Пояснительная записка
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» имеет техническую направленность. Базовый уровень сложности. В процессе занятий по данной программе дети получают знания о робототехнике, конструировании, основам программирования в доступной форме, а так же 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. В наше время робототехники и компьютеризации, ребенка необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать. Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование, т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.
Педагогическая целесообразность этой программы заключается в том что она позволяет школьнику шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализовываться, изучая основы робототехники.
Использование Лего-конструктора повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от 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.
Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.
Преподавание курса предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.
Lego позволяет учащимся: совместно обучаться в рамках одной команды;
- распределять обязанности в своей команде;
- проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;
- проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;
- создавать модели реальных объектов и процессов;
- видеть реальный результат своей работы.
Отличительные особенности программы заключается в исследовательско-технической направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества. Программа является начальным этапом к следующим ступеням обучения робототехнике, является целостной и непрерывной в течение всего процесса обучения, объединена с программами обучения робототехнике базового и углублённого уровня общими целями, терминологией, принципами обучения, методикой преподавания, современными технологиями, индивидуальным и системно-деятельностным подходом, предполагающим чередование практических и умственных действий ребёнка, что позволяет обучающимся в форме познавательной деятельности раскрыть практическую целесообразность LEGO - конструирования, моделирования и программирования, развить необходимые в дальнейшей жизни приобретенные умения и навыки.
Программа выстроена таким образом, что обучение ведется по индивидуальным проектам. Практикуемая методика, являясь примером индивидуально-личностного подхода в обучении детей, способствует саморазвитию, самодвижению и самореализации учащегося.
Обучение по программе предусматривают разноуровневое образование, которое обеспечивает удовлетворение познавательной потребности обучающихся разной степени подготовленности.
Цель - обучение навыкам начального технического конструирования и программирования в робототехнике через изучение понятий конструкций и их основных свойств, формирование интереса у учащихся к научно-техническому творчеству через проектную деятельность.
Планируемые результаты освоения программы
результаты |
После 1 года обучения |
После 2 года обучения |
предметные |
|
|
метапредметные |
|
|
личностные |
|
|
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.
Задачипрограммы:
- ознакомить с правилами безопасной работы;
- дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;
- обучить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;
- развивать творческую инициативу и самостоятельность;
- формировать творческое отношение к выполняемой работе;
- воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности в группе.
Возраст обучающихся: 7 - 11 лет.
Сроки реализации: Программа рассчитана на 2 года обучения, 72 учебных часа в год, общая продолжительность обучения составляет 144 часа.
Формы и режим занятий: Основная форма реализации программы - групповые занятия с ярко выраженным индивидуальным подходом, созданием соревновательного фона на групповых занятиях.
Занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 часа, перерыв между занятиями 10 минут. Принимаются все желающие, в том числе, и обучающиеся с особыми образовательными потребностями.
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. |
31.01. |
36 |
36 |
72 |
1 раза в неделю по 2 часа |
2 год |
01.09. |
31.01. |
36 |
36 |
72 |
Учебный план
Раздел |
1 год обучения |
2 год обучения |
||||
Всего |
Теор. |
Практ. |
Всего |
Теор. |
Практ. |
|
Знакомство с конструированием. |
44 |
22 |
22 |
|
|
|
Знакомство с программированием
|
14 |
7 |
7 |
|
|
|
Основы конструирования и программирования |
|
|
|
14 |
7 |
7 |
Подготовка к соревнованиям
|
14 |
|
14 |
58 |
16 |
42 |
Форма аттестации |
Зачет в форме просмотра работ с обсуждением |
Зачет в форме просмотра работ с обсуждением |
||||
ИТОГО: |
72 |
29 |
43 |
72 |
23 |
49 |
Учебно-тематический план
1 год обучения
№ |
Название темы |
Всего часов |
теория |
практика |
1 |
Знакомство с конструированием. |
44 |
22 |
22 |
1.1. |
Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности. Знакомство с конструктором LEGO. |
2 |
2 |
0 |
1.2. |
Знакомство с набором «Перворобот LEGO WeDo» и программным обеспечение LEGO WeDo |
2 |
0 |
2 |
1.3. |
Мотор и ось. Проект «Танцующие Утята» |
2 |
1 |
1 |
1.4. |
Шкивы и ремни. Проект «Гоночный автомобиль» |
2 |
1 |
1 |
1.5. |
Зубчатая передача. Виды зубчатых передач. Червячная передача. Проект «Телескоп» |
2 |
1 |
1 |
1.6. |
Кулачковый механизм. Проект «Обезьянка-барабанщица» |
2 |
1 |
1 |
1.7. |
Датчик расстояния. Проект «Умная вертушка» |
2 |
1 |
1 |
1.8. |
Датчик наклона. Проект «Самолет» |
2 |
1 |
1 |
1.9. |
Блок "Экран". Проект «Секундомер» |
2 |
1 |
1 |
1.10. |
Блок "Фон экрана". Проект «Карусель» |
2 |
1 |
1 |
1.11. |
Блок "Прибавить к экрану". Проект «Карусель -2» |
2 |
1 |
1 |
1.12. |
Блок "Вычесть из Экрана". Проект «Калькулятор» |
2 |
1 |
1 |
1.13. |
Блок "Начать при получении письма". Проект «Кодовый замок» |
2 |
1 |
1 |
1.14. |
Симметричность LEGO моделей. Проект «Бабочка» |
2 |
1 |
1 |
1.15. |
Рычаг. Проект «Машина-подъемник» |
2 |
1 |
1 |
1.16. |
Передача под углом 90 градусов. Проект «Большой вертолет» |
2 |
1 |
1 |
1.17. |
Устойчивость LEGO моделей. Проект «Юла» |
2 |
1 |
1 |
1.18. |
Блок "Начать нажатием клавиши". Проект «Шлагбаум» |
2 |
1 |
1 |
1.19. |
Зубчатые колёса. Проект «Кораблик» |
2 |
1 |
1 |
1.20. |
Зубчатая передача. Промежуточное зубчатое колесо. Проект «Формула - 1» |
2 |
1 |
1 |
1.21. |
Понижающая зубчатая передача. Проект «Машина-подъемник» (2 версия) |
2 |
1 |
1 |
1.22. |
Повышающая зубчатая передача. Проект «Пожарная машина» |
2 |
1 |
1 |
2. |
Знакомство с программированием |
14 |
7 |
7 |
2.1. |
Алгоритм. Проект «Маленький вертолет» |
2 |
1 |
1 |
2.2. |
Блок "Цикл". Проект «Кит» |
2 |
1 |
1 |
2.3. |
Снижение и повышение скорости. Проект «Вездеход» |
2 |
1 |
1 |
2.4. |
Шагоходы. Проект «Шагающий теленок» |
2 |
1 |
1 |
2.5. |
Шагоходы. Проект «Шагающий кот» |
2 |
1 |
1 |
2.6. |
Шагоходы. Проект «Собака» |
2 |
1 |
1 |
2.7. |
Шагоходы. Проект «Лыжник» |
2 |
1 |
1 |
3. |
Подготовка к соревнованиям |
14 |
0 |
14 |
3.1. |
Творческие проекты. «Детская площадка». |
2 |
0 |
2 |
3.2. |
Творческие проекты. «Спортивная площадка». |
2 |
0 |
2 |
3.3. |
Творческие проекты. «Освоение космоса». |
2 |
0 |
2 |
3.4. |
Творческие проекты. «Воздушный транспорт». |
2 |
0 |
2 |
3.5. |
Творческие проекты. «Умный дом». |
2 |
0 |
2 |
3.6. |
Самостоятельная творческая работа. |
2 |
0 |
2 |
Итого |
72 |
29 |
34 |
2 год обучения
№ |
Название темы |
Всего часов |
теория |
практика |
1. |
Основы конструирования и программирования |
14 |
7 |
7 |
1.1. |
Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности |
2 |
2 |
0 |
1.2. |
Знакомство с конструктором |
4 |
2 |
2 |
1.3. |
Сборка базовой модели (тележки) |
4 |
1 |
3 |
1.4. |
Программирование базовой модели (тележки) |
4 |
2 |
2 |
2. |
Раздел 2. Подготовка к соревнованиям
|
58 |
16 |
42 |
2.1. |
«Кегельринг» (без датчика) |
4 |
1 |
3 |
2.2. |
Подключение и программирование датчиков |
6 |
2 |
4 |
2.3. |
«Кегельринг» (с датчиком) |
6 |
2 |
4 |
2.4. |
«Следование по линии» |
6 |
2 |
4 |
2.5. |
Сборка транспортного средства на гусеничном ходу |
4 |
1 |
3 |
2.6. |
«Лабиринт» (с датчиком) |
6 |
2 |
4 |
2.7. |
Роботы, имитирующие животных и человека |
6 |
2 |
4 |
2.8. |
Сборка шагающих роботов |
6 |
2 |
4 |
2.9. |
Подготовка к показательным соревнованиям. |
6 |
1 |
5 |
2.10. |
Проект «Мой собственный уникальный робот» |
8 |
1 |
7 |
Итого |
72 |
23 |
49 |
Содержание
1 год обучения
Тема 1. Знакомство с конструированием - 44 часа.
