Пояснительная записка
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Лего-конструирование и программирование» базового уровня имеет техническую направленность, так как в процессе конструирования и программирования дети получают базовые знания о робототехнике, конструировании и программировании, а также получают дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.
Программа разработана на основе:
- Федерального закона от 29 декабря 2012 года № 273 - ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (редакция от 03.08.2018г.);
- приказа Министерства просвещения Российской Федерации «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» от 09 ноября 2018 года № 196;
- Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.09.2020 № 28 "Об утверждении санитарных правил СП 2.4. 3648-20 "Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи";
с учетом:
- распоряжения правительства Российской Федерации от 04.09 2014 г. № 1726-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей»;
- письма Министерства образования и науки РФ от 18.11. 2015 г. № 09-3242 «О направлении информации»;
- письма Министерства образования и науки РФ от 29.03. 2016 г. № ВК641/09 «О направлении методических рекомендаций»;
- письма комитета по образованию Администрации Великого Новгорода от 26.10.2015 № 4665 «О направлении методических рекомендаций»;
- Устава ДД(Ю)Т им. Лёни Голикова;
- приказа директора от 31.08. 2018 № 298 об утверждении «Положения о требованиях к дополнительным общеобразовательным программам, порядке их разработки и экспертизы в муниципальном автономном учреждении дополнительного образования «Дворец детского (юношеского) творчества имени Лёни Голикова».
Актуальность. Современный человек должен быть мобильным, и конкурентноспособным на рынке труда. Особенно востребованными сейчас стали профессии инженерно-технической направленности. Поэтому в настоящее время образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность. Опираясь на такие научные дисциплины, как информатика, математика, физика, биология - робототехника активизирует развитие учебно-познавательной деятельности учащихся, помогает развивать техническое творчество детей.
Курс робототехники может стать одним из интересных способов изучения компьютерных технологий, конструирования, моделирования и программирования.
В процессе изучения программы, обучающиеся имеют возможность знакомства и изучения различных робототехнических наборов, как только для конструирования, так и конструирования, и программирования. Многие работы в легоконструировании и робототехнике направлены на улучшение, преобразование окружающего мира, что позволяет ориентировать детей на социально-преобразующую деятельность. Выполняя различные задания по легоконструированию и робототехнике, дети овладевают техническими навыками, получают необходимый опыт работы с технологическими картами, учатся понимать схемы, планировать свою работу.
Важным является и тот факт, что в процессе виртуального конструирования у учащихся формируются навыки компьютерной грамотности: навыки и умения, необходимые в работе с различными видами цифрового оборудования. В содержании программы присутствуют все направления решающие многие воспитательные и образовательные задачи, которые актуальны в период перехода на новые стандарты.
Педагогическая целесообразность разработки и внедрения данной программы обусловлена тем, что она способствует развитию творческих способностей обучающихся, формированию интереса к робототехнике, робо-конструированию и программированию, реализации на практике предметных компетенций области математики, физики, информатики, технологии, способствует личностному росту, формируя стремление к получению качественного законченного результата. Полученные на занятиях знания становятся для ребят необходимой теоретической и практической основой их дальнейшего участия в техническом творчестве, выборе будущей профессии, в определении жизненного пути. Овладев навыками творчества сегодня, они, в дальнейшем, сумеют применить их с нужным эффектом в своих трудовых делах. Данная программа способствует формированию стремления стать инженером, конструктором, исследователем.
Отличительная особенность данной программы состоит в том, что обучение детей строится на сочетании коллективных и индивидуальных форм работы, что воспитывает у детей взаимное уважение, умение работать в группе, развивает способность к самостоятельному творческому поиску. Уровень подготовки учащихся может быть разным. Обучение по программе предусматривают разноуровневое образование, которое обеспечивает удовлетворение познавательной потребности обучающихся разной степени подготовленности.
Цель - создание условий для освоения обучающимися основ робототехники, программирования, начального инженерно-технического конструирования, развитие научно-технического и творческого потенциала личности ребёнка, формирование устойчивого интереса к деятельности по конструированию, программированию, популяризация инженерных и технических специальностей.
Планируемые результаты освоения программы
результаты |
После первого года обучения |
После второго года обучения |
предметные |
I полугодие: - знает правила работы в визуальной среде программирования Robolab; - умеет собирать базовые модели роботов.
II полугодие: - знает правила работы в визуальной среде программирования Robolab и Lego Mindstorms EV-3; - умеет собирать и разбирать различные модели роботов; - умеет создавать программы управления роботом в визуальном редакторе. |
I полугодие: - умеет выполнять отладку робота в зависимости от требуемой задачи; - умеет использовать простейшие регуляторы для управления роботом.
