Поэтому курсы робототехники и
компьютерного программирования
необходимо вводить в образовательные учреждения.
Технологии образовательной робототехники способствуют
эффективному овладению обучающимися универсальными учебными действиями, так как
объединяют разные способы деятельности при решении конкретной задачи.
Использование конструкторов значительно повышает мотивацию к изучению отдельных
образовательных предметов на ступени основного общего образования, способствует
развитию коллективного мышления и самоконтроля.
Содержание и структура курса «Робототехника» направлены
на формирование устойчивых представлений о робототехнических устройствах как
едином изделии определенного функционального назначения и с определенными
техническими характеристиками.
Цели и задачи курса «Робототехника»
Цель: развитие интереса к
естественнонаучным дисциплинам, научно- техническому творчеству в области
робототехники на основе приобретения профильных знаний, умений и навыков.
Задачи:
•
освоить конструирование
роботоустройств на базе микропроцессора EV3;
•освоить среду программирования Lego
Mindstorms Education EV3;
•получить навык программирования посредством управления
роботом в зависимости от поставленных условий;
•развивать творческие способности и
логическое мышление обучающихся;
•развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять с
полученным результатом;
•развивать образное, техническое мышление и
умение выразить свой замысел;
•развивать умение применять знания из различных областей знаний;
•развивать умения излагать мысли в четкой логической
последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и
самостоятельно находить ответы на вопросы путем
логических рассуждений;
•
получить навыки проведения
физического эксперимента.
Место курса «Робототехника » в учебном плане
Данная программа предназначена для обучающихся
8-11 классов в возрасте 12-16 лет, которые впервые будут знакомиться с LEGO –
технологиями. Занятия проводятся в кабинете информатики 2 раза в неделю по 2
академических часа. Таким образом программа рассчитана на 140 часов. Сроки
реализации данной программы – 1 год.
особенности программы: реализация
программы осуществляется с использованием методических пособий, специально
разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического
конструирования на основе своих конструкторов. Настоящая программа внеурочной
деятельности предлагает использование образовательных конструкторов Lego
Mindstorms EV3 как инструмента для обучения школьников конструированию,
моделированию и компьютерному управлению. 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. При построении модели затрагивается
множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии.
Программа внеурочной деятельности предполагает
использование компьютеров 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. Методические особенности
реализации программы предполагают сочетание возможности развития индивидуальных
творческих способностей и формирование умений взаимодействовать в коллективе,
работать в группе.
Учебно-тематический
план.
|
№
|
Раздел
|
Теория
|
Практика
|
Всего
|
|
1.
|
Введение
|
5
|
5
|
10
|
|
2.
|
Основы конструирования Lego
Mindstorms
|
10
|
10
|
20
|
|
3.
|
Программирование в среде Lego
Mindstorms
Education EV3
|
10
|
20
|
30
|
|
4.
|
Игры
роботов.
|
5
|
25
|
30
|
|
5.
|
Решение
инженерных задач
|
5
|
15
|
20
|
|
6.
|
Творческие
проекты
|
5
|
25
|
30
|
|
|
Итого:
|
40
|
100
|
140
|
Содержание программы.
1.
Введение
Инструктаж по ТБ. Информатика - кибернетика –
робототехника. Lego Mindstorms EV3. Элементы и датчики. Блок управления Lego
Mindstorms EV3. Основы конструирования.
2.
Принципы робототехники
Lego Mindstorms.
Базовые конструкции. Базовые регуляторы. Основы управления
роботом. Возможности применения датчиков.
3.
Программирование в среде
Lego Mindstorms Education EV3.
Основные алгоритмические конструкции. Их реализация в
среде Lego Mindstorms Education EV3. Показания датчиков как условие ветвления и
цикла. Элементы теории автоматического управления.
4.
Игры роботов.
Различные виды состязаний роботов. Поля для состязаний.
Траектория. Суммо. Кегельринг. Лабиринт. Слалом. WRO – всемирная олимпиада
роботов.
5.
Решение инженерных задач.
Зубчатая и ременная передачи. Передаточное отношение.
Повышаюшая и понижающая передача. Редуктор. Колесные, шагающие и гусеничные
механизмы. Мехатроника. Роботы-манипуляторы. Роботы-андроиды.
6.
Творческие проекты
Автомобиль. Гусеничная техника. Шагающий робот.
Инженерные механизмы. Роботы – помощники человека. Роботы-андроиды.
Роботизированные комплексы.
Ожидаемые результаты освоения программы.
Общеучебные
умения, навыки и способы деятельности
Программа предусматривает формирование у учащихся
общеучебных умений и навыков, универсальных способов деятельности и ключевых
компетенции. В этом направлении приоритетами для учебного предмета
«Робототехника» являются:
определение адекватных способов решения учебной задачи
на основе заданных алгоритмов;
комбинирование известных алгоритмов
деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартное применение одного из
них;
использование для решения познавательных и
коммуникативных задач различных источников информации, включая энциклопедии,
словари, Интернет-ресурсы и базы данных;
владение умениями совместной деятельности (согласование
и координация деятельности с другими ее участниками; объективное оценивание
своего вклада в решение общих задач коллектива; учет особенностей различного
ролевого поведения).
Личностные результаты
К личностным результатам освоения
курса можно отнести:
·
критическое отношение к
информации и избирательность её восприятия;
·
осмысление мотивов своих
действий при выполнении заданий;
·
развитие любознательности,
сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и
эвристического характера;
·
развитие внимательности,
настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств
весьма важных в практической деятельности любого человека;
·
развитие самостоятельности суждений, независимости и
нестандартности мышления;
·
воспитание чувства
справедливости, ответственности;
·
начало профессионального самоопределения, ознакомление с
миром профессий, связанных с робототехникой.
