Рабочая программа по внеурочной деятельности "Робототехника"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное средняя общеобразовательная школа №39 учреждение г. Воронеж Рабочая программа курса внеурочной деятельности для 5-7 класса «Робототехника» в соответствии с ФГОС II поколения Составитель: Учитель информатики Гридчина Евгения Евгеньевна Воронеж, 2017 Пояснительная записка          Одной   из   важных   проблем   в   России   являются   её   недостаточная   обеспеченность   инженерными   кадрами   и   низкий   статус   инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное   использование   роботов   в   быту,   на   производстве   и   поле   боя требует,   чтобы   пользователи   обладали   современными   знаниями   в   области управления   роботами,  что   позволит   развивать   новые,  умные,   безопасные   и более   продвинутые   автоматизированные   системы.   Необходимо   прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.       Также данный курс даст возможность школьникам закрепить и применить на   практике   полученные   знания   по   таким   дисциплинам,   как   математика, физика, информатика, технология. На занятиях по техническому творчеству учащиеся соприкасаются со смежными образовательными областями. За счет использования   запаса   технических   понятий   и   специальных   терминов расширяются   коммуникативные   функции   языка,   углубляются   возможности лингвистического развития обучающегося.       При ознакомлении с правилами выполнения технических и экономических расчетов при проектировании устройств и практическом использовании тех или   иных   технических   решений   школьники   знакомятся   с   особенностями практического применения математики. Осваивая приемы проектирования и конструирования, ребята приобретают опыт создания реальных и виртуальных демонстрационных моделей.        Подведение итогов работы проходит в форме общественной презентации (выставка, состязание, конкурс, конференция и т.д.). Для   реализации   программы   используются   образовательные   конструкторы фирмы  Lego,   конструктор  LEGO   MINDSTORMS  Education  EV3.   Он представляет   собой   набор   конструктивных   деталей,   позволяющих   собрать многочисленные   варианты   механизмов,   набор   датчиков,   двигатели   и микрокомпьютер EV3, который управляет всей построенной конструкцией. C конструктором  LEGO   MINDSTORMS  Education  EV3  идет   необходимое программное обеспечение.  На   реализацию   учебного   курса   «Робототехника»   используется   время, отведенное на внеурочную деятельность. Форма реализации курса по выбору ­ кружок. Общий объем учебного времени 35 учебных час(один час в неделю).       Использование  конструктора LEGO EV3 позволяет создать уникальную образовательную   среду,   которая   способствует   развитию   инженерного, конструкторского   мышления.   В   процессе   работы   с   LEGO   EV3   ученики приобретают   опыт   решения   как   типовых,   так   и   нешаблонных   задач   по конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в анализировать,   формулировать, команде   способствует   формированию   умения   взаимодействовать   с соучениками,   критически   оценивать, отстаивать свои идеи.          LEGO EV3 обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет ученикам получить результат в пределах одного или пары уроков. И при этом возможности в изменении моделей и программ – очень широкие, и такой подход позволяет учащимся усложнять модель и программу, проявлять самостоятельность в изучении темы.      Цель курса:       Изучение курса «Робототехника» на уровне основного общего образования направлено на достижение следующей цели: развитие интереса школьников к технике и техническому творчеству. Задачи:  1.   Познакомить   с   практическим   освоением   технологий   проектирования, моделирования и изготовления простейших технических моделей.  2. Развивать творческие способности и логическое мышление.  3. Выявить и развить природные задатки и способности детей, помогающие достичь успеха в техническом творчестве. Место курса в учебном плане Программа рассчитана на 1 год обучения.  Общее количество часов: 35 Из расчёта 1 час в неделю. Планируемые результаты освоения учащимися программы курса «Робототехника» Личностные универсальные учебные действия У обучающегося будут сформированы: •   ответственное   отношения   к   учению,   готовности   и   способности обучающихся   к   саморазвитию   и   самообразованию   на   основе   мотивации   к обучению   и   познанию,   осознанному   выбору   и   построению   дальнейшей индивидуальной   траектории   образования   на   базе   ориентировки   в   мире профессий   и   профессиональных   предпочтений,   с   учетом   устойчивых познавательных интересов, а также на основе формирования уважительного отношения к труду, развития опыта участия в социально значимом труде; •   коммуникативная   компетентность   в   общении   и   сотрудничестве   со сверстниками, детьми старшего  и младшего возраста,  взрослыми  в  процессе образовательной,   учