен, объектов и животных, образов, диалогов, придумывают
увлекательное действие и захватывающие сюжетные линии с заранее
определѐнным началом и концом, установленными временными рамками и
последовательностью событий. Сценарии обучения, которые можно
корректировать согласно уровню подготовки учеников, очень разнообразны и
стимулируют совместную работу учеников и обмен идеями, методами и
опытом.
В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого
ребенка, происходит развитие его творческих способностей. Игровая форма
обучения позволяет организовать оптимальное речевое взаимодействие между
участниками.
Наряду с этим, занятия легоконструированием помогают в подготовке
к восприятию многих понятий, содержащихся в математике, русском языке,
развитие речи, литературном чтении, окружающем мире (фразеологизмы,
синонимы, антонимы, периметр, площадь, народная и авторская сказка,
подготовка животных к зиме и т.д.)
Повышается мотивация к изучению наук, раскрепощает участников
проекта во время выступления и защиты своего проекта. У учащихся,
занимающихся лего конструированием, улучшается память, стимулируется
воображение, а так как работа с мелкими деталями конструктора
положительно влияет на мелкую моторику, то появляются и положительные
сдвиги в улучшении почерка. В ходе представления минипроектов речь
школьников становится более логичной, пополняется словарный запас.
Обучающая среда лего позволяет учащимся формировать и
использовать навыки конкретного познания, строить новые знания на
привычном фундаменте. В то же время новым для учащихся является работа
над минипроектами.
К выполнению проекта готовятся заранее: выбирают тему, ищут
информацию, создают модель (план, алгоритм), конструируют, работают с
программным обеспечением StoryVisualizer,
На
подготовительных (домашних) этапах проекта обращаются за помощью к
родителям.
защищает проект.
Цели и задачи изучаемых предметов тесно переплетаются с целями и
задачами решения «Построй свою историю»:
поэтапное формирование речевой деятельности во всех аспектах;
овладение детьми способами и средствами речевой деятельности,
формирование языковых обобщений,
правильное
использование
их
в
процессе
общения
и
учебной деятельности;
научить определять и понимать концепции разных жанров;
улучшить навыки работы с ИКТ (с цифровыми фотоаппаратами,
планшетом, моноблоком, веб камерой).
В ходе работы с педагогом во внеурочной деятельности школьники
приобретают базовые знания по математике, русскому языку, развитию речи,
литературному чтению, окружающему миру, что в дальнейшем способствует
лучшему усвоению материала в старших классах, знакомятся с методом
проектов, который позволяет учащимся и педагогам осуществить системно
деятельностный подход к обучению. Постоянное обновление материалов
проектов, проведение открытых занятий, мастерклассов обеспечивают
устойчивость воспроизведения полученных результатов.
Формы организации занятий
Основными формами учебного процесса являются:
групповые учебнопрактические и теоретические занятия;
работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);
участие в соревнованиях между группами; комбинированные занятия.
Основные методы обучения:
Устный;
Проблемный;
Частичнопоисковый;
Исследовательский;
Проектный;
Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение
нового материала, практика);
Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая
работа, дискуссия);
Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).
Создание ситуаций творческого поиска; 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 научнопрактических конференциях
(конкурсах исследовательских работ).
Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения
программы
Личностными результатами изучения курса является формирование
следующих умений:
определять и высказывать под руководством педагога самые простые
общие для всех людей правила поведения при сотрудничестве (этические
нормы);
формировать целостное восприятие окружающего мира;
развивать мотивацию учебной деятельности и личностного смысла учения;
заинтересованность в приобретении и расширении знаний и способов
действий, творческий подход к выполнению заданий;
формировать умение анализировать свои действия и управлять ими;
формировать установку на здоровый образ жизни, наличие мотивации к
творческому труду, к работе на результат;
учиться сотрудничать с взрослыми и сверстниками.
Метапредметными результатами изучения курса в 5м классе
являются формирование следующих универсальных учебных действий (УУД).
