Программа модуля по робототехнике

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Школа №5 г. Черемхово»              Программа образовательного межпредметного модуля «Hello, robot!» для обучающихся 6 классов (20 часов)                                                                           Автор­составитель: Михалёва Л.С., учитель информатики высшей  квалификационной категории. г. Черемхово  Пояснительная записка              Программа образовательного межпредметного модуля «Hello,robot» разработана в соответствии с  требованиями федерального государственного образовательного стандарта второго поколения, утвержденного   приказом Министерства образования и науки РФ от 17.12. 2010г.   № 1897, образовательной программы основного общего образования МОУ «Школа №5 г. Черемхово», на основе методического пособия к инновационному учебно­ методическому комплексу «Новая школа»,   авторы: Е. В. Восторгова, С.Ф. Горбов, З.Н. Новлянская, Н. Л. Табачникова, Е. В. Чудинова, М, 2008.      Основная   идея     модуля     ­   координация     разных   учебных   предметов,   которая   дает возможность:  учителю  –   увидеть   отдельные   учебные   предметы   как   части   единого образовательного пространства; ученику – переносить знания и умения, сформированные в рамках   одного   учебного   предмета,   на   решение   задач   другого   учебного   предмета; ученическому   коллективу  –   осуществлять   практико­ориентированную   деятельность,   в которой формируются разнообразные компетентности выпускника основной школы. В модуле представлены разные образовательные  ресурсы – интерактивные задания, логические   задачи,   конструкторы   шифровок,   слайдовые   презентации,   видеофрагменты, сценарий праздника «Школьный Робофест». Цель: показать использование робототехники в различных предметных областях. Задачи:     познакомить с основами программирования в компьютерной среде MINDSTORMS  NXT на языках NXT, Robolab; развивать логическое мышление учащихся; создать условия для накопления опыта разнообразных практических действий; развивать технический и творческий потенциал личности ребенка путем  организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно­ технического конструирования, основ робототехники и других учебных предметов.  развивать умение излагать мысли в четкой логической последовательности,  отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить  ответы на вопросы путем логических рассуждений.  формировать целостную картину мира. Общая характеристика модуля Основным   событием   этого   модуля   является   праздник­соревнование   «Школьный Робофест». В подготовку к празднику входит ряд занятий, направленных на развитие любознательности,  словесно ­ логического мышления  детей и приобретение ребёнком умений   составлять   алгоритмы,   простейшие   программы,   понимать   принцип   действия роботов и применять полученные знания в практической деятельности. Также учащиеся оценивают свои результаты, пользуясь знаниями о технических возможностях робота. Место модуля в учебном плане                 Учебный   план   школы   представляет   собой   соотношение   обязательной     части, формируемой в соответствии с требованиями ФГОС ООО, которая составляет 70 % от общего нормативного времени, отведённого на предметную область и вариативной частью, которая   составляет   30   %   и   предоставляет   возможность   проведения   образовательных межпредметных   модулей.   Модуль   «Hello,robot»   рассчитан   на   20   часов   обучения, вписывается   в     предметы   «Информатика»,   «Математика»,   «Технология»,   «ОБЖ», «Изобразительное искусство».  Время проведения – апрель.  Результаты освоения модуля Метапредметные  результаты: Познавательные: 1. Сравнивать и группировать факты, явления. 2. Делать выводы на основе обобщения знаний. 3. Представлять информацию в виде алгоритмов, схем. Регулятивные: 1. Самостоятельно формулировать цель деятельности. 2. Составлять план действий. 