1
Пояснительнаязаписка
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Лего - конструирование и программирование» имеет техническую направленность, базовый уровень сложности, так как в процессе конструирования и программирования дети получают базовые знания о робототехнике, конструировании и программировании, а так же получают дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.
Программа разработана на основе программы «Образовательная робототехника» С.А. Филиппова. Программа модифицирована, адаптирована к условиям образовательной среды ДД(Ю)Т, реализуется в учебной группе «Лего - конструирование и программирование» и является рабочей программой педагога дополнительного образования Т.А. Прокопьевой.
Данная программа оформлена в соответствии с Федеральным законом от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», Приказом Министерства образования и науки РФ от 29.08.2013 №1008 г. Москва «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам», методическими рекомендациями Минобрнауки России от 18.11.2015 № 09-3242, с учетом требований Положения о порядке оформления программ дополнительного образования детей в образовательных учреждениях Великого Новгорода. А также, в соответствии с Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 04.07.2014 №41 г. Москва «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей» и информационного письма Департамента молодежной политики, воспитания и социальной защиты детей Минобрнауки РФ от 11.12.06 № 06-1844.
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.
Актуальность данной программы обусловлена тем, что 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 помогает раскрыть творческий потенциал обучающегося, определить его резервные возможности, осознать свою личность в окружающем мире, способствует формированию стремления стать инженером, конструктором, исследователем.
Новизна программы.Предлагаемая программа способствует повышению интереса детей к техническому творчеству, моделированию и конструированию, программированию и исследовательским работам.
Обучающиеся учатся ставить и решать проблемные задачи и проводить эксперименты с использованием современных цифровых технологий и специального оборудования, приобретают опыт экспериментальной работы, овладевают информационно-коммуникационными технологиями. Обучающиеся знакомятся с основами робототехники, радиоэлектроники и программирования микроконтроллеров для роботов шаг за шагом. Избегая сложных математических формул, на практике, через эксперимент, обучающиеся постигают физику процессов, происходящих в роботах, включая двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную задачу
Педагогическая целесообразностьразработки 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. Возможность прикоснуться к неизведанному миру роботов для современного ребенка является очень мощным стимулом к познанию нового, преодолению инстинкта потребителя и формированию стремления к самостоятельному созиданию. При внешней привлекательности поведения, роботы могут быть содержательно наполнены интересными и непростыми задачами, которые неизбежно встанут перед юными инженерами. Их решение будет способствовать развитию уверенности в своих силах и расширению горизонтов познания. Занятия по программе «Лего-конструирование и программирование» позволяют заложить фундамент для подготовки будущих специалистов нового склада, способных к совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.
Место программы. Программа «Лего - конструирование и программирование» является практико-ориентированной. Ценностно - целевые ориентиры программы вытекают из основных ценностей и целей дополнительного образования детей Великого Новгорода и Образовательной программы на 2016-2020 г. муниципального автономного учреждения дополнительного образования «Дворец детского (юношеского) творчества имени Лени Голикова».
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.
Задачи программы:
Обучающие:
- 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.
Развивающие: - 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.
Воспитательные: - 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.
Отличительная особенность данной программы состоит в том, что обучение детей строится на сочетании коллективных и индивидуальных форм работы, что воспитывает уобучающихся взаимное уважение, умение работать в группе, развивает способность к самостоятельному творческому поиску. В рамках модификации программы было изменено общее количество учебных часов с 280 до 144, а также содержание некоторых тем, что обусловлено образовательным процессом ДД(Ю)Т.
Программа «Лего-конструирование и программирование» является базовой и не предполагает наличия у обучаемых навыков в области робототехники и программирования. Уровень подготовки учащихся может быть разным. Обучение по программе предусматривают разноуровневое образование, которое обеспечивает удовлетворение познавательной потребности обучающихся разной степени подготовленности.
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 школьников 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.
Сроки реализации: Программа рассчитана на 2 года обучения, общая продолжительность обучения составляет 144 часа.
Режим занятий: 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. Наполняемость группы – от 6 до 10 человек.
Возраст обучающихся: от 11 до 13 лет.
Формы занятий: Основная форма реализации программы - групповые занятия с ярко выраженным индивидуальным подходом, созданием соревновательного фона на групповых занятиях.