II полугодие: - знает способы решения ряда кибернетических задач по созданию работающего механизма или робота с автономным управлением; - знает принципы работы сложных механизмов; - умеет решать задачи с использованием одного регулятора. - умеет использовать конструкции языка программирования компьютерно-управляемых устройств;
|
метапредметные |
I полугодие: - умеет планировать деятельность, относящуюся к поиску информации; - умеет планировать деятельность, относящуюся к наблюдению. II полугодие: - умеет планировать деятельность, относящуюся к эксперименту; - планировать деятельность, относящуюся к выступлению, обсуждению. |
I полугодие: - умеетпланировать деятельность, относящуюся к учебному процессу. II полугодие: - умеетпланировать деятельность, относящуюся к созданию материального или информационного объекта, в том числе – групповую; - умеет излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений; - навыков проектного мышления, работы в команде.
|
личностные |
I полугодие: - сформирован познавательный интерес к изучаемому материалу II полугодие: -сформировано творческое отношение к выполненной работе |
I полугодие: -Сформированаспособность к самооценке на основе критериев успешности собственной деятельности; II полугодие: - Сформирована готовность к повышению своего образовательного уровня в области робототехники; |
Способы оценки результативности.
Форма текущего контроля: опрос, творческая работа.
Форма промежуточной аттестации: зачетные мероприятия в форме защиты проекта.
Форма итоговой аттестации: участие учащихся в состязаниях по робототехнике, выставка моделей и защита проектных работ.
Оценивание творческих работ проходит по критериям:
- оригинальность и привлекательность модели;
- сложность исполнения;
- дизайн конструкции;
- функциональность и общественная значимость.
Задачи программы:
- ознакомить с правилами безопасной работы;
- формировать компетенции в области электроники, информатики, робототехники;
- обучить приемам конструирования и программирования роботов и автоматизированных электронных систем;
- ознакомить учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых при создании роботов;
- обучить решению ряда кибернетических задач, результатом каждой из которых будет работающий механизм или робот с автономным управлением
- обучить основам проектного подхода.
- развивать творческие способности обучающихся, навыки самостоятельного конструирования и программирования сложных робототехнических и автоматизированных систем;
- развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
- развивать познавательную активность, внимание, умение сосредотачиваться, способность к самообразованию;
- формировать у учащихся стремления к получению качественного законченного результата;
- формировать навыков проектного мышления, работы в команде.
формировать творческое отношение к выполняемой работе; - воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности;
- формировать интерес к благородному и общественно значимому труду
через разработку проектов на социально-значимые темы
Возраст обучающихся: 9- 13 лет.
Сроки реализации: Программа рассчитана на 2 года обучения, общая продолжительность обучения составляет 134 часа.
Формы и режим занятий: Занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 часа, перерыв между занятиями 10 минут.
Основная форма реализации программы - групповые занятия с ярко выраженным индивидуальным подходом, созданием соревновательного фона на групповых занятиях.
Календарный учебный график
Год обучения |
Дата начала обучения |
Дата окончания обучения |
Всего учебных недель |
Всего учебных дней |
Количество учебных часов |
Режим занятий |
1 год |
01.09. |
31.05. |
34 |
34 |
68 |
1 раза в неделю по 2 часа |
2 год |
01.09. |
31.5. |
34 |
34 |
68 |
Учебный план
Тема |
1 год обучения |
2 год обучения |
||||
Всего |
Теор. |
Практ. |
