ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
Характерная черта нашей жизни – нарастание темпа изменений. Мы живем в
мире, который совсем не похож на тот, в котором мы родились. И темп изменений
продолжает нарастать.
Сегодняшним школьникам предстоит
• работать по
профессиям, которых пока нет,
• использовать
технологии, которые еще не созданы,
• решать задачи, о
которых мы можем лишь догадываться.
Школьное образование должно соответствовать целям опережающего
развития. Для этого в школе должно быть обеспечено:
• изучение не только
достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем,
• обучение,
ориентированное как на знаниевый, так и деятельностный аспекты содержания
образования.
Таким
требованиям отвечает робототехника. Сегодня все чаще
педагоги задаются вопросом, как подготовить человека к полноценной жизни и
труду, как сформировать гармоничную творческую личность. Работа с конструктором
Лего - это один из многочисленных путей к решению этой задачи. В непринужденной
обстановке дети могут общаться друг с другом, играя учатся выполнять серьезную
работу – создавать проекты. Изучение основ программирования и конструирования –
это и начальная профессиональная ориентация. Дети узнают на собственном опыте о
работе программиста и конструктора, дизайнера, художника и т.д. Ведь выбор темы
для проекта ничем неограничен.
Образовательные конструкторы LEGO представляют собой новую,
отвечающую требованиям современного ребенка "игрушку". Причем, в
процессе игры и обучения ученики собирают своими руками игрушки, представляющие
собой предметы, механизмы из окружающего их мира. Таким образом, ребята
знакомятся с техникой, открывают тайны механики, прививают соответствующие
навыки, учатся работать, иными словами, получают основу для будущих знаний,
развивают способность находить оптимальное решение, что несомненно пригодится
им в течении всей будущей жизни.
С каждым годом повышаются требования к современным инженерам,
техническим специалистам и к обычным пользователям, в части их умений
взаимодействовать с автоматизированными системами. Интенсивное внедрение
искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи
обладали современными знаниями в области управления роботами.
В школе не готовят инженеров, технологов и других специалистов, соответственно
робототехника это достаточно условная дисциплина, которая может базироваться на
использовании элементов техники или робототехники, но имеющая в своей основе
деятельность, развивающую общеучебные навыки и умения.
Использование Лего-конструкторов во дополнительном образовании повышает
мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из
всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук.
Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и
постройке различных механизмов. Одновременно занятия ЛЕГО как нельзя лучше
подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования, а именно для
первоначального знакомства с этим непростым разделом информатики вследствие
адаптированности для детей среды программирования.
Данная программа представляет уникальную возможность для
школьников освоить основы робототехники, создавая действующие модели
роботов.
Программа рассчитана на учащихся 10-14 лет. Конструктор
LEGO Education WeDo предназначен, в первую очередь, для детей младшего
возраста, а конструктор LEGO MINDSTORMS NXT для ребят
постарше . Работая индивидуально,
парами или в командах, учащиеся любых возрастов могут учиться, создавая и
программируя модели, проводя исследования, составляя отчёты и обсуждая идеи,
возникающие во время работы с этими моделями.
Обоснование программы
Применение конструкторов LEGO в дополнительном образовании в школе,
позволяет существенно повысить мотивацию учащихся, организовать их творческую и
исследовательскую работу. А также позволяет школьникам в форме познавательной
игры узнать многие важные идеи и развивать необходимые в дальнейшей жизни
навыки.
- Цели
использования «Робототехники» в системе дополнительного образования - научить
использовать средства информационных технологий, чтобы проводить
исследования и решать задачи в межпредметной деятельности, развивать навык
взаимодействия в группе, подготовка команд к участию в соревнованиях
разных уровней, начальная профориентация учащихся.
Цели программы:
1. Овладение
навыками начального технического конструирования,
2. Всестороннее развитие личности учащегося:
·
Развитие логического мышления
·
Мотивация к изучению наук
естественно – научного цикла: окружающего мира, краеведения, физики,
информатики, математики.
