Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Технология / Рабочие программы / Планирование "Робототехника" 5 класс

Планирование "Робототехника" 5 класс

  • Технология

Поделитесь материалом с коллегами:



Департамент образования Администрации МО г. Салехард


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №2»


«РАССМОТРЕНО»

протокол № 1 от 27.08.2015 г.

заседания ШМО

«СОГЛАСОВАНО»

протокол № 1 от 28.08.2015 г.

заседания НМС

«УТВЕРЖДЕНО»

приказ № 484-о от 31.08.2015 г

Руководитель ШМО___________ Морозова Т.А..


Председатель НМС___________Губогло З.И.

Директор школы___________ Сивицкая Е.А.

Зам.дир. по УВР __________ Торощина Н.Н..






Рабочая программа по внеурочной деятельности «Робототехника».


Педагогический работник Караванов Сергей Фёдорович






Класс: 5

Срок реализации: 35 часов.







Салехард

2016-2017 учебный год




НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ. ДОКУМЕНТЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ РЕАЛИЗАЦИЮ ПРОГРАММЫ.


  1. Закон РФ «Об образовании»

  2. Приказ Минобразования России от 5.03.2004г. №1089 «Об утверждении федерального компонента государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования»

  3. Письмо Минобразования России от 20.02.2004г.№03-51-10/14-03 «О введении федерального компонента государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования»

  4. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования

  5. Письмо Минобрнауки России от 07.07.2005г. «О примерных программах по учебным предметам федерального базисного учебного плана»

  6. Примерные программы по предметам федерального базисного учебного плана наименование программы)

  7. Письмо Министерства образования и науки Российской Федерации «Об утверждении федеральных перечней учебников, рекомендованных (допущенных) к использованию в образовательном процессе в образовательных учреждениях, реализующих образовательные программы общего образования и имеющих государственную аккредитацию на 2009-2010уч.г.»

  8. Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях (Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.4.2.1178-02)

  9. Приказ Департамента образования ЯНАО №236 от 17.03.2008г. «О реализации окружного (национально-регионального компонента) государственных образовательных стандартов в общеобразовательных учреждениях Ямало-Ненецкого автономного округа»

  10. Образовательная программа муниципального общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №2»

  11. Учебный план муниципального общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №2»













ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Рабочая программа внеурочной деятельности курса «Робототехника» предназначена для обучающихся 4(х) классов МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №2» желающих расширить свои теоретические и практические навыки в области моделирования, конструирования, программирования, а также в области инженерного строительства.

Представленная программа изучается в рамках реализации основной образовательной программы среднего общего образования МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №2», г.Салехард, организационного третьего раздела «Плана внеурочной деятельности» и Программы духовно-нравственного развития и воспитания обучающихся.

Актуальность данной программы обосновывается широким распространением робототехники в окружающем нас мире: от лифта в доме до производства автомобилей, они повсюду. Конструктор LEGO Mindstorms приглашает ребят войти в увлекательный мир роботов, погрузиться в сложную среду информационных технологий.

Программное обеспечение NXT Mindstorms отличается дружественным интерфейсом, позволяющим ребенку постепенно превращаться из новичка в опытного пользователя.

Lego позволяет учащимся:

  • совместно обучаться в рамках одной бригады;

  • распределять обязанности в своей бригаде;

  • 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.

Также в рамках региона введение робототехники, также является очень важным и далеко смотрящим проектам, способным развить и приумножить навыки и увлечения подрастающего поколения к инженерным специальностям, так как не один регион России, как Ямал не нуждается в сильных продуктивных и целеустремленных специалистах.

Цель курса:

развитие навыков начального технического конструирования с использованием оборудования LEGO и программирования в среде NXT-G и Robolab.

  • Развитие творческого мышления при создании действующих моделей.

  • Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели.

  • Установление причинно-следственных связей.

  • Анализ результатов и поиск новых решений.

  • Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.

  • Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.

  • Проведение систематических наблюдений и измерений.

  • Использование таблиц для отображения и анализа данных.

  • Построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.

  • Логическое мышление и программирование заданного поведения модели.

  • Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта.

Мотивация к изучению наук естественно-научного цикла: физики, в первую очередь, информатики (программирование и автоматизированные системы управления) и математики.

Задачи курса:

  • Организация занятости школьников во внеурочное время.

  • Всестороннее развитие личности учащегося:

1. Ознакомление с основными принципами механики;
2. Ознакомление с основами программирования в компьютерной среде моделирования LEGO Robolab и
NXT-G;
3.Развитие умения работать по предложенным инструкциям;
4. Развитие умения творчески подходить к решению задачи;
5. Развитие умения довести решение задачи до работающей модели;
6. Развитие умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
7. Развитие умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.
8. Подготовка к соревнованиям по Лего-конструированию (соревнования «Кегель ринг», «Траектория», «Сумо», «Лабиринт» и тд.).

В процессе решения практических задач и поиска оптимальных решений школьники осваивают понятия баланса конструкции, ее оптимальной формы, прочности, устойчивости, жесткости и подвижности, а также передачи движения внутри конструкции. Изучая простые механизмы, дети учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию.

