МУНИЦИПАЛЬНОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «Жарханская
средняя общеобразовательная школа»
ПРОГРАММА
КУРСА
«Робототехника»
(Для
обучающихся 1 – 4 классов)
Разработчик
программы:
Трофимова А.А,
учитель начальных классов МБОУ «Жарханская СОШ»
Пояснительная записка.
Программа «Образовательная
робототехника» разработана с учётом требования Федерального государственного
образовательного стандарта начального общего образования и планируемых
результатов начального общего образования. Данная программа представляет собой
вариант программы организации внеурочной деятельности обучающихся начальной школы.
Курс рассчитан на 4 года занятий,
объем занятий – 1 класс 33 ч.; 2 – 4 классы по 34 ч. Программа предполагает
проведение регулярных еженедельных внеурочных занятий с обучающимися 1 – 4
классов (в расчете 1 ч. в неделю).
Предусмотренные программой занятия
проводятся в группах по 14 человек, состоящих из учащихся нескольких классов
одной параллели.
Актуальность программы:
ñ
необходимость вести пропедевтическую
работу в младшей школе в естественнонаучном направлении для создания базы,
позволяющей совершить плавный переход к дисциплинам среднего звена (физике,
биологии, технологии, информатике, геометрии);
ñ
востребованность развития широкого кругозора
младшего школьника и формирования основ инженерного мышления;
ñ
отсутствие предмета в школьных программах
начального образования, обеспечивающего формирование у обучающихся
конструкторских навыков и опыта программирования.
Программа отвечает требованиям
направления региональной политики в сфере образования - развитие
научно-технического творчества детей младшего школьного возраста.
Общеобразовательная робототехника –
это инновационно - образовательный проект развития образования, направленный на
внедрение современных научно-практических технологий в учебный процесс. В
основе работы заложен принцип «от идеи к воплощению»: современные технологии,
соединенные проектной и практико-ориентированной деятельностью с нацеленностью
на результат.
Робототехника - это
прикладная наука, занимающаяся разработкой и эксплуатацией интеллектуальных
автоматизированных технических систем для реализации их в различных сферах
человеческой деятельности. Современные робототехнические системы включают в
себя микропроцессорные системы управления, системы движения, оснащены развитым
сенсорным обеспечением и средствами адаптации к изменяющимся условиям внешней
среды. При изучении таких систем широко используется конструкторы
класса ПервоРобот, которые объединены в две творческие среды – конструкторы
Лего с микрокомпьютерами RCX
или NXT
(Lego WeDo)
и компьютерные среды Lego Mindstorms Education NXT
2.0.
Микрокомпьютеры RCX
и NXT
- программируемые кубики Лего, позволяющие хранить и выполнять программы,
созданные на компьютере с помощью простых, но мощных графических средах
программирования. Объединение конструирования и программирования даёт
возможность интегрирования предметных наук с развитием инженерного мышления
через техническое творчество. Инженерное творчество и лабораторные исследования
– многократная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной
жизни каждого ребёнка, что является мощным инструментом синтеза знаний.
Комплект
LEGO Mindstorms — конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков)
для создания программируемого робота. Программа предусматривает использование
базовых датчиков и двигателей комплекта LEGO Mindstorms, а также изучение основ
автономного программирования и программирования в среде NXT-G.
Новизна программы
заключается в инженерной направленности обучения, которое базируется на новых
информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и
взаимодействию с миром научно-технического творчества. Авторское воплощение
замысла в автоматизированные модели и проекты особенно важно для младших
школьников, у которых наиболее выражена исследовательская компетенция.
Цель
программы: формирование интереса к техническим видам
творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники.
Программа предоставляет педагогам средства для достижения целого
комплекса образовательных целей:
ñ Развить словарный запас и навыки
общения ребёнка при объяснении работы модели.
ñ Научить установлению
причинно-следственных связей.
ñ Научить анализировать результаты и
искать новые оптимальные решения.
ñ Научить коллективной выработке идей,
упорству при реализации некоторых из них.
ñ Научить экспериментальному
исследованию, оценке (измерению) влияния отдельных факторов.
ñ Развить логическое мышление.
ñ Научить писать и воспроизводить
сценарии с использованием модели для наглядности.
ñ Показать систему межпредметного
взаимодействия и межпредметных связей информатики, технологии, математики.
ñ Выработать у учащихся навыки
самостоятельной исследовательской деятельности.
Задачи
программы
Обучающие:
ñ ознакомление с комплектами конструкторов
Lego WeDo, LEGO Mindstorms NXT 2.0;
ñ ознакомление с основами автономного
программирования;
ñ ознакомление со средой
программирования LEGO Mindstorms NXT-G;
ñ получение навыков работы с датчиками
и двигателями;
ñ получение навыков программирования;
ñ развитие навыков решения базовых
задач робототехники.
Развивающие:
ñ развитие конструкторских навыков;
ñ развитие логического мышления;
ñ развитие пространственного
воображения.
Воспитательные:
ñ воспитание у детей интереса к
техническим видам творчества;
ñ развитие коммуникативной компетенции:
навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в
беседе, обсуждении;
ñ развитие социально-трудовой
компетенции: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения доводить
начатое дело до конца;
ñ формирование и развитие
информационной компетенции: навыков работы с различными источниками
информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для
решения учебных задач информацию.
В процессе
обучения используются разнообразные методы обучения.
Традиционные:
ñ объяснительно-иллюстративный метод
(лекция, рассказ, работа с литературой и т.п.);
ñ репродуктивный метод;
ñ метод проблемного изложения;
ñ частично-поисковый (или
эвристический) метод;
ñ исследовательский метод.
Современные:
ñ метод проектов:
ñ метод обучения в сотрудничестве;
ñ метод взаимообучения.
Структура
программы
Учащимся в возрасте от 7 до 10 лет
предлагается двухуровневый образовательный комплекс с взаимосвязью учебных и
досуговых занятий как групповых, так и индивидуальных.
Уровень первый «базовый»
(1 – 2 классы) – познавательный, курс изучения простых машин, редукторов, основ
робототехники, простое программирование, конструировании и создании роботов на
основе конструктора Lego WeDo.
Уровень второй
(3 – 4 классы) – уровень углубленного изучения основ робототехники и освоения
робототехники, применения законов механики и составления программ при
конструировании и создании роботов на основе LEGO Mindstorms NXT 2.0.; усвоение
знаний, умений, навыков на уровне практического и творческого применения.
Содержание
программы (разделы).
Первый уровень.
1.
Введение
в Lego WeDo.
Правила организации рабочего места.
Правила безопасной работы. Знакомство с Лего. История лего. Название деталей
конструктора, варианты соединений деталей друг с другом. Практическое задание -
сборка модели по замыслу. Исследование и анализ полученных результатов.
2.
Устройство
компьютера.
Начальные
сведения о компьютере. Внутренние и внешние устройства. Принципы работы
компьютера. История развития компьютеров. Составные части ПК. Принципы работы
ПК. Выполнение правил работы при включении и выключении компьютера, запуск
программы.
3.
Конструирование и программирование.
Перечень
терминов. Звуки. Экран. Сочетание клавиш. Программное
обеспечение LEGO Education WeDo
4.
Исследование механизмов.
Основные
приемы сборки и программирования. Справочный материал при работе с Комплектом заданий.
Основы построения механизмов и программирования.
5.
Волшебные модели.
Практические
занятия. Модель механического устройства для запуска волчка. Модель двух
механических птиц. В модели используется система ременных передач.
6.
Программы для исследований.
Исследование
возможности программного обеспечения LEGO Education WeDo.
7.
Забавные механизмы.
Конструирование
и программирование различных моделей. Создание проектов. Подготовка и
проведение выставки.
Второй
уровень.
1. Устройство
компьютера.
Внутренние и внешние устройства.
Внутренняя и внешняя память. Принципы работы ПК. Операционная система WINDOWS.
Функциональные клавиши. ПР: Работа в среде Windows, отработка функциональных клавиш в приложении WordPad.
2.
Введение в робототехнику.
История
робототехники. Примеры сконструированных роботов для выполнения поставленных
задач. Соревнования роботов в России и за рубежом.
3.
Робототехника. Основы конструирования.
Основные
устройства LEGO-робота. Содержимое конструктора Lego Mindstorms NXT.
Основной блок управления, сенсоры и датчики, моторы.
4.
Программирование в среде NXT.
Рабочая
среда LEGO NXT.
Интерфейс программы. Основные команды. Способы подключения робота к программе.
Базовые команды. Программирование роботов: включение/выключение и настройка
двигателей.
5.
Простые модели роботов.
Разбор
различных моделей роботов. Сборка моделей по чертежам. Отличительные
особенности роботов. Возможности роботов. Достоинства и недостатки различных
моделей
6.
Работы с использованием сенсоров.
Команды
ветвления. Сенсор цвета, ультразвуковой сенсор, датчик касания. Управление
роботом в зависимости от данных, полученных из внешнего мира.
7.
Роботы для участия в соревнованиях.
Конструирование
и программирование роботов для участия в соревнованиях «Движение по линии»,
«Кегельринг», «Лабиринт». Подготовка и проведение
соревнований.
Планируемые
личностные и метапредметные результаты
освоения
программы курса
1.
Коммуникативные
универсальные учебные действия:
ñ формировать умение слушать и понимать
других;
ñ формировать и отрабатывать умение
согласованно работать в группах и коллективе;
ñ формировать умение строить речевое
высказывание в соответствии с поставленными задачами.
2.
Познавательные
универсальные учебные действия:
ñ формировать умение извлекать
информацию из текста и иллюстрации;
ñ формировать умения на основе анализа
рисунка-схемы делать выводы.
3.
Регулятивные
универсальные учебные действия:
ñ формировать умение оценивать учебные
действия в соответствии с поставленной задачей;
ñ формировать умение составлять план
действия на уроке с помощью учителя;
ñ формировать умение мобильно
перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными.
4.
Личностные
универсальные учебные действия:
ñ формировать учебную мотивацию,
осознанность учения и личной ответственности;
ñ формировать эмоциональное отношение к
учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения.
Система
контроля
|
|
Форма
текущего контроля
|
Форма
итогового контроля
|
|
Основные и внутренние и внешние
устройства компьютера, принципы работы компьютера.
Клавиатура.
|
Устный опрос по внутренним и внешним
устройствам ПК, назначению клавиш в клавиатуре.
|
|
|
Операционная система WINDOWS.
|
Умение
работать в WINDOWS – с
окнами;
с
файлами и папками
|
|
|
Конструктор Lego WeDo
|
Устный опрос назначение основных деталей
в конструкторе Lego WeDo
|
|
|
Модели конструктора Lego WeDo
|
Устный опрос об устройстве моделей, их
возможностях и способах программирования роботов
|
Самостоятельная работа
|
|
Устройство механизмов
|
Письменный опрос
|
Таблица данных
|
|
Межпредметные связи
|
Таблица ЗУНов
|
Таблица ЗУНов
|
|
Конструктор LEGO
Mindstorms
NXT
|
Устный опрос назначение основных деталей
в конструкторе LEGO Mindstorms
NXT
|
|
|
Простые модели робота
|
Устный опрос об устройстве моделей, их
возможностях и способах программирования роботов
|
Самостоятельная работа
|
|
Роботы с использованием сенсоров
|
Устный опрос о назначении сенсоров, об
устройстве моделей роботов с использованием сенсоров, их возможностях и
способах программирования роботов
|
Самостоятельная работа
|
|
Роботы для участия в соревнованиях
|
Устный разбор моделей и программ
|
Проведение соревнования среди учащихся
группы
|
Ожидаемые
предметные результаты реализации программы
У обучающихся будут
сформированы:
ñ основные понятия робототехники;
ñ основы алгоритмизации;
ñ умения автономного программирования;
ñ знания среды LEGO Mindstorms NXT;
ñ основы программирования на NXT;
ñ умения подключать и задействовать
датчики и двигатели;
ñ навыки работы со схемами.