Теория: Инструктаж по технике безопасности. Знакомство с конструктором LEGO, правилами организации рабочего места. Знакомство со средой программирования, с основными этапами разработки модели. Состав и возможности конструктора, названия и назначения деталей.
Мотор и ось: Знакомство с понятиями мотор и ось, исследование основных функций и параметров работы мотора.
Шкивы и ремни: Знакомство с элементом модели шкивы и ремни, изучение понятий ведущий шкив и ведомый шкив. Исследование вариантов конструирования ременной передачи для снижение скорости, увеличение скорости. Прогнозирование результатов различных испытаний.
Зубчатая передача: зубчатая передача. Виды зубчатых передач. Знакомство с элементом модели червячная зубчатая передача, исследование механизма, выявление функций червячного колеса. Прогнозирование результатов различных испытаний.
Кулачковый механизм: Знакомство с элементом кулачковый механизм, выявление особенностей кулачкового механизма. Исследование вариантов конструирования с элементом кулачковый механизм. Прогнозирование результатов различных испытаний.
Датчик расстояния: Знакомство с понятием датчик расстояния. Изучение датчика расстояния, исследование чувствительности датчика расстояния. Модификация уже собранных моделей с использованием датчика расстояния, изменение поведения модели.
Датчик наклона: Знакомство с понятием датчик наклона. Изучение датчика наклона.
Блок "Экран":знакомство с блоком "Экран", обсуждение возможных вариантов применения.
Блок "Фон экрана". Знакомство с блоком "Фон экрана", обсуждение возможных вариантов применения.
Блок "Прибавить к экрану". Знакомство с блоком «Прибавить к экрану», обсуждение возможных вариантов применения. Разработка программы «Плейлист».
Блок "Вычесть из экрана". Знакомство с блоком «Вычесть из экрана», обсуждение возможных вариантов применения.
Блок "Начать при получении письма". Знакомство с блоками «Отправить сообщение» и «Начать при получении письма», исследование допустимых вариантов сообщений, прогнозирование результатов различных испытаний, обсуждение возможных вариантов применения этих блоков.
Симметричность LEGO моделей. Знакомство с блоком «Отправить сообщение», исследование допустимых вариантов сообщений, прогнозирование результатов различных испытаний, обсуждение возможных вариантов применения этих блоков.
Рычаг. Знакомство с понятиями: рычаг, точка опоры, ось вращения, плечо рычага. Примеры рычагов. Направление силы, действующей на рычаг. Опыты с различной длиной рычага.
Зубчатая передача. Знакомство с понятиями: прямозубые зубчатыеколеса, коронное зубчатое колесо.Зубчатые передачи в конструкциях.
Устойчивость LEGO моделей. Знакомство с понятиями: центр тяжести, жесткость и прочность конструкции, устойчивость конструкции. Примеры жестких и гибких конструкций. Принципы построения устойчивых конструкций.
Блок "Начать нажатием клавиши". Знакомство с блоком «Начать нажатием клавиши», обсуждение возможных вариантов применения.
Зубчатые колёса.Виды зубчатых колес. Знакомство с понятиями: «ведущее колесо», «ведомое колесо». Применение зубчатых колес в конструкциях.
Зубчатая передача. Виды зубчатых колес. Знакомство с понятиями: «ведущее колесо», «ведомое колесо». Применение зубчатых колес в конструкциях.
Понижающая зубчатая передача. Виды зубчатых колес. Знакомство с понятиями: «ведущее колесо», «ведомое колесо», «понижающая зубчатая передача». Применение зубчатых колес в конструкциях.
Повышающая зубчатая передача. Виды зубчатых колес. Знакомство с понятием: «повышающая зубчатая передача». Применение повышающей зубчатой передачи в конструкциях.
Практика: Знакомство с конструктором Lego WeDo, изучение его возможностей.
Проект «Танцующие Утята»: сборка модели «Танцующие Утята». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Гоночный автомобиль»:сборка модели «Гоночный автомобиль». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Телескоп»: сборка модели «Телескоп». Тестирование модели.
Проект «Обезьянка-барабанщица: Сборка модели «Обезьянка — барабанщица». Тестирование модели.
Проект «Умная вертушка»:сборка модели «Умная вертушка» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Самолет»: сборка модели «Самолет» с использованием датчика наклона. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Секундомер». Сборка модели «Секундомер» с использованием блока «Экран». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Карусель».Сборка модели «Карусель» с использованием блока «Фон экрана». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Карусель -2». Модификация модели «Карусель - 2» с изменение мощности мотора и применением блока «прибавить к экрану». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Калькулятор». Разработка модели «Калькулятор». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Кодовый замок». Разработка модели «Кодовый замок». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Бабочка». Разработка модели «Бабочка». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Машина-подъемник». Разработка модели «Машина-подъемник». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Большой вертолет».Разработка модели «Машина-подъемник». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Юла» Разработка модели «Юла». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Шлагбаум». Разработка модели «Шлагбаум». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Кораблик». Разработка модели «Кораблик». Составление программы. Тестирование модели.
Промежуточное зубчатое колесо.
Проект «Формула — 1»
Разработка модели «Кораблик». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Машина-подъемник» (2 версия) Разработка модели «Машина-подъемник» с применением понижающей передачи. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Пожарная машина». Разработка модели «Пожарная машина» с применением повышающей передачи. Составление программы. Тестирование модели.
Тема 2. Знакомство с программированием - 14 час.
Теория:Алгоритм.– 2 часа.
Знакомство с понятием алгоритма, изучение основных свойств алгоритма. Знакомство с понятием исполнителя. Изучение блок-схемы как способа записи алгоритма. Знакомство с понятием линейного алгоритма, с понятием команды, анализ составленных ранее алгоритмов поведения моделей, их сравнение.
Цикл. Знакомство с понятием цикла. Варианты организации цикла в среде программирования LEGO. Изображение команд в программе и на схеме.
Снижение и повышение скорости. Способы снижения и увеличения скорости. Сравнение поведения шкивов при увеличении и уменьшении скорости.
Шагоходы. Принципы конструирования моделей биотранспорта. Элементы, необходимые для сборки робота - шагохода. Знакомство с понятием: «возвратно-поступательное движение». Использование червячного механизма для сборки шагохода. Зависимость способов ходьбы от точки крепления ног и скорости вращения мотора. Компановка ходовой части и агрегатов модели. Изменение положения центра тяжести для устойчивого перемещения шагохода.
Практика: Проект «Маленький вертолет». Сборка модели «Вертолет» с использованием датчика наклона. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Кит». Сборка модели «Кит» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Вездеход»Сборка модели «Вездеход» с использованием шкивов для изменения скорости. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Шагающий теленок».Сборка модели «Шагающий теленок». Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Шагающий кот» Сборка модели «Шагающий кот» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Собака»Сборка модели «Собака» с использованием датчика наклона. Составление программы. Тестирование модели.
Проект «Лыжник» Сборка модели «Лыжник». Составление программы. Тестирование модели.
Тема 3. Подготовка к соревнованиям - 14 часов.
Теория:Знакомство с понятием цикла. Варианты организации цикла в среде программирования LEGO. Изображение команд в программе и на схеме.
Практика:Творческие проекты. «Детская площадка»Сборка модели «Детская площадка» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
«Спортивная площадка»Сборка модели «Спортивная площадка» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
«Освоение космоса»Сборка модели «Освоение космоса» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
«Воздушный транспорт»Сборка модели «Воздушный транспорт» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
«Умный дом»Сборка модели «Умный дом» с использованием датчика расстояния. Составление программы. Тестирование модели.
Сборка своего собственного творческого проекта. Составление программы. Тестирование модели.
2 год обучения
Тема 1. Основы конструирования и программирования - 14 часов
Теория: Задачи и программа работы на год. Общие вопросы организации работы детей в творческом объединении. Правила поведения в кабинете робототехники. Правила безопасности при работе с компьютером.
Знакомство с конструктором: Состав и возможности конструктора, названия и назначения деталей.
Сборка базовой модели (тележки). Понятие: прочность конструкции. Выбор оптимальной конструкции, изготовление, испытание Программирование базовой модели Интерфейс программы RoboLab 2.9.4. Основные команды и инструменты среды программирования. Структура простейшей программы.
Практика: Знакомство с меню NXT, подключение двигателей и датчиков к NXT, синхронизация NXT с компьютером.
Сборка базовой модели (тележки) по готовой схеме.
Составление линейных алгоритмов. Программирование движение по прямой и поворотов на заданный угол.
Тема 2. Подготовка к соревнованиям - 58 часов
Теория: «Кегельринг» (без датчика) Регламент соревнований «Кегельринг». Требования к габаритам робота. Принцип работы датчиков касания, освещённости, цвета, ультразвукового датчика.
«Кегельринг» (с датчиком). Возможности использования ультразвукового датчика для обнаружения объектов. Возможности использования датчика освещённости для обнаружения чёрной линии.
Следование по линии». Зубчатые передачи, их виды. Применение зубчатых передач в технике.
Понижающее и повышающее передаточное число. Движение вдоль линии с применением одного и двух датчиков освещенности.
Сборкатранспортного средства на гусеничном ходу. Устройство гусеничного привода.
«Лабиринт» (с датчиком). Ультразвуковой датчик. Определение роботом расстояния до препятствия.
Роботы, имитирующие животных и человека. Принципы работы ползающих, шагающих, прыгающих роботов.
Сборкашагающих роботов. Понятие: центр тяжести, точка опоры.
Подготовка к показательным соревнованиям. Знакомство с регламентами соревнований. Рассмотрение различных выигрышных стратегий.
Практика: Изготовление и программирование робота для соревнований «Кегельринг». Подключение датчиков к NXT. Снятие показаний с датчиков. Тестирование и программирование датчиков. Изготовление и программирование робота для соревнований «Кегельринг» с использованием датчика освещённости и ультразвукового датчика. Изготовление и программирование робота для соревнований «Следование по линии».Сборка робота «танка» на гусеничном ходу. Изготовление и программирование робота для соревнований «Лабиринт». Изготовление и программирование робота «крокодила».Изготовление и программирование шагающего робота.Разработка собственных моделей в группах, подготовка к соревнованиям. Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков. Участие в соревнованиях.
Проект «Мой собственный уникальный робот». Изготовление собственного проекта. Демонстрация законченных конструкций. Поощрение наиболее активных ребят. Подведение итогов работы детей за учебный год.
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.
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 NXT 2.0 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: «Кегельринг», «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 WeDo
- Набор LEGO Mindstorms NXT
- Ресурсный набор для LEGO Mindstorms NXT
- Программное обеспечение:
- RoboLab 2.9.4
- Lego WeDo Software v1.2 and Activity pack
- Поля: кегельринг; кегельринг макро; следование по линии; лабиринт.
- Оборудованный компьютерный класс.
Список литературы для педагога
Белиовская Л.Г., Белиовский А.Е. Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW. – М.: ДМК, 2015, 278 стр.;
ЛЕГО-лаборатория (Control Lab):Справочное пособие, - М.: ИНТ, 2014, 150 с.