Обучающая среда позволяет учащимся использовать и развивать навыки конкретного познания, строить новые знания на привычном фундаменте. В то же время новым для учащихся является работа над проектами. И хотя этапы работы над проектом отличаются от этапов, по которым идет работа над проектами в средней школе, но цели остаются теми же. В ходе работы над проектами дети начинают учиться работать с дополнительной литературой. Идет активная работа по обучению ребят анализу собранного материала и аргументации в правильности выбора данного материала. В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого ребенка, происходит развитие его творческих способностей. Повышается мотивация к учению. Занятия помогают в усвоении математических и логических задач, связанных с объемом и площадью, а так же в усвоении других математических знаний, так как для создания проектов требуется провести простейшие расчеты и сделать чертежи. У учащихся, занимающихся конструированием, улучшается память, появляются положительные сдвиги в улучшении почерка (так как работа с мелкими деталями конструктора положительно влияет на мелкую моторику), речь становится более логической.

Образовательная система предлагает такие методики и такие решения, которые помогают становиться творчески мыслящими, обучают работе в команде. Эта система предлагает детям проблемы, дает в руки инструменты, позволяющие им найти своё собственное решение. Благодаря этому учащиеся испытывают удовольствие подлинного достижения.

Методическая основа курса – деятельный подход, т.е. организация максимально продуктивной творческой деятельности детей, начиная с первого класса.

Деятельность учащихся первоначально имеет, главным образом, индивидуальный характер. Но постепенно увеличивается доля коллективных работ, особенно творческих, обобщающего характера – проектов.


Техническое обеспечение:

1. Наборы Лего - конструкторов:

2. Lego Mindstorms NXT

3. Набор ресурсный средний

4. Программное обеспечение ПервоРобот NXT 2.0

5. Руководство пользователя ПервоРобот NXT 2.

6. Датчики освещённости

7. Зарядные устройства.

8.АРМ учителя (компьютер, проектор, сканер, принтер)



Общая характеристика учебного предмета.

Программа курса «Робототехника» предполагает построение занятий на принципах сотрудничества детей и взрослых, обеспечение роста творческого потенциала, обогащение форм взаимодействия со сверстниками и взрослыми в творческой деятельности.

В основе курса лежит целостный образ окружающего мира, который преломляется через результат деятельности учащихся. Конструирование как учебный предмет является комплексным и интегративным по своей сути, он предполагает реальные взаимосвязи практически со всеми предметами начальной школы.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

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.

Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а учитель лишь

консультирует работу. В окружающем нас мире очень много роботов: от лифта в вашем доме до производства автомобилей, они повсюду. Конструктор LEGO Mindstorm приглашает ребят войти в увлекательный мир роботов, погрузиться в сложную среду информационных технологий.

Lego позволяет учащимся:

- совместно обучаться в рамках одной группе;

- распределять обязанности в своей группе;

- 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.

Программа составлена с расчетом 35часа в год, 1 час в неделю.

МЕСТО УЧЕБНОГО ПРЕДМЕТА В УЧЕБНОМ ПЛАНЕ

Курс «Робототехника» реализуется в рамках общеинтеллектуального направления учебного плана внеурочной деятельности для 4-х классов (45 минут; 1 раз в неделю; 35 часа за год).



ЦЕННОСТНЫЕ ОРИЕНТИРЫ СОДЕРЖАНИЯ УЧЕБНОГО ПРЕДМЕТА

Конструирование теснейшим образом связано с чувственным и интеллектуальным развитием ребенка. В процессе занятий идет работа над развитием интеллекта воображения, мелкой моторики, творческих задатков, развитие диалогической и монологической речи, расширение словарного запаса. Особое внимание уделяется развитию логического и пространственного мышления. Ученики учатся работать с предложенными инструкциями, формируются умения сотрудничать с партнером, работать в коллективе.

Различают три основных вида конструирования: по образцу, по условиям и по замыслу. Конструирование по образцу — когда есть готовая модель того, что нужно построить (например, изображение или схема). При конструировании по условиям — образца нет, задаются только условия, которым постройка должна соответствовать (например, домик для собачки должен быть маленьким, а для лошадки — большим). Конструирование по замыслу предполагает, что ребенок сам, без каких-либо внешних ограничений, создаст образ будущего сооружения и воплотит его в материале, который имеется в его распоряжении. Этот тип конструирования лучше остальных развивает творческие способности.



Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса

Для успешного продвижения ребёнка в его развитии важна как оценка качества его деятельности на занятии, так и оценка, отражающая его творческие поиски. Оцениваются освоенные предметные знания и умения, а также универсальные учебные действия.

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения программы:

Личностными результатами изучения курса «Робототехника» является формирование следующих умений:

  • оценивать жизненные ситуации (поступки, явления, события) с точки зрения собственных ощущений (явления, события), в предложенных ситуациях отмечать конкретные поступки, которые можно оценить как хорошие или плохие;

  • называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять свое отношение к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей;

  • самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы

Метапредметными результатами изучения курса «Робототехника» является формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):

Познавательные УУД:

  • определять, различать и называть детали конструктора,

  • конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему.

  • ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного.

  • перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их образы;

Регулятивные УУД:

  • уметь работать по предложенным инструкциям.

  • умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

  • определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью учителя;

Коммуникативные УУД:

  • уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке.

  • уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Предметными результатами реализации программы «Робототехника» является формирование следующих знаний и умений:

Знать:

  • простейшие основы механики;

  • виды конструкций однодетальные и многодетальные, неподвижное соединение деталей;

  • технологическую последовательность изготовления несложных конструкций.

Уметь:

  • с помощью учителя анализировать, планировать предстоящую практическую работу, осуществлять контроль качества результатов собственной практической деятельности;

  • самостоятельно определять количество деталей в конструкции моделей;

  • реализовывать творческий замысел.













Содержание курса

РоБОТОТЕХНИКА

Введение в робототехнику (1 ч)

Лекция. Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа. Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника. В т.ч. - бои роботов (неразрушающие). Конструкторы и «самодельные» роботы.

Конструкторы компании ЛЕГО (2 ч)

Лекция. Информация о имеющихся конструкторах компании ЛЕГО, их функциональном назначении и отличии, демонстрация имеющихся у нас наборов.

Лекция. Знакомимся с набором Lego Mindstorms NXT 2.0 сборки 8547. Что необходимо знать перед началом работы с NXT. Датчики конструкторов LEGO на базе компьютера NXT (Презентация), аппаратный и программный состав конструкторов LEGO на базе компьютера NXT (Презентация), сервомотор NXT.


Конструирование первого робота (1 ч)

Практика. Собираем первую модель робота «Пятиминитука» по инструкции.

Изучение среды управления и программирования (2 ч)

Лекция. Изучение программного обеспечения, изучение среды программирования, управления. Краткое изучение программного обеспечения, изучение среды программирования и управления.

Собираем робота "Линейный ползун": модернизируем собранного на предыдущем уроке робота "Пятиминутку" и получаем "Линейного ползуна".
Загружаем готовые программы управления роботом, тестируем их, выявляем сильные и слабые стороны программ, а также регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок.

Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий из 4-5 блоков


Создаём и тестируем «Трёхколёсного робота» (2 ч)

Создаём и тестируем "Трёхколёсного робота".У этого робота ещё нет датчиков, но уже можно писать средние по сложности программы для управления двумя серводвигателями.

Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук. (более сложная программа). Собираем и программируем "Бот-внедорожник" На предыдущем уроке мы собрали "Трёхколёсного" робота. Мы его оставили в ящике, на этом уроке достаём и вносим небольшие изменения в конструкцию. Получаем уже более серьёзная модель, использующую датчик касания. Соответственно, мы продолжаем эксперименты по программированию робота. Пишем программу средней сложности, которая должна позволить роботу реагировать на событие нажатия датчика. Задача примерно такая: допустим, робот ехал и упёрся в стену. Ему необходимо отъехать немножко назад, повернуть налево и затем продолжить движение прямо. Необходимо зациклить эту программу. Провести испытание поведения робота, подумать в каких случаях может пригодиться полученный результат.


Создаём и тестируем гусеничного робота (3 ч)

Создаём и тестируем "Гусеничного робота". Задача: необходимо научиться собирать робота на гусеницах. Поэтому тренируемся, пробуем собрать по инструкции. Если всё получилось, то управляем роботом с сотового телефона или с компьютера. Запоминаем конструкцию. Анализируем плюсы и минусы конструкции. На следующем уроке попробуем разобрать и заново собрать робота. На предыдущем уроке мы собирали гусеничного бота. Нужно ещё раз посмотреть на свои модели, запомнить конструкцию. Далее разобрать и попытаться собрать свою собственную модель. Она должна быть устойчива, не должно быть выступающих частей. Гусеницы должны быть оптимально натянуты. Далее тестируем своё гусеничное транспортное средство на поле, управляем им с мобильного телефона или с ноутбука. Тест должен содержать простые и чётко сформулированные вопросы о конструкторе, о лего, о законах физики, математики и т.д. Рекомендуемое количество вопросов от 10 до 20. Ученики отвечают на простые вопросы, проверяют свой уровень знаний. В тест рекомендуется включить несколько вопросов на смекалку из цикла: "А что если...". В результате тестирования мы должны понять научился ли чему-нибудь ученик.

Создаём и тестируем робота-сумоиста (3 ч)

Нам необходимо ознакомиться с конструкцией самого простого робота сумоиста. Для этого читаем и собираем робота по инструкции: бот - сумоист. Собираем, запоминаем конструкцию. Тестируем собранного робота. Управляем им с ноутбука/нетбука. Собираем по памяти на время робота-сумоиста. Продолжительность сборки: 30-60 минут. Устраиваем соревнования. Не разбираем конструкцию робота победителя. Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы бота. Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы бота. Проговариваем вслух все плюсы и минусы. Свободное время. Собираем любую со сложностью не выше 3 единиц из имеющихся инструкций роботов.


Конструируем робота к международным соревнованиям WRO (1) (3 ч)

Задача учеников самостоятельно найти и смастерить конструкцию робота, которая сможет выполнять задания олимпиады. Все задания расклываем по частям, например, нужно передвигаться из точки А в точку Б - это будет первая задача, нужно определять цвет каждой ячейки - это вторая задача, в зависимости от цвета ячейки нужно выкладвать определённое количество шариков в ячейку - это третья задача.

Разработка проектов по группам. (4 ч)

Цель: Сформировать задачу на разработку проекта группе учеников. На уроке мы делим всех учеников на группы по 2-3 человека.
Шаг 1. Каждая группа сама придумывает себе проект автоматизированного устройства/установки или робота. Задача учителя направить учеников на максимально подробное описание будущих моделей, распределить обязанности по сборке, отладке, программированию будущей модели. Ученики обязаны описать данные решения в виде блок-схем, либо текстом в тетрадях.
Шаг 2. При готовности описательной части проекта приступить к созданию действующей модели. Если есть вопросы и проблемы - направляем учеников на поиск самостоятельного решения проблем, выработку коллективных и индивидуальных решений.
Шаг 3. Уточняем параметры проекта. Дополняем его схемами, условными чертежами, добавляем описательную часть. Обновляем параметры объектов.
Шаг 4. При готовности модели начинаем программирование запланированных ранее функций.

Цель: Научиться презентовать (представлять) свою деятельность.
Продолжаем сборку и программирование моделей.
Шаг 5. Оформляем проект: Окончательно определяемся с названием проекта, разрабатываем презентацию для защиты проекта. Печатаем необходимое название, ФИО авторов, дополнительный материал.
Шаг 6. Определяемся с речью для защиты проекта. Записываем, сохраняем, репитируем.

Цель: Научиться публично представлять свои изобретения.
Место: Лаборатория робототехники.
Публичная ЗАЩИТА.



Сбор готовой модели на выбор. (2 ч)

Сбор и исследование одной из моделей роботов на выбор:

Гоночная машина - автобот - автомобиль с возможностью удалённого управления и запрограммирования его для движения по цветным линиям на полу!

Бот с ультразвуковым датчиком - 4-х колёсный робот с интеллектуальной программой, принимающей решение куда ехать при наличии препятствия.

Бот с датчиком касания - 4-х колёсный робот с программой, использующей датчик касания в качестве инструмента для определения препятствий.

Бот с датчиком для следования по линии - робот, программа которого настроена на его движение по чёрной линии.

Бот стрелок - простейший робот, стреляющий в разные стороны шариками.
Цель: Закрепить навыки конструирования по готовым инструкциям. Изучить программы.
Ученикам необходимо собрать модели по инструкции. Загрузить имеющуюся программу. Изучить работу программы, особенности движения, работы с датчиком и т.д. модели робота. Сделать соответствующие выводы.

Цель: собрать по инструкции робота, изучить его возможности и программу.
Необходимо выбрать одного из 9 имеющиеся конструкции МУЛЬТИБОТА по этой ссылке.
Собираем робота по инструкции, загружаем программу, изучаем его поведение: записываем, наблюдаем, тестируем. Меняем программу, добиваемся изменения принципа работы робота. Меняем его конструкцию.


Конструируем колёсного или гусеничного робота. (2 ч)

Цель: придумать и собрать робота. Самостоятельно запрограммировать робота.
Придумываем конструкцию, которую мы бы хотели собрать. Назовём конструкцию роботом. Пусть робот перемещается на 4-х колёсах или гусеницах. Пусть он может короткое время (минимум 1 минуту) передвигаться самостоятельно. Начинаем сборку модели. Обсуждаем подробности конструкции и параметры программы.


Контрольное тестирование. (1 ч)

Тест должен содержать простые и чётко сформулированные вопросы о конструкторе, о лего, о законах физики, математики и т.д. Рекомендуемое количество вопросов 20 штук. Ученики отвечают на простые вопросы, проверяют свой уровень знаний. В тест рекомендуется включить несколько вопросов на смекалку из цикла: "А что если...". В результате тестирования мы должны понять научился ли чему-нибудь ученик. Проводим анализ полученных результатов. Сравниваем их с теми, что были получены в начале обучения по предмету "робототехника". Проводим "отсев" двоечников, выбираем учеников, способных изучать робототехнику на повышенном уровне. Формируем из них группу для обучения на второй год.


Собираем робота-богомола (2 ч)

Собираем и программируем робота-богомола МАНТИ..
Инструкция Инструкция по сборке робота 'МАНТИ: безобидный богомол'


Создаём и программируем робота АЛЬФАРЕКСА. (4 ч)

Собираем робота АЛЬФАРЕКСА (ALFAREX).
Инструкция Инструкция по сборке робота 'АЛЬФАРЕКС' для конструктора 8547. Программируем робота АЛЬФАРЕКСА, готовимся к показательным выступлениям. Показательный урок: демонстрируем робота, запускаем программу, показываем возможности движения, соревнуемся на скорость перемещения. Команда-победитель получает призы.


Собираем любую по желанию модель. (3 ч)

Собираем любую по желанию модель.






КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

п/п

Раздел, модуль, тема

Количество часов

Форма урока (занятия)

Элементы содержания (дидактические единицы)

Вид диагностики и контроля

Деятельность обучающихся по достижению результатов

Дата

Коррекция

метапредметные

личностные



Введение в робототехнику

1

УИНМ

Лекция. Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа. Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника. В т.ч. - бои роботов (неразрушающие). Конструкторы и «самодельные» роботы.

Ответы на вопросы

ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного, перерабатывать полученную информацию: делать выводы

развитие любознательности, сообразительности



Конструкторы компании ЛЕГО

1

УИНМ

Лекция. Информация о имеющихся конструкторах компании ЛЕГО, их функциональном назначении и отличии, демонстрация имеющихся у нас наборов

Ответы на вопросы

определять, различать и называть конструкторы

развитие любознательности, сообразительности



Знакомимся с набором Lego Mindstorms NXT 2.0

1

УИНМ

Лекция. Знакомимся с набором Lego Mindstorms NXT 2.0 сборки 8547. Что необходимо знать перед началом работы с NXT. Датчики конструкторов LEGO на базе компьютера NXT (Презентация), аппаратный и программный состав конструкторов LEGO на базе компьютера NXT (Презентация), сервомотор NXT.


Ответы на вопросы

определять, различать и называть детали конструктора

развитие любознательности, сообразительности



Конструирование первого робота

1

ПР

Практика. Собираем первую модель робота «Пятиминутку» по инструкции.


Сборка модели робота «Пятиминутку»

определять, различать и называть детали конструктора

Формирование ценностных ориентиров и смыслов учебной деятельности на основе развития познавательных интересов



Изучение среды управления и программирования

1

КУ

Лекция. Изучение программного обеспечения, изучение среды программирования, управления. Краткое изучение программного обеспечения, изучение среды программирования и управления.

Собираем робота "Линейный ползун": модернизируем собранного на предыдущем уроке робота "Пятиминутку" и получаем "Линейного ползуна".
Загружаем готовые программы управления роботом, тестируем их, выявляем сильные и слабые стороны программ, а также регулируем параметры, при которых программы работают без ошибок.

Сборка робота "Линейный ползун"

конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу, по заданной схеме; уметь работать по предложенным инструкциям; уметь работать в паре.

развитие любознательности, сообразительности



Программирование робота

1

ПР

Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий из 4-5 блоков

Разработка программ

Включаться в групповую работу

развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления.



Создаём и тестируем «Трёхколёсного робота»

1

ПР

Создаём и тестируем "Трёхколёсного робота".
У этого робота ещё нет датчиков, но уже можно писать средние по сложности программы для управления двумя серводвигателями.

Сборка «Трёхколёсного робота»

Установление отношений между данными и вопросом, умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения

развитие любознательности, сообразительности



Программирование «Трёхколёсного робота»

1

ПР

Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук. (более сложная программа).
Собираем и программируем "Бот-внедорожник"
На предыдущем уроке мы собрали "Трёхколёсного" робота. Мы его оставили в ящике, на этом уроке достаём и вносим небольшие изменения в конструкцию. Получаем уже более серьёзная модель, использующую датчик касания. Соответственно, мы продолжаем эксперименты по программированию робота. Пишем программу средней сложности, которая должна позволить роботу реагировать на событие нажатия датчика.
Задача примерно такая: допустим, робот ехал и упёрся в стену. Ему необходимо отъехать немножко назад, повернуть налево и затем продолжить движение прямо. Необходимо зациклить эту программу. Провести испытание поведения робота, подумать в каких случаях может пригодиться полученный результат.

Разработка программы



Собираем гусеничного робота по инструкции

1

Пр

Создаём и тестируем "Гусеничного робота".
Задача: необходимо научиться собирать робота на гусеницах. Поэтому тренируемся, пробуем собрать по инструкции. Если всё получилось, то управляем роботом с сотового телефона или с компьютера. Запоминаем конструкцию. Анализируем плюсы и минусы конструкции. На следующем уроке попробуем разобрать и заново собрать робота.

Сборка гусеничного робота

Контролировать свою деятельность: обнаруживать и исправлять ошибки, включаться в групповую работу

развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления.



Конструируем гусеничного бота

1

Пр

На предыдущем уроке мы собирали гусеничного бота. Нужно ещё раз посмотреть на свои модели, запомнить конструкцию. Далее разобрать и попытаться собрать свою собственную модель. Она должна быть устойчива, не должно быть выступающих частей. Гусеницы должны быть оптимально натянуты. Далее тестируем своё гусеничное транспортное средство на поле, управляем им с мобильного телефона или с ноутбука.

Сборка гусеничного робота



Тестирование

1

КУ

Тест должен содержать простые и чётко сформулированные вопросы о конструкторе, о лего, о законах физики, математики и т.д. Рекомендуемое количество вопросов от 10 до 20. Ученики отвечают на простые вопросы, проверяют свой уровень знаний. В тест рекомендуется включить несколько вопросов на смекалку из цикла: "А что если...". В результате тестирования мы должны понять научился ли чему-нибудь ученик.

Тест

Установление отношений между данными и вопросом,

развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления.



Собираем по инструкции робота-сумоиста

1

КУ

Нам необходимо ознакомиться с конструкцией самого простого робота сумоиста. Для этого читаем и собираем робота по инструкции: бот - сумоист. Собираем, запоминаем конструкцию. Тестируем собранного робота. Управляем им с ноутбука/нетбука.

Сборка робота-сумоиста

сравнение своего результата деятельности с результатом других учащихся, умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности соотнесение своих действий с целью и задачами деятельности;

развитие любознательности, сообразительности



Соревнование "роботов сумоистов"

1

ПР

Собираем по памяти на время робота-сумоиста. Продолжительность сборки: 30-60 минут. Устраиваем соревнования. Не разбираем конструкцию робота победителя. Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы бота.

Сборка по памяти на время робота-сумоиста



Анализ конструкции победителей

1

ПР

Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы бота. Проговариваем вслух все плюсы и минусы. Свободное время. Собираем любую со сложностью не выше 3 единиц из имеющихся инструкций роботов.

Беседа



Конструируем робота к международным соревнованиям WRO (1)

1

СР

Задача учеников самостоятельно найти и смастерить конструкцию робота, которая сможет выполнять задания олимпиады. Все задания раскладываем по частям, например, нужно передвигаться из точки А в точку Б - это будет первая задача, нужно определять цвет каждой ячейки - это вторая задача, в зависимости от цвета ячейки нужно выкладывать определённое количество шариков в ячейку - это третья задача.

Сборка робота

умение передавать
содержание в сжатом,
выборочном или
развёрнутом виде;
умение проследить
связь между начальным
замыслом и
результатом; умение строить действия в
соответствии с целью;
умение выполнять
действия по
задуманному плану

ответственное
отношение к учению,
готовность и
способность к
саморазвитию и
самообразованию на
основе мотивации к
обучению и познанию



Конструируем робота к международным соревнованиям WRO (1)

1

СР

Сборка робота



Конструируем робота к международным соревнованиям WRO (1)

1

СР

Сборка робота



Разработка проектов по группам.

1

КУ

Цель: Сформировать задачу на разработку проекта группе учеников.
На уроке мы делим всех учеников на группы по 2-3 человека.
Шаг 1. Каждая группа сама придумывает себе проект автоматизированного устройства/установки или робота. Задача учителя направить учеников на максимально подробное описание будущих моделей, распределить обязанности по сборке, отладке, программированию будущей модели. Ученики обязаны описать данные решения в виде блок-схем, либо текстом в тетрадях.
Шаг 2. При готовности описательной части проекта приступить к созданию действующей модели.

Шаг 2. При готовности описательной части проекта создам действующую модели. Если есть вопросы и проблемы - направляем учеников на поиск самостоятельного решения проблем, выработку коллективных и индивидуальных решений.
Шаг 3. Уточняем параметры проекта. Дополняем его схемами, условными чертежами, добавляем описательную часть. Обновляем параметры объектов.
Шаг 4. При готовности модели начинаем программирование запланированных ранее функций.

Цель: Научиться презентовать (представлять) свою деятельность.
Продолжаем сборку и программирование моделей.
Шаг 5. Оформляем проект: Окончательно определяемся с названием проекта, разрабатываем презентацию для защиты проекта. Печатаем необходимое название, ФИО авторов, дополнительный материал.
Шаг 6. Определяемся с речью для защиты проекта. Записываем, сохраняем, репетируем.

Цель: Научиться публично представлять свои изобретения.
Место: лаборатория робототехники.
ЗАЩИТА проектов

Сборка робота

умение передавать
содержание в сжатом,
выборочном или
развёрнутом виде;
умение проследить
связь между начальным
замыслом и
результатом; умение
строить действия в
соответствии с целью;
умение выполнять
действия по
задуманному плану

ответственное
отношение к учению,
готовность и
способность к
саморазвитию и
самообразованию на
основе мотивации к
обучению и познанию



Разработка проектов по группам.

1

СР

Сборка робота



Разработка проектов по группам.

1

СР

Сборка робота



Разработка проектов по группам.

1

СР

Сборка робота



Сбор готовой модели на выбор.

1

СР

Сбор и исследование одной из моделей роботов на выбор:

· Гоночная машина - автобот - автомобиль с возможностью удалённого управления и запрограммирования его для движения по цветным линиям на полу!

· Бот с ультразвуковым датчиком - 4-х колёсный робот с интеллектуальной программой, принимающей решение куда ехать при наличии препятствия.

· Бот с датчиком касания - 4-х колёсный робот с программой, использующей датчик касания в качестве инструмента для определения препятствий.

· Бот с датчиком для следования по линии - робот, программа которого настроена на его движение по чёрной линии.

· Бот стрелок - простейший робот, стреляющий в разные стороны шариками.
Цель: Закрепить навыки конструирования по готовым инструкциям. Изучить программы.
Ученикам необходимо собрать модели по инструкции. Загрузить имеющуюся программу. Изучить работу программы, особенности движения, работы с датчиком и т.д. модели робота. Сделать соответствующие выводы.

Сборка робота

Осуществление плана решения, контролировать свою деятельность: обнаруживать и исправлять ошибки, умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности



Конструируем 4-х колёсного или гусеничного робота

1

СР

Цель: собрать по инструкции робота, изучить его возможности и программу.
Необходимо выбрать одного из 9 имеющиеся конструкции МУЛЬТИБОТА по этой ссылке.
Собираем робота по инструкции, загружаем программу, изучаем его поведение: запкскаем, наблюдаем, тестируем. Меняем программу, добиваемся изменения принципа работы робота. Меняем его конструкцию.

Сборка робота

Применять изученные способы учебной работы, действовать в соответствии с заданными правилами.

Формирование ценностных ориентиров и смыслов учебной деятельности на основе развития познавательных интересов



Конструируем колёсного или гусеничного робота.

1

СР

Цель: придумать и собрать робота. Самостоятельно запрограммировать робота.
Придумываем конструкцию, которую мы бы хотели собрать. Назовём конструкцию роботом. Пусть робот перемещается на 4-х колёсах или гусеницах. Пусть он может короткое время (минимум 1 минуту) передвигаться самостоятельно.
Начинаем сборку модели. Обсуждаем подробности конструкции и параметры программы.

Сборка робота

умение сравнивать
объекты по
существенным
признакам; умение устанавливать

причинно-

следственные связи;

умение строить

действия в

соответствии с

целью; умение

выполнять действия

по задуманному

плану;

умение исправить

ошибки с помощью

учителя и

самостоятельно;

умение оказывать

помощь и

поддержку


готовность к

самостоятельным

действиям,

ответственность за

результаты



Конструируем колёсного или гусеничного робота.

1

СР

Сборка робота



Контрольное тестирование

1

КР

Тест должен содержать простые и чётко сформулированные вопросы о конструкторе, о лего, о законах физики, математики и т.д. Рекомендуемое количество вопросов 20 штук. Ученики отвечают на простые вопросы, проверяют свой уровень знаний. В тест рекомендуется включить несколько вопросов на смекалку из цикла: "А что если...". В результате тестирования мы должны понять научился ли чему-нибудь ученик. Проводим анализ полученных результатов. Сравниваем их с теми, что были получены в начале обучения по предмету "робототехника". Проводим "отсев" двоечников, выбираем учеников, способных изучать робототехнику на повышенном уровне. Формируем из них группу для обучения на второй год.

Тест

Контролировать свою деятельность: обнаруживать и исправлять ошибки

развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности



Собираем робота-богомола

1

ПР

Собираем и программируем робота-богомола МАНТИ.
Инструкция Инструкция по сборке робота 'МАНТИ: безобидный богомол'

Сборка робота

умение сравнивать
объекты по
существенным
признакам; умение
устанавливать

причинно-

следственные связи;

умение строить

действия в

соответствии с

целью; умение

выполнять действия

по задуманному

плану;

умение исправить

ошибки с помощью

учителя и

самостоятельно;

умение оказывать

помощь и

поддержку


готовность к

самостоятельным

действиям,

ответственность за

результаты



Собираем робота-богомола

1

ПР

Сборка робота



Собираем робота высокой сложности

1

СР

Собираем робота АЛЬФАРЕКСА (ALFAREX)
Инструкция Инструкция по сборке робота 'АЛЬФАРЕКС' для конструктора 8547.

Сборка робота



Собираем робота высокой сложности

1

СР

Сборка робота



Программирование робота высоко сложности

1

СР

Программируем робота АЛЬФАРЕКСА, готовимся к показательным выступлениям.

Программирование



Показательное выступление

1

КУ

Показательный урок: демонстрируем робота, запускаем программу, показываем возможности движения, соревнуемся на скорость перемещения. Команда-победитель получает призы.

Соревнование

Сопоставлять полученный (промежуточный, итоговый) результат с заданным условием Умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения

Формирование ценностных ориентиров и смыслов учебной деятельности на основе развития познавательных интересов



Свободное моделирование.

1

ПР

Собираем любую по желанию модель.

Сборка робота

Осуществление плана решения, контролировать свою деятельность: обнаруживать и исправлять ошибки, умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности



Свободное моделирование.

1

ПР

Сборка робота



Свободное моделирование.

1

ПР

Сборка робота





УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

набор для изучения робототехники LEGO Mindstorms;

- персональный компьютер ;

- лазерный принтер ;

- мультимедиа проектор .

Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). — М.; «ЛИНКА — ПРЕСС», 2001.

Волина В. «Загадки от А до Я» Книга для учителей и родителей. — М.; «ОЛМА _ ПРЕСС», 1999.

Научно-популярное издания для детей Серия «Я открываю мир» Л.Я Гальперштейн. — М.;ООО «Росмэн-Издат», 2001.

Научно-популярное издания для детей « Мы едем, едем, едем!» Л.Я Гальперштейн. — М.; «Детская литература», 1985.

Атлас «Человек и вселенная» Под ред. А А Гурштейна. — М.; Комитет по геодезии и картографии РФ, 1992.

Н. Ермильченко «История Москвы» -для среднего школьного возраста — М.; Изд. «Белый город»,2002.

Серия «Иллюстрированная мировая история. Ранние цивилизации» Дж. Чизхолм, Эн Миллард — М.; ООО «Росмэн-Издат», 1994.

Детская энциклопедия «Земля и вселенная», «Страны и народы» — М.; Изд. «NOTA BENE», 1994.

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

  2. Наборы образовательных Лего-конструкторов.


СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ

Книги

Основы моделирования

  1. Глинский Б. А. Моделирование как метод научного исследования. — М.: 1965. Технология

  2. Техническое творчество. Программы для внешкольных учреждений и общеобразовательных школ. — М.: Просвещение, 1978.

  3. Программа образовательной области «Технология». — М.: ВННК «Технология», 1996

Механика

  1. Артоболевский И. И. Механизмы в современной технике. — М.: Наука, 1970.

  2. Ханзен Р. Основы общей методики конструирования. — М.: Знание, 1968. Электроника

  3. Бессонов В. Кружок радиоэлектроники. — М.: Просвещение, 1993-

  4. Борисов В. Кружок радиотехнического конструирования. — М.: Радио и связь, 1989.

  5. Варламов Р. Мастерская радиолюбителя. — М.: Радио и связь, 1983.

  6. Иванов Б. Энциклопедия начинающего радиолюбителя, — М., 1992.

  7. Программы для внешкольных учреждений. Технические кружки по электронике, микропроцессорной технике. — М.: Просвещение, 1987.

  8. Фролов В. Язык радиосхем. — М.: Радио и связь, 1989.

  9. Эндерлайн Р. Микроэлектроника для всех. — М: Мир, 1989. Робототехника

Начинающим

  1. Вильяме Д. Программируемый робот, управляемый с КПК /Д. Вильяме; пер. с англ. А. Ю. Карцева. — М.: НТ Пресс, 2006. — 224 с; ил. (Робот — своими руками).

  2. Комский Д. Кружок технической кибернетики. — М.: Просвещение, 1991.

  3. Мацкевич. Занимательная анатомия роботов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь», 1988. — 128 с; ил. — (Межизд. серия «Научно-популярная библиотека школьника»).

  4. Хейзерман Д. Как самому сделать робота: Пер. с англ. В. С. Гурфинкеля. — М.: Мир, 1979.

Для углубленного изучения

  1. Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства / Пер. с англ. М. Ю. Евстегнеева и др. —- М.: Машиностроение, 1989. — 448 с: ил.

  2. Василенко Н. В., Никитин К. Д., Пономарев В. П., Смолин А. Ю. Основы робототехники. — Томск: МГП «РАСКО», 1993.

  3. Градецкий В. Г., Рачков М. Ю. Роботы вертикального перемещения, М.: Тип. Мин. Образования РФ, 1997. — 223 с.

  4. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн. / Под ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. Кн. 3: Основы конструирования / Е. И. Воробьев,

А. В. Бабич, К. П. Жуков и др. — М.: Высш. шк., 1989. — 383 с: ил.

  1. Конструирование роботов: Пер. с франц. / Андре П., Кофман Ж.-М., Лот Ф., Тайар Ж.-П. — М.: Мир, 1986. — 360 с, ил.

  2. Ямпольский Л. С. Промышленная робототехника. - Киев: Техника, 1984.

  3. Янг Дж. Ф. Робототехника: Пер. с англ. / Ред. М. Б. Игнатьев. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. — 300 с, ил.

Популярное программирование Общие вопросы

  1. Паронджанов В. Д. Как улучшить работу ума: Алгоритмы без программистов — это очень просто! — М.: Дело, 2001. — 360 с, ил.

  2. Очков В. Ф., Пухначев Ю. В. 128 советов начинающему программисту/ В. Ф. Очков, Ю. В. Пухначев, 256,[1] с. ил., 2-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1992.

Бейсик для начинающих

  1. Вонг У. Основы программирования для «чайников» (+CD-ROM). — Киев: Диалектика, 2007. — 336 с/

  2. Давидов П. Д., Марченко А. Л. Бейсик для начинающих. - М.: Наука, 1994 г.

  3. Очков В. Ф., Рахаев М. А. Этюды на языках QBasic, QuickBasic и Basic Compiler — М.: Финансы и статика, 1995. — 386 с.

  4. Сафронов И. К. Бейсик в задачах и примерах. — СПб: БХВ-Петербург, 2006. -320 с.

Журналы:

Юным техникам

Юный техник

Популярно-технические

Популярная механика Техника-молодежи

Моделистам Моделист-конструктор

Радиолюбителям Радио Радиолюбитель

Веб-ресурсы:

Популярная наука и техника

  1. http://www.membrana.ru. Люди. Идеи. Технологии.

  2. http://www.3dnews.ru. Ежедневник цифровых технологий. О роботах на русском языке

  3. http://www.all-robots.ru Роботы и робототехника.

  4. http://www.ironfelix.ru Железный Феликс. Домашнее роботостроение.

  5. http://www.roboclub.ru РобоКлуб. Практическая робототехника.

  6. http://www.robot.ru Портал Robot.Ru Робототехника и Образование.

  7. http://www.rusandroid.ru. Серийные андроидные роботы в России.




ПЛАНИРУЕМЫЕ результаты освоения курса

Результаты освоения курса «Робототехника» относятся к первому и второму уровню результатов – приобретению школьниками социальных знаний, получения опыта решения простейших инженерных и технических задач, а также первичные навыки выполнения проектных работ.

Развить познавательные умения и навыки учащихся;

Уметь ориентироваться в информационном пространстве;

Уметь самостоятельно конструировать свои знания;

Уметь критически мыслить.

Участие в лего- конкурсах

В результате освоения курса учащиеся научатся:

  • соблюдать 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;

Могут научится:

  • 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.

Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Автор
Дата добавления 08.11.2016
Раздел Технология
Подраздел Рабочие программы
Просмотров71
Номер материала ДБ-331135
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх