Просмотр содержимого документа
«Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» (стартовый уровень)»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа р.п. Лазарев
Николаевского муниципального района Хабаровского края
Принято
на заседании
Педагогического совета
Протокол № 1 от
«31» августа 2021г.
Утверждено
Директор МБОУ
СОШ р.п.Лазарев
________ О.В.Волкова
Дополнительная общеобразовательная
общеразвивающая программа
«Робототехника»
(стартовый уровень)
Направленность: техническая
Возраст учащихся: 16-17 лет
Срок реализации: 1 год
Составитель:
Пяткова Екатерина Александровна,
учитель физики
р.п.Лазарев
2021г.
Пояснительная записка
Программа разработана в соответствии с нормативными документами:
Федеральным законом от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об Образовании в Российской Федерации»;
приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 9 ноября 2018 года № 196 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
письмом от 18 ноября 2015 г. № 09-3242 Министерства образования и науки Российской федерации, письмом Минобрнауки России от 11.12.2006 г. № 06-1844 «О примерных требованиях к программам дополнительного образования детей»;
Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 04 июля 2014 г. № 41;
Правила персонифицированного финансирования дополнительного образования детей в Хабаровском крае.
Актуальность программы
Робототехника сегодня активно встраивается в образовательный процесс дополнительного образования. Всё больше и больше учеников погружаются в увлекательный мир конструирования и «оживления» роботов. Данная программа позволит наиболее эффективно организовать познавательно-творческую деятельность старшеклассников во внеурочное время и в каникулярный период, поможет развить навыки пространственного, технического и инженерного мышления у учащихся. Старший школьник научится решать задачи с помощью роботов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.
Отличительные особенности программы
Изучается материал, слабо представленный и не представленный в программе основного курса информатики и ИКТ, материал систематизирован, доступно и логично излагается, подкреплен мощным дидактическим материалом, направлен на практику программирования и подготовку к олимпиадам на развитие творчества и самостоятельности учащихся. На занятиях создана структура деятельности, создающая условия для творческого развития воспитанников на различных возрастных этапах и предусматривающая их дифференциацию по степени одаренности. Основные дидактические принципы программы: доступность и наглядность, последовательность и систематичность обучения и воспитания, учет возрастных и индивидуальных особенностей детей. Например, по мере обучения выполняются все более и более сложные задания, оттачивается мастерство, исправляются ошибки. Обучаясь по программе, воспитанники проходят путь от простого к сложному, с учетом возврата к пройденному материалу на новом, более сложном творческом уровне. Программа основывается на доступности материала и построена по принципу «от простого к сложному». Тематика занятий разнообразна, что способствует творческому развитию ребенка, фантазии, самореализации. Обучение строится таким образом, чтобы учащиеся хорошо усвоили приемы работы в среде программирования, научились «читать и понимать» простейшие алгоритмы и программы, а затем и создавать свои для решения практических и олимпиадных задач. Постепенно образуется система специальных навыков и умений, формируется интерес к творчеству, пробуждается желание творить самостоятельно - одна из главных задач руководителя кружка. Творческое начало и безграничная фантазия заложены в каждом ребенке.
Педагогическая целесообразностьпрограммы
Программа направлена на формирование трудовых навыков и их постепенное совершенствование; создание благоприятных психолого-педагогических условий для полноценного развития личностного потенциала; снятие комплекса нерешительности, развитие чувства самоорганизации; выработку умения решать творческие, конструктивные и технологические задачи. В процессе конструирования и программирования, учащиеся получают дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.
Адресат программы
Дети набираются в кружок по желанию, без отбора. Возрастные требования от 16 до 17 лет.
Объем программы
Уровень усвоения программы-стартовый. Курс рассчитан на 36 часов.
Формы организации образовательного процесса и виды занятий
Используются три основные формы обучения:
урочная форма, в которой учитель объясняет новый материал и консультирует учащихся в процессе выполнения ими практических заданий на компьютере, ученики выполняют практические и творческие работы под руководством учителя;
внеурочная форма, в которой учащиеся после уроков (дома или в компьютерном классе) самостоятельно выполняют практические задания, проекты, конкурсные работы;
дистанционно-сетевая, в которой учащиеся получают информацию и обмениваются результатами работы между собой и с учителем по локальной и глобальной сетям, участвуют в сетевых олимпиадах и конкурсах, проходят обучение на сетевых курсах.
Основным методом обучения в данном курсе является метод проектов. Проектная деятельность позволяет развить исследовательские и творческие способности учащихся. Роль учителя состоит в кратком по времени объяснении нового материала и постановке задачи, а затем консультировании учащихся в процессе выполнения практического задания.
Разработка каждого проекта реализуется в форме выполнения практической работы на компьютере. Кроме выполнения проектов учащимся предлагаются практические задания для самостоятельного выполнения.