Всего |
Теор. |
Практ. |
|
Работа в Lego digital Designer Mindstorms |
14 |
4 |
10 |
|
|
|
Решение сложных научно-технических и производственных задач |
14 |
7 |
7 |
22 |
1 |
21 |
Моделирование собственного робота |
14 |
4 |
10 |
22 |
2 |
20 |
Программирование в среде Lego Mindstorms EV3. |
18 |
7 |
11 |
10 |
5 |
5 |
Подготовка к соревнованиям |
8 |
|
8 |
14 |
|
14 |
Форма аттестации |
Зачет в форме просмотра работ с обсуждением |
Зачет в форме просмотра работ с обсуждением |
||||
ИТОГО: |
68 |
22 |
46 |
68 |
8 |
60 |
Учебно-тематический план
1 год обучения
№ |
Тема |
Всего |
Т
|
П |
Формы аттестации/контроля |
1. |
Работав Lego Digital Designer Mindstorms. |
14 |
4 |
10 |
|
1.1. |
Инструктаж по ОТ и ТБ. Интерфейс программы. |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
1.2. |
Изучение соединений датчиков, моторов, микропроцессора. Создание модели, содержащей датчики, моторы, микропроцессор. |
2 |
1 |
1 |
Результат викторины |
1.3. |
Виды моторов и их применение. Сборка моделей роботов с моторами разных видов. |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
1.4. |
Сборка базового робота. |
2 |
|
2 |
Презентация проекта |
1.5. |
Изучение инфракрасного датчика. Конструирование робота с инфракрасными датчиками |
2 |
1 |
1 |
Наблюдение |
1.6. |
Изучение датчика цвета. Моделирование робота с датчиками цвета |
2 |
1 |
1 |
Выставка проектов |
1.7. |
Изучение гироскопического датчика. Сборка робота с гироскопическим датчиком. |
2 |
1 |
1 |
Выставка проектов |
1.8. |
Моделирование робота с датчиком касания. |
2 |
1 |
1 |
Результаты практикума |
1.9. |
Изучение ультразвукового датчика. Конструирование робота с ультразвуковым датчиком. |
2 |
1 |
1 |
Результаты практикума |
2. |
Решение сложных научно-технических и производственных задач |
14 |
7 |
7 |
|
2.1. |
Обсуждение видов и целей создания роботов. Типы решаемых роботом задач. |
2 |
1 |
1 |
дискуссия |
2.2. |
Механика робота. Рычаг. Модель пожарной машины. |
2 |
1 |
1 |
Результат практикума |
2.3. |
Механическая передача. Исследовательская работа «Системы передвижения мобильного робота». |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
2.4. |
Использование понижающей передачи. Создание модели вращающегося устройства на основе понижающей передачи |
2 |
1 |
1 |
Результат практикума |
2.5. |
Управление скоростью робота с помощью передач. Движение с горки. |
2 |
1 |
1 |
Результат практикумы |
2.6. |
Работа в среде визуального программирования Lego Mindstorms EV-3. Движение в горку. |
2 |
1 |
1 |
Результат состязаний |
2.7. |
Управление точными движениями робота. Создание трехколесного робота и программирование его движений.
|
2 |
1 |
1 |
Результат состязаний |
3. |
Моделирование собственного робота как проект в Lego Mindstorms EV-3. |
14 |
4 |
10 |
|
3.1. |
Обсуждение видов и целей создания промышленных роботов. |
2 |
2 |
|
Дискуссия |
3.2. |
Моделирование собственной модели робота |
2 |
0 |
2 |
Результат практикума |
3.3. |
Сборка интерактивного робота |
2 |
0 |
2 |
Результат практикума |
3.4. |
Рациональное подключение моторов |
2 |
2 |
|
Опрос |
3.5. |
Конструкция робота, изменяющего свои габариты. |
2 |
0 |
2 |
Выставка проектов |
3.6. |
Корректировка модели. |
2 |
0 |
2 |
Результат практикума |
3.7. |
Презентация творческого «мини» проекта |
2 |
0 |
2 |
Защита проектов |
4. |
Программирование в среде Lego Mindstorms EV-3. |
18 |
7 |
11 |
|
4.1. |
Визуальные языки программирования. Разделы программы, уровни сложности. |
2 |
2 |
|
Опрос |
4.2. |
Передача и запуск программы. |
2 |
0 |
2 |
Результат практикума |
4.3. |
Работа в среде программирования Lego Mindstorms EV-3. Окно инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. |
2 |
2 |
|
Опрос |
4.4. |
Знакомство с основными командами. |
2 |
2 |
|
Опрос |
4.5. |
Работа с пиктограммами, соединение команд. Составление программ по шаблону.