·
Познакомить детей со способами
взаимодействия при работе над совместным проектом в больших (5-6 человек) и
малых (2-3 человека) группах
·
Развитие у детей интереса к техническому
творчеству и обучение их конструирования через создание простейших моделей и
управления готовыми моделями с помощью простейших компьютерных программ.
Вырабатывается навык работы в группе.
Основными
задачами занятий являются:
На базе конструктора
LEGO Education WeDo:
• обеспечивать комфортное самочувствие школьников;
• развивать творческие способности и логическое мышление ребят;
• развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой
замысел;
• развивать умения работать по предложенным инструкциям по сборке
моделей;
• развивать умения творчески подходить к решению задачи;
• развивать умения излагать мысли в четкой логической
последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и
самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
На базе
конструктора LEGO MINDSTORMS NXT:
- конструирование
роботов на базе микропроцессоров NXT,
- умение работать
в среде программирования RoboLab Lego Mindstorms,
- умение
составлять программы управления Лего-роботами,
- развитие
творческих способностей и логического мышления детей,
- умение
выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным результатом,
- развивать
образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;
- развивать умения
работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;
- развивать умения
творчески подходить к решению задачи;
- применение
знаний 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;
- обеспечивать
комфортное самочувствие каждого ребенка.
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.
Категория слушателей, для которых предназначена
программа
Настоящая программа учебного курса предназначена для учащихся 5-7
классов образовательных учреждений, которые впервые будут знакомиться с LEGO –
технологиями. Занятия проводятся в группах (5-10человек) 1 раз в неделю 2ч. по
40 минут.
УСЛОВИЯ
РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ
Курс
носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе
занимают практические умения и навыки работы на компьютере и с
конструктором.
Изучение
каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий (сборка и
программирование своих моделей).
Основные формы и приемы работы с учащимися:
·
Беседа
·
Ролевая игра
·
Познавательная игра
·
Задание по образцу ( с использованием инструкции)
·
Творческое моделирование ( создание модели-рисунка)
·
Викторина
·
Проект
Материально-техническое оснащение образовательного
процесса:
Для реализации
программы, данный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего серии Образование
"Конструирование первых роботов" (Артикул: 9580 Название: WeDo™
Robotics Construction Set Год выпуска: 2009) и диском с программным
обеспечением для работы с конструктором ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education
WeDo), компьютерами, принтером, сканером, видео оборудованием. Конструкторы LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 версии 8547. В наборе
625 ЛЕГО-элементов, включая NXT-блок, датчик цвета, 2 датчика касания, 1
ультразвуковой датчик, 3 сервомотора 9 В. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS NXT-G, язык
интерфейса русский и английский.
Знания и умения, полученные учащимися в ходе
реализации программы:
·
Знание основных принципов
механики;
·
Умение классифицировать
материал для создания модели;
·
Умения работать по предложенным
инструкциям;
·
Умения творчески подходить к
решению задачи;
·
Умения довести решение задачи
до работающей модели;
·
Умения излагать мысли в четкой
логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать
ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических
рассуждений;
·
Умения работать над проектом в
команде, эффективно распределять обязанности.
Учебно-тематический план
|
№ п\п
|
Наименование разделов
|
Количество часов
|
|
всего
|
теория
|
практика
|
|
1 полугодие (LEGO Education WeDo) – 24 часа
|
|
1
|
Введение
|
3
|
2
|
1
|
|
2
|
Изучение механизмов
|
3
|
1
|
2
|
|
3
|
Программирование
WeDo. Изучение датчиков и моторов
|
8
|
3
|
5
|
|
4
|
Проектирование
|
10
|
2
|
8
|
|
Итого 1 полугодие
|
24
|
|
|
|
2 полугодие (LEGO MINDSTORMS NXT) – 40 часов
|
|
5
|
Введение
|
2
|
2
|
|
|
6
|
Конструирование 3
часа
|
3
|
|
3
|
|
7
|
Первые модели 7
часов
|
7
|
|
7
|
|
8
|
Программирование в
среде Robolab 2.9. 8 часов
|
8
|
4
|
4
|
|
9
|
Алгоритмы
управления 4 часов
|
4
|
|
4
|
|
10
|
Задачи для робота 4
часа
|
4
|
|
4
|
|
11
|
Самостоятельная
проектная деятельность в группах на свободную тему
2 часа
|
6
|
|
6
|
|
12
|
Подготовка к
состязаниям роботов 4 часов
|
6
|
1
|
5
|
|
Итого 2 полугодие
|
40
|
|
|
|
Всего часов
|
64
|
|
|
Литература
и средства обучения.
