Основы робототехники

Согласовано:                                                                      Утверждено: Зам.директора по ВР                                                 Директор МБОУ СОШ №19 ________ Шамаева С.С.                                            ____________ Муханов С.В. «___» _______ 2016/2017 уч.г.                                «___» _______2016/2017уч.г.        Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 19 г.о. Химки Документ Название Рабочая программа Основы робототехники Количество часов в неделю Класс Учитель Период 1 2 Шатова Зарина Яхияевна 2016 – 2017 учебный год 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.  Образовательные   конструкторы   LEGO   Education   WeDo   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   начальной   школе   не   готовят   инженеров,   технологов   и   других специалистов, соответственно робототехника в начальной школе 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 Лего­конструкторов во внеурочной деятельности 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. "Основы   робототехники"   представляет   уникальную   возможность   для учащихся освоить основы робототехники, создав действующие модели роботов.  Обоснование программы  Применение   конструкторов   LEGO   во   внеурочной   деятельности   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.  Целью   использования   «Робототехники»   в   системе   дополнительного образования   является   овладение   навыками   начального   технического конструирования, развитие мелкой моторики, координацию «глаз­рука», изучение понятий   конструкций   и   ее   основных   свойствах   (жесткости,   прочности   и устойчивости), навык взаимодействия в группе.  Цели программы:  1. Организация занятости школьников во внеурочное время.  2. Всестороннее развитие личности учащегося:   Развитие навыков конструирования   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 (5­6 человек) и малых (2­3 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: • обеспечивать комфортное самочувствие ребенка;  • развивать творческие способности и логическое мышление детей; •   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. В   процессе   решения   практических   задач   и   поиска   оптимальных   решений младшие   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 2­4, 6 классов   образовательных   учреждений,   которые   впервые   будут   знакомиться   с LEGO – технологиями. Занятия проводятся 1 раз в неделю по 45 минут. Виды и направления внеурочной деятельности Основным   направлением     курса     «Робототехники»   во   внеурочной   и   трудовая   деятельность  младших   является  проектная   деятельности   школьников. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ Структура и содержание программы В   структуре   изучаемой   программы   выделяются   следующие   основные разделы:  Забавные механизмы                                                     Звери 1. Танцующие птицы                                       1. Голодный аллигатор 2. Умная вертушка                                           2. Рычащий лев 3. Обезьянка­барабанщица                               3. Порхающая птица Футбол                                                                  Приключения 1.Нападающий                                           1.Спасение самолета 2. Вратарь                                                  2. Спасение от великана 3. Ликующие болельщики                         3. Непотопляемый парусник 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). Обучение с LEGO® Education всегда состоит из 4 этапов:  ∙         Установление взаимосвязей, ∙         Конструирование,  ∙         Рефлексия,  ∙         Развитие. Установление взаимосвязей. При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким   образом,   свои   познания.   К   каждому   из   заданий   комплекта   прилагается анимированная   презентация   с   участием   фигурок   героев   –   Маши   и   Макса. Использование   этих   анимаций,   позволяет   проиллюстрировать   занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия.  Конструирование. Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на   принципе   практического   обучения:   сначала   обдумывание,   а   затем   создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.  Рефлексия.   Обдумывая   и   осмысливая   проделанную   работу,   учащиеся углубляют   понимание   предмета.   Они   укрепляют   взаимосвязи   между   уже имеющимися   у   них   знаниями   и   вновь   приобретённым   опытом.   В   разделе «Рефлексия» учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки   возможностей   модели,   создают   отчеты,   проводят   презентации, придумывают  сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, задействуя в них свои модели. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников. Развитие. Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной   работы,   естественным   образом   вдохновляют   учащихся   на дальнейшую   творческую   работу.   В   раздел   «Развитие»   для   каждого   занятия включены   идеи   по   созданию   и   программированию   моделей   с   более   сложным поведением.               Программное   обеспечение   конструктора   ПервоРобот   LEGO®   WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы.   Для   управления   моторами,   датчиками   наклона   и   расстояния, предусмотрены   соответствующие   Блоки.   Кроме   них   имеются   и   Блоки   для управления   клавиатурой   и   дисплеем   компьютера,   микрофоном   и громкоговорителем.   Программное   обеспечение   автоматически   обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®­коммутатора. Раздел «Первые   шаги»   программного   обеспечения   WeDo   знакомит   с   принципами создания и программирования LEGO­моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo.  Комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.               Богатый   интерактивный   обучающий   материал   действительно   полезен детям, таким образом, курс может заинтересовать большой круг любителей Лего, в первую очередь, младших школьников ценителей TECHICS.  В программе «Робототехника»  включены содержательные линии: ­   аудирование   ­   умение   слушать   и   слышать,   т.е.   адекватно   воспринимать инструкции; ­ чтение  – осознанное самостоятельное чтение языка программирования; ­   говорение   –   умение   участвовать   в   диалоге,   отвечать   на   заданные   вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления;   ­   пропедевтика   –   круг   понятий   для   практического   освоения   детьми   с   целью ознакомления   с   первоначальными   представлениями   о   робототехнике   и программирование;  ­  творческая деятельность­ конструирование, моделирование, проектирование.   Основные формы и приемы работы с учащимися:  Беседа  Ролевая игра  Познавательная игра  Задание по образцу ( с использованием инструкции)  Творческое моделирование ( создание модели­рисунка)  Викторина  Проект Материально­техническое  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.  Планируемые результаты освоения программы 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. Учебно­тематический план № п\п Наименование разделов Количество часов всего теория практика 1 2 3 4 5 Раздел 1. Введение Раздел 2. Изучение механизмов Раздел 3. Программирование WeDo. Изучение датчиков и моторов Раздел  4. Проектирование Итого 3 5 18 8 34 2 2 6 2 1 3 12 6 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9­10 Дата проведения план факт Календарно­тематическое планирование Тема занятия Кол­во часов Раздел 1. Введение (3 ч.) Введение.  Знакомство с конструктором Лего. Организация рабочего  места. Техника безопасности  Роботы в нашей жизни. Понятие. Назначение. Что такое робототехника. Виды роботов, применяемые в современном мире. Как работать с  инструкцией. Проектирование моделей­роботов. Символы.  Терминология. Первые шаги. Среда конструирования. О сборке и программировании Раздел 2. Изучение механизмов (5 ч.) Забавные механизмы (фокус: естественные науки). Танцующие птицы. Знакомство с проектом (установление связей) Забавные   механизмы.   Танцующие   птицы.   Конструирование   (сборка). Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели) Разработка, сборка и программирование своих моделей Забавные   механизмы   (фокус:   естественные   науки).   Умная   вертушка. Конструирование (сборка) Сравнение механизмов. Танцующие птицы и умная вертушка. (сборка, программирование, измерения и расчеты) 1 1 1 1 1 1 1 1 Форма проведен ия Теория Теория Практика Практика Теория Практика Практика Теория Раздел 3. Программирование WeDo. Изучение датчиков и моторов (18 ч.) Практика 2 Забавные   механизмы   (фокус:   естественные   науки).   Обезьянка­ барабанщица.   Знакомство   с   проектом   (установление   связей). Конструирование (сборка) 11­12 Сравнение механизмов. Танцующие птицы,  умная вертушка, обезьянка­ барабанщица. (сборка, программирование, измерения и расчеты) Разработка, сборка и программирование своих моделей 13 14­15 Звери   (фокус:   технология).   Голодный   аллигатор.   Знакомство   с 2 1 2 Теория Практика Практика 16 проектом (установление связей). Конструирование (сборка) Звери.   Голодный   аллигатор.   Рефлексия   (измерения,   расчеты,   оценка возможностей   модели,   создание   отчета,   презентации,   придумывание сюжета для представления модели) 17­18 Вратарь,   нападающий,   болельщики.   Знакомство   с   проектом (установление связей).  Конструирование (сборка) Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели, создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели) Разработка, сборка и программирование своих моделей Спасение   самолета.   Знакомство   с   проектом   (установление   связей). Конструирование (сборка) Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели, создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели) Разработка, сборка и программирование своих моделей Рычащий   лев.   Знакомство   с   проектом   (установление   связей). Конструирование (сборка) Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели, создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели) Разработка, сборка и программирование своих моделей Раздел  4. Проектирование (8 ч.) Спасение. Знакомство с проектом (установление связей). Спасение от великана Конструирование (сборка) Защита проекта. Непотопляемый парусник 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Непотопляемый парусник. Знакомство с проектом (установление связей).  Конструирование (сборка) Защита проекта. 29­34 Создание самостоятельных проектов, моделирование, защита. Рефлексия 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0,5 1 0,5 0,5 1 0,5 6 Теория Практика Теория Практика Практика Теория Практика Практика Теория Практика Теория Практика Теория Теория Практика Теория Практика 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. 1. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с. Информационное обеспечение программы 2. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с. 3. Книга для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO WeDo (LEGO  Education WeDo). 4. Индустрия   развлечений.   ПервоРобот.   Книга   для   учителя   и   сборник   проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, ­ 87 с., илл.  1. http://9151394.ru/?fuseaction=proj.lego  Интернет­ресурсы 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.rkc­74.ru/  8. http://legoclab.pbwiki.com/  9. http://www.int­edu.ru/  10. http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=17  11.http://do.rkc­74.ru/course/view.php?id=13  12.http://robotclubchel.blogspot.com/  13.http://legomet.blogspot.com/ 14.http://httpwwwbloggercomprofile179964.blogspot.com/