Дополнительная образовательная программа «Лего робототехника»

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования детей «Ичалковский дом детского творчества»

                                                                                          Утверждаю

Директор МБУДОД «Ичалковский ДДТ»

15 сентября 2015г.

________________Н.А.Старушенкова

Дополнительная образовательная программа

«Лего робототехника»

                                                                     Возраст детей: 12-13 лет

                                                                         Срок реализации : 1 год

Педагог дополнительного образования:

 О.С. Федотова

Рождествено

2015

 

Пояснительная записка

Существует множество важных проблем, на которые никто не хочет обращать внимания, до тех пор, пока ситуация не становится катастрофической. Одной из таких проблем в России являются: её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.

Чтобы достичь высокого уровня творческого и технического мышления, дети должны пройти все этапы конструирования. Необходимо помнить, что такие задачи ставятся, когда учащиеся имеют определённый уровень знаний, опыт работы.
Юные исследователи, войдя в занимательный мир роботов, погружаются в сложную среду информационных технологий, позволяющих роботам выполнять широчайший круг функций.

Направленность дополнительной образовательной программы- научно техническая.

Актуальность дополнительной образовательной программы  -  данная образовательная программа является актуальной и социально-значимой, так как ориентирована на решение важных задач по воспитанию личности современного ребенка – гуманной, духовно богатой, технически грамотной. Значимость программы определяется стратегическими национальными приоритетами Российской Федерации, которые подразумевают: повышение качества жизни населения, достижения экономического роста, развитие фундаментальной науки, образования и культуры, обеспечение обороны и безопасности страны.

Новизна дополнительной образовательной программы- говоря о новизне программы, стоит отметить, что образовательные технологии в современном мире и современном образовании носят принципиально интегрированный характер, базирующийся на взаимодействии самых разных областей естественнонаучных и гуманитарных знаний. Поэтому комплексное использование информационных технологий и методы конструирования и программирования, как средство модернизации образовательного процесса и способы интеллектуального развития ребенка, дают большой результат в процессе обучения учащихся и новые возможности для их творческого роста. Большое значение  имеет и здоровье сберегающая  технология, которая активно применяется на занятиях c конструктором «LEGO Mindstorms».

Педагогическая целесообразность заключается в том, что в данной программе сделана попытка интеграции знаний, получаемых детьми в школе в различных областях естественных и гуманитарных наук, с использованием конструкторов «LEGO Mindstorms NXT 2.0» и «LEGO Mindstorms EV3» и обучением компьютерному программированию в среде «LEGO Mindstorms NXT 2.0» и «LEGO Mindstorms EV3», что составляет содержательную основу данного курса.

   Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на 2 часа в неделю. Для реализации программы в кабинете имеются наборы конструктора Lego Mindstom, базовые детали, компьютеры, принтер, проектор, экран, видео оборудование.

Цели и задачи курса

Цель:  обучение основам конструирования и программирования

Задачи:

1.                 Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую  личность ребенка.

2.                 Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям.

3.                 Способствовать развитию конструкторских, инженерных и вычислительных навыков.

4.                 Развивать мелкую моторику.

5.                 Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей

Форма контроля

В качестве домашнего задания предлагаются задания для учащихся по сбору и изучению информации по выбранной теме;
•Выяснение технической задачи;
•Определение путей решения технической задачи;

Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ.

Срок реализации: 1 год

Режим занятий: 1 год обучения, 72 часа, 1 раз  в неделю по 2 часа.

Формы организации учебных занятий

Среди форм организации учебных занятий в данном курсе выделяются

·       практикум;

·       урок-консультация;

·       урок-ролевая игра;

·       урок-соревнование;

·       выставка;

·       урок проверки и коррекции знаний и умений

Ожидаемые результы

·       правила безопасной работы;

·       основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

·       конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

·       компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

·       виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
основные приемы конструирования роботов;

·       конструктивные особенности различных роботов;

·       как передавать программы в RCX;

·       как использовать созданные программы;

·       самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);

·       создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;

·       создавать программы на компьютере для различных роботов;

·       корректировать программы при необходимости;

·       демонстрировать технические возможности роботов;

·       работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);

·       самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);

·       создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;

·       создавать программы на компьютере на основе компьютерной программы Robolab;

·       передавать (загружать) программы в RСX;

·       корректировать программы при необходимости;

·       демонстрировать технические возможности роботов.

Содержание программы

Введение  (1 ч.)

Правила поведения и ТБ в кабинете информатики и при работе с конструкторами.

Конструирование (22 ч.)

Правила работы с конструктором Lego.

Основные детали конструктора Lego. Спецификация конструктора.

Сбор непрограммируемых моделей. Знакомство с RCX. Кнопки управления. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы. Параметры мотора и лампочки. Изучение влияния параметров на работу модели. Знакомство с датчиками.

Датчики и их параметры:

• Датчик касания;

• Датчик освещенности.

Модель «Выключатель света». Сборка модели. Повторение изученных команд. Разработка и сбор собственных моделей.

Программирование (26 ч.)

История создания языка Lab View. Визуальные языки программирования

 Разделы программы, уровни сложности.  Знакомство с RCX. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Команды визуального языка программирования Lab View. Изучение Окна инструментов. Изображение команд в программе и на схеме.

Работа с пиктограммами, соединение команд.

Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп.

Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы. Составление программы.

Сборка модели с использованием мотора. Составление программы, передача, демонстрация. Сборка модели с использование лампочки. Составление программы, передача, демонстрация.

Линейная и циклическая программа. Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками.  Условие, условный переход. Датчик касания (Знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий).

Датчик освещенности (Датчик освещенности. Влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности. Знакомство с командами: жди темнее, жди светлее).

Проектная деятельность в группах (21 ч.)

Разработка собственных моделей  в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с ЛЕГО. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект.  Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков.  Презентация  моделей. Выставки. Соревнования.

Повторение  (2ч.)
Повторение изученного ранее материала.

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

 

№ урока	Тема	Количество часов	Теоретических	Практических
Введение  (2 ч.)
1	Правила поведения и ТБ в кабинете информатики. Правила работы с конструктором Lego.	1	1
Конструирование (22 ч.)
1	Основные детали. Спецификация.	1	1
2	Знакомство с NXN 2.0. Кнопки управления.	1	1
3-5	Сбор непрограммируемых моделей.	3	1	2
6	Инфракрасный  датчик. Передача и запуск программы.	1		1
7-9	Составление простейшей программы по шаблону, передача и запуск программы.	3	1	2
10	Параметры мотора и лампочки.	1	1
11	Изучение влияния параметров на работу модели.	1	1
12-13	Знакомство с датчиками. Датчики и их параметры: • Датчик касания; • Датчик освещенности.	2	1	1
14-15	Модель «Выключатель света». Сборка модели.	2	1	1
16-20	Разработка и сбор собственных моделей.	5	2	3
21-22	Демонстрация моделей	2	1	1
Программирование (26 ч.)
1	История создания языка Lab View. Визуальные языки программирования	1	1
2	Разделы программы, уровни сложности.	1	1
3	RCX. Передача и запуск программы.	1		1
4	Команды Lab View. Окно инструментов.	1		1
5	Изображение команд в программе и на схеме	1		1
6-7	Работа с пиктограммами, соединение команд	2	1	1
8	Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп	1	1
9	Составления программы по шаблону	1		1
10	Передача и запуск программы	1		1
11	Составление программы	1	1
12-13	Сборка модели с использованием мотора	2	1	1
14-15	Составление программы, передача, демонстрация	2	1	1
16-17	Сборка модели с использование лампочки.	2	1	1
18-19	Составление программы, передача, демонстрация	2	1	1
20-21	Линейная и циклическая программа.	2	1	1
22-23	Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками.  Условие, условный переход.	2	1	1
24-25	Датчик касания (Знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий)	2	1	1
26	Датчик освещенности (Влияние предметов разного цвета на показания датчика. Знакомство с командами: жди темнее, жди светлее)	1	1
Проектная деятельность в группах (21 ч.)
1	Выработка и утверждение тем проектов	1	1
2-4	Бот-внедорожник Программирование робота Тестирование робота	3	1	2
5-7	Собираем гусеничного бота Программирование робота Тестирование робота	3	1	2
8-10	Линейный ползун Программирование робота Тестирование робота	3	1		2
11-13	Исследователь Программирование робота Тестирование робота	3	1		2
14-19	Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков	6	2		4
20-21	Презентация  моделей	2	1		1
Повторение (2 ч.)
1-2	Повторение	2
	ИТОГО:	72

           учебно-методического обеспечения

1.     Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.

2.     Наборы образовательных Лего-конструкторов:

3.     Индустрия развлечений. ПервоРобот. В наборе: 216 ЛЕГО-элементов, включая RCX-блок и ИК передатчик, датчик освещенности, 2 датчика касания, 2 мотора 9 В.

4.     Автоматизированные устройства. ПервоРобот. В наборе: 828 ЛЕГО-элементов, включая Лего-компьютер NCX, инфракрасный передатчик, 2 датчика освещенности, 2 датчика касания, 2 мотора 9 В.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1.     Кружок робототехники, [электронный ресурс]//http://lego.rkc-74.ru/index.php/-lego-

2.     В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный ресурс]//http://lego.rkc-74.ru/index.php/2009-04-03-08-35-17, Пермь, 2011 г.

3.     Чехлова А. В., Якушкин П. А. «Конструкторы LEGO DAKTA в курсе информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ, 2009 г.

4.     Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2010г.