Муниципальное общеобразовательное учреждение лицей №1

Тутаевского муниципального района

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическое пособие для педагогов 

 

 

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа

«ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ»

(программа, методические рекомендации,

технологические карты занятий,

дидактические материалы)

7-10 лет

 

 

 

 

г. Тутаев

2019

В пособии представлены программа курса, методические рекомендации к организации занятий, технологические карты занятий, дидактический материал для проведения занятий (контрольно-измерительные материалы и инструкции по сборке моделей).

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» ориентирована на обучающихся возраста 7-10 лет общеобразовательных школ и направлена на развитие инженерно-технических, исследовательских и изобретательских компетенций обучающихся. 

 

 

Составитель: О.В. Смирнова, учитель начальных классов Муниципального общеобразовательного учреждения лицей №1 Тутаевского муниципального района.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

Введение. 4

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» (1 год обучения) 6

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» (2 год обучения) 21

Методические рекомендации к организации занятий. 31

Список литературы.. 34

Приложения к методическому пособию для педагогов. 35

Технологические карты занятий. 36

Контрольно-измерительные материалы.. 42

Инструкции по сборке моделей. 48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Вашему вниманию предлагается Методическое пособие, разработанное на основе дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Основы робототехники» для обучающихся возраста 7-10 лет. Программа разработана в рамках деятельности региональной инновационной площадки «Образовательная сеть «Детский технопарк» как ресурс формирования и развития инженерно-технических, исследовательских и изобретательских компетенций обучающихся».

Также программа была апробирована в рамках реализации инновационного проекта: Современная образовательная среда «Школа ТЕХНО+», который стал победителем федерального конкурсного отбора на получение гранта по конкурсу 2019-03-09 «Развитие современной образовательной среды, интегрирующей возможности общего и дополнительного образования». Программа включена в методическое пособие «Организация образовательных событий в условиях интеграции общего и дополнительного образования естественно-научной и технической направленности», под редакцией доктора педагогических наук, профессора А.В. Золотаревой (http://liceym1.ru/index.php/grant-2019/produkty-innovatsionnoj-deyatelnosti).

В настоящее время в условиях внедрения федеральных государственных образовательных стандартов методическое пособие поможет педагогу организовать проектную деятельность, направленную на развитие личностных и метапредметных результатов обучения школьников, формирующую инженерное мышление обучающихся начальной школы.

Программа является частью механизмов взаимодействия образовательных учреждений города, обеспечивающих интеграцию ресурсов; повышения уровня профессионального мастерства педагогических работников для руководства исследовательской, конструкторской и проектной деятельностью обучающихся; разработки и модернизации программно-методического обеспечения образовательной сети «Детский технопарк»

В результате освоения программы «Основы робототехники» обучающиеся научатся строить роботов и управлять ими. Ожидаемым результатом программы является повышение интереса и мотивации обучающихся к учению, развитие умения моделировать и исследовать процессы, повышение интереса к естественным наукам, информатике и математике. Обучающиеся программы получат возможность научиться описывать реальную и желаемую ситуации, формулировать проблему, ставить цель и задачи, планировать свою деятельность, оценивать ресурсы, рассчитывать силы и время на выполнение проекта. А также самостоятельно добывать и перерабатывать информацию, выдвигать гипотезы и проверять их, работать в команде, представлять продукты своей деятельности, находить её сильные и слабые стороны, анализировать и осмысливать ошибки.

При разработке занятий использованы системно-деятельностный подход и метод проектов, способствующие развитию познавательных и творческих навыков обучающихся, развитию критического мышления. Работа над проектом развивает инициативу, творческий потенциал, коммуникативные способности, дисциплинирует обучающихся, дает возможность определить обучающемуся свою роль в команде, а педагогу – индивидуально подойти к решению образовательных задач с каждым учеником, раскрыть потенциал каждого.

Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления через техническое творчество.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» (1 год обучения)

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» (далее программа) разработана в рамках реализации региональной инновационной площадки (сокращенно – РИП) «Образовательная сеть «Детский технопарк» как ресурс формирования и развития инженерно-технических, исследовательских и изобретательских компетенций обучающихся» в соответствии с:

•       «Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (утверждён приказом Министерства просвещения РФ от 09.11.2018 года № 196);

•       Методическими рекомендациями по организации внеурочной деятельности и реализации дополнительных общеобразовательных программ (письмо Минобрнауки России от 14.12.2015 года № 09-3564);

•       Методическими рекомендациями «Разработка программ дополнительного образования детей. Часть I. Разработка дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ»;

•       Методическими рекомендациями «Разработка дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ в условиях развития современной техносферы»;

•        Письмом Министерства образования и науки РФ от 11.12.2006 № 06-1844 «О Примерных требованиях к программам дополнительного образования детей»;

•        Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.09.2020 № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи».

 

Направленность программы: техническая, ориентирована на создание техносферы образовательного процесса.

Для реализации данной программы используется материально-техническая база Центра образования естественно-научной и технологической направленности «Точка роста» Муниципального общеобразовательного учреждения лицей №1 Тутаевского муниципального района.

 

Цель: развитие навыков начального технического конструирования и программирования с использованием робота Lego WeDo, практического решения актуальных инженерно- технических задач и работы с техникой.

Задачи:

·         оказать содействие в конструировании роботов на базе микропроцессора WeDo;

·         освоить среду программирования Lego WeDo;

·         оказать содействие в составлении программы управления Lego-роботами;

·         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 умения работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;

·         развивать умения творчески подходить к решению задачи;

·         развивать 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;

·         получать навыки проведения физического эксперимента.

Актуальность

В настоящее время автоматизация достигла такого уровня, при котором технические объекты выполняют не только функции по обработке материальных предметов, но и начинают выполнять обслуживание и планирование. Человекоподобные роботы уже выполняют функции секретарей и гидов. Робототехника уже выделена в отдельную отрасль.

Робототехника – это проектирование, конструирование и программирование всевозможных интеллектуальных механизмов-роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.

Сегодня человечество практически вплотную подошло к тому моменту, когда роботы будут использоваться во всех сферах жизнедеятельности. Поэтому курсы робототехники и компьютерного программирования необходимо вводить в образовательные учреждения.

Также изучение робототехники возможно в курсе математики (реализация основных математических операций, конструирование роботов), технологии (конструирование роботов, как по стандартным сборкам, так и произвольно), физики (сборка деталей конструктора, необходимых для движения робота-шасси).

Возраст обучающихся: 7-10 лет.