Обучающиеся получат
возможность научиться:
ñ собирать базовые модели роботов;
ñ составлять алгоритмические блок-схемы
для решения задач;
ñ использовать датчики и двигатели в
простых задачах;
ñ программировать на NXT;
ñ использовать датчики и двигатели в
сложных задачах, предусматривающих многовариантность решения;
ñ проходить все этапы проектной
деятельности, создавать творческие работы.
Условия
для реализации программы
Для
реализации программы необходимы следующие материально-технические ресурсы:
ñ наборы
конструктора Lego WeDo,
наборы конструктора LEGO Mindstorms NXT 2.0.;
ñ программное
обеспечение LEGO® Education WeDo;
Mindstorms NXT
2.0.;
ñ компьютерная и вычислительная техника;
ñ аккумуляторы для микропроцессорного блока робота, типа АА;
ñ блок питания для аккумуляторов;
ñ разноцветная
бумага, картон, фольга, ленточки, ножницы;
ñ комплект
измерительных инструментов: линейки или рулетки, секундомеры, а также бумагу
для таблицы данных
ñ специализированные
поля для соревнований, рекомендованные производителем (размер не менее 2м x
2м);
ñ методическое
обеспечение: авторские презентации, авторские обучающие пособия по
конструированию и программированию, обучающие видеоролики.
Занятия проводятся в просторном классе (со свободным
пространством 2х3 метра). Для каждого учащегося или группы должно быть
организовано рабочее место с компьютером и свободным местом для сборки моделей.
Необходимо выделить отдельный шкаф, большой контейнер или даже отдельное
помещение для хранения наборов. Незавершённые модели можно хранить в
контейнерах или на отдельных полках, также можно раскладывать модели по отдельным
небольшим коробочкам или лоткам.
Тематический план
|
№ п/п
|
Наименование тем:
|
Кол-во часов
|
Из них
|
|
теория
|
практика
|
|
1 год обучения
|
|
1
|
Введение в Lego
WeDo
|
4
|
3
|
1
|
|
2
|
Устройство компьютера
|
4
|
1
|
3
|
|
3
|
Конструирование и
программирование
|
4
|
2
|
2
|
|
4
|
Исследование
механизмов
|
17
|
7
|
10
|
|
5
|
Волшебные модели
|
4
|
2
|
2
|
|
|
Итого часов по программе
|
33
|
15
|
18
|
|
2 год обучения
|
|
1
|
Программы для
исследований
|
10
|
5
|
5
|
|
2
|
Забавные механизмы
|
20
|
10
|
10
|
|
3
|
Подготовка и
проведение выставки
|
4
|
1
|
3
|
|
|
Итого часов по программе
|
34
|
16
|
18
|
|
3 год обучения
|
|
1
|
Устройство компьютера
|
2
|
1
|
1
|
|
2
|
Введение в
робототехнику
|
3
|
2
|
1
|
|
3
|
Робототехника. Основы
конструирования
|
4
|
2
|
2
|
|
4
|
Программирование в
системе NXT
|
2
|
0
|
2
|
|
5
|
Простые модели
роботов
|
10
|
5
|
5
|
|
6
|
Роботы с
использованием сенсоров
|
13
|
6
|
7
|
|
|
Итого часов по программе
|
34
|
16
|
18
|
|
4 год обучения
|
|
1
|
Роботы с использование сенсоров
|
13
|
6
|
7
|
|
2
|
Роботы для участия в
соревнованиях
|
17
|
8
|
9
|
|
3
|
Подготовка и
проведение соревнований
|
4
|
1
|
3
|
|
|
Итого часов по программе
|
34
|
15
|
19
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.