3. Проверять и оценивать результаты работы. Коммуникативные: 1. Самостоятельно  структурировать, объяснять и представлять информацию по  определённой  теме. 2. Организовывать и планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками Личностные: 1. Повышать свой образовательный уровень и уровень готовности к продолжению  обучения с использованием ИКТ. 2. Приобретать опыт использования информационных ресурсов общества и электронных средств связи в учебной и практической деятельности. 3. Получат опыт как командного, так и индивидуального участия в соревновании на  сообразительность, опыт групповой работы и проявления личной инициативы. Предметные результаты изучения модуля: 1. Понимание устройства схемы, алгоритма. 2. Умение заполнить схему, используя свои знания по информатике и математике. 3. Умение составить схему, алгоритм по тексту,  представляющему собой набор данных. («Запаковать» данные в схему, алгоритм).  4. Умение понять,  расшифровать заполненную схему, алгоритм. («Распаковать» таблицу).  5. Понимание связи схемы, алгоритма; умение соотносить одну модель с другой. 6. Умение составить алгоритм, схему  по результатам своих наблюдений или измерений. 7. Умение классифицировать заданный набор свойств. 8.   Научатся   с   помощью   рассуждений   или   преобразований   условия   решать   логические задачи. 9. Познакомятся с некоторыми логическими операциями и приобретут опыт их применения на практике. Содержание учебного  модуля Основное   содержание   модуля   представлено   следующими   содержательными линиями:   информатика,   математика,   технология,   изобразительное   искусство,   ОБЖ. Способ   координации:   средственно   ­   техническая  (способы   составления   алгоритмов, освоенные  на информатике,   используются  для  создания  модели движущегося   робота, созданная   на   технологии   модель   робота   из   конструктора   используется   при   создании движущегося   робота,   функции,   открытые     в   курсе   ОБЖ   и   внеклассного   чтения применяются для создания модели робота, свойства геометрических фигур, изученные на математике, используются для составления программ движения робота).   Учебный план № п/п 1 2 Предмет Информатика Математика 3 4 5 6 7 Технология ОБЖ ИЗО Внеклассное чтение Событие модуля Итого: Кол­во часов Тема 6 6 3 1 1 2 1 Элементы алгоритмизации Решение текстовых задач на движение. Длина  окружности.   Прямая, параллельные прямые.  Простейшие геометрические фигуры:  треугольник, квадрат, прямоугольник Конструирование различных моделей роботов Роботы и окружающая среда Изображение  геометрических фигур История развития роботов Праздник «Школьный Робофест» 20 часов Образовательные   технологии   организации   учебного   процесса   с   использованием робототехники  Информационно ­   коммуникационные технологии. Их идея состоит в том, чтобы компенсировать   за   счет   использования   компьютера   имеющийся   недостаток   в развитии ребенка, облегчить возможность интеграции в обществе.  Технология дифференциации и индивидуализации обучения ­ это создание условий для   обучения   детей,   имеющих   различные   способности   и   проблемы,   путем организации   учащихся   в   группы   и   использования   различных   форм   группового обучения.  ЛЕГО­технологии ­ технологические наборы, ориентированы на изучение основных механических принципов и элементарных технических решений, лежащих в основе всех   современных   конструкций   и   устройств.   Является   и   самостоятельным средством развивающего обучения и как наиболее  предпочтительным наглядным пособием. Методы и формы организации учебных занятий с использованием робототехники  Отбор   методов   и   форм   обучения   обусловлен   необходимостью   формирования информационной, коммуникативной и технической компетентностей учащихся. Эффективность   обучения   основам   робототехники   зависит   и   от   организации   занятий, проводимых с применением следующих методов: 1. Объяснительно ­ иллюстративный ­ предъявление информации различными способами (объяснение, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др); 2. Эвристический ­ создание творческих моделей, поиск нестандартных решений и т.д. 3.   Программированный   ­   набор   операций,   которые   необходимо   выполнить   в   ходе выполнения   практических   работ   (форма:   компьютерный   практикум,   проектная деятельность); 4. Репродуктивный ­ воспроизводство способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу) 5. Метод проблемного изложения ­ постановка проблемы (совместно с учителем) и поиск решения ее самими обучающимися. И все­таки, главный метод, который используется при изучении робототехники это метод проектов. Под методом проектов понимают технологию организации образовательных ситуаций, в которых учащихся ставит и решает собственные задачи. Проектно­ориентированное обучение – это систематический учебный метод, вовлекающий   учащихся   в   процесс   приобретения   знаний   и   умений   с   помощью   широкой исследовательской   деятельности,   базирующейся   на   комплексных,   реальных   вопросах   и тщательно проработанных заданиях. Основные этапы разработки Лего­проекта: 1. Обозначение темы проекта. 2. Цель и задачи представляемого проекта. 3. Разработка механизма на основе конструктора Лего модели NXT . 4. Составление программы для работы механизма в среде Lego Mindstorms. 5. Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей. При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно   влияет   на   развитие   познавательных,   творческих   навыков,   а   также самостоятельность школьников. Робототехника, являясь дополнительным средством при изучении   курсов   информатики,   математики   и   других   предметов   позволяет   учащимся принимать решение самостоятельно, применимо к данной ситуации, учитывая окружающие особенности   и   наличие   вспомогательных   материалов.   И,   что   немаловажно,   –   умение согласовывать свои действия с окружающими, т.е. работать в команде. Таким   образом,   различные   методы   обучения,   взаимодополняющие   друг   друга, характеризуют с разных сторон одно и то же взаимодействие учителя и учащихся. Основной формой организации учебных занятий в данном курсе являются практики. Практики – это совместная работа детей и учителя по накоплению опыта разнообразных практических   действий.   Практики   многофункциональны.   С   одной   стороны,   их исключительная роль заключается в восполнении недостающего детского опыта в разных жизненных   сферах   (в   том   числе   и   бытовой),   что   представляется   сегодня   особенно актуальным. С другой стороны в практиках происходит важнейшее изменение в детских действиях – они начинают осознаваться самим ребенком. И, наконец, практики ­ "полигон" для опробования найденных детьми способов действия, необходимое условие  их проверки и использования.  По своему месту в обучении практики можно разделить на:  а) «готовящие», закладывающие некоторый опыт практического действия для предметных линий;  б) «порождающие», развитие которых приводит к осознанию противоречия, постановке учебной задачи и входу класса в предметную линию; в) «результирующие», опирающиеся на найденный в предметной линии способ действия.  По своей преобладающей направленности практики можно разделить на:  а) практики, направленные на объект;  б) практики взаимодействия (направленность на других людей);  в) практики проживания (направленность на себя). Большинство   заданий   курса   выполняется   с   помощью   конструктора   и   необходимых программных средств. Изучение   нового   материала   носит   сопровождающий   характер.   Ученики   изучают   его   с целью создания запланированного продукта – модели робота.  Кроме того, при решении учителем некоторых задач могут быть использованы следующие типы занятий: деловая игра, ролевая игра, занятия контроля и оценки, разработанные на основе системно­деятельностного подхода. Примерное расписание занятий модуля Вторник Литература ОБЖ Математика Математика Информатика Среда Информатика Информатика Математика ИЗО Литература Четверг Технология Технология Математика Математика Информатика Пятница Технология Математика Информатика Информатика Событие модуля ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ Раздел I Информатика  (6 ч) №  Тема  1 2 3 4 5 Что такое  алгоритм Исполнители  вокруг нас Формы записи  алгоритмов Линейные  алгоритмы Алгоритмы с  ветвлениями Кол­ во часов 1 1 1 1 1 Основное содержание  Характеристика деятельности  уч­ся Алгоритм, свойства алгоритма Знакомятся с понятием «алгоритм», свойствами  Формальное исполнение алгоритма,  исполнители вокруг нас Формы записи алгоритмов, примеры Линейные алгоритмы. Составление блок­схем  на линейную структуру алгоритма Алгоритмы с ветвлениями. Составление блок­ схем на разветвляющуюся структуру алгоритма алгоритма. Рассматривают алгоритм движения  робота. Знакомятся с исполнителями алгоритмов. ЛЕГО­ робот, как пример исполнителя. Знакомство со  средой программирования NXT­G. Рассматривают формы записи алгоритма.  