Форма занятий: очная

Режим занятий: 1 раз в неделю по 2 академических часа с 5-минутным перерывом (за год 68 занятий)

Ожидаемые результаты:

 

Уровни	Виды результатов	Название результата
Базовый	Предметный	–   правила безопасной работы; –   основные компоненты конструкторов Lego; –   конструктивные         особенности различных                      моделей, сооружений и механизмов; –   компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования; –   виды        подвижных    и    неподвижных соединений                        в конструкторе; –   как передавать программы Lego WeDo; –   использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач. владеть: –   навыками работы с роботами; –   навыками работы в среде Lego WeDo.
	Метапредметный	–   принимать и сохранять учебную задачу; –   планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели; –   формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели; –   осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату; –   адекватно воспринимать оценку учителя; –   различать способ и результат действия; –   в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные
		задачи; –  осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах учащегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов; –  использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач; -   ориентироваться на разнообразие способов решения задач; – осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков; -   проводить сравнение, классификацию по заданным критериям; – аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов; -   выслушивать собеседника и вести диалог; –  признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою; –  планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками – определять цели, функций участников, способов взаимодействия; -   владеть монологической и диалогической формами речи.
	Личностный	–   критическое отношение к информации и избирательность её восприятия; –   осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий; –   развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности –   – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека; –   воспитание чувства справедливости, ответственности.
Повышенный	Предметный	–   конструктивные особенности различных роботов; –   как использовать созданные программы;
		– конструировать различные модели; использовать созданные программы.
	Метапредметный	–  вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок; –  проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве; –  строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте; -  устанавливать аналогии, причинно-следственные связи; –  синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов; –  осуществлять постановку вопросов, инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; –  разрешать конфликты; –  выявлять, идентифицировать проблемы, осуществлять поиск и оценку альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация).
	Личностный	– развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
Высокий	Предметный	–       приемы   и   опыт   конструирования   с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.; –    основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач; –  применять полученные знания в практической деятельности.
	Метапредметный	–    осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях; –    оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла; –    моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики
		объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая); –  выбирать основания и критерии для сравнения, сериации,   классификации объектов; –  управлять поведением партнера — контроль, коррекция, оценка его действий; –  уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.
	Личностный	–  развитие самостоятельности суждений, независимости и  нестандартности мышления; –  начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.

 

Форма подведения итогов: защита личного проекта.

 

Разделы:

1.      Введение в робототехнику –                       1 час.

2.      Конструктор Lego WeDo –                         13 часов.

3.      Забавные механизмы –                                6 часов.

4.      Программирование в среде Lego WeDo – 7 часов.

5.        Роботы-животные –                                    5 часов.

6.      Спорт –                                                          8 часов.

7.      Приключения –                                            6 часов.

8.      Транспорт –                                                  5 часов

9.      Соревновательная робототехника –           11 часов

10.  Проектная деятельность –                           6 часов.

Тематический план

 

№ п/п	Наименование разделов и дисциплин	Всего часов	В том числе			Интеграция с общим образованием	Дата
			Теория		Практика
Введение в робототехнику
1	Введение в робототехнику. История развития робототехники. Введение понятия «робот». Техника безопасности.	1	1	0		Окружающий     мир:      История создания Lego. ОБЖ:      техника     безопасности работы в компьютерном классе.
Конструктор Lego WeDo
2.	Конструктор Lego WeDo. О сборке и программировании.	1	1	0		Математика:  подсчет количества     зубчиков. подсчёт  увеличения     и уменьшения скорости       в            зависимости      от зубчатой     передачи.  Измерение расстояния до предмета Информатика: программирование мотора           в среде Lego WeDo. Физика: зависимость изменения силы от длины рычага. Коробка передач.
3	Легоконструирование. Детали. Построение зверушек из заданных деталей.	1	0	1
4.	Мотор и ось.	1	0,5	0,5
5.	Зубчатые колеса. Промежуточное зубчатое кольцо.	1	0,5	0,5
6.	Понижающая зубчатая передача. Повышающая зубчатая передача.	1	0,5	0,5
7.	Датчик наклона.	1	0,5	0,5
8.	Шкивы и ремни.	1	0,5	0,5
9.	Перекрестная      ременная передача.	1	0,5	0,5
10.	Снижение и   увеличение скорости.	1	0,5	0,5
11.	Датчик расстояния.	1	0,5	0,5
12.	Коронное              зубчатое колесо. Рычаг.	1	0,5	0,5
13.	Червячная зубчатая передача, кулачок.	1	0,5	0,5
14	Итоговое тестирование по теме «Конструктор Lego WeDo. Детали, датчики,	1	1	0
	передачи».
Забавные механизмы
15.	Танцующие             птицы. Сборка по схеме.	1	0,5	0,5		Окружающий мир: разнообразие мира животных – птицы, млекопитающие. Проектная деятельность. Развитие речи: защита мини- проекта.
16	Танцующие             птицы. Ременная              передача. Доработка модели по заданному условию.	1	0	1
17.	Умная вертушка.	1	0,5	0,5
18.	Обезьянка-барабанщица.	1	0,5	0,5
19	Проектная деятельность. Создание                   своего животного. Программирование.	1	0	1
20.	Соревнование   «Забавные животные»	1	0	1
Программирование в среде Lego WeDo
21	Решение         задач         по программированию.	1	0,5	0,5
22.	Блок      «Цикл».     Чтение написанной программы.	1	0,5	0,5		Информатика: циклический алгоритм. Алгоритм бесконечный и с заданным условием. Цикл с условием. Ветвление. Программирование. Математика: нахождение суммы и разности.
23.	Блок        «Прибавить       к Экрану». Блок «Вычесть из Экрана».	1	0,5	0,5
24.	Блок «Начать при получении письма». Маркировка.	1	0	1
25	Решение задач по программированию.	1	0	1
26	Чтение и редактирование написанной программы.	1	0	1
27.	Азы программирования. Создание своей программы.	1	0,5	0,5
Роботы-животные
28.	Звери. Голодный аллигатор.	1	0,5	0,5		Окружающий мир: разнообразие мира животных – кошачьи, пресмыкающиеся, птицы. Технология: ременная передача. Информатика: программирование.
29.	Звери. Рычащий лев.	1	0,5	0,5
30.	Порхающая птица.	1	0,5	0,5
31	Разработка робота по теме «Животные»    без    схемы (по внешнему виду)	1	0	1
32	Совершенствование созданной               модели. Программирование.	1	0	1
Спорт
33.	Нападающий.	1	0,5	0,5		Математика: подсчет очков Информатика:             разработка эффективного алгоритма. Физика:        Использование        и применение рычага.
34.	Вратарь.	1	0,5	0,5
35.	Ликующие болельщики.	1	0,5	0,5
36.	Дополнительные задания. Программирование.	1	0,5	0,5
37	Соревнование «Футбол»	1	0	1
38	Ресурсный    набор     Lego WeDo. Хоккеист .	1	0	1
39	Создание              заданной модели    по    видеоролику (лыжник).	1	0	1
40	Создание      модели      по видеоролику. Программирование.	1	0	1
Приключения
41.	Спасение самолета.	1	0,5	0,5		ОБЖ: правила поведения на воде, в лесу, в воздушном и водном транспорте. Физика: усиливающая передача, использование рычага.
42.	Спасение от великана.	1	0,5	0,5
43.	Непотопляемый парусник.	1	0,5	0,5
44	Создание     двухмоторной машины     по     частичной	1	0	1
	схеме. Программирование.
45	Сборка            собственной модели                   машины. Программирование.	1	0	1
46	Зачетное                занятие. Создание       модели       по частичной схеме.	1	0	1
Транспорт
47	Создание      модели      по частичной                  схеме. Автокран.	1	0	1
48	Создание      модели      по частичной                  схеме. Вилочный погрузчик.	1	0	1
49	Создание      модели      по частичной                  схеме. Истребитель.	1	0	1
50	Создание      модели      по началу схемы. Катер.	1	0	1
51	Канатная дорога.	1	0	1
Соревновательная робототехника
52 -53	Сборка                               и программирование. Конкурс «РобоТут»	2	0	2
54 -55	Перетягивание каната	2	0,5	1,5
56 -57	Самая быстрая машинка	1,5	0	1,5
58	Самая                 медленная машинка	1,5	0	1,5
59 -60	Эко-машинка.            Сбор мусора.	2	0,5	1,5
61 -62	Олимпиада                      по робототехнике.	2	1	1
Проектная деятельность
63.	Работа      над     проектом. Постановка задачи, выбор темы. Эскиз.	1	1	0		Проектная             деятельность. Технология: построение эскиза. 3D-моделирование: создание своей модели в Lego Digital Designer. Информатика: программирование в среде Lego WeDo. Развитие речи: публичное выступление, умение отстаивать свою точку зрения.
64.	Создание               личного проекта.        Изготовление робота.	1	0	1
65	Создание               личного проекта.        Изготовление робота.	1	0	1
66	Создание               личного проекта. Программирование робота	1	0	1
67	Защита проекта.	1	0	1
68	Итоговое               занятие. Планирование работы на следующий год обучения.	1	1	0
Итого		68

