Программа профильного отряда "Первые шаги Lego роботов"
Программа профильного отряда "Первые шаги Lego роботов"
Дополyительная общеразвивающая программа для детей 8-12 лет расчитана на 12 учебных часов. В ходе обучения ребята знакомятся с конструктором Lego Mindstorms EV3, основами программирования.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Возраст детей, на которых рассчитана образовательная программа
8-12 лет
4
Срок реализации программы
12 часов
5
Сведения об авторе (ФИО, образование, должность, квалификация)
Тендит Татьяна Николаевна
Высшее, КГПУ, учитель информатики
Высшее, КнАГТУ, инженер программист
6
Направленность
Техническая
7
Цель
раскрытие интеллектуального и творческого потенциала детей с использованием возможностей робототехники.
8
Задачи
Основные задачи:
Образовательные:
знакомство с основными принципами механики и основами моделирования роботов Lego;
формирование у учащихся инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования автоматизированных систем;
Воспитательные:
формирование навыков коллективного труда: воспитание у детей отношения делового сотрудничества (доброжелательность друг к другу, уважение мнения других, умение слушать товарищей), воспитание чувства товарищеской взаимовыручки и этики групповой работы;
формирование самоконтроля и самооценки у учащихся;
формирование навыков проектного мышления;
Развивающие:
развитие алгоритмического, логического и инженерно-технологического мышления;
развитие умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
развитие познавательного интереса, интеллектуальных и творческих способностей путем освоения робототехнических устройств;
формирование потребности в творческом и познавательном досуге.
9
Содержание программы
1. Знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3.
Основы конструирования. Механические передачи. Моделирование Перворобота, программирование контроллера EV3.
2. Основы программирования в среде Lego Mindstorms EV3.
Обзор среды программирования: линейные алгоритмы, циклический алгоритм, разветвленный алгоритм (переключатель), вывод звуковой и текстовой информации. Работа с датчиками: ультразвуковой, касания, цвета.
3. Соревнования в категории «Кегельринг». Награждение. Тестирование
10
Ожидаемые результаты
Личностные умения:
критически относиться к информации и избирательно ее воспринимать;
самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы;
признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
планировать учебное сотрудничество с педагогом и сверстниками — определять цели, функций участников, способов взаимодействия.
Метапредметными:
принимать и сохранять учебную задачу;
планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла;
адекватно воспринимать оценку педагога;
проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях.
Предметные:
применять необходимые для построения моделей знания робототехнических систем (информационных, электромеханических, электронных элементов и средств вычислительной техники);
разрабатывать алгоритмы и составлять программ управления роботом;
проводить настройку и отладку конструкции робота;
проводить предварительные испытания составных частей опытного образца робототехнической системы по заданным программам и методикам.
Учащиеся должны использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности:
создавать реально действующие модели устройств при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
создавать программы на компьютере для различных устройств; корректировать программы при необходимости; демонстрировать технические возможности устройств.
Пояснительная записка
Робототехника в образовании — это междисциплинарные занятия, интегрирующие в себе науку, технологию, инженерное дело, математику, основанные на активном обучении учащихся. Робототехника играет очень важную роль в дополнительном образовании детей, так как оно решает одну из главных проблем в России, это недостаточная обеспеченность инженерными кадрами.
Дополнительная общеразвивающая программа имеет техническую направленность, прививает интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем, обладает целым рядом возможностей и способствует популяризации профессии инженер.
Актуальность программы заключается в том, что она направлена на развитие логического и инженерно-технического мышления личности посредством современных технологий и методов обучения.
Новизна данной образовательной программы заключается в том, что она позволяет построить взаимосвязь между различными областями знаний.
Педагогическая целесообразность изучения данной образовательной программы заключается в том, что представленные в ней с современные позиции теоретические и практические вопросы, значительно повышают подготовку учащихся к самостоятельному творческому конструированию, различных автоматических устройств.
Цель программы: раскрытие интеллектуального и творческого потенциала детей с использованием возможностей робототехники.
Основные задачи:
Образовательные:
знакомство с основными принципами механики и основами моделирования роботов Lego;
формирование у учащихся инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования автоматизированных систем;
Воспитательные:
формирование навыков коллективного труда: воспитание у детей отношения делового сотрудничества (доброжелательность друг к другу, уважение мнения других, умение слушать товарищей), воспитание чувства товарищеской взаимовыручки и этики групповой работы;
формирование самоконтроля и самооценки у учащихся;
формирование навыков проектного мышления;
Развивающие:
развитие алгоритмического, логического и инженерно-технологического мышления;
развитие умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
развитие познавательного интереса, интеллектуальных и творческих способностей путем освоения робототехнических устройств;
формирование потребности в творческом и познавательном досуге.
Исполнение программы производится в строгом соответствии с нормативными документами: СанПиН 2.4.4.3172 - 14, Уставом образовательного учреждения, Конституцией РФ, Федеральным государственным образовательным стандартом второго поколения.
Программа предназначена для обучения детей 10-14 лет.
Учебный план рассчитан на 12 учебных часов, занятия проводятся 2 раза в неделю по 2 учебных часа.
Набор свободный. Социально-педагогическое направление программы заключается в том, что обучение проходят ребята и из неблагополучных семей, а также те, кто не нашел себя в других областях, в том числе трудные подростки.
Ожидаемый результат – пройдя курс дополнительной общеразвивающей программы «Первые шаги Lego роботов», учащиеся получат начальные знания, связанные с понятиями автоматизация, автоматизированные системы и их программирование.
Дополнительная общеразвивающая программа направлена на достижение обучающимися различных результатов:
Личностные умения:
критически относиться к информации и избирательно ее воспринимать;
самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы;
признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
планировать учебное сотрудничество с педагогом и сверстниками — определять цели, функций участников, способов взаимодействия.
Метапредметными:
принимать и сохранять учебную задачу;
планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла;
адекватно воспринимать оценку педагога;
проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях.
Предметные:
применять необходимые для построения моделей знания робототехнических систем (информационных, электромеханических, электронных элементов и средств вычислительной техники);
разрабатывать алгоритмы и составлять программ управления роботом;
проводить настройку и отладку конструкции робота;
проводить предварительные испытания составных частей опытного образца робототехнической системы по заданным программам и методикам.
Учащиеся должны использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности:
создавать реально действующие модели устройств при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
создавать программы на компьютере для различных устройств; корректировать программы при необходимости; демонстрировать технические возможности устройств.
В процессе обучения по программе осуществляется контроль за успешностью усвоения программного материала, который проводится по результатам:
интерактивных тестовых заданий;
соблюдения правил по технике безопасности;
защиты творческих проектов.
По итогам успешного обучения выдаются свидетельства установленного образца.
Учебно-тематическое планирование
№ п/п
Содержание занятия
Количество часов
Теория
Практика
Всего
1.
Знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3.
- Моделирование Перворобота.
- Программирование контроллера EV3.
0,5
1,5
2
2.
Основы программирования в среде Lego Mindstorms EV3. Работа с датчиками.
- Ультразвуковой датчик.
- Датчик касания.
- Датчик цвета.
2
6
8
3.
Соревнования в категории «Кегельринг».
-
2
2
Итого
2,5
9,5
12
Содержание программы
1. Знакомство с конструктором Lego Mindstorms EV3.
2. Основы программирования в среде Lego Mindstorms EV3.
Обзор среды программирования: линейные алгоритмы, циклический алгоритм, разветвленный алгоритм (переключатель), вывод звуковой и текстовой информации. Работа с датчиками: ультразвуковой, касания, цвета.
Практическая работа: робот «сумоист»; гоночный автомобиль; робот, движущийся по траетории.
3. Соревнования в категории «Кегельринг». Награждение. Тестирование
Практическая работа: моделирование и программирование робота для «Кегельринга».
Методическое обеспечение
На занятиях по конструированию и программированию роботов метод взаимообучения реализуется учениками самостоятельно, иногда даже без участия педагога. Разобравшись в решении какой-либо конструкторской задачи, учащиеся с удовольствием делятся своими знаниями с теми, кто испытывает затруднения при решении подобных задач. Таким образом, может сложиться ситуация, в которой учащиеся обучают самого педагога, что положительно влияет как на самооценку учеников, так и на отношения с педагогом.
Использование метода проектов позволяет развивать познавательные и творческие навыки учащихся при разработке конструкций роботов по заданным функциональным особенностям для решения каких-либо социальных и технических задач. Самостоятельная работа над техническим проектом дисциплинирует ребят, заставляет мыслить критически и дает возможность каждому учащемуся определить свою роль в команде. Работа над проектом разработки модели робота предполагает два взаимосвязанных направления: конструирование и программирование, таким образом, учащийся имеет возможность самостоятельного выбора сферы деятельности.
Конструирование повышает мотивацию обучающихся к овладению новыми знаниями. Необходимо привлекать понятия из других предметов для расширения области практического применения теории, изучаемой в данном предмете. Использовать практические умения и навыки, полученные на занятиях родственных предметов, для получения новых экспериментальных данных. У обучающихся появляется возможность повторять необходимые сведения по соответствующим предметам. При изучении нового учебного материала используются факты и понятия из разных учебных предметов.
Для осуществления образовательного процесса при реализации дополнительной общеразвивающей необходимо следующее методическое, ресурсное обеспечение:
Робототехнический конструктор Lego Mindstorms.
Ресурсный набор для конструктора Lego Mindstorms.
Программное обеспечение Lego Mindstorms.
Ноутбуки с поддержкой Lego Mindstorms и Microsoft Office.
Проектор.
Робототехнические поля.
Список литературы
Литература для педагога
Злаказовc А.С. Уроки Лего конструирования в школе. М:– Бином, 2011.
