Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Рабочие программы / Программа кружка :Робототехника: конструирование и программирование" (5 класс)

Программа кружка :Робототехника: конструирование и программирование" (5 класс)

  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

Муниципальноу бюджетное образовательное учреждение

«Подюжская средняя школа имени В.А. Абрамова»



Рекомендована Утверждена

методическим объединением приказом директора

учителей___________________ МБОУ «Подюжская СШ имени

В.А. Абрамова»

от «___»_______2016 г., протокол №____ от «___»_______2016 г. №_____







Рабочая программа кружка

«Робототехника: конструирование и программирование»






Класс: 5

Срок реализации программы: 1 год



Составитель программы: Тухватчина Наталья Михайловна

(Ф.И.О. учителя)






















п.Подюга

2016 г

Пояснительная записка

Данная программа по робототехнике научно-технической направленности, т.к. так как в наше время робототехники и компьютеризации, ребенка необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.

Актуальность кружковой работы заключается в том, что она направлена на формирование творческой личности, умеющей креативно, нестандартно мыслить. Технологические наборы LEGO MINDSTORMS EV3 ориентированы на изучение основных физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств. Данная программа предполагает решение инженерных и конструкторских задач, а также обучение объектно-ориентированному программированию и моделированию с использование конструкторов LEGO MINDSTORMS EV3 и программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. Использование конструкторов LEGO MINDSTORMS EV3 позволяют решать не только типовые задачи, но и нестандартные ситуации, исследовать датчики и поведение роботов, вести собственные наблюдения. Кроме того, работа в команде способствует формированию умения взаимодействовать с товарищами, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать свои идеи. При дальнейшем освоении LEGO EV3 становится возможным выполнение серьезных проектов, развитие самостоятельного технического творчества, участие в соревнованиях по робототехнике. Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности, и программы по робототехнике полностью удовлетворяют эти требования.


Цели и задачи кружка:

Цель: обучение воспитанников основам робототехники, программирования. Развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.

Задачи:

Обучающие:

- дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;

- научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;

- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;

- ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами

Воспитывающие:

- формировать творческий подход к решению поставленной задачи, а также представление о том, что большинство задач имеют несколько решений;

- воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности.

Развивающие:

- развивать творческую инициативу и самостоятельность;

- способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям

- развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.

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


Материально-техническое обеспечение:

Наборы Лего-конструкторов:

Базовый Lego Mindstorms EV3– 8 шт.

Набор ресурсный средний – 1 шт.

Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3 EDU

Руководство пользователя Lego Mindstorms EV3

Зарядные устройства – 2 шт.

Набор полей для соревнований – 1 шт.

Средства реализации ИКТ материалов на уроке (компьютер, интерактивная доска,

проектор или телевизор)


Программа рассчитана для учащихся 5 классов МБОУ «Подюжская СШ им. В.А.

Абрамова». Занятия проводятся 1 час в неделю, итого в год 34 часа.


Прогнозируемый результат

В результате изучения курса учащиеся должны

Знать/понимать:

  • роль и место робототехники в жизни современного общества;

  • основные сведение из истории развития робототехники в России и мире;

  • основных понятия робототехники, основные технические термины, связанные с процессами конструирования и программирования роботов;

  • правила безопасной работы;

  • основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

  • общее устройство и принципы действия роботов;

  • основные характеристики основных классов роботов;

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

  • общую методику расчета основных кинематических схем;

  • порядок отыскания неисправностей в различных роботизированных системах;

  • основные принципы компьютерного управления, назначение и принципы работы цветового, ультразвукового датчика, датчика касания, различных исполнительных устройств;

Уметь:

  • собирать простейшие модели с использованием EV3;

  • самостоятельно проектировать и собирать из готовых деталей манипуляторы и роботов различного назначения;

  • использовать для программирования микрокомпьютер EV3 (программировать на дисплее EV3)

  • пользоваться компьютером, программными продуктами, необходимыми для обучения программе;

  • подбирать необходимые датчики и исполнительные устройства, собирать простейшие устройства с одним или несколькими датчиками, собирать и отлаживать конструкции базовых роботов;

  • правильно выбирать вид передачи механического воздействия для различных технических ситуаций, собирать действующие модели роботов, а также их основные узлы и системы;

  • создавать программы на компьютере для различных роботов;

  • корректировать программы при необходимости;

  • прогнозировать результаты работы;

  • планировать ход выполнения задания;

  • рационально выполнять задание;

  • руководить работой группы или коллектива;



Основное содержание


  1. Введение в робототехнику (3 ч).

Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа. Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника. Конструкторы и «самодельные» роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. Основные направления применения роботов. Искусственный интеллект. Описание курса, предстоящей работы. Понятие проектной деятельности.

Знакомство с конструктором, основными деталями и принципами крепления, рабочим местом и средой разработки программ, правила работы. Подготовка конструкторов к работе.


  1. Конструирование. Знакомство с роботами LEGO Mindstorm EV3 (16ч.)

Основные управляющие детали конструктора. Их название и назначение.

Модуль EV3. Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния, порты. Установка батарей, способы экономии энергии. Включение модуля EV3. Запись программы и запуск ее на выполнение. Сервомоторы и различные датчики EV3, их устройство и характеристики, освоение методов работы с ними. Сбор обучающего робота. Изучение способов движения (по прямой и кривой траектории) с использованием различных датчиков. Захват и перемещение объектов. Первые соревнования роботов «Весёлые старты», «Кегельринг», «Змейка».

  1. Программирование (6ч.)

На основе программы LEGO Mindstorms Eduсation EV3 школьники знакомятся с блоками компьютерной программы: дисплей, движение, цикл, блок датчиков, блок переключателей. Под руководством педагога, а затем и самостоятельно пишут программы: «движение «вперёд-назад», «движение с ускорением», «робот-волчок», «восьмёрка», «змейка», «поворот на месте», «спираль», «парковка», «выход из лабиринта», «движение по линии». Рассматривается группа управляющих операторов и варианты их применения.


  1. Проектная деятельность (9 ч.)

Учащиеся проектируют своих роботов и программируют их. Готовят роботов к соревнованиям: «Кегельринг», «Движение по линии», «Сумо». Учащиеся реализуют собственный проект. В ходе их работы с одной стороны осуществляется коллективное обсуждение и критика их идей, а с другой напротив защита собственного мнения и принятых решений учениками. Для вдохновения на собственные идеи проходит анализ готовых проектов, их конструкций и программ. В конце темы каждый учащийся (либо группа учеников) выступает с защитой своего проекта, используя демонстрацию работы робота и средства компьютерных презентаций.














Учебно-тематический план кружка

Общее количество часов

Теория

Практика

1. Введение в робототехнику

3

2

1

2. Конструирование. Знакомство со стартовым набором LEGO MINDSTORMS EV3 и программным обеспечением. Сборка первого робота, исследование работы датчиков и возможностей главного модуля



16



2



14

3. Программирование роботов с использованием Базового набора 45544 и программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU

6




1




5

4.Проектная деятельность. Решение нестандартных задач, творческие проекты. Проектирование и программирование собственного робота.



9



1



8


34

6

28

Итого:

34 часа

































Календарно-тематическое планирование


Тема занятия

Планируемые результаты обучения

Кол-во часов

Дата проведения

Введение в робототехнику (3 часа)

1.

Роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. Основные направления применения роботов. Правила работы с конструктором LEGO.

Иметь общие представления о значении роботов в жизни человека. Знать правила работы с конструктором.



1



2.

Управление роботами. Методы общения с роботом. Состав конструктора LEGO MINDSTORMS EV3. Языки программирования. Среда программирования модуля, основные блоки.

Знать понятия алгоритма, исполнителя алгоритма, системы команд исполнителя. Иметь общие представления о среде программирования модуля, основных блоках.




1


3.

Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Правила обращения с роботами. Основные механические детали конструктора и их назначение. Подготовка конструктора к работе.

Знание составных частей универсального комплекта LEGO MINDSTORMS EV3 и их функций. Способность учащихся воспроизвести этапы сборки и ответить на вопросы.




1


  1. Конструирование. Знакомство с роботами LEGO Mindstorm EV3 (16 ч.)

4.


5.

Модуль EV3. Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния, порты. Установка батарей, способы экономии энергии. Включение модуля EV3. Запись программы и запуск ее на выполнение.

Знание назначения кнопок модуля EV3. Умение составить простейшую программу по шаблону, сохранять и запускать программу на выполнение.



2


6.

Сервомоторы EV3, сравнение моторов. Мощность и точность мотора. Механика механизмов и машин. Виды соединений и передач и их свойства.

Знание параметров мотора и их влияние на работу модели. Иметь представление о видах соединений и передач.



1


7.

8.

9.

10.

11.

Сборка модели первого робота по инструкции. Программирование движения вперед по прямой траектории. Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния.

Способность учащихся воспроизвести этапы сборки ответить на вопросы.



5


12.

Точные повороты

Уметь запрограммировать робота выполнять повороты на требуемый угол.


1


13.

Датчик касания. Устройство датчика. Практикум. Решение задач на движение с использованием датчика касания.

Уметь решать задачи на движение с использованием датчика касания.



1


14.

Датчик цвета, режимы работы датчика. Решение задач на движение с использованием датчика цвета.

Знание влияния предметов разного цвета на показания датчика освещенности


1


15.

Ультразвуковой датчик. Решение задач на движение с использованием датчика расстояния.

Знание особенностей работы датчика. Решение задач на движение с использованием датчика расстояния.


1


16.

Гироскопический датчик. Инфракрасный датчик, режим приближения, режим маяка.

Решение задач на движение с использованием гироскопического датчика


1


17.


18.

Подключение датчиков и моторов. Интерфейс модуля EV3. Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором.

Умение называть датчики, их функции и способы подключения к модулю; правильно работать с конструктором



2


19.

Игра «Веселые старты»

Соревнование на скорость. Передвижение роботов до заданной точки и возвращение обратно.


1


  1. Программирование (6 часов)

20.

21.

22.

23.

Среда программирования модуля. Создание программы. Удаление блоков. Выполнение программы. Сохранение и открытие программы.

Способность учащихся воспроизвести этапы программирования и ответить на вопросы.



4


24.

Решение задач на движение по кривой. Независимое управление моторами. Поворот на заданное число градусов. Расчет угла поворота.

Способность учащихся воспроизвести этапы программирования и выполнять расчет угла поворота.



1


25.

Использование нижнего датчика освещенности. Решение задач на движение с остановкой на черной линии.

Умение решать задачи на движение с остановкой на черной линии.


1


  1. Проектная деятельность (9 часов)

26.



Проект. Этапы создания проекта. Оформление проекта. Работа над проектами. Правила соревнований.

Подготовка конструктора к созданию собственной модели.

Изучение основ проектирования. Знакомство с понятием проект, целями, задачами, актуальностью проекта, основными этапами его создания. Научить учащихся оформлять проектную папку.





1


27.

28.

29.

Конструирование собственной модели робота

Разработка собственных моделей в группах


3



30.

31.

Программирование и испытание собственной модели робота.

Программирование модели в группах.

2


32.

Соревнование роботов на тестовом поле. Зачет времени и количества ошибок.

Умение составлять план действий для решения сложной задачи конструирования робота.


1


33.

Презентации и защита проектов «Мой уникальный робот»

Презентация моделей для учащихся школы и учителей.


1


34.

Заключительное занятие. Разборка роботов. Приведение конструкторов в порядок.



1












































Литература и интернет-ресурсы.


  1. http://www.legoeducation.info/nxt/resources/building-guides/

  2. http://www.legoengineering.com/

  3. http://www.prorobot.ru/lego/dvijenie_po_spiraly.php

  4. http://technic.lego.com/en-us/BuildingInstructions/9398%20Group.aspx

  5. http://www.nxtprograms.com/robot_arm/steps.html

  6. http://www.mos-cons.ru/mod/forum/discuss.php?d=472

  7. http://www.isogawastudio.co.jp/legostudio/modelgallery_a.html

  8. http://sd2cx1.webring.org/l/rd?ring=robotics;id=2;url=http%3A%2F%2Fwww%2Eandyworld%2Einfo%2Flegolab%2F

  9. http://www.int-edu.ru/object.php?m1=3&m2=284&id=1080

  10. http://pacpac.ru/auxpage_activity_booklets/

  11. http://9151394.ru/?fuseaction=proj.lego

  12. http://9151394.ru/index.php?fuseaction=konkurs.konkurs

  13.  http://www.lego.com/education/

  14. http://www.wroboto.org/

  15. http://www.roboclub.ru/

  16. http://lego.rkc-74.ru/

  17. http://legoclab.pbwiki.com/

  18. http://www.int-edu.ru/

  19. http://strf.ru/material.aspx?d_no=40548&CatalogId=221&print=1

  20. http://masters.donntu.edu.ua/2010/iem/bulavka/library/translate.htm

  21. http://www.nauka.vsei.ru/index.php?pag=04201008

  22. http://edugalaxy.intel.ru/index.php?automodule=blog&blogid=7&showentry=1948

  23. http://legomet.blogspot.com

  24. http://www.memoid.ru/node/Istoriya_detskogo_konstruktora_Lego

  25. http://legomindstorms.ru/2011/01/09/creation-history/#more-5

  26. http://www.school.edu.ru/int

  27. http://robosport.ru

  28. http://myrobot.ru/stepbystep/

29. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab):Справочное пособие, - М.: ИНТ, 1998, 150 стр.

30.Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. – М.: NT Press, 2007, 345 стр.;

31. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2011г.




Автор
Дата добавления 21.09.2016
Раздел Другое
Подраздел Рабочие программы
Просмотров62
Номер материала ДБ-205129
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

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