Планируемые результаты освоения программы
Обучающиеся научатся:
- правилам работы в визуальной среде программирования Robolab;
- способам решения ряда кибернетических задач по созданию работающего механизма или робота с автономным управлением.
- собирать и разбирать различные модели роботов;
- создавать модели роботов в трехмерном визуальном редакторе;
- создавать программы управления роботом в визуальном редакторе;
- выполнять расчет передаточного отношения;
- выполнять отладку робота в зависимости от требуемой задачи;
- использовать простейшие регуляторы для управления роботом
- решать задачи с использованием одного регулятора;
- собирать базовые модели роботов;
Обучающиеся получат возможность научиться:
- пользоватьсяосновными технологиями, применяемыми при создании роботов, выполняющих различные задачи;
- освоить способы сборки сложных моделей роботов, взаимодействующих друг с другом;
- освоить принципы работы сложных механизмов.
- понимать принцип устройства робота как кибернетической системы.
- собрать базовые модели роботов и усовершенствовать их для выполнения конкретного задания;
- программировать в графической среде.
- интерпретировать результаты моделирования;
- планировать деятельность, относящуюся к наблюдению, в том числе - создавать формат фиксации наблюдений;
- планировать деятельность, относящуюся к эксперименту;
- планировать деятельность, относящуюся к исследованию;
- планировать деятельность, относящуюся к поиску информации;
- планировать деятельность, относящуюся к выступлению, обсуждению;
- планировать деятельность, относящуюся к учебному процессу;
- планировать деятельность, относящуюся к созданию материального или информационного объекта, в том числе – групповую;
- планировать деятельность, относящуюся к личной жизни;
- проектировать объекты реального мира:
- выявлять потребности;
- создавать и визуализировать концепции;
- осваивать конкретные интерфейсы и примитивы графического дизайна;
- переходить от виртуальной модели к натурной;
- ориентироваться в современном состоянии и тенденциях ИКТ, иметь представления о различных ИКТ, их технических реализациях, количественных и качественных возможностях и характеристиках;
- принимать решения об использовании в своей деятельности тех или иных средств ИКТ, учитывая технические и экономические факторы;
- использовать конструкции языка программирования компьютерно-управляемых устройств;
Способами определения результативности являются зачетные мероприятия два раза в год в декабре и в мае.
Формами подведения итогов реализацииданной программы является участие учащихся в соревнованиях по робототехнике, выставка моделей.
Учебно-тематическийплан
1 год обучения
|
№ |
Тема |
Всего |
Т |
П |
Формы аттестации/контроля |
|
1 |
РаботавLego Digital Designer Mindstorms. Инструктаж по ОТ и ТБ. Интерфейс программы. Изучение электронных деталей. Сборка модели башни. |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
2 |
Изучение соединений датчиков, моторов, микропроцессора. Создание модели,содержащей соединение датчиков, моторов, микропроцессора. |
2 |
1 |
1 |
Результат викторины |
|
3 |
Виды моторов и их применение. Сборка моделей роботов с моторами разных видов. |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
4 |
Сборка базового робота. |
2 |
|
2 |
Презентация проекта |
|
5 |
Изучение инфракрасного датчика. Конструирование робота с инфракрасными датчиками |
2 |
1 |
1 |
Наблюдение |
|
6 |
Изучение датчика цвета. Моделирование робота с датчиками цвета |
2 |
1 |
1 |
Выставка проектов |
|
7 |
Изучение гироскопического датчика. Сборка робота с гироскопическим датчиком. |
2 |
1 |
1 |
Выставка проектов |
|
8 |
Моделирование робота с датчиком температуры и датчиком касания |
2 |
1 |
1 |
Результаты практикума |
|
9 |
Изучение ультразвукового датчика. Конструирование робота с ультразвуковым датчиком. |
2 |
1 |
1 |
Результаты практикума |
|
10 |
Изучение датчика звука. Моделирование робота с датчиком звука. |
2 |
1 |
1 |
Результат практикума |
|
11 |
Решение сложных научно-технических и производственных задач. Обсуждение видов и целей создания роботов. Типы решаемых роботом задач. |
2 |
1 |
1 |
дискуссия |
|
12 |
Механика робота. Рычаг. Модель пожарной машины. |
2 |
1 |
1 |
Результат практикума |
|
13 |
Блок. Устройство полиспаста для альпиниста-спасателя |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
14 |
Механическая передача. Исследовательская работа «Системы передвижения мобильного робота». |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
15 |
Использование понижающей передачи. Создание модели вращающегося устройства на основе понижающей передачи |
2 |
1 |
1 |
Результат практикума |
|
16 |
Управление скоростью робота с помощью передач. Движение с горки (преодоление роботом препятствия "ров"). |
2 |
1 |
1 |
Результат практикумы |
|
17 |
Работа в среде визуального программирования RoboLab. Движение в горку (преодоление роботом препятствия "наклонная плоскость"). |
2 |
1 |
1 |
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 |
1 |
1 |
Результат состязаний |
|
19 |
Моделирование собственного робота как проект в LegoDigitalDesignerMindstorms. Обсуждение видов и целей создания промышленных роботов. |
2 |
2 |
|
Дискуссия |
|
20 |
Моделирование собственной модели робота |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
21 |
Сборка интерактивного робота |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
22 |
Рациональное подключение моторов |
2 |
2 |
|
Опрос |
|
23 |
Конструкция робота, изменяющего свои габариты. |
2 |
|
2 |
Выставка проектов |
|
24 |
Корректировка модели. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
25 |
Итоговое занятие. Устная защита «мини» проекта |
2 |
|
2 |
Защита проектов |
|
26 |
Программирование в среде LegoMindstorms EV-3. Визуальные языки программирования. Разделы программы, уровни сложности. |
2 |
2 |
|
Опрос |
|
27 |
Передача и запуск программы. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
28 |
Работа в среде программирования LegoMindstorms EV-3. Окно инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. |
2 |
2 |
|
Опрос |
|
29 |
Знакомство с основными командами. |
2 |
2 |
|
Опрос |
|
30 |
Составление программы по шаблону. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
31 |
Работа с пиктограммами, соединение команд. Составление программ по шаблону.
|
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
32 |
Сборка модели с использованием трех моторов. Составление программы для робота — трансформера. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
33 |
Составление программ с использованием трех моторов для робота-трансформера. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
34 |
Составление программ на различные траектории движения: следование по спирали, передача, демонстрация. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
35 |
Линейная и циклическая программы. Составление программы с использованием параметров. |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
36 |
Итоговое занятие. Показательные выступления. Выставка творческих работ. Соревнования. |
|
|
2 |
Выставка проектов |
2 год обучения
|
№ |
Название темы |
Всего часов |
теория |
практика |
Формы аттестации/контроля |
|
|
|
1 |
Изучение устройства робота EV3. Работа с датчиками «Гироскоп» и «Цветовой» |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
|
|
2 |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Массивы |
2 |
1 |
1 |
Наблюде-ние |
|
|
|
3 |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Создание собственных функций, передача данных из собственных функций |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
|
|
4 |
Изучение возможностей программирования роботов EV3. Обработка нажатий кнопок. |
2 |
1 |
1 |
Наблюде-ние |
|
|
|
5 |
Работа с изображениями и звуковыми файлами на EV3 |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
|
|
6 |
Творческий проект. Разработка и программирование робота «Питомец» |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
|
|
|
7 |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Разработка платформы |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
|
|
|
8 |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Разработка ковша. |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
|
|
|
9 |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Программирование роботов с четырмя и тремя моторами. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
|
|
10 |
Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Программирование роботов с несколькими ультразвуковыми датчиками и использованием таймеров. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
|
|
11 |
Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Сборка платформы робота |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
|
|
12 |
Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Сборка кузова робота. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
|
|
13 |
Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Программирование прохождения трассы. |
2 |
|
2 |
Результат практикума |
|
|
|
14 |
Разработка междисциплинарного проекта «Физика и лего». |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
|
|
|
15 |
Разработка междисциплинарного проекта. Сборка робота-помощника учителя. |
2 |
|
2 |
Защита проекта |
|
|
|
16 |
Разработка междисциплинарного проекта. Программирование робота-помощника учителя. |
2 |
|
2 |
Презентация проекта |
|
|
|
17 |
Разработка междисциплинарного проекта. Робот-учитель музыки |
2 |
1 |
1 |
Выставка проектов |
|
|
|
18 |
Разработка междисциплинарного проекта. Сборка роботов-танцоров. |
2 |
|
2 |
Защита проекта |
|
|
|
19 |
Разработка междисциплинарного проекта. Программирование роботов-танцоров |
2 |
|
2 |
Презентация проекта |
|
|
|
20 |
Разработка междисциплинарного проекта. Сборка робота-учителя физкультуры |
2 |
|
2 |
Выставка проектов |
|
|
|
21 |
Разработка междисциплинарного проекта. Программирование робота-учителя физкультуры |
2 |
|
2 |
Выставка проектов |
|
|
|
22 |
Разработка Разработка междисциплинарного проекта. Роботы-спортсмены. Трасса по мотивам Зимних Олимпийских игр. |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
|
|
|
23 |
Разработка проекта по межпредметным связям. Программирование прохождения трассы по мотивам Зимних Олимпийских игр |
2 |
|
2 |
Защита проекта |
|
|
|
24 |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и геометрия». |
2 |
|
2 |
Презентация проекта |
|
|
|
25 |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт». Сборка и программирование роботов футболистов |
2 |
|
2 |
Выставка проектов |
|
|
|
26 |
Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт». Сборка и программирование роботов “Спортивное ориентирование” |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
|
|
|
27 |
Презентация междисциплинарных проектов. |
2 |
|
2 |
Защита проекта |
|
|
|
28 |
Подготовка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект» |
2 |
1 |
1 |
Презентация проекта |
|
|
|
29 |
Сборка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект». |
2 |
|
2 |
Выставка проектов |
|
|
|
30 |
Тестирование и отладка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект» |
2 |
|
2 |
Защита проекта |
|
|
|
31 |
Программирование робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект». |
2 |
|
2 |
Презентация проекта |
|
|
|
32 |
Сборка робототехнических манипуляторов |
2 |
1 |
1 |
Опрос |
|
|
|
33 |
Программирование робототехнических манипуляторов |
2 |
|
2 |
Выставка проектов |
|
|
|
34 |
Сборка проекта для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект» |
2 |
|
2 |
Наблюдение |
|
|
|
35 |
Тестирование и отладка робота робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект» |
2 |
|
2 |
Защита проекта |
|
|
|
36 |
Представление собственного проекта |
2 |
|
2 |
Защита проекта |
|
|
|
Итого |
72 |
2 |
70 |
|
|
||
Содержаниепрограммы
1 год обучения
Тема 1. РаботавLego digital Designer Mindstorms - 20 часов
Теория:Инструктаж по ОТ и ТБ. Интерфейспрограммы 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 - 16 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 RoboLab. 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 LegoDigitalDesignerMindstorms- 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 LegoMindstorms EV-3 - 22 часа
Теория: Визуальные языки программирования. Разделы программы, уровни сложности.Работа в среде программирования LegoMindstorms 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.Показательные выступления. Выставка творческих работ. Соревнования.
2 год обучения
Тема 1.Изучение устройства робота EV3. Работа с датчиками «Гироскоп» и
«Цветовой» - 2 часа.
Теория:Принципы работы цветового датчика и гироскопа.
Практическая работа. Программирование обработки данных с датчика гироскопа. Сборка и программирование робота движущегося по определенному направлению с помощью датчика гироскопа.
Тема 2. Изучение возможностей программирования роботов EV3. Массивы-2часа.
Теория: Понятие массива. Применение массивов.
Практическая работа. Формирование массива, запись в массив данных, сверка
данных массива с данными датчиков.
Тема 3. Изучение возможностей программирования роботов EV3. Создание собственных функций, передача данных из собственных функций - 2 часа.
Теория: Понятие процедуры, функции. Их предназначение.
Практическая работа. Создание собственных функций, блоков, обмен данных между функцией и программой.
Тема 4. Изучение возможностей программирования роботов EV3 - 2 часа.
Теория: Обзор средств программирования.
Практическая работа. Программирование обработки нажатия кнопок на блоке и сверка данных с данными массива.
Тема 5. Работа с изображениями и звуковыми файлами на EV3 - 2 часа.
Теория: Изображениями и звуковые файлы на EV3.
Практическая работа. Загрузка собственных изображений и звуковых файлов в блок и их воспроизведение.
Тема 6. Творческий проект. Разработка и программирование робота «Питомец» -2часа.
Практическая работа. Сборка робота по модели «Собачка». Программирование
эмоций и откликов «Собачки» на внешние раздражители.
Тема 7. Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Разработка платформы-2часа.
Практическая работа. Сборка четырехмоторного робота с различными видами приводов.
Тема 8. Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу эксперт. Разработка ковша-2часа.
Анализ существующих типов ковшей; выбор оптимального варианта.
Практическая работа. Разработка различных типов ковшей из пластика, жести и прочих материалов.
Тема 9. Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт». Программирование роботов с четырмя и тремя моторами-2часа.
Практическая работа. Создание программы для четырех- и трехмоторных роботов. Алгоритмы разворотов.
Тема 10. Подготовка к соревнованию «Сумо» по классу «Эксперт»-2часа. Программирование роботов с несколькими ультразвуковыми датчиками и использованием таймеров.
Считывание данных с датчиков. Обработка событий. Логические операции.
Практическая работа. Программирование роботов с несколькими ультразвуковыми датчиками и использованием таймеров для соревнования «Сумо».
Тема 11. Подготовка к соревнованию «Биатлон». Старшая группа. Сборка
платформы робота-2часа.
Знакомство с правилами соревнования «Биатлон» (старшая группа). Анализ существующихплатформ.
Практическая работа. Сборка переднеприводного маневренного робота для соревнования «Биатлон».
Тема 12. Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Сборка кузова робота.
Анализ существующих решений. Выбор оптимальной конструкции кузова и механизма захвата банок-2часа.
Практическая работа. Сборка кузова и механизма захвата для робота «Биатлон»старшая группа.
Тема 13. Подготовка к соревнованию «Биатлон» (старшая группа). Программирование прохождения трассы-2часа..
Практическая работа. Разбиение трассы на отдельные участки , программирование каждого участка трассы для соревнования «Биатлон».
Тема 14. Разработка междисциплинарного проекта «Физика и лего».
Законы сохранения энергия, золотое правило механики, устройство конденсатора-2часа..
Практическая работа. Сборка моделей, иллюстрирующих законы физики: кран, инерционная машинка, ветряной генератор.
Тема 15. Разработка междисциплинарного проекта. Сборка робота-помощника учителя-2часа..
Практическая работа. Сборка роботов, позволяющих в игровой форме проводить тестирование по любым предметам. Создание поля для их движения.
Тема 16. Разработка междисциплинарного проекта. Программирование робота-помощника учителя-2часа.
Практическая работа. Программирование роботов, позволяющих в игровой
форме проводить тестирование по любым предметам.
Тема 17. Разработка междисциплинарного проекта. Робот-учитель музыки-2часа.
Теория: Основы нотной грамотности. Обработка цветовых картинок и нажатий
для ввода мелодии.
Практическая работа. Сборка робота для изучения нотной грамотности. Сборка модели электронной гитары.
Тема 18. Разработка проекта по межпредметным связям. Сборка роботов-танцоров.
Практическая работа. Сборка моделей из EV3 по типу «Андроид» для проекта
роботы-танцоры.
Тема 19. Разработка междисциплинарного проекта. Программирование роботов-танцоров-2часа.
Практическая работа: Программирование танца двух роботов.
Тема 20. Разработка междисциплинарного проекта Сборка робота-учителя физкультуры
Практическая работа. Простейшие манипуляторы по типу руки.
Тема 21. Разработка междисциплинарного проекта. Программирование робота-учителя физкультуры-2часа.
Практическая работа. Программирование движений физической разминки.
Тема 22. Разработка междисциплинарного проекта. Роботы-спортсмены-2часа.
Трасса по мотивам Зимних Олимпийских игр.
Разработка комплексной трассы по мотивам Зимних Олимпийских игр.
Имитация слалома, лыжни, керлинга.
Практическая работа. Сборка робота для прохождения комплексной трассы.
Тема 23. Разработка междисциплинарного проекта-2часа..
Программирование прохождения трассы по мотивам Зимних Олимпийских игр.
Алгоритмы плавного слалома, движения по черной линии, Сумо.
Практическая работа. Программирование робота для прохождения комплексной трассы.
Тема 24. Разработка междисциплинарного проекта « Лего и геометрия» -2часа.
Практическая работа. Сборка простых геометрических моделей с использованием Лего. Построение треугольника по трем элементам. Конструкции с осью
симметрии.
Тема 25. Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт»-2часа.
Сборка и программирование роботов-футболистов
Практическая работа. Сборка роботов-футболистов. Программирование доставки мяча в ворота.
Тема 26. Разработка междисциплинарного проекта «Лего и спорт».
Сборка и программирование роботов-”Спортивное ориентирование”-2часа.
Практическая работа. Сборка роботов - ориентировщиков. Программирование следования по азимуту.
Тема 27. Презентация междисциплинарных проектов-2часа.
Практическая работа: Презентация собственного проекта.
Тема 28. Подготовка проекта для участия в олимпиаде по робототехнике в категории « Творческий проект»-2часа.
Теория: Знакомство с условиями олимпиады по робототехнике в категории «Творческий проект». Разработка концепции собственного робота или системы
роботов. Планирование работ.
Практическая работа. Составление концепции, плана работ по подготовке проекта. Сборка роботов согласно плану.
Тема 29. Сборка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект»-2часа.
Практическая работа. Сборка роботов согласно плану.
Тема 30. Тестирование и отладка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект»-2часа.
Практическая работа. Сборка роботов согласно плану.
Тема 31. Программирование робота для для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект»-2часа.
Практическая работа. Программирование роботов для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект»-2часа.
Тема 32. Сборка робототехнических манипуляторов-2часа.
Теория: Знакомство с различными видами манипуляторов.
Практическая работа. Сборка модели «Экскаватор».
Тема 33. Программирование робототехнических манипуляторов-2часа.
Практическая работа. Сборка манипулятора на EV3: стандартная схема и собственная схема. Программирование робототехнических манипуляторов.
Тема 34. Сборка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект»-2часа.
Разработка концепции проекта. План работ, распределение работ между участниками команды.
Практическая работа. Сборка творческого проекта для олимпиады по робототехнике.
Тема 35. Тестирование и отладка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект»-2часа.
Практическая работа. Тестирование и отладка робота для участия в олимпиаде по робототехнике в категории «Творческий проект»
Тема 36. Представление собственного проекта-2часа.
Практическая работа. Выступление с собственным проектом.
Методическое обеспечение программы
Особенности методики обучения
Образовательный 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 MindstormsEduсationEV3 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 LabView.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
Материально-техническое обеспечение программы
- Набор LEGO Mindstorms EV-3
- Ресурсный набор для LEGO MindstormsEV-3.
- Программное обеспечение:
- LegoMindstorms EV-3;
- LegoDigitalDesignerMindstorms.
- 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, 278 стр.;
- ЛЕГО-лаборатория (ControlLab):Справочное пособие, - М.: ИНТ, 2014, 150 с.
- Овсяницкая Л.Ю. Овсяницкий Д.Н. Овсяницкий А.Д. Курс программирования робота EV3 в среде LegoMindstorms EV3, 2015, 300с.
- Овсяницкая Л.Ю. Алгоритмы и программы движения по линии робота LegoMindstorms EV3, 2015, 170 с.
- Рогов Ю.В. Робототехника для детей и их родителей [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://xn----8sbhby8arey.xn--p1ai/index.php/2012-07-07-02-11-23/kcatalog
- Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2015г.-348с.
Интернет - ресурсы:
- Публичная библиотека (Электронные книжные полки Вадима Ершова и К°) [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://publ.lib.ru/publib.html.
- Практическая робототехника. РобоКлуб. [Электронный ресурс].- Режим доступа:http://www.roboclub.ru
- Портал Robot.Ru Робототехника и Образование. [Электронный ресурс].- 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°) [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://publ.lib.ru/publib.html.
- Практическая робототехника. РобоКлуб. [Электронный ресурс].- Режим доступа:http://www.roboclub.ru
- Портал Robot.Ru Робототехника и Образование. [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.robot.ru