Записывают алгоритм движения ЛЕГО­робота Рассматривают линейную алгоритмическую  структуру. Пишут программу для  линейного  алгоритма движения ЛЕГО­робота. Демонстрация. Рассматривают алгоритмическую структуру  «ветвление». Пишут программу для ветвления  движения ЛЕГО­робота. Демонстрация. 6 Циклические  1 Цикл. Составление блок­схем на циклическую  Рассматривают алгоритмическую структуру  алгоритмы структуру алгоритма «цикл». Пишут программу для циклического  движения ЛЕГО­робота. Демонстрация. Раздел II  Математика  (6 ч) 7 8, 9 Решение  текстовых задач  на движение.  Длина  окружности  10 Прямая,  параллельные  прямые 1 2 1 Задачи на движение Решают задачи на движение с использованием  ЛЕО­роботов Длина окружности, диаметр Прямая, параллельные прямые Самостоятельно находят отношение длины  окружности (оборот колеса) к диаметру колеса,  делают вывод, находят число Пи Составление программ для робота на движение по  прямой линии. Сборка шагающего робота 11, 12 Простейшие  2 Треугольник, квадрат, прямоугольник Составление программ для робота на движение по  геометрические  фигуры:  треугольник,  квадрат,  прямоугольник Раздел III Технология (3ч) 13 Конструирование  различных моделей  роботов 14­15 Конструирование  1 2 различных моделей  роботов Раздел IV ОБЖ (1ч) треугольнику, квадрату, прямоугольнику.  Исследование свойств фигур Детали робота, способы креплений деталей Скрепляют детали различными способами,  Конструирование роботов конструируют различные модели:  башня, тележка, мельница. 16 Роботы и  1 Назначение роботов, возможности роботов Создают модели роботов, необходимых в быту окружающая  среда Раздел V  ИЗО (1ч) 17 Технический  1 Изображение  геометрических фигур Рисуют различные детали конструктора, способы  коллаж  из  геометрических  фигур Раздел VI Внеклассное чтение (2ч) креплений, геометрические фигуры, роботов  действующих и фантастических 18, 19 История  развития роботов 2 История робототехники Анализ самостоятельно прочитанных   Узнают об истории развития робототехники в  различных странах художественных произведений о роботах Высказывают своё личностное отношение к роботам Раздел VII Событие «Школьный Робофест».(1ч) 20 Праздник  2 Обобщение знаний по робототехнике Игра­соревнование по номинациям «Школьный  Робофест» Учебно­методическое обеспечение образовательного модуля 1. Методическое пособие для учителя: ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику.  MINDSTORMS NXT education, 2006. 2. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов – Санкт­Петербург:  «Наука», 2010. ­ 195 стр. 3. Босова Л.С. Информатика: учебник для 6 класса.–БИНОМ: Лаборатория знаний,  2013 4. Виленкин Н.Я. Математика: учебник для 6 класса. 5. ОБЖ. 6 кл.: Учебник для общеобразоват. учреждений /М.П. Фролов. В.П.Шолох,  М.В.Юрьева, Б.И.Мишин; под. ред. Ю.Л. Воробьева. – М.: Астрель , 2012. – 174 с.:  ил. 6. Технология: учебник для 6 кл. общеобразоват. Учреждений: вариант для  мальчиков / В.Д. Симоненко, А.Т. Тищенко, П.С. Самородский; под ред. В.Д.  Симоненко. – М.: Просвещение. 7. Л. А. Неменская «Изобразительное искусство. Искусство в жизни человека. 6  класс» под ред. Б.М. Неменского М:, Просвещение, 2009 г.  8. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5­6 классов 9. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5­6 классов Материально­техническое обеспечение образовательного процесса 1. Интерактивная доска. 2. Компьютер. 3. Проектор. 4. Многофункциональное устройство. 5. Система обратной связи. 6. Набор конструкторов ЛЕГО, перворобот NXT 7. Цифровые Образовательные Ресурсы.