Методическое
обеспечение программы
1. Конструктор
ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo модели 2009580) - 2 шт.
2. LEGO
MINDSTORMS NXT 2.0 версии 8547. В наборе 625 ЛЕГО-элементов, включая NXT-блок, датчик цвета, 2 датчика касания, 1 ультразвуковой датчик, 3
сервомотора 9 В.
3.
Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software » Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS NXT, язык
интерфейса русский и английский.
3.
Инструкции по сборке (в электронном виде CD)
4.
Книга для учителя (в электронном виде CD)
5.
Ноутбук - 6 шт.
Информационное
обеспечение программы
1.
Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
2.
Энциклопедический словарь юного техника. – М.,
«Педагогика», 1988. – 463 с.
3.
Книга для учителя по работе с конструктором
Перворобот LEGO WeDo (LEGO Education WeDo).
- Индустрия
развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group,
перевод ИНТ, - 87 с., илл.
- Робототехника
для детей и их родителей. Книга для учителя. С.А. Филиппов, - 263 с.,
илл.,
- Руководство
пользователя LEGO MINDSTORMS NXT 2.0, - 64 стр., илл.
Интернет-ресурсы
1.
http://9151394.ru/?fuseaction=proj.lego
2.
http://9151394.ru/index.php?fuseaction=konkurs.konkurs
3.
http://www.lego.com/education/
4.
http://www.wroboto.org/
5.
http://www.roboclub.ru/
6.
http://robosport.ru/
7.
http://lego.rkc-74.ru/
8.
http://legoclab.pbwiki.com/
9.
http://www.int-edu.ru/
10. http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=17
11. http://do.rkc-74.ru/course/view.php?id=13
12. http://robotclubchel.blogspot.com/
13. http://legomet.blogspot.com/
14. http://httpwwwbloggercomprofile179964.blogspot.com/
15. http://prorobot.ru/lego.php
КАЛЕНДАРНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
(старшая подгруппа)
|
№ п/п
|
Тема занятия
|
Количество
часов
|
Дата
|
|
теория
|
практика
|
|
1.
Введение
1 час
|
|
1.1.
|
Что такое
робототехника. Цели и задачи работы кружка. Знакомство с деталями
конструктора.
|
1
|
|
|
|
2.
Конструирование
3 часа
|
|
2.1.
|
«Несуществующее
животное».
|
|
1
|
|
|
2.2.
|
Способы крепления деталей. Высокая башня, хваталка.
|
|
1
|
|
|
2.3.
|
Механическая
передача. Передаточное отношение. Волчок. Ручной миксер
|
|
1
|
|
|
3.
Первые
модели 7 часов
|
|
3.1.
|
Тележки.
История колеса. Одномоторная тележка.
|
|
1
|
|
|
3.2.
|
Полноприводная тележка.
|
|
1
|
|
|
3.3.
|
Тележка с автономным управлением.
|
|
1
|
|
|
3.4.
|
Тележка с
изменением передаточного отношения.
|
|
1
|
|
|
3.5.
|
Шагающий робот
|
|
1
|
|
|
3.6.
|
Маятник Капицы
|
|
1
|
|
|
3.7.
|
Двухмоторная тележка.
|
|
1
|
|
|
4.