Регулятивные УУД:
Определять и формулировать цель деятельности с помощью учителя;
Проговаривать последовательность действий;
Учиться высказывать своѐ предположение на основе работы с моделями;
Учиться работать по предложенному учителем плану;
Учиться отличать верно выполненное задание от неверного;
Учиться совместно с учителем и другими учениками давать
эмоциональную оценку деятельности товарищей. Познавательные УУД:
Ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже
известного с помощью учителя;
Добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя свой
жизненный опыт и информацию, полученную от учителя;
Перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате
совместной работы группы;
Преобразовывать информацию из одной формы в другую: составлять
модели по предметной картинке или по памяти. Коммуникативные УУД:
Донести свою позицию до других: оформлять свою мысль в устной и
письменной речи (на уровне одного предложения или небольшого текста);
Слушать и понимать речь других;
Совместно договариваться о правилах общения и поведения в школе и
следовать им;
Учиться выполнять различные роли в группе (лидера, исполнителя,
критика).
Предметными результатами изучения курса в 5м классе являются
формирование следующих умений:
описывать признаки предметов и узнавать предметы по их признакам;
выделять существенные признаки предметов;
сравнивать между собой предметы, явления;
обобщать, делать несложные выводы;
классифицировать явления, предметы;
определять последовательность событий;
давать определения тем или иным понятиям;
определять отношения между предметами типа «род» «вид»;
осуществлять поисковоаналитическую деятельность для практического
решения прикладных задач с использованием знаний, полученных при
изучении учебных предметов;
формировать первоначальный опыт практической преобразовательной
деятельности.
Ожидаемые результаты:
Развить познавательные умения и навыки учащихся;
Уметь ориентироваться в информационном пространстве;
Уметь самостоятельно конструировать свои знания; Уметь критически
мыслить; Участие в лего конкурсах.
Календарнотематическое планирование 5 класс
Название темы занятия
Колво
часов
3
3
9
6
9
6
9
12
9
9
6
9
12
Вращай и строй
Выбери настроение
Какой прекрасный опыт
Спасите дерево
Извержение вулкана в Малиновке
Подарок старика
Лесной остров
Зимний мир чудес
У костра
Суперстадион
Невероятные новости
Классный цирк
Стеснительный Андрей катается на
скейте в парке
са
102 ча
6 класс
Название темы занятия
Сбежавший котѐнок
«Липкие» ситуации
Тип задания
Первые шаги
Первые шаги
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Построение и
рассказывание
историй
Колво
часов
6
6
Тип задания
Повседневное
повествование
Построение и
рассказывание
историй
20
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
4
5
6
7
8
9
10
Одинокий робот Заклѐпка
Мечта Антона
Мечта Антона
Очень секретная карта
Выбери меня, выбери меня
Моѐ маленькое стихотворение
Страшилка
Давняя легенда
Итого
68 часа
8
6
6
8
8
6
8
6
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Пересказ анализ
рассказов
Пересказ анализ
рассказов
Пересказ анализ
рассказов
Методическое обеспечение программы
1. Конструктор LEGO® «Построй свою историю» 5 шт.
2. Программное обеспечение LEGO «Построй свою историю». 3.
Книга для учителя (в электронном виде CD)
4. Моноблоки 5 шт.
5. Цифровой фотоаппарат, вебкамера, планшет.
Список литературы
1. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
2. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. –
463 с.
3. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений
и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). - М.;
«ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
4. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов, СанктПетербург
«Наука» 2010. 195 с.
5. Интернетресурс: www.legoeducation.com
Рабочая программа «LEGO MINDSTORMS EV3»
на 201516 уч. год
22
79 классы
(4 часа в неделю, всего 136 часов)
Пояснительная записка
Рабочая программа и составленное тематическое планирование
рассчитано на 4 часа в неделю, всего 136 часов. Для реализации программы в
23
кабинете имеются наборы конструктора LEGO MINDSTORMS EV3, базовые
детали,
используется
необходимое методическое обеспечение.
видео оборудование,
компьютеры,
принтер,
Данная программа предполагает обучение решению задач
конструкторского характера, а также обучение программированию,
моделированию при использовании конструктора LEGO EV3 и программного
обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU.
Программа применяется во внеурочное время для учащихся 69 классов
Использование конструктора LEGO EV3 позволяет создать уникальную
образовательную среду, которая способствует развитию инженерного,
конструкторского мышления. В процессе работы с LEGO EV3 ученики
приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по
конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в
команде способствует формированию умения взаимодействовать с
соучениками,
критически оценивать,
отстаивать свои идеи. При дальнейшем освоении LEGO EV3 становиться
возможным выполнение серьезных проектов, развитие самостоятельного
технического творчества.
формулировать,
анализировать,
Цели и задачи изучения курса
Цель курса – способствовать формированию личностных и
метапредметных результатов (из текста ФК ФГОС ООО):
Личностные результаты:
1. формирование ответственного отношения к учению, готовности и
способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на
основе мотивации к обучению и познанию;
2. формирование
целостного мировоззрения, соответствующего
современному уровню развития науки;
3. освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной
жизни в группах и сообществах;
4. формирование коммуникативной компетентности в общении и
сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной
деятельности;
Метапредметные результаты:
1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и
формулировать для себя новые задачи в учѐбе и познавательной
деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной
деятельности;
2. умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том
числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные
способы решения учебных и познавательных задач;
3. умение соотносить свои действия с планируемыми результатами,
осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения
результата, определять способы действий в рамках предложенных
условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с
изменяющейся ситуацией;
4. умение оценивать правильность выполнения учебной задачи,
собственные возможности еѐ решения;
5. владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и
осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной
деятельности;
6. умение определять понятия, создавать обобщения, … устанавливать
причинноследственные связи, строить логическое рассуждение,
умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать
выводы;
7. умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы,
модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
Основные задачи данной рабочей программы:
1. Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать
формировать творческую личность ребенка.
2. Способствовать развитию интереса к технике, конструированию,
программированию, высоким технологиям.
3. Способствовать развитию конструкторских,
инженерных
и
вычислительных навыков.
4. Развивать мелкую моторику.
5. Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно
решать технические задачи в процессе конструирования моделей.
Особенности организации учебного процесса по курсу
Программа предусматривает использование следующих методик:
1.
Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание
учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров,
моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения
демонстрируемых материалов);
2. Метод проектов (при усвоении и творческом применении
навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)
3.
по
систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.)
Систематизирующий (беседа
теме, составление
4.
Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний,
навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических
заданий)
5.
(используется при совместной сборке
Групповая работа
моделей, а также при разработке проектов)
Требования к уровню подготовки учащихся
Ученик должен знать:
правила безопасной работы;
основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
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;
как передавать программы в EV3;
как использовать созданные программы; Уметь:
работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете
(изучать и обрабатывать информацию);
самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования
роботов (планирование предстоящих действий,
самоконтроль,
применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с
использованием специальных элементов и т.д.);
создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;
передавать (загружать) программы в EV3;
корректировать
программы при необходимости;
демонстрировать технические возможности роботов.
№ раздела Название раздела
Часов в разделе
Учебнотематический план
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Введение
Программные структуры.
Работа с датчиками.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
Работа с данными.
Создание подпрограмм.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
Заключительный урок
2
4
24
8
8
8
20
4
22
8
26
2
Всего часов по программе 136
Содержание программы учебного курса
1. Введение
Обучающимся предлагается познакомиться с основной деятельностью
в рамках образовательной программы, интерактивным конструктором
Mindstorms EV3, средой программирования Mindstorms EV3. Проводится
инструктаж по ТБ, правилам поведения обучающихся. С воспитанникам
проводится беседа на выявление уровня подготовленности в контексте
тематики образовательной программы. 2. Программные структуры.
Обучающиеся знакомятся с понятием цикл, цикл с постусловием.
Знакомят со структурой «Переключатель», сохранять программы на
компьютере и загружать в робота. 3. Работа с датчиками.
Обучающиеся на практике учатся использовать датчики касания, цвета,
гироскоп, ультразвука, инфракрасный, определения угла и количества
оборотов и мощности для управления роботом, сбора данных.
4. Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка к соревнованиям «Сумо»: ознакомление с правилами
соревнований 5. Работа с подсветкой, экраном и звуком.
Обучающиеся знакомятся с роботамисимуляторами их видами и
сферой применения, алгоритмом и свойствами алгоритмов, системой команд
исполнителя. Повторяют приемы автоматического управления роботом,
программирование действий в зависимости от времени, уровня освещенности.
6. Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка
к
соревнованиям «Кегельринг»:
ознакомление
с правилами соревнований и требованиями к роботам. Участие в школьном
этапе соревнований
7. Работа с данными.
Обучающиеся знакомятся с типами данных. Проводники. Переменные
и константы. Математические операции с данными. Другие работы с данными.
Логические операции с данными. 8. Создание подпрограмм.
Обучающиеся повторяют приемы оптимизации при составлении
программ. Закрепляют навыки по использованию программной среды.
Проводится установление связи, датчики органы чувств робота. 9.
Программирование движения по линии.
Обучающимся предлагается научится калибровать датчики.
Составляется алгоритм движения по линии «Зигзаг» (дискретная система
управления), алгоритм «Волна». Поиск и подсчет перекрестков. Проезд
инверсии.
10.Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка к соревнованиям «Траектория
»: ознакомление с правилами
соревнований и требованиями к роботам. Участие в школьном этапе
соревнований
2. Защита проектов;
3.
Участие в соревнованиях.
Календарнотематическое планирование
Тема
Количество
часов
Дата
2 ч
1
1
4 ч
2
2
24 ч
4
4
4
29
№
урока
Введение
Характеристика робота. Создание первого проекта.
Моторы. Программирование движений различным
траекториям.
Программные структуры.
Цикл с постусловием.
Структура «Переключатель».
Работа с датчиками.
710
Датчик касания.
1114
1518
Датчик цвета.
Датчик гироскоп.
1922
2326
27 30
Датчик ультразвука.
Инфракрасный датчик.
Датчик определения угла\количества оборотов и
мощности мотора.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
3134
Подготовка к соревнованиям « Сумо» .
3538 Школьный этап соревнований «Сумо»
Работа с подсветкой, экраном и звуком.
3942
Работа с экраном.
4344
4546
Работа с подсветкой кнопок на блоке EV3.
Работа со звуком.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
4750
Подготовка к соревнованиям «Кегельринг» .
5154 Школьный этап соревнований «Кегельринг»
5558
5962
Работа с данными.
Типы данных. Проводники.
Переменные и константы.
6366 Математические операции с данными.
6770
7174
Другие работы с данными.
Логические операции с данными.
7578
Создание подпрограмм.
7982
8386
8790
9194
Программирование движения по линии.
Калибровка датчиков.
Алгоритм движения по линии «Зигзаг» (дискретная
система управления).
Алгоритм « Волна».
Поиск и подсчет перекрестков.
95100 Проезд инверсии.
4
4
4
8 ч
4
4
8 ч
4
2
2
8 ч
4
4
20 ч
4
4
4
4
4
4 ч
22 ч
4
4
4
4
6
Основные виды соревнований и элементы заданий.
101104 Подготовка к соревнованиям «Траектория
»
105108 Школьный этап соревнований «Траектория
»
Проектная деятельность в группах
109116 Выработка и утверждение тем проектов
117130 Конструирование модели, ее программирование
группой разработчиков
131132 Презентация моделей
133134 Выставка
135136 Заключительный урок
8 ч
4
4
26 ч
8
14
2
2
2 ч
Литература:
1. Кружок
робототехники,
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc
74.ru/index.php/lego
2. В.А.
Козлова,
Робототехника в образовании [электронный
ресурс]//http://lego.rkc74.ru/index.php/20090403083517, Пермь, 2011
г.
3. Л. Ю. Овсянцкая Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3
в среде EV3Челябинск: ИП Мякотин И.В. , 2014204 с.
31