Режим занятий: 1 раз в неделю по 1 часу.
Цели и задачи курса
Цель:
Овладеть навыками начального технического конструирования с помощью конструктора LEGO
Задачи программы:
быстро ориентироваться в динамично развивающемся и обновляющемся информационном пространстве; получать, использовать и создавать разнообразную информацию; принимать обоснованные решения и решать жизненные проблемы на основе полученных знаний, умений и навыков.
освоение и систематизация знаний о конструкции робототехнических устройств; формирование общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования; ознакомление с правилами безопасной работы с инструментами
овладение умениями приемов сборки и программирования робототехнических устройств; использовать общепользовательские инструменты и настраивать их для нужд пользователя; применять алгоритмы и приёмы программирования робототехнических устройств.
развитие алгоритмического мышления, способностей к формализации, элементов системного мышления; творческой инициативы и самостоятельности; умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
воспитание культуры проектной деятельности, в том числе умения планировать, работать в коллективе; чувства ответственности за результаты своего труда, используемые другими людьми; установки на позитивную социальную деятельность в информационном обществе, недопустимости действий, нарушающих правовые и этические нормы работы с информацией.
приобретение опыта сборки и программирования робототехнических устройств; формирование общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования; преодоление трудностей в процессе интеллектуального проектирования, информационной деятельности в различных сферах, востребованных на рынке труда; решения сложных задач и олимпиадных задач робототехники.
Планируемые результаты согласно стандартам ФГОС
ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ УЧАЩИХСЯ
В результате изучения курса «Робототехника»
Учащиеся должны 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 RCX;
порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств;
как использовать созданные программы;
самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);
создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
создавать программы на компьютере для различных роботов;
корректировать программы при необходимости;
Учащиеся должны уметь:
принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель.
проводить сборку робототехнических средств, с применением LEGO конструкторов;
создавать программы для робототехнических средств.
прогнозировать результаты работы.
планировать ход выполнения задания.
рационально выполнять задание.
руководить работой группы или коллектива.
высказываться устно в виде сообщения или доклада.
высказываться устно в виде рецензии ответа товарища.
представлять одну и ту же информацию различными способами.
Требования к результатам выполнения индивидуального проекта:
умение планировать и осуществлять проектную и исследовательскую деятельность;
способность презентовать достигнутые результаты, включая умение определять приоритеты целей с учетом ценностей и жизненных планов;
самостоятельно реализовывать, контролировать и осуществлять коррекцию своей деятельности на основе предварительного планирования;
способность использовать доступные ресурсы для достижения целей; осуществлять выбор конструктивных стратегий в трудных ситуациях;
способность создавать продукты своей деятельности, востребованные обществом, обладающие выраженными потребительскими свойствами;
сформированность умений использовать все необходимое многообразие информации и полученных в результате обучения знаний, умений и компетенций для целеполагания, планирования и выполнения проекта.
Условия реализации программы
Материально-техническое обеспечение программы
Учебное помещение
Набор «Простые механизмы»
Набор ресурсный LEGO MINDSTORMS Education EV3
Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3
Технические средства обучения:
Учебные видеофильмы
Интерактивная доска – 1
Принтер -1
Информационное обеспечение реализации программы
Инструкции
Методические материалы
Дополнительная литература
Интернет-сайты
Формы аттестации (контроля)
Система контроля:
1. Промежуточная аттестация учащихся: контроль над усвоением знаний, умений и навыков; диагностика формирования коммуникативных навыков, развития способностей.
2. Итоговая аттестация учащихся: полученные за учебный год умения и навыки.
Формы аттестации: устный опрос, письменный опрос, тестирование, анкетирование, контрольные занятия, зачёт, участие в конкурсах.
Формы отслеживания и фиксации образовательных результатов: материалы анкетирования и тестирования, карта оценки результатов освоения программы.
Оценочные материалы
1.Текущий контроль:
оценочные материалы, контрольные тесты, контрольные задания по всем разделам программы.
2. Промежуточная и итоговая аттестация учащихся:
тесты промежуточной и итоговой аттестации, защита проекта, исследовательская работа.
Методические материалы
Дидактическое обеспечение реализации программы
наглядные пособия:
видеоматериалы;
таблицы, графики, плакаты
раздаточный материал для учащихся:
бланки тестов и анкет;
бланки диагностических и творческих заданий;
готовые шаблоны и трафареты;
карточки с заданиями по всем разделам программы.
памятки для учащихся.
дидактический материал:
дидактические игры;
упражнения и задания по разделам программы.
Содержание учебного предмета
11 класс (36 часов)
Тема 1. Знакомство с конструктором LEGO MINDSTORMS и его возможностями (9 часов).