Программирование
в среде Robolab 2.9. 8 часов
|
|
4.1.
|
Знакомство со средой программирования Robolab2.9. Режим
«Администратор». Режим «Программист».
|
1
|
|
|
|
4.2.
|
Типы команд. Команды действия. Базовые команды. Команды ожидания.
|
1
|
1
|
|
|
4.3.
|
Моторы NXT.
|
1
|
1
|
|
|
4.4.
|
Управляющие структуры.
|
1
|
1
|
|
|
4.5.
|
Модификаторы.
|
|
1
|
|
|
5.
Алгоритмы
управления 4 часов
|
|
5.1.
|
Релейный регулятор. Движение с одним датчиком освещенности.
|
|
1
|
|
|
5.2.
|
Движение с
двумя датчиками освещенности
|
|
1
|
|
|
5.3.
|
Пропорциональный регулятор
|
|
1
|
|
|
5.4.
|
Пропорционально-дифференцированный регулятор.
|
|
1
|
|
|
6.
Задачи
для робота 4 часа
|
|
6.1.
|
Кегельринг. Танец в круге.
|
|
1
|
|
|
6.2.
|
Движение вдоль линии. Один датчик.
|
|
1
|
|
|
6.3.
|
Движение вдоль линии. Два датчика.
|
|
1
|
|
|
6.4.
|
Путешествие по кабинету.
|
|
1
|
|
|
7.
Самостоятельная
проектная деятельность в группах на свободную тему
2 часа
|
|
7.1.
|
Творческое
конструирование собственной модели. Программирование.
|
|
2
|
|
|
8.
Подготовка
к состязаниям роботов 4 часов
|
|
8.1.
|
Работа в
Интернете. Поиск информации о Лего-состязяниях, описаний моделей, технологии
сборки и программирования Лего-роботов.
|
1
|
|
|
|
8.2.
|
Подготовка к
школьному этапу состязаний.
|
|
1
|
|
|
8.3.
|
Подготовка к
муниципальному этапу состязаний.
|
|
2
|
|
|
|
Итоговое
занятие.
|
1
|
|
|
|
|
Итого:
|
|
34 ч.
|
|
ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ФАКУЛЬТАТИВНЫХ ЗАНЯТИЙ
ПО КУРСУ «Робототехника и Лего-конструирование»
5-7
КЛАСС.
(34
ЧАСА, 1ЧАС В НЕДЕЛЮ).
Учебно-методический комплект: Робототехника для детей и их родителей.
Книга для учителя. С.А. Филиппов, - 263 с., илл., Руководство пользователя LEGO MINDSTORMS NXT 2.0,
- 64 стр., илл.
Образовательный Лего-конструктор: LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 версии 8547. В
наборе 625 ЛЕГО-элементов, включая NXT-блок, датчик цвета, 2 датчика касания, 1
ультразвуковой датчик, 3 сервомотора 9 В.
ЦОР:
Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS NXT-G, язык интерфейса русский и английский, сайт с
инструкциями и уроками: http://www.prorobot.ru/lego.php
|
Дата
|
№ урока
|
Тема урока
|
Методические рекомендации и варианты
демонстрационного эксперимента (Д), ЦОР
|
Примечание
|
|
1.
Введение, 3 часа.
|
|
04.09
|
1
|
Введение в робототехнику
|
|
|
|
11.09
|
2
|
Конструкторы компании ЛЕГО
|
|
|
|
18.09
|
3
|
Знакомимся с
набором Lego
Mindstorms NXT 2.0 версии 8547
|
ЦОР: Руководство пользователя
|
|
|
2.
Конструирование,
7 часов.
|
|
25.09
|
4
|
Конструирование первого робота
|
|
|
|
02.10
|
5
|
Изучение среды управления и
программирования
|
|
|
|
09.10
|
6
|
Программирование робота
|
ЦОР: ПО LEGO MINDSTORMS NXT-G
|
|
|
16.10
|
7
|
Конструируем более сложного
робота
|
|
|
|
23.10
|
8
|
Программирование более сложного
робота
|
|
|
|
30.10
|
9
|
Собираем гусеничного робота по
инструкции
|
|
|
|
06.11
|
10
|
Конструируем гусеничного бота
|
|
|
|
13.11
|
11
|
Тестирование
|
|
|
|
3.
Управление, 6
часов.
|
|
20.11
|
12
|
Собираем по инструкции
робота-сумоиста
|
|
|
|
27.11
|
13
|
Соревнование "роботов-сумоистов"
|
|
|
|
04.12
|
14
|
Анализ конструкции победителей
|
|
|
|
11.12
|
15-17
|
Конструируем робота к
международным соревнованиям WRO
|
|
|
|
18.12
|
ЦОР: ПО LEGO MINDSTORMS NXT-G
|
|
|
25.12
|
ЦОР: ПО LEGO MINDSTORMS NXT-G
|
|
|
4.
Проектно-конструкторская
деятельность, 9 часов.
|
|
15.01
|
18-21
|
Разработка проектов по группам
|
|
|
|
22.01
|
|
|
|
29.01
|
ЦОР: ПО LEGO MINDSTORMS NXT-G
|
|
|
05.02
|
|
|
|
12.02
|
22
|
Свободный урок. Сбор готовой
модели на выбор
|
|
|
|
19.02
|
23
|
Конструируем 4-х колёсного или
гусеничного робота
|
|
|
|
26.02
|
24-25
|
Конструируем колёсного или
гусеничного робота
|
|
|
|
05.03
|
|
|
|
|
|
12.03
|
26
|
Контрольное тестирование
|
|
|
|
5.
Конструирование и
программирование, 6 часов.
|
|
19.03
|
27-28
|
Собираем робота-богомола
|
|
|
|
26.03
|
|
|
|
|
|
02.04
|
29-30
|
Собираем робота высокой
сложности
|
|
|
|
09.04
|
|
|
|
|
|
16.04
|
31
|
Программирование робота высоко
сложности
|
ЦОР: ПО LEGO MINDSTORMS NXT-G
|
|
|
23.04
|
32
|
Показательное выступление
|
|
|
|
6.
Свободное
моделирование, 2 часа.
|
|
14.05
|
33-34
|
Свободное моделирование
|
|
|
|
21.05
|
|
28.05
|
35
|
Резервный урок
|
|
|
Инструкция загружена
с сайта по LEGO-роботам: http://www.prorobot.ru/lego.php
Разрешено бесплатное
использование в любых целях. В том числе: распечатка, перепечатка,
распространение, использование на уроках и т.д. Ссылка на сайт автора
желательна.
Литература
и средства обучения.
Методическое
обеспечение программы
1. Конструктор
ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo модели 2009580) - 6 шт.
2.
Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »
3.
Инструкции по сборке (в электронном виде CD)
4.
Книга для учителя (в электронном виде CD)
5.
Ноутбук - 1 шт.
6.
Интерактивная доска.
Информационное
обеспечение программы
7.
Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
8.
Энциклопедический словарь юного техника. – М.,
«Педагогика», 1988. – 463 с.
9.
Книга для учителя по работе с конструктором
Перворобот LEGO WeDo (LEGO Education WeDo).
- Индустрия
развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group,
перевод ИНТ, - 87 с., илл.
Интернет-ресурсы
16. http://9151394.ru/?fuseaction=proj.lego
17. http://9151394.ru/index.php?fuseaction=konkurs.konkurs
18. http://www.lego.com/education/
19. http://www.wroboto.org/
20. http://www.roboclub.ru/
21. http://robosport.ru/
22. http://lego.rkc-74.ru/
23. http://legoclab.pbwiki.com/
24. http://www.int-edu.ru/
25. http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=17
26. http://do.rkc-74.ru/course/view.php?id=13
27. http://robotclubchel.blogspot.com/
28. http://legomet.blogspot.com/
29. http://httpwwwbloggercomprofile179964.blogspot.com/
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.