Основными метапредметными результатами, формируемыми при изучении
курса «Введение робототехнику», являются:
Регулятивные УУД:
·
понимать, принимать и
сохранять учебную задачу;
·
планировать и действовать
по плану;
·
контролировать процесс и
результаты деятельности, вносить коррективы;
·
адекватно оценивать свои достижения;
·
осознавать трудности,
стремиться их преодолевать, пользоваться различными видами помощи,
·
осознавать социальную
значимость своей будущей профессии, обладать мотивацией к осуществлению
профессиональной деятельности
Познавательные УУД:
·
осознавать познавательную задачу;
·
читать, слушать, извлекать информацию, критически ее
оценивать;
·
понимать информацию в разных формах (схемы, модели,
рисунки), переводить ее в словесную форму;
·
проводить анализ, синтез,
аналогию, сравнение, классификацию, обобщение;
·
устанавливать причинно-следственные связи, подводить под
понятие, доказывать и т.д.
·
использовать
систематизированные теоретические и практические знания гуманитарных,
социальных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач
·
использовать
математический аппарат, методологию программирования и современные компьютерные
технологии для решения практических задач получения, хранения, обработки и
передачи информации
·
владеть современными
формализованными математическими, информационно-логическими и
логико-семантическими моделями и методами представления, сбора и обработки информации;
·
реализовывать аналитические и технологические решения в
области программного обеспечения и компьютерной обработки информации
Коммуникативные УУД:
·
аргументировать свою точку зрения;
·
признавать возможность
существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
·
уметь с достаточной
полнотой и точностью выражать свои мысли;
·
владеть монологической и
диалогической формами речи;
·
быть готовым к общению и
сотрудничеству со сверстниками и взрослыми в процессе образовательной,
общественно-полезной, учебной и исследовательской, творческой деятельности
·
владеть основными
методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации,
имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией
Предметные результаты У обучающихся будут сформированы:
•правила безопасной работы;
•основные понятия робототехники;
•основы алгоритмизации;
•знания среды программирования Lego
Mindstorms Education EV3;
•навыки работы со схемами.
Обучающиеся
получат возможность научиться:
•собирать модели роботов;
•составлять алгоритмические
блок-схемы для решения задач;
•использовать датчики и двигатели в
простых задачах;
•программировать в среде Lego Mindstorms Education EV3;
•использовать датчики и двигатели в сложных задачах,
предусматривающих многовариантность решения.
Педагогические
технологии
- обучение в сотрудничестве;
-
индивидуализация и
дифференциация обучения;
- проектные методы обучения;
- технологии использования в обучении игровых методов;
-
информационно-коммуникационные технологии.
Основные виды деятельности:
- знакомство с интернет-ресурсами, связанными с робототехникой;
-
проектная деятельность;
-
работа в парах;
- работа в группах;
- соревнование,
-
выставка.
Формы работы, используемые на занятиях:
- беседа;
-
творческое моделирование;
-
проект.
Формы подведения итогов работы
- текущий контроль уровня усвоения материала
осуществляется по результатам выполнения обучающихся практических заданий;
-
итоговый контроль реализуется в форме соревнований по
робототехнике.
Оборудование для реализации программы.
В качестве платформы для создания роботов используется
конструктор Lego Mindstorms EV3. Занятия проводятся в специально оборудованном
кабинете. Для создания программы, по которой будет действовать модель,
используется специальный язык программирования Lego Mindstorms Education EV3.
Конструктор Lego Mindstorms позволяет обучающимся в
форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в
дальнейшей жизни навыки. Lego-робот поможет в рамках изучения данной темы
понять основы робототехники, наглядно реализовать сложные алгоритмы,
рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов и
процессов управления. Робот рассматривается в рамках концепции исполнителя,
которая используется в курсе информатики при изучении программирования. Однако
в отличие от множества традиционных учебных исполнителей, которые помогают
обучающимся разобраться в довольно сложной теме, Lego-роботы действуют в
реальном мире, что не только увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала,
но вносит в него исследовательский компонент.
Занятия по программе формируют специальные технические
умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на
результат.
Литература
i.
Робототехника для детей и родителей.
С.А.Филиппов. СПб: Наука, 2013.
ii. The Lego Mindstorms EV3 Discovery Book. Laurens Valk,
San Francisco: No Starch Press, 2014.
iii. The Lego Mindstorms EV3 Laboratory.
Build, Program, and Experiment with Five Wicked Cool Robots! Daniele Benedettelli, San
Francisco: No Starch Press,2013.
iv. The Art of Lego Mindstorms EV3
Programming. Terry Griffin, San Francisco: No Starch Press, 2014.
v. The Unofficial Lego Technic Builder’s
Guide. Pawel “SARIEL” Kmec. San Francisco: No Starch Press, 2012.
vi. The Lego Mindstorms EV3 Idea Book.
181 Simple Mashines and Clever Contraptions, Yoshihito Isogawa, San Francisco:
No Starch Press, 2013.
vii. LEGO Technic Tora no Maki, Yoshihito
Yoshihito, Version 1.00 Isogawa Studio, Inc.,
2007,
viii. Engineering with LEGO Bricks and
ROBOLAB. Third edition. Eric Wang. College House Enterprises, LLC, 2007.
ix. The Unofficial LEGO MINDSTORMS NXT
Inventor's Guide. David J. Perdue. San Francisco: No Starch Press, 2007.
1.
http://education.lego.com/ru-ru/
2.
http://www.lego.com/ru-ru/mindstorms 12.http://фгос-игра.рф/
3.
http://www.isogawastudio.co.jp/legostudio/ http://www.robotclub.ru/
4.
http://wroboto.ru/ 16.http://www.legoengineering.com/
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.