|
2 |
0 |
2 |
Результат практикума |
4.6. |
Сборка модели с использованием трех моторов. Составление программы для робота — трансформера. |
2 |
0 |
2 |
Результат практикума |
4.7. |
Составление программ на различные траектории движения: следование по спирали, передача, демонстрация. |
2 |
0 |
2 |
Результат практикума |
4.8. |
Линейная и циклическая программы. Составление программы с использованием параметров. |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
4.9. |
Итоговое занятие. Показательные выступления. Выставка творческих работ. Соревнования. |
2 |
0 |
2 |
Выставка проектов |
5. |
Подготовка к соревнованиям |
8 |
0 |
8 |
|
5.1. |
Самоподготовка к соревнованиям |
8 |
0 |
8 |
|
|
ИТОГО |
68 |
22 |
46 |
|
2 год обучения
№ |
Название темы |
Всего |
Т |
П |
Формы аттестации/контроля |
1. |
Программирование в среде Lego Mindstorms EV3 |
10 |
5 |
5 |
|
1.1. |
Инструктаж по ТБ. Изучение устройства робота EV3.Работа с датчиками «Гироскоп» и «Цветовой». |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
1.2. |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Массивы |
2 |
1 |
1 |
Наблюдение |
1.3. |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Создание собственных функций. |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
1.4. |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Обработка нажатий кнопок. |
2 |
1 |
1 |
Наблюдение |
1.5. |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Работа с изображениями и звуковыми файлами на EV3 |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
2. |
Подготовка к соревнованиям
|
14 |
|
14 |
|
2.1. |
Подготовка к соревнованию в творческой номинации. Разработка и программирование робота «Питомец». Сборка робота по модели «Собачка». |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
2.2. |
Подготовка к соревнованию «Сумо». Разработка платформы. |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
2.3. |
Подготовка к соревнованию «Сумо». Разработка ковша. Анализ существующих типов ковшей; выбор оптимального варианта. |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
2.4. |
Подготовка к соревнованию «Сумо». Программирование роботов с тремя и четырмя моторами. Алгоритмы разворотов. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
2.5. |
Подготовка к соревнованию «Биатлон». Сборка платформы робота |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
2.6. |
Подготовка к соревнованию «Биатлон». Сборка кузова робота. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
2.7. |
Подготовка к соревнованию «Биатлон». Программирование прохождения трассы. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
3. |
Решение сложных научно-технических и производственных задач |
22 |
1 |
21 |
|
3.1. |
Разработка междисциплинарных проектов. «Физика и лего». Сборка и программирование моделей, иллюстрирующих законы физики. Подъемный кран. |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
3.2. |
Разработка междисциплинарного проекта. «Физика и лего». Закон сохранения энергии, золотое правило механики. Сборка инерционной машинки. |
2 |
1 |
1 |
Выставка проектов |
3.3. |
Разработка междисциплинарного проекта «Физика и лего». Сборка моделей, иллюстрирующих законы физики. Робот - транспортировщик. |
2 |
0 |
2 |
Защита проекта |
3.4. |
Разработка междисциплинарного проекта «Физика и лего». Программирование моделей, иллюстрирующих законы физики. Робот - транспортировщик. |
2 |
0 |
2 |
Презентация проекта |
3.5. |
Разработка междисциплинарного проекта. «Физика и лего». Соревнование роботов-транспортировщиков. |
2 |
0 |
2 |
Выставка проектов |
3.6. |
Разработка междисциплинарного проекта. «Лего и спорт». Сборка роботов-танцоров. |
2 |
0 |
2 |
Выставка проектов |
3.7. |
Разработка междисциплинарного проекта. «Лего и спорт». Программирование роботов-танцоров. |
2 |
0 |
2 |
Наблюдение |
3.8. |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт». Сборка роботов - футболистов. |
2 |
0 |
2 |
Презентация проекта |
3.9. |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт». Программирование роботов - футболистов. |
2 |
0 |
2 |
Выставка проектов |
3.10. |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт». Сборка и программирование роботов “Спортивное ориентирование”. Следование по азимуту. |
2 |
0 |
2 |
Наблюдение |
3.11. |
Разработка междисциплинарного проекта. Презентация междисциплинарных проектов. |
2 |
0 |
2 |
Защита проекта |
4. |
Моделирование собственного робота |
22 |
2 |
20 |
|
4.1. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект». |
2 |
1 |
1 |
Презентация проекта |
4.2. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде. Сборка робота в категории «Творческий проект». |
2 |
0 |
2 |
Выставка проектов |
4.3. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде. Тестирование и отладка робота в категории «Творческий проект». |
2 |
0 |
2 |
Защита проекта |
4.4. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде. Программирование робота в категории «Творческий проект». |
2 |
0 |
2 |
Презентация проекта |
4.5. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде. Знакомство с различными видами манипуляторов. Сборка робототехнических манипуляторов |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
4.6. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде. Программирование робототехнических манипуляторов |
2 |
0 |
2 |
Выставка проектов |
4.7. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде. Тестирование и отладка робототехнического манипулятора |
2 |
0 |
2 |
Наблюдение |
4.8. |
Подготовка робота для участия в олимпиаде. Представление собственного проекта робототехнического манипулятора |
2 |
0 |
2 |
Защита проекта |
4.9. |
Заключительное занятие. Подведение итогов обучения и перспектив разработки проектов. |
2 |
0 |
2 |
Защита проекта |
4.10. |
Самоподготовка |
8 |
0 |
8 |
Работа над проектом |
|
ИТОГО |
68 |
8 |
60 |
|
.
Содержание программы
1 год обучения
Тема 1. Работав Lego digital Designer Mindstorms - 14 часов.
Теория: Инструктаж по ОТ и ТБ. Интерфейс программы Lego digital Designer Mindstorms. Изучение электронных деталей. Изучение соединений датчиков, моторов, микропроцессора. Виды моторов и их применение. Изучение инфракрасного датчика. Датчики цвета. Изучение гироскопического датчика. Датчик температуры и датчик касания. Изучение ультразвукового датчика. Изучение датчика звука.
Практика: Сборка модели башни. Создание модели, содержащей соединение датчиков, моторов, микропроцессора. Сборка моделей роботов с моторами разных видов. Сборка базового робота. Конструирование робота с инфракрасными датчиками. Моделирование робота с датчиками цвета. Сборка робота с гироскопическим датчиком. Моделирование робота с датчиком температуры и датчиком касания. Конструирование робота с ультразвуковым датчиком. Моделирование робота с датчиком звука.
Тема 2. Решение сложных научно-технических и производственных задач - 14 часов.
Теория: Обсуждение видов и целей создания роботов. Механика робота. Рычаг. Блок. Механическая передача. Использование понижающей передачи. Управление скоростью робота с помощью передач. Работа в среде визуального программирования Lego Mindstorms EV-3. Управление точными движениями робота (Проезд на заданное расстояние, поворот на заданный угол).
Практика: Типы решаемых роботом задач. Модель пожарной машины. Устройство полиспаста для альпиниста-спасателя. Исследовательская работа «Системы передвижения мобильного робота». Создание модели вращающегося устройства на основе понижающей передачи. Движение с горки (преодоление роботом препятствия "ров"). Движение в горку (преодоление роботом препятствия "наклонная плоскость").Создание трехколесного робота и программирование его движений (вперед/назад и поворот).
Тема 3. Моделирование собственного робота как проект в Lego Mindstorms EV-3. - 14 часов
Теория: Обсуждение видов и целей создания промышленных роботов. Рациональное подключение моторов.
Практика: Моделирование собственной модели робота. Сборка интерактивного робота. Конструкция робота, изменяющего свои габариты. Корректировка модели. Устная защита «мини» проекта.
Тема 4. Программирование в среде Lego Mindstorms EV-3 - 18 часов
Теория: Визуальные языки программирования. Разделы программы, уровни сложности. Работа в среде программирования Lego Mindstorms EV-3. Окно инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. Знакомство с основными командами. Линейная и циклическая программы.
Практика: Передача и запуск программы. Составление программы по шаблону. Работа с пиктограммами, соединение команд. Составление программ по шаблону. Сборка модели с использованием трех моторов. Составление программы для робота - трансформера. Составление программ с использованием трех моторов для робота-трансформера. Составление программ на различные траектории движения: следование по спирали, передача, демонстрация. Составление программы с использованием параметров.
Тема 5. Подготовка к соревнованиям – 8 часов.
Практика: Показательные выступления. Выставка творческих работ. Соревнования.
2 год обучения
Тема 1. Программирование в среде Lego Mindstorms EV3 - 10 часов.
Теория: Инструктаж по ОТ и ТБ. Принципы работы цветового датчика и гироскопа. Понятие массива. Применение массивов. Понятие процедуры, функции, их предназначение. Обзор средств программирования. Обработка нажатий кнопок. Изображениями и звуковые файлы на EV3.
Практика: Программирование обработки данных с датчика гироскопа. Сборка и программирование робота движущегося по определенному направлению с помощью датчика гироскопа.Формирование массива, запись в массив данных, сверка данных массива с данными датчиков.
Создание собственных функций, блоков, обмен данных между функцией и программой. Программирование обработки нажатия кнопок на блоке и сверка данных с данными массива. Загрузка собственных изображений и звуковых файлов в блок и их воспроизведение.
Тема 2. Подготовка к соревнованиям – 14 часов.
Практика: Творческий проект. Разработка и программирование робота «Питомец». Сборка робота по модели «Собачка».
Подготовка к соревнованию «Сумо». Разработка платформы.
Разработка ковша. Анализ существующих типов ковшей; выбор оптимального варианта. Создание программы для трех- и четырехмоторных роботов. Алгоритмы разворотов. Подготовка к соревнованию «Биатлон». Сборка
платформы робота.Сборка кузова робота. Программирование прохождения трассы.
Тема 3. Решение сложных научно-технических и производственных задач - 20 часов.
Теория: Закон сохранения энергии, золотое правило механики.
Практическая работа. «Физика и лего». Сборка и программирование моделей, иллюстрирующих законы физики: подъемный кран, инерционная машинка, робот — транспортировщик. «Лего и спорт». Сборка и программирование моделей спортивных направлений: роботы-танцоры, роботы — футболисты, робот для спортивного ориентирования. Программирование следования по азимуту. Презентация междисциплинарных проектов.
Тема 4. Моделирование собственного робота - 18 часов.