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
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
№ |
Месяц |
Название темы |
Кол-во часов |
Форма занятия |
Место проведения |
Форма контроля |
1 |
Сентябрь |
Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности. Знакомство с конструктором LEGO. |
2 |
лекция |
ДД(Ю)Ткомпьютерный класс |
Опрос |
2 |
Знакомство с набором «Перворобот LEGO WeDo» и программным обеспечение LEGO WeDo |
2 |
викторина |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Наблюдение |
|
3 |
Мотор и ось. Проект «Танцующие Утята» |
2 |
Лекция,пр. раб. |
ДД(Ю)Ткаб 11 |
Защита проекта |
|
4 |
Шкивы и ремни. Проект «Гоночный автомобиль» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
5 |
Октябрь |
Зубчатая передача. Виды зубчатых передач. Червячная передача. Проект «Телескоп» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
6 |
Кулачковый механизм. Проект «Обезьянка-барабанщица» |
2 |
Лекция,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
7 |
Датчик расстояния. Проект «Умная вертушка» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
8 |
Датчик наклона. Проект «Самолет»
|
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Наблюдение |
|
9 |
Ноябрь |
Блок "Экран". Проект «Секундомер» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
10 |
Блок "Фон экрана". Проект «Карусель» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
11 |
Блок "Прибавить к экрану". Проект «Карусель -2» |
2 |
Лекция,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
12 |
Блок "Вычесть из Экрана". Проект «Калькулятор» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
|
13 |
Декабрь |
Блок "Начать при получении письма". Проект «Кодовый замок» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
14 |
Симметричность LEGO моделей. Проект «Бабочка» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
15 |
Рычаг. Проект «Машина-подъемник» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
16 |
Передача под углом 90 градусов. Проект «Большой вертолет» |
2 |
Лекция,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Наблюдение |
|
17 |
Январь |
Устойчивость LEGO моделей. Проект «Юла» |
2 |
Конс-ия,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
18 |
Блок "Начать нажатием клавиши". Проект «Шлагбаум» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
19 |
Зубчатые колёса. Проект «Кораблик» |
2 |
Лекцияпр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
20 |
Зубчатая передача. Промежуточное зубчатое колесо. Проект «Формула - 1» |
2 |
Лекцияпр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Наблюдение |
|
21 |
Февраль |
Понижающая зубчатая передача. Проект «Машина-подъемник» (2 версия) |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
22 |
Повышающая зубчатая передача. Проект «Пожарная машина» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
23 |
Алгоритм. Проект «Маленький вертолет» |
2 |
Лекцияпр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
24 |
Блок "Цикл". Проект «Кит» |
2 |
Лекция,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
|
25 |
Март |
Снижение и повышение скорости. Проект «Вездеход» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
26 |
Шагоходы. Проект «Шагающий теленок» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
27 |
Шагоходы. Проект «Шагающий кот» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
28 |
Шагоходы. Проект «Собака» |
2 |
сообщение,пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Наблюдение |
|
29 |
Апрель |
Шагоходы. Проект «Лыжник» |
2 |
Сообщение, пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
30 |
Творческие проекты. «Детская площадка». |
2 |
пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
31 |
Творческие проекты. «Спортивная площадка». |
2 |
пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
32 |
Творческие проекты. «Освоение космоса». |
2 |
пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
|
33 |
Май |
Творческие проекты. «Воздушный транспорт». |
2 |
пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
34 |
Творческие проекты. «Умный дом». |
2 |
пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
35 |
Самостоятельная творческая работа. |
2 |
пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
36 |
Самостоятельная творческая работа. |
2 |
пр. раб. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
2 год обучения
№ |
Месяц |
Тема |
Кол-во часов |
Форма занятия |
Место проведения |
Форма контроля |
1 |
Сентябрь |
Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности |
2 |
Лекция |
ДД(Ю)Т, компьютерный класс |
Опрос |
2 |
Знакомство с конструктором, блоками NXT, EV3, настройка блоков. |
2 |
Рассказ. Вик торина |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат викторины |
|
3 |
Знакомство с конструктором. Моторы и датчики. Калибровка датчиков освещения. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат практической работы |
|
4 |
Сборка базовой модели (тележки). Виды соединений и передач и их свойства. |
2 |