Инструктаж по технике безопасности. Введение в робототехнику. Робот. Робототехника. Области применения. История появления и развития. Компоненты конструктора LEGO MINDSTORMS. Электронные компоненты конструктора. Обзор технологии NXT. Среда программирования LEGO MINDSTORMS NXT. Знакомство с интерфейсом среды программирования. Принципы создания программ. Основы сборки и программирования роботов. Сборка и программирование модели робота «Shooterboot» на основе пошаговой инструкции. Изучение блока «Движение». Создание программ. Программирование движения по заданной траектории. Изучение принципа работы сенсора цвета. Сборка модели робота. Подключение сенсора цвета. Программирование. Изучение принципа работы ультразвукового сенсора и сенсора касания. Сборка модели робота. Подключение сенсоров. Обнаружение объекта. Тестирование по теме "Знакомство с конструктором LEGO MINDSTORMS и его возможностями "
Тема 2. Механика (8 часов).
Механическая передача. Виды зубчатых передач. Передаточное отношение. Повышающая и понижающая передачи. Сборка полного привода на шестерёнках. Примеры конструкций с повышающей и понижающей передачей. Сборка скоростной модели. Гонки роботов и перетягивание каната. Проведение соревнований. Преобразование вращательного движения в поступательное. Полоса препятствий. Преодоление полосы препятствий различных типов. Подъём робота на лестницу. Обобщение и систематизация материала по теме "Механика"
Тема 3. Основы программирования в среде Robolab 2.9 (19 часов).
Знакомство с творческой средой «ROBOLAB». Установка программы. Язык программирования Lab View. Изучение Окна инструментов. Самостоятельное конструирование простейшего робота. Команды визуального языка программирования Lab View.
Учебно – тематический план
№
Наименование разделов, темы
Количество часов
всего
теория
практика
1
Знакомство с конструктором LEGO MINDSTORMS и его возможностями
9
4
5
2
Механика
8
3
5
3
Основы программирования в среде Robolab 2.9
18
7
11
Всего
36
14
22
Календарно-тематическое планирование.
№
Тема
Планируемая дата проведения занятия
Фактическая дата проведения
1
Инструктаж по технике безопасности. Введение в робототехнику. Робот. Робототехника. Области применения. История появления и развития.
2
Компоненты конструктора LEGO MINDSTORMS. Электронные компоненты конструктора. Обзор технологии NXT.
3
Среда программирования LEGO MINDSTORMS NXT. Знакомство с интерфейсом среды программирования. Принципы создания программ
4
Основы сборки и программирования роботов.
5
Сборка и программирование модели робота «Shooterboot» на основе пошаговой инструкции
6
Изучение блока «Движение». Создание программ. Программирование движения по заданной траектории
7
Изучение принципа работы сенсора цвета. Сборка модели робота. Подключение сенсора цвета. Программирование.
8
Изучение принципа работы ультразвукового сенсора и сенсора касания. Сборка модели робота. Подключение сенсоров. Обнаружение объекта.
9
Тестирование по теме "Знакомство с конструктором LEGO MINDSTORMS и его возможностями "
10
Механическая передача. Виды зубчатых передач. Передаточное отношение.
11
Повышающая и понижающая передачи. Сборка полного привода на шестерёнках.
12
Примеры конструкций с повышающей и понижающей передачей. Сборка скоростной модели
13
Гонки роботов и перетягивание каната. Проведение соревнований
14
Преобразование вращательного движения в поступательное.
15
Полоса препятствий. Преодоление полосы препятствий различных типов
16
Подъём робота на лестницу
17
Обобщение и систематизация материала по теме "Механика"
18
Знакомство с творческой средой «ROBOLAB».
19
Установка программы
20
Язык программирования Lab View.
21
Изучение Окна инструментов.
22
Самостоятельное конструирование простейшего робота
23
Команды визуального языка программирования Lab View
24
Управление-уровень 1
25
Управление-уровень 2
26
Управление-уровень 3
27
Управление-уровень 4
28
Самостоятельная творческая работа
29
Работа в режиме Конструирования
30
Конструирование – уровень 1,2
31
Самостоятельная творческая работа
32
Конструирование уровень 3
33
Самостоятельная творческая работа
34
Конструирование уровень 4
35
Итоговая самостоятельная творческая работа
36
Итоговая самостоятельная творческая работа
Итого 35 часов
Список литературы
1. Злаказов А.С. Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 120с.: ил. ISBN 978-5-9963-0272-7
2. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). — М.; «ЛИНКА — ПРЕСС», 2001.
3. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 286с.: ил. ISBN 978-5-9963-2544-5
4. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5-6 классов. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 87с. ISBN 978-5-9963-0545-2
5. ПервоРобот Lego WeDo. Книга для учителя.
6. ПервоРобот. Автоматизированные устройства. Книга для учителя. LEGO Group, перевод ИНТ, - 134 с., ил.
7. ПервоРобот LEGO® WeDoTM - книга для учителя (Электронный ресурс).