Теория: Знакомство с различными видами манипуляторов.
Практическая работа. Составление концепции, плана работ по подготовке проекта. Сборка роботов согласно плану. Программирование роботов для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект». Сборка, тестирование и отладка робототехнических манипуляторов. Представление собственного проекта робототехнического манипулятора. Подведение итогов обучения и перспектив разработки проектов. Самостоятельная подготовка робота для участия в олимпиаде.
Методическое обеспечение программы
Особенности методики обучения
Учебно-воспитательный процесс направлен на развитие природных задатков детей, на реализацию их интересов и способностей. Каждое занятие обеспечивает развитие личности ребенка. При планировании и проведении занятий применяется личностно-ориентированная технология обучения, в центре внимания которой личность, стремящаяся к реализации своих возможностей.
Данная программа допускает творческий, импровизированный подход со стороны детей и педагога того, что касается возможной введения дополнительного материала, методики проведения занятий. Руководствуясь данной программой, педагог имеет возможность увеличить или уменьшить объем и степень технической сложности материала в зависимости от состава группы и конкретных условий работы.
I. Методы организации и проведения занятий
- словесные методы (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной литературы);
- наглядные методы (демонстрации мультимедийных презентаций, фотографии);
- практические методы (упражнения, задачи).
- эвристические (частично-поисковые) большая возможность выбора вариантов.
- Объяснительно - иллюстративный - предъявление информации различными способами (объяснение, рассказ, беседа, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др);
- Эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.)
- Проблемный - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;
- Программированный - набор операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения практических работ (форма: компьютерный практикум, проектная деятельность);
- Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу, беседа, упражнения по аналогу),
- Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;
- Поисковый – самостоятельное решение проблем;
- Метод проблемного изложения - постановка проблемы педагогам, решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении.
II. Методы стимулирования и мотивации деятельности
Методы стимулирования мотива интереса к занятиям: познавательные задачи, учебные дискуссии, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д.
В течение учебного года обучающимся дается необходимая теоретическая и практическая база, формируются навыки работы с конструктором LEGO VEDO, LEGO NXT Mindstorms (EV 3) с принципами работы датчиков: касания, освещённости, расстояния.
На основе программы LEGO Mindstorms Eduсation EV3 школьники знакомятся с блоками компьютерной программы: дисплей, движение, цикл, блок датчиков, блок переключателей. Под руководством педагога, а затем и самостоятельно пишут программы: «движение «вперёд-назад», «движение с ускорением», «робот-волчок», «восьмёрка», «змейка», «поворот на месте», «спираль», «парковка», «выход из лабиринта», «движение по линии». Проектируют роботов и программируют их. Готовят роботов к соревнованиям: «Биатлон», «Следование по линии», «Сумо».
Следующим шагом является расширение знаний и усовершенствование навыков работы с конструктором LEGO NXT Mindstorms. Учащиеся изучают программу Robolab, команды визуального языка программирования Lab View.Работа в режиме управление-уровень 1,2,3,4. Работа в режиме Конструирования-уровень 1,2,3,4. На основе этих программ проводят эксперименты с моделями, конструируют и проектируют робототехнические изделия (роботы для соревнований, роботы помощники в быту, роботы помощники в спорте и т. д.)
Диагностика результативности по программе
Для выявления результативности работы можно применять следующие формы деятельности
- наблюдение в ходе обучения с фиксацией результата;
- анализ, обобщение и обсуждение результатов обучения;
- проведение открытых занятий с их последующим обсуждением;
- участие в соревнованиях муниципального, зонального и регионального уровней;
- оценка выполненных практических работ, проектов.
Формы организации работы по программе:
- Занятия теоретического характера
- Занятия практического характера
- Проведение творческих практических работ
- Работа над проектом
- Соревнования
- Фестивали творческих работ
Результаты фиксируются в протоколе. В числе экспертов педагоги ДО, методисты, родители, выпускники.
Протокол
оценки образовательных результатов в процессе итоговой аттестации
Программа___________________________________________________________
_____________________________________________________________________________( наименование, модуль, год обучения)
Форма промежуточной аттестации_______________________________________________
Учащиеся |
Образовательный результат |
||
П.
|
М. |
Л. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Критерии оценки: В (Высокий уровень) – __ баллов; С (Средний уровень) – ____ баллов; Н (Низкий уровень ) - ___ баллов.
Педагог, реализующий программу __________________/_________
(подпись) (Фамилия, Инициалы)
Эксперт:_____________________/__________________________
(подпись) (Должность, Фамилия, Инициалы)
Эксперт:_____________________/__________________________
(подпись) (Должность, Фамилия, Инициалы)
Материально-техническое обеспечение программы
- Набор LEGO Mindstorms EV-3
- Ресурсный набор для LEGO Mindstorms EV-3.
- Программное обеспечение:
- Lego Mindstorms EV-3;
- Lego Digital Designer Mindstorms.
- Поля: кегельринг; кегельринг макро; следование по линии; лабиринт, сумо.
- Оборудованный компьютерный класс.
Список литературы для педагога
Белиовская Л.Г., Белиовский А.Е. Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW. – М.: ДМК, 2015
ЛЕГО-лаборатория (Control Lab):Справочное пособие, - М.: ИНТ, 2014
Овсяницкая Л.Ю. Овсяницкий Д.Н. Овсяницкий А.Д. Курс программирования робота EV3 в среде Lego Mindstorms EV3, 2015.
Овсяницкая Л.Ю. Алгоритмы и программы движения по линии робота Lego Mindstorms EV3, 2015
Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2015г.-348с.
Интернет - ресурсы:
Публичная библиотека (Электронные книжные полки Вадима Ершова и К°) Режим доступа: http://publ.lib.ru/publib.html.
Практическая робототехника. РобоКлуб. Режим доступа: http://www.roboclub.ru
Портал Robot.Ru Робототехника и Образование. Режим доступа: http://www.robot.ru
Рогов Ю.В. Робототехника для детей и их родителей Режим доступа: http://xn----8sbhby8arey.xn--p1ai/index.php/2012-07-07-02-11-23/kcatalog
Список литературы для обучающихся
Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2015г. -348с.
Интернет- ресурсы:
Публичная библиотека (Электронные книжные полки Вадима Ершова и К°) Режим доступа: http://publ.lib.ru/publib.html.
Практическая робототехника. РобоКлуб. Режим доступа: http://www.roboclub.ru
Портал Robot.Ru Робототехника и Образование. Режим доступа: http://www.robot.ru
Приложение 1
Календарно-тематический план
1 год обучения
Занятие № |
Месяц |
Название темы |
Кол-во часов |
Форма занятия |
Место проведения |
Форма контроля |
1 |
Сентябрь |
Работав Lego Digital Designer Mindstorms. Инструктаж по ОТ и ТБ. Интерфейс программы. Изучение электронных деталей. Сборка модели башни. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
2 |
Изучение соединений датчиков, моторов, микропроцессора. Создание модели, содержащей соединение датчиков, моторов, микропроцессора. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат викторины |
|
3 |
Виды моторов и их применение. Сборка моделей роботов с моторами разных видов. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
|
4 |
Сборка базового робота. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Презентация проекта |
|
5 |
Октябрь |
Изучение инфракрасного датчика. Конструирование робота с инфракрасными датчиками |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
6 |
Изучение датчика цвета. Моделирование робота с датчиками цвета |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
|
7 |
Изучение гироскопического датчика. Сборка робота с гироскопическим датчиком. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
|
8 |
Моделирование робота с датчиком температуры и датчиком касания |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результаты практикума |
|
9 |
Ноябрь |
Изучение ультразвукового датчика. Конструирование робота с ультразвуковым датчиком. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результаты практикума |
10 |
Изучение датчика звука. Моделирование робота с датчиком звука. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
11 |
Решение сложных научно-технических и производственных задач. Обсуждение видов и целей создания роботов. Типы решаемых роботом задач. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
дискуссия |
|
12 |
Механика робота. Рычаг. Модель пожарной машины. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
13 |
Декабрь |
Блок. Устройство полиспаста для альпиниста-спасателя |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
14 |
Механическая передача. Исследовательская работа «Системы передвижения мобильного робота». |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
|
15 |
Использование понижающей передачи. Создание модели вращающегося устройства на основе понижающей передачи |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
16 |
Управление скоростью робота с помощью передач. Движение с горки (преодоление роботом препятствия "ров"). |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикумы |
|
17 |
Январь |
Работа в среде визуального программирования RoboLab. Движение в горку (преодоление роботом препятствия "наклонная плоскость"). |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат состязаний |
18 |
Управление точными движениями робота (Проезд на заданное расстояние, поворот на заданный угол). Создание трехколесного робота и программирование его движений (вперед/назад и поворот).
|
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат состязаний |
|
19 |
Моделирование собственного робота как проект в Lego Digital Designer Mindstorms. Обсуждение видов и целей создания промышленных роботов. |
2 |
Лекция, беседа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Дискуссия |
|
20 |
Моделирование собственной модели робота |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
21 |
Февраль |
Сборка интерактивного робота |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
22 |
Рациональное подключение моторов |
2 |
Лекция, беседа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
|
23 |
Конструкция робота, изменяющего свои габариты. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
|
24 |
Корректировка модели. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
25 |
Март |
Итоговое занятие. устная защита «мини» проекта |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Защита проектов |
26 |
Программирование в среде Lego Mindstorms EV-3. Визуальные языки программирования. Разделы программы, уровни сложности. |
2 |
Лекция, беседа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
|
27 |
Передача и запуск программы. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
28 |
Работа в среде программирования Lego Mindstorms EV-3. Окно инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. |
2 |
Лекция, беседа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
|
29 |
Апрель |
Знакомство с основными командами. |
2 |
Лекция, беседа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
30 |
Составление программы по шаблону. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
31 |
Работа с пиктограммами, соединение команд. Составление программ по шаблону.
|
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
32 |
Сборка модели с использованием трех моторов. Составление программы для робота — трансформера. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
33 |
Май |
Составление программ с использованием трех моторов для робота-трансформера. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
35 |
Итоговое занятие. Показательные выступления. Выставка творческих работ. Соревнования. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
2 год обучения
№ |
Месяц |
Тема занятия |
Кол-во часов |
Форма занятия |
Место проведения |
Форма контроля |
1 |
Сентябрь |
Изучение устройства робота EV3. Работа с датчиками «Гироскоп» и «Цветовой» |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
2 |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Массивы |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
3 |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Создание собственных функций, передача данных из собственных функций |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
|
4 |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Обработка нажатий кнопок. |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
5 |
Октябрь |
Работа с изображениями и звуковыми файлами на EV3 |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
6 |
Творческий проект. Разработка и программирование робота «Питомец» |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
7 |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Разработка платформы |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
8 |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Разработка ковша. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
9 |
Ноябрь |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Программирование роботов с четырмя и тремя моторами. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
10 |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Программирование роботов с несколькими ультразвуковыми датчиками и использованием таймеров. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
11 |
Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Сборка платформы робота |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
12 |
Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Сборка кузова робота. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
|
13 |
Декабрь |
Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Программирование прохождения трассы. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Результат практикума |
14 |
Разработка междисциплинарного проекта «Физика и лего». |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
15 |
Разработка междисциплинарного проекта. Сборка робота-помощника учителя. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Защита проекта |
|
16 |
Разработка междисциплинарного проекта. Программирование робота-помощника учителя. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Презентация проекта |
|
17 |
Январь |
Разработка междисциплинарного проекта. Робот-учитель музыки |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
18 |
Разработка междисциплинарного проекта. Сборка роботов-танцоров. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Защита проекта |
|
19 |
Разработка междисциплинарного проекта. Программирование роботов-танцоров |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Презентация проекта |
|
20 |
Разработка междисциплинарного проекта. Сборка робота-учителя физкультуры |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
|
21 |
Февраль |
Разработка междисциплинарного проекта. Программирование робота-учителя физкультуры |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
22 |
Разработка Разработка междисциплинарного проекта. Роботы-спортсмены. Трасса по мотивам Зимних Олимпийских игр. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
23 |
Разработка проекта по межпредметным связям. Программирование прохождения трассы по мотивам Зимних Олимпийских игр |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Защита проекта |
|
24 |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и геометрия». |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Презентация проекта |
|
25 |
Март |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт». Сборка и программирование роботов футболистов |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
26 |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт». Сборка и программирование роботов “Спортивное ориентирование” |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Наблюдение |
|
27 |
Презентация междисциплинарных проектов. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Защита проекта |
|
28 |
Подготовка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект» |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Презентация проекта |
|
29 |
Апрель |
Сборка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект». |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
30 |
Тестирование и отладка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект» |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Защита проекта |
|
31 |
Программирование робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект». |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Презентация проекта |
|
32 |
Сборка робототехнических манипуляторов |
2 |
Лекция, практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Опрос |
|
33 |
Май |
Программирование робототехнических манипуляторов |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Выставка проектов |
|
Представление собственного проекта |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т компьютерный класс |
Защита проекта |
Приложение 2
План работы с родителями
№ |
Формы взаимодействия |
Тема |
Сроки |
Отметка о выполнении |
1 |
Родительские собрания |
Организационное, итоговое |
сентябрь, май |
|
2 |
Совместные мероприятия |
Соревнования, выставки проектов. Творческие достижения детей. |
ноябрь, декабрь, март, апрель |
|
3 |
Анкетирование родителей |
Удовлетворенность процессом обучения |
февраль |
|
4 |
Индивидуальные и групповые консультации |
Успешность обучения ребенка, подготовка к соревнованиям |
Индивидуальный график |
|
5 |
Консультации в сетевом сообществе |
Ответы на интересующие вопросы, информирование о мероприятиях |
По наступлению информационного повода |
|