Конс-ия, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Презентация проекта |
|
5 |
Октябрь |
Сборка базовой модели (тележки).Сборка моделей по инструкции с использованием ресурсного набора. |
2 |
Практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Наблюдение |
6 |
Программирование базовой модели (тележки). Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния. |
2 |
практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Состязание |
|
7 |
Программирование базовой модели (тележки). Программирование движения в заданном направлении по выбранной траектории. |
2 |
практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Состязание |
|
8 |
«Кегельринг» (без датчика). Расчет движения по заданным траекториям. |
2 |
Практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Тест, результ аты практик ума |
|
9 |
Ноябрь |
«Кегельринг» (без датчика). Расчет скорости движения по заданным траекториям. |
2 |
Лекция, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
дискуссия |
10 |
Подключение и программирование датчиков. Ветвление по датчикам. |
2 |
Практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат практикума |
|
11 |
Подключение и программирование датчиков. Методы принятия решения роботом. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
дискуссия |
|
12 |
Подключение и программирование датчиков. Модели поведения в различных ситуациях. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
результат практикума |
|
13 |
Декабрь |
«Кегельринг» (с датчиком). Использование циклов при решении задач на движение. |
2 |
практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Опрос |
14 |
«Кегельринг» (с датчиком). Решение задач на движение с остановкой на черной линии. |
2 |
Лекция, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Опрос |
|
15 |
«Кегельринг» (с датчиком). Измерение расстояния до объектов. Сканирование местности. |
2 |
Практ. |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
16 |
«Следование по линии». Решение задач на движение вдоль линии. |
2 |
Сообщение, викторина |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат викторины |
|
17 |
Январь |
«Следование по линии». Транспортировка груза. ПД - регулятор |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
18 |
«Следование по линии». Объезд объекта. Слалом. Дифференциал. |
2 |
состязания |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
19 |
Сборка транспортного средства на гусеничном ходу. Подъем по лестнице |
2 |
Лекция, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Наблюдение |
|
20 |
Сборка транспортного средства на гусеничном ходу. Программирование удаленного управления. |
2 |
Практ. работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
21 |
Февраль |
«Лабиринт» (с датчиком). Защита от застреваний |
2 |
Лекция, викторина |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат викторины |
22 |
«Лабиринт» (с датчиком) Фильтрация данных. Движение вдоль стенки |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Опрос |
|
23 |
«Лабиринт» (с датчиком) объезд предметов. Контроль показаний датчиков расстояния. |
2 |
Практическая работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
24 |
Роботы, имитирующие животных и человека. «Гремучая змея» |
2 |
Лекция, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
25 |
Март |
Роботы, имитирующие животных и человека. Стреляющий робот. |
2 |
сообщение, практи кум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
26 |
Роботы, имитирующие животных и человека. «Собачья упряжка» |
2 |
Практичес кая работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
27 |
Сборка шагающих роботов. Шагающий робот с датчиками расстояния. |
2 |
Лекция, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
28 |
Сборка шагающих роботов. Робот- андроид. |
2 |
Рассказ, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
29 |
Апрель |
Сборка шагающих роботов. Резонансный робот. Робот Чебышева. |
2 |
Практ. работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
30 |
Подготовка к показательным соревнованиям. Движение по дуге с заданным радиусом. Спираль |
2 |
Беседа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
31 |
Подготовка к показательным соревнованиям. Ралли по коридору. |
2 |
Практ. работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
32 |
Подготовка к показательным соревнованиям. Полигон. Чертёжник |
2 |
Практ. работа |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Результат состязаний |
|
33 |
Май |
Проект «Мой собственный уникальный робот». Робот- музыкант. |
2 |
Лекция, практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
34 |
Проект «Мой собственный уникальный робот». Робот — манипулятор. |
2 |
Практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Защита проекта |
|
35 |
Проект «Мой собственный уникальный робот» . Робот- сортировщик. |
2 |
Практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |
|
36 |
Проект «Мой собственный уникальный робот» . Защита проекта. |
2 |
Практикум |
ДД(Ю)Т каб 11 |
Выставка проектов |