 

Содержание образовательной программы

Введение

Теория. Понятие «робототехника». История развития робототехники. История конструктора LEGO [11]. Классификация конструкторов LEGO. Спецификация деталей конструктора Lego. Необычные робототехнические постройки из LEGO. Инструктаж по технике безопасности при работе за компьютером. Понятие «программирование». Обзор языков программирования.

Практика. Входная диагностика первоначальных навыков легоконструирования: конструирование модели робота по схеме, по замыслу.

 

Конструктор LEGO WeDo

Теория. Отличительные особенности конструктора LEGO WeDo. Спецификация деталей. Классификация деталей. Название деталей. Варианты соединений деталей друг с другом. Детали крепления и детали движения. Датчики, мотор, коммутатор: назначение и особенности эксплуатации.

Практика. Сборка робототехнической модели (по инструкциям).

 

Программная среда LEGO WeDo

Теория. Основные приемы работы в программной среде LEGO WeDo. Блок рабочей палитры. Функциональные команды. Палитра полная и сокращенная. Основные термины. Изучение названий деталей. Инструкция: особенности выполнения моделей. Вкладки, блоки. Клавиши «enter», «escape», «shift» и «ctrl»: расположение на клавиатуре и назначение.

Практика. Запись программы управления робототехнической моделью (по инструкциям).

 

Механизмы и датчики LEGO WeDo

Теория. Мотор и ось. Зубчатые колеса. Промежуточное зубчатое колесо. Понижающая и повышающая зубчатая передача. Датчик наклона. Шкивы и ремни. Перекрестная ременная передача. Снижение и увеличение скорости. Датчик расстояния. Коронное зубчатое колесо. Червячная зубчатая передача. Кулачок.

Практика. Запуск механизмов (блоков) по инструкциям.

 

Программирование моделей LEGO WeDo

Теория. Механизмы и датчики в робототехнических моделях (повторение). Блоки в робототехнических моделях (повторение). Изменение условий конструирования робототехнических моделей. Изменение условий написания программы робототехнических моделей.

Практика. Сборка робототехнических моделей по инструкциям и их программирование.

Аттестация (2 часа)

Промежуточная аттестация (в декабре). Итоговая аттестация (в мае).

 

 

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» (2 год обучения)

 

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» (второй год обучения) (далее программа) разработана в соответствии со следующими нормативными документами:

• Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по
  дополнительным общеобразовательным программам (утверждён приказом Министерства
  просвещения РФ от 09.11.2018 года No 196);
• Письмом Министерства образования и науки РФ от 11.12.2006 No 06-1844
  «О Примерных требованиях к программам дополнительного образования детей»;
• Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.09.2020 No 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»

Направленность программы: техническая, ориентирована на создание техносферы образовательного процесса.

Для реализации данной программы используется материально-техническая база Центра образования естественно-научной и технологической направленности «Точка роста» Муниципального общеобразовательного учреждения лицей №1 Тутаевского
муниципального района.

Новизна программы

Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов Lego и аппаратно-программного обеспечения как инструмента для обучения школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению на занятиях.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии.

Актуальность программы

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 урока увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное инженерное мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.

Педагогическая целесообразность

Программа объясняется формированием высокого интеллекта через мастерство. Целый ряд специальных заданий на наблюдение, сравнение, домысливание, фантазирование служат для достижения этого. Программа направлена на то, чтобы через труд приобщить детей к творчеству. 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.

Принцип построения программы:

На занятиях создана структура деятельности, создающая условия для творческого развития воспитанников на различных возрастных этапах и предусматривающая их дифференциацию по степени одаренности. Основные дидактические принципы программы: доступность и наглядность, последовательность и систематичность обучения и воспитания, учет возрастных и индивидуальных особенностей детей.

Обучаясь по программе, дети проходят путь от простого к сложному, с учетом возврата к пройденному материалу на новом, более сложном творческом уровне.

Отличительные особенности данной образовательной программы от уже существующих в этой области заключается в том, что программа ориентирована на применение широкого комплекса различного дополнительного материала.

Программой предусмотрено, чтобы каждое занятие было направлено на овладение основами, на приобщение детей к активной познавательной и творческой работе. Процесс обучения строится на единстве активных и увлекательных методов и приемов учебной работы, при которой в процессе усвоения знаний, законов и правил у школьников развиваются творческие начала.

Образовательный процесс имеет ряд преимуществ:

• занятия в свободное время;
• обучение организовано на добровольных началах всех сторон (дети, родители, педагоги);
• детям предоставляется возможность удовлетворения своих интересов и сочетания различных направлений и форм занятия;

Сроки реализации

образовательной программы рассчитан на 1 год обучения.

Цель курса:

введение школьников в сложную среду конструирования с использованием информационных технологий;

 

Режим занятий

Занятия проводятся 2 раза в неделю (одно двухчасовое занятие)

Обеспечение программы

Для эффективности реализации программы занятий «Основы робототехники» необходимо дидактическое обеспечение:

1. Lego-конструкторы.
2. Программное обеспечение «Robolab», Lego WeDo 2.0
3. Персональный компьютер.

Lego позволяет учащимся:

1. Совместно обучаться школьникам в рамках одной группы;
2. Распределять обязанности в своей группе;
3. Проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;
4. Проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;
5. Создавать модели реальных объектов и процессов;

 

Ожидаемые результаты

Учащиеся получат возможность научиться:

• работать в группе;
• решать задачи практического содержания;
• моделировать и исследовать процессы;
• переходить от обучения к учению.

Формы занятий.

Одно из главных условий успеха обучения детей и развития их творчества - это индивидуальный подход к каждому ребенку. Важен и принцип обучения и воспитания в коллективе. Он предполагает сочетание коллективных, групповых, индивидуальных форм организации на занятиях. Коллективные задания вводятся в программу с целью формирования опыта общения и чувства коллективизма.

Формы занятий внеурочной деятельности

• выставки;
• конкурсы;
• соревнования;
• кроссворды;
• защита проектов.

Предполагаемые результаты и критерии их оценки.

Главным результатом реализации программы является создание каждым ребенком своего оригинального продукта, а главным критерием оценки ученика является не столько его талантливость, сколько его способность трудиться, способность упорно добиваться достижения нужного результата, ведь овладеть всеми секретами искусства может каждый, по-настоящему желающий этого ребенок. В результате работы с конструктором и учебной средой «Lego WeDo 2.0» учащиеся будут уметь:

• создавать реально действующие модели роботов;
• управлять поведением роботов при помощи простейшего программирования;
• применять на практике конструкторские, инженерные и вычислительные навыки.

В конце обучения:

Ученик будет знать:

• Закономерности конструктивного строения изображаемых предметов.
• Различные приёмы работы с конструктором Lego.

Ученик научится:

• Работать в группе;
• Решать задачи практического содержания;
• Моделировать и исследовать процессы;
• Переходить от обучения к учению.

Ученик сможет решать следующие жизненно-практические задачи:

1. Совместно обучаться школьникам в рамках одного коллектива;
2. Распределять обязанности в своей бригаде;
3. Проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;
4. Проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;
5. Создавать модели реальных объектов и процессов;

Ученик способен проявлять следующие отношения:

• Проявлять интерес к обсуждению выставок собственных работ;
• Слушать собеседника и высказывать свою точку зрения;
• Предлагать свою помощь и просить о помощи товарища;
• Понимать необходимость добросовестного отношения к общественно-полезному труду и учебе.

Методическая основа курса – деятельностный 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.

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.

Формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы

Организация выставки лучших работ;

Представлений собственных моделей.

Ожидаемый результат (учащиеся должны знать и уметь):

1. Знание основных принципов механики.

4. Знание основ программирования в компьютерной среде, моделирования Lego WeDo 2.0, Scratch, Lego Robolab 2.5.4.,

2. Умение работать по предложенным инструкциям.
3. Умения творчески подходить к решению задачи.
4. Умения довести решение задачи до работающей модели.
5. Умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
6. Умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

 

Календарно-тематическое планирование

занятий внеурочной деятельности по программе «Lego WeDo 2.0»

 

№  урока	Тема	Цель	Форма	Кол часов	Дата
1	Вводное  занятие. Знакомство с конструктором Lego WeDo 2.0. Техника безопасности на занятиях.	Конструирование по показу разных видов растений. Деревья.	Повторение	1
2	Понятие простого механизма. Общие сведения и механизмах, его составных элементах	Знакомство с механизмами передачи вращения (шкивы, зубчатые колеса и т.д.)	Изучение нового	1
3	Конструирование: Робота-тягача (Основное задание)	Изготовление конструкции «Робот-тягач»	Практикум	1
4	Конструирование: Дельфина (Творческое задание)	Изготовление конструкции «Дельфин»	Практикум	1
5	Валы и оси. Шестерни и шкивы. Общие сведения	Знакомство с механизмами передачи вращения и изменения его направления	Изучение нового	1
6	Программирование в среде Lego WeDo 2.0	Научиться писать программы	Практикум	1
7	Конструирование: Гоночный автомобиль. (Основное задание)	Изготовление конструкции «Гоночный автомобиль»	Практикум	1
8	Конструирование: Вездеход (Творческое задание)	Изготовление конструкции «Вездеход»	Практикум	1
9	Программирование в среде Lego WeDo 2.0	Научиться писать программы	Практикум	1
10	Программирование в среде Lego WeDo 2.0	Научиться писать программы	Практикум	1
11	Рычаги. Общие сведения	Знакомство с механизмом «Рычаги»	Изучение нового	1
12	Конструирование: Лягушка (Основное задание)	Изготовление конструкции «Лягушка»	Практикум	1
13	Конструирование: Горилла (Творческое задание)	Изготовление конструкции «Горилла»	Практикум	1
14	Шкивы, ременная передача. Общие сведения	Знакомство с механизмом «Шкивы и ременная передача»	Изучение нового	1
15	Программирование в среде Lego WeDo 2.0	Научиться писать программы	Практикум	1
16	Конструирование: Цветок (Основное задание)	Изготовление конструкции «Цветок»	Практикум	1
17	Программирование в среде Lego WeDo 2.0	Научиться писать программы	Практикум	1
18	Проектное задание. Составление собственных моделей автомобилей.	Конструирование собственных моделей. Программирование.	Практикум	1
19	Защита своего проекта. «Автомобили»	Защита проекта	Отчет	1
20	Конструирование: Подъемный кран	Изготовление конструкции «Подъемный кран»	Практикум	1
21	Конструирование: Подъемный кран (Творческое задание)	Изготовление конструкции «Подъемный кран»	Практикум	1
22	Мотор, тяговое усилие. Общие сведения	Знакомство с понятием «Мотор» Машина с приводом от мотора.	Изучение нового	1
23	Привод, передаточное усилие.	Знакомство с понятием «Вертушка. Приводной ремень».	Изучение нового	1
24	Подъемник.  Общие сведения	Конструкция «Поводковый шлюз»	Изучение нового	1
25	Конструирование: Рыба	Изготовление конструкции «Рыба»	Практикум	1
26	Конструирование: Вертолет	Изготовление конструкции «Вертолет»	Практикум	1
27	Программирование в среде Lego WeDo 2.0	Научиться писать программы	Практикум	1
28	Конструирование: Паук	Изготовление конструкции «Паук»	Практикум	1
29	Конструирование: Грузовик для переработки отходов	Изготовление конструкции «Грузовик для переработки отходов»	Практикум	1
30	Конструирование: Мусоровоз	Изготовление конструкции «Мусоровоз»	Практикум	1
31	Конструирование: Гусеница	Изготовление конструкции «Гусеница»	Практикум	1
32	Конструирование собственной модели шагающих роботов.	Изготовление собственной конструкции	Подготовка к соревнованию	1
33	Конструирование собственной модели шагающих роботов. Программирование.	Изготовление собственной конструкции	Соревнование.	1
34	Конструирование: Богомол	Изготовление конструкции Богомол	Практикум	1
35	Конструирование: Устройство оповещения	Изготовление конструкции «Устройство оповещения»	Практикум	1
36	Конструирование: Мост	Изготовление конструкции «Мост»	Практикум	1
37	Рулевой механизм.	Изготовление конструкции механизма	Изучение нового	1
38	Рулевой механизм. Конструирование: Вилочный подъемник	Изготовление конструкции «Вилочный подъемник»	Практикум	1
39	Конструирование: Снегоочиститель	Изготовление конструкции «Снегоочиститель»	Практикум	1
40	Конструкции типа «Трал». Конструирование: «Очиститель моря»	Изготовление конструкции «Очиститель моря»	Практикум	1
41	Конструкции типа «Трал». Изготовление собственной модели	Изготовление собственной модели	Практикум	1
42	Конструирование: Подметально-уборочная машина.	Изготовление конструкции «подметально-уборочная машина»	Практикум	1
43	Эко-машины. Проект.	Изготовление собственной эко-машины	Практикум	1
44	Эко-машины. Проект.	Изготовление собственной эко-машины	Практикум	1
45	Защита своего проекта. «Эко-машины»	Защита своего проекта. «Эко-машины»	Соревнование	1
46	Конструирование модели с изменением направления движения	Изготовление конструкции «Измерение»	Практикум	1
47	Конструирование модели «Планёр»	Изготовление	Практикум	1
48	Конструирование собственной модели автомобиля для соревнования	Изготовление собственной конструкции	Практикум	1
49	Конструирование собственной модели для соревнования	Изготовление собственной конструкции	Практикум	1
50	Соревнование собственных моделей автомобилей.	Соревнование	Соревнование	1
51	Конструирование модели: Детектор	Изготовление конструкции «Детектор»	Практикум	1
52	Конструирование модели: Светлячок	Изготовление конструкции «Светлячок»	Практикум	1
53	Конструирование модели: Джойстик	Изготовление конструкции «Джойстик»	Практикум	1
54	Подготовка к муниципальным соревнованиям «РобоТут»	Конструирование и программирование по заданным параметрам	Практикум	1
55	Подготовка к муниципальным соревнованиям «РобоТут»	Конструирование и программирование по заданным параметрам	Практикум	1
56	Проведение  муниципальных соревнований «РобоТут»	Участие в конкурсе	Соревнование	1
57	Конструирование собственной модели	Составление собственных конструкций	Практикум	1
58	Урок проектов	Составление собственных конструкций	Практикум	1
59	Защита своего проекта	Защита собственных конструкций	Защита проекта	1
60	Ознакомление с конструктором Lego Mindstorms.	Построение башни	Практикум	1
61	Ознакомление с конструктором Lego Mindstorms. «Забавные животные»	Изучение деталей конструктора	Практикум	1
62	Ознакомление с основами программирования в компьютерной среде моделирования LEGO Robolab 2.5.4;	Знакомство со средой программирования	Практикум	1
63	Ознакомление с конструктором Lego Mindstorms. Первые машины.	Создание машины по схеме.	Практикум	1
64	Ознакомление с основами программирования в компьютерной среде моделирования LEGO Robolab 2.5.4;	Программирование на микроконтроллере.	Практикум	1
65	Ознакомление с возможностями микроконтроллера. Датчики.	Программирование на микроконтроллере.	Практикум	1
66	Ознакомление с основами программирования в компьютерной среде моделирования LEGO Robolab 2.5.4;	Знакомство со средой программирования	Практикум	1
67	Ознакомление с основами программирования. Первая машинка. Поворот	Программирование в среде Роболаб.	Практикум	1
68	Обобщение	Подведение итогов	Праздник	1
Итого				68 часов

 

Обеспечение программы

Кадровое обеспечение программы

•        учитель, обладающий компетенциями в области робототехники, информатики;

•        учитель информатики, обладающий компетенциями в области робототехники, информатики, программирования (для консультирования).

Методическое обеспечение программы

•         методы обучения:

словесные (беседы, рассказы, лекции, дискуссии), наглядно-демонстрационные, теоретические, практические, репродуктивные методы, продуктивные (по собственному замыслу), методы экспериментирования.

•        методы воспитания:

методы стимулирования (похвала, поощрение, одобрение), метод мотивации, волевые методы (требования).

•        педагогические технологии:

технология группового обучения, технология дифференцированного обучения, здоровье сберегающие технологии (релаксация, физкультминутки, паузы), технологии игрового обучения, технология проблемного обучения, проектные технологии, технология коллективного взаимообучения.

Дидактическое обеспечение программы

•      видео материалы;

•      раздаточный материал;

•      контрольно-измерительные материалы (тесты, опросники);

•      анкеты в начале года и в конце года на изучение удовлетворенности и на выявление социального заказа для детей и родителей;

•      инструкции по сборке модели;

•      инструкция по программированию моделированию;

•      схемы сборки.

Ресурсное обеспечение реализации программы

Интернет-ресурсы:

•      http://www.gruppa-prolif.ru/content/view/23/44/

•      http://robotics.ru/

•      http://moodle.uni-altai.ru/mod/forum/discuss.php?d=17

•      http://ar.rise-tech.com/Home/Introduction

•      http://www.prorobot.ru/lego/robototehnika_v_shkole_6-8_klass.php

•      http://www.prorobot.ru/lego.php

•      http://robotor.ru

•      http://robot.uni-altai.ru

 

 

Литература для ученика:

•      Lego WeDo: Создавайте и программируйте роботов по вашему желанию. Руководство пользователя

 

Интернет-ресурсы:

http://robotor.ru

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

http://robotics.ru/

http://www.prorobot.ru

 

Методические рекомендации к организации занятий

В последние годы изменились социальные требования общества к знаниям, навыкам, личностным качествам и компетенциям, которыми должны овладеть выпускники общеобразовательных школ. Стране нужны люди, способные принимать нестандартные решения, умеющие мыслить творчески. Человек, способный творчески мыслить, обладает гибкостью ума, изобретательностью, чувством нового, возможностью осуществлять выбор. Способность к творчеству появляется, когда человек начинает осознавать свою особенность и, таким образом, становится личностью.

Сейчас как никогда актуальна проблема формирования инженерного мышления младших школьников. Она обусловлена современными требованиями развития педагогической теории и практики, новыми требованиями федеральных государственных стандартов, концепцией развития инженерного образования.

В действующем мире востребована личность, обладающая свойствами инженерного мышления. Это человек, который сам может ставить цели в своей работе, планировать пути их осуществления, регулировать и оценивать свои достижения, работать с разнообразными источниками информации, формировать собственное мнение и оценку.

Профессионалы, обладающие этими качествами необходимы в современном производстве и промышленности.

Начинать готовить таких специалистов нужно с самого младшего возраста. Миссия современного образования вернуть интерес молодежи к научно-техническому творчеству. В этом педагогу может помочь робототехника, которая знакомит детей с наукой в форме игры.

Основная цель обучения робототехнике – формирование личности, способной самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения. Основной метод, который используется при изучении робототехники, - это метод проектов. Под методом проектов понимают технологию организации образовательных ситуаций, в которых учащийся ставит и решает собственные задачи, и технологию сопровождения самостоятельной деятельности учащегося.

Проектная деятельность предполагает высокий уровень самостоятельности обучающихся на всех этапах выполнения: от постановки целей до формулировки выводов.

Собирая модель, ученики не только расширяют свои знаниями по математике, окружающему миру, но и играя знакомятся с основами электроники, механики, физики и программирования. Таким образом, сборка модели, исследование поведения модели, на основе построенного алгоритма, позволяет учащимся самостоятельно овладеть первичными знаниями из разных наук, что помогает повысить интерес к новой науке в образовании - робототехнике.

Все занятия в рамках данной программы носят деятельностный характер. На занятиях используются различные формы работы:

Индивидуальная- самостоятельная практическая работа по созданию моделей и программированию по инструкциям.

Фронтальная - подача учебного материала всему коллективу учеников.

Работа в парах - соотнесение созданных моделей с образцом, выявление ошибок, корректировка.

Групповая- работа по проектированию и сборке общего проекта.

 

Работая в рамках данной программы под руководством учителя, обучающиеся научатся принимать и сохранять учебную задачу; планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели, осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях; оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Обучающиеся начинают свою практическую деятельность в изучении робототехники с небольших проектов. Работа над проектом «по образцу» является подготовкой к более сложным по своей структуре проектам. В первую очередь обучающиеся знакомятся с Lego-конструктором, работая с его основными деталями: балками, шестеренками, датчиками, моторами, смарт-хабами. Далее происходит знакомство с программным обеспечением: дети получают возможность создавать простейшие программы для своих моделей, работая в стандартной палитре, на которой расположены наиболее часто используемые блоки (блок движения, блок аудио, блок отображения, блок паузы). Так происходит овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, изучение понятий конструкции и ее основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навыками взаимодействия в группе.

Вторым этапом практической деятельности является сам проект. Примером таких проектов является «Тележка», «Исследователь», «Сумоист» и другие. Обучающиеся осуществляют конструкторскую деятельность, обращая внимание на особенности соединения деталей, на возможности данной модели, которые в дальнейшем будут реализованы при программировании. Если на первом этапе они программировали конструктор, используя базовую конструкцию «следование», то на данном этапе работают с базовой конструкцией «ветвление» и «цикл». Например, в модели «Тележка» дети изучают возможность работы блока «движения» и моторов, блок «цикла» и «звука», а также последовательное и параллельное выполнение этих действий. Данная деятельность позволяет им понимать разницу между виртуальным и реальным исполнителем, а также формирует инженерное мышление. Проект является заключительным этапом практической деятельности обучающихся. Для реализации робототехнического проекта обучающимся предлагаются несколько идей.

Выполнение проектов осуществляется по следующему алгоритму:

1. Обозначение темы проекта.

2. Цель и задачи представляемого проекта.

3. Разработка механизма.

4. Составление программы для работы механизма.

5. Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

6. Представление проекта.

Примерами таких проектов являются:

·         Проект «Молочные реки», выполненный учеником 1 класса;

·         Проект «Автомойка», выполненный учеником 2 класса;

·         Проект «Станция «Тутаев», выполненный учеником 2 класса.

Обучающиеся конструировали модели и программировали их, опираясь на предыдущие и новые знания. На данном этапе были изучены дополнительные блоки в полной палитре, такие как математический блок и логический. Роль педагога на данном этапе – консультирование обучающихся по конкретным вопросам или затруднениям.

Во время занятий обучающиеся проектируют, создают и программируют роботов, которые оснащены датчиками звука, освещенности, движения. В процессе проектирования робототехнических моделей витает особая атмосфера творчества, креатива, интеллекта.

Содержательная самостоятельность проявляется в том, чтобы ученик мог без помощи со стороны поставить перед собой учебную задачу и представить ход ее решения. Организационная самостоятельность выражается в умении обучающегося организовать свою работу по решению постановленной задачи. Правильно организованное обучение должно совершенствовать склонность ребенка к познанию и исследованию окружающего его мира, способствовать развитию соответствующих умений и навыков. Эффективность исследовательской деятельности зависит и от меры увлеченности ученика этой деятельностью, и от умения ее выполнять.

Этими этапами являются:

·         мотивация;

·         постановка проблемы;

·         сбор фактического материала;

·         систематизация и анализ полученного материала;

·         выдвижение гипотез;

·         проверка гипотез;

·         доказательство истинности гипотез.

При выполнении проекта обучающиеся реализуют все этапы самостоятельно. Педагог контролирует ход работы обучающихся, координирует ее в случае отклонения от правильного пути, проверяет итоги работы.

 

 

 

        Список литературы

 

1. Концепция развития дополнительного образования детей (утв. распоряжением Правительства РФ от 4.09.2014 № 1726-р).

 

2. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности младших школьников в условиях введения ФГОС НОО: учеб. -метод. пособие / Т. И. Аленина, Л. В. Енина, И. О. Колотова [и др.]; [В. Н. Халамов (рук.) и др.; ред. О. А. Никольская]. — Челябинск: Челябинский Дом Печати, 2012. — 208 с.: ил.

 

3. Филиппов, С. А. Робототехника для детей и родителей / С. А. Филиппов. — 2-е изд. (эл.). — СПб.: Наука, 2013. — 195 стр. — URL: https://studfiles.net/preview/3602333/page:2/ (дата обращения: 02.03.2020).

 

4. Голиков Д. В. Scratch для юных программистов. — СПб.: БХВ-Петербург, 2017. — 192 с.: ил. ISBN 978-5-9775-3739-1.

 

5. Т. В. Безбородова «Первые шаги в геометрии», - М.: «Просвещение», 2009.

 

6. С. И. Волкова «Конструирование», - М: «Просвещение», 2009.

 

7. Мир вокруг нас: Книга проектов: Учебное пособие. - Пересказ с англ.-М.: Инт, 1998. 1. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab): Справочное пособие, - М., ИНТ, 1998. -150 стр.

 

8. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab). Эксперименты с моделью вентилятора: Учебно­-методическое пособие, - М., ИНТ, 1998. - 46 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения к

Методическому пособию для педагогов 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологические карты занятий

Технологическая карта занятия «Прохождение неизвестного лабиринта»

Цель: Научиться программировать робота по правилу «правой руки»

Задачи:

1.      Познакомиться с «правилом правой руки» для робота.

2.      Научиться использовать нужные подпрограммы.

3.      Преодолеть заданный лабиринт.

Планируемые результаты:

1.      Дети научатся программировать робота.

2.      Роботы пройдут неизвестный лабиринт по «правилу правой руки».

3.      Дети разовьют умение использовать язык программирования с целью поиска необходимого решения учебной задачи.

4.      Продолжат развиваться регулятивные структуры деятельности, включающей целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекцию и оценку.

5.      Будет формироваться внутренний план деятельности на основе поэтапной отработки предметно-преобразовательных действий;

6.      Продолжат развиваться коммуникативные компетентности младших школьников на основе организации совместной продуктивной деятельности

Необходимое оборудование:

1.      Конструкторы Lego WeDo, Lego EV3, Arduino.

2.      Программы Scratch, TRIK Studio, Robolab, Arduino IDE.

3.      Собранные машинки для прохождения лабиринта.

4.      Готовые написанные пошагово программы для прохождения лабиринта.

Использованные источники С.А. Филиппов «Уроки робототехники»

 

Ход занятия

Этап занятия	Деятельность педагога	Деятельность обучающихся
1.      Организационно- мотивационный этап	1.1 - Роботам приходится существовать в мире людей, который повсеместно огражден стенами: в помещениях и улицах городов, в подвалах и катакомбах. Ориентироваться в таких лабиринтах – очень важная задача. Некоторые лабиринты роботу заранее известны, в других он может оказаться впервые.	1.1
	1.2 - Всегда можно найти выход из незнакомого лабиринта, если он существует. Можно представить себе странника, блуждающего по темному лабиринту. Если странник, даже в темноте, будет постоянно придерживаться правой рукой стены, то он найдет выход. Для робота лабиринт тоже темный, пока мы не использовали два датчика расстояния. На наших роботах установлены два датчика расстояния, один смотрит вперед, второй направо.	1.2
2.      Основной этап	2.1 - Сформулируем правило правой руки для робота.       - Если же уперлись в стену.	2.1 - Робот движется, постоянно контролируя стену справа, если справа появляется проем, следует заехать вперед. - Следует повернуть налево.
	2.2 - Попробуем проехать по нарисованному лабиринту используя «правило правой руки»	2.2 - Дети у доски пробуют и объясняют правила проезда.
	2.3. - По известному лабиринту мы уже учились с вами ходить. Ваш робот точно перемещался из одной клетки в другую. Напомните нам какие три основные действия выполнял ваш робот.   - Для того чтобы осуществить эти действия вы создали три подпрограммы.	2.3 -Вперёд на 1 клетку, поворот налево и направо на 90 градусов.         Дети открывают программы с прошлого занятия.
	2.4 - В вашей программе, созданной на прошлом занятии, вносим изменения так, чтобы у вас получилась новая программа для автономного прохождения неизвестного лабиринта. - Обратите внимание что главный датчик у нас сегодня справа, т.к. мы используем «правило правой руки».	2.4
	2.5 -Я уже написала для вас программу только на русском языке. Сейчас ваша задача будет написать свою программу на языке программирования которому вы учитесь. ПОВТОРЯЙ { ЕСЛИ (справа_свободно)     {        направо;        вперёд;      } ИНАЧЕ        ЕСЛИ (впереди_свободно)             вперёд;        ИНАЧЕ             налево; } - Что в моей программе значит «повторяй»? - Что для робота обозначает «справа свободно»?	2.5                                     - Бесконечный цикл. - Датчик видит больше чем на 20 см
	2.6 - Приступайте к программированию и сразу же проверяйте работоспособность роботов	2.6 - Дети в своих программах вносят изменения и проверяют работу роботов.
3.      Этап подведения итогов	3.1 - Попробуем запустить вашего робота.	3.1 Пробный запуск роботов.
	3.2 - Для роботов, прошедших заданный лабиринт новое задание. (перестановка трассы)	3.2 Повторный запуск роботов по новому маршруту.
	3.3 - Победителем сегодняшнего конкурса стал… (награждение победителя и призёров)	3.3 Выбор победителя
4.      Оценочно- рефлексивный этап	4.1 - Кто теперь самостоятельно сможет составить программу для автономного прохождения роботом лабиринта?	4.1
	4.2 - В чем были трудности на сегодняшнем занятии? - Следующим этапом может стать защита от застреваний. Нам придется усовершенствовать собранные вами машинки.	4.2 Иногда робот цепляется за углы лабиринта и не может выбраться

 

Технологическая карта занятия «Следование по линии с одним датчиком освещённости. Релейный регулятор»

Цель: Создать и запрограммировать робота который будет двигаться по черной линии.

Задачи:

1.      Построить робота.

2.      Научиться программировать робота на одном датчике освещенности.

3.      Изучить что такое релейный регулятор.

4.      Улучшить алгоритм используя полученные знания.

Планируемые результаты:

1.      Дети научатся планировать действия.

2.      Продолжат развивать коммуникативные компетентности младших школьников.

3.      Разовьются умения использовать язык программирования.

Необходимое оборудование: Конструктор Lego WeDo, ПО «Robolab»

Использованные источники: С.А. Филиппов «Робототехника для детей и родителей»

Ход занятия:

Этап занятия	Деятельность педагога	Деятельность обучающихся
1.                  Организационно- мотивационный этап	1.1 Следование по линии – одна из самых популярных задач в робототехнике. В современном мире автопилот вплотную используется в самолётах, поездах, ведутся разработки автопилота для автомобилей. Это очень сложный процесс, нужно использовать искусственный интеллект, но мы будем разбираться шаг за шагом.	1.1
	1.2 - Построим двухмоторную тележку с одним датчиком освещённости. - Проверьте: точки опоры колес и датчик образуют равносторонний треугольник.	1.2 Дети строят робота «пятиминутку», размещают датчик освещенности.
	1.3 - Мы должны научить нашего робота правильно реагировать на внешние изменения – неровности, освещенность. Это важно, как в небольших роботах, так и в промышленных, например, в космических манипуляторах. Для управления этими системами разработаны целые устройства – регуляторы.       - В состав регулятора входит чувствительные элемент – датчик, исполнительные элементы – два мотора.	1.3               Дети читают и выполняют записи: Регулятор – обеспечивает поведение системы, следит за состоянием, анализирует и принимает какое-либо решение.
2.Основной этап	2.1 - Наша основная задача сегодня – запрограммировать робота, чтобы он двигался по границе черного и белого. - Для построения алгоритма необходимо определить показания датчика на черном и белом поле. Нам предстоит найти значение «серого». Это среднее арифметическое между белым и чёрным.	2.1                 Дети измеряют датчика поставив его на белый цвет баннера, после на черном цвете и находят значение «серого» по формуле С=(б+ч):2
	2.2 - Составим программу движения по линии используя свои показания датчика. - У меня есть программа на русском языке, вы должны составить программу на том языке, котором учитесь.   серый=(белый+черный)/2; ПОВТОРЯЙ {   ЕСЛИ (Показания датчика>серый)    {      моторВ=100;      моторС=0;     }   ИНАЧЕ    {      моторВ=0;      моторС=100;     }   ожидание(1); }     Учитель оказывает фронтальную помощь детям	2.2                                         Дети пишут программу на своем языке программирования.
	2.3     - Что вы видите?       У вас появились колебания. Колебания составляют суть алгоритма: робот никогда не движется прямо, а только поворачивается в сторону белого или черного поля.	2.3 Дети запускают робота по черной линии. - Робот похож на собачку которая идет по следу. Все время поворачивается то влево, то вправо.
	2.4 - Подумайте, как, изменяя скорость моторов, добиться более плавного движения.	2.4     - Попробовать повысить скорость. Дети изменяют скорость моторов в программе и проверяют на трассе.
3.Этап подведения итогов	3.1 - Какая проблема сегодня у нас была на занятии?   - С каким понятие познакомились на занятии?	3.1   Научить машинку ездить по линии.     - Релейный регулятор.
	3.2 -Опытный воин не станет размахивать мечом, как это делает робот на релейном регуляторе. Надо придумать алгоритм, который задержит мотор, удерживающий меч, в строго фиксированном положении. На следующем занятии мы познакомимся с П-регулятором.	3.2
4.   Оценочно- рефлексивный этап	4.1 - Наступило время узнать победителя в сегодняшних гонках по черной линии.   - Проверим удержит ли лидерство … на следующем занятии.	4.1     Дети на время запускают робота и выявляют лидера.

 

 

 

 

Контрольно-измерительные материалы

 

Вопросы для проведения мониторинга знаний по робототехнике       за 1 полугодие

 

I.             Для быстрого доступа к некоторым функциям программного обеспечения LEGO® Education WeDo используется клавиша Escape. Какое действие она выполняет?

1.                  останавливает выполнение программы и работу мотора

2.                  запускает все Блоки программы

3.                  выполняет маркировку

4.                  создает копию блока

II.   Как называется это устройство и для чего его используют?

1.                  Датчик расстояния

2.                  Датчик наклона

3.                  Датчик скорости

4.                  Смарт-Хабобнаруживает объекты на расстоянии до 15 см

 

III.     В какую сторону вращаются зубчатые колеса?

1.                  в одну сторону

2.                  в противоположные стороны

 

IV.  
Как называются эти зубчатые колеса? (Указать стрелочкой).

ведущее, промежуточное, ведомое.

V.     Какая зубчатая передача изображена на рисунке?

 

 

 

 

 

 

1.    повышающая

2.    понижающая

3.    прямая

 

 

VI.   Как называется ременная передача?

1.                  повышающая

2.                  прямая

3.                  перекрестная

4.                  понижающая

 

 

VII.   Модель на картинке используется?

1.                  для снижения скорости

2.                  для повышения скорости

 

VIII.   С какой скоростью вращаются шкивы? Почему?

1.                  с одинаковой

2.                  с разной

 

Шкивы вращаются с разной скоростью, т.к. малое колесо успевает сделать больше оборотов, чем большое.

 

IX.   Что означает этот блок палитры и для чего он нужен?

 

 

 

 

 

 

 

 

1.           ждать до…

2.           цикл – отвечает за повторение блока программы.

3.           делай повороты

 

X.     Как называется это устройство и для чего его используют?

1.           Датчик расстояния

2.           Датчик наклона

3.           Датчик скорости

4.           Коммутатор лего WEDO

 

используется для связи компьютера с роботом, получает программные строки и исполняет их.

 

XI.   Что такое зубчатое колесо?

1.           колеса с профилем

2.           диск с зубьями

3.           колесо, насаженное на ось

 

XII.   В каком направлении вращаются колеса?

1.           в одном направлении

2.           в противоположных направлениях

 

XIII.   Что означает этот блок палитры и для чего он нужен?

1.                  выключить мотор на..

2.                  мощность мотора задает скорость вращения мотора от 1 до 10

3.                  мотор против часовой стрелки

 

XIV.     Для чего используется зубчатая рейка?

 

Для преобразования вращательного движения в поступательное.

 

 

XV.        С     какой      скоростью       крутятся       все     три     зубчатые       колеса?

крайние колеса вращаются с одинаковой скоростью, промежуточное малое – быстрей.

 

Пояснение к ответам:

Тестовые вопросы I – XIII: выбирается один правильный ответ на каждый вопрос. Ответы на вопросы оцениваются в 5 баллов за каждый правильный ответ.

Вопросы XIV – XV требуют развернутого ответа и оцениваются в 8 баллов.

Максимальное количество баллов – 81.

 

Во втором полугодии происходит защита краткосрочных мини-проектов обучающихся.

Критерии оценивания краткосрочных проектов за 2 полугодие

 

	Критерий	Баллы (от 0 до 3)
Оценка представленной работы: (тема)
1.	Обоснование выбора темы.   Соответствие содержания сформулированной теме, поставленным целям и задачам	1  – не было обоснования темы, цель сформулирована нечетко, тема раскрыта не полностью   2  – был обоснован выбор темы цель сформулирована нечетко, тема раскрыта не полностью   3  – было обоснование выбора темы, цель сформулирована в соответствии с темой, тема раскрыта полностью
2.	Рефлексия   Владение рефлексией; социальное и прикладное значение полученных результатов (для чего?, чему научились?), выводы	0  – нет выводов   1  – выводы по работе представлены неполно   2  – выводы полностью соответствуют теме и цели работы
Оценка выступления участников:
3.	Качество публичного выступления, владение материалом	1  – участник читает текст   2  – участник допускает речевые и грамматические ошибки   3  – речь участника грамотная и безошибочная, хорошо владеет материалом
4.	Качество представления продукта проекта. (Уровень организации	1 – участники представляют продукт
	и проведения презентации: устного сообщения, письменного отчёта, поделки, реферата, макета, иллюстрированного альбома, компьютерной презентации, карты, газеты, постановки, спектакля, экскурсии, игры. Обеспечение объектами наглядности, творческий подход в подготовке наглядности)	2  – оригинальность представления продукта   3  – оригинальность представления и качество выполнения продукта
5.	Умение вести дискуссию, корректно защищать свои идеи, эрудиция докладчика	1  – не умеет вести дискуссию, слабо владеет материалом   2  – участник испытывает затруднения в умении отвечать на вопросы комиссии и слушателей   3  – участник умеет вести дискуссию. Доказательно и корректно защищает свои идеи
6.	Дополнительные баллы (креативность - новые оригинальные идеи и пути решения, с помощью которых авторы внесли нечто новое в контекст, особое мнение эксперта)	0 – 3
	ИТОГО

 

Инструкции по сборке моделей

 

 

Скачано с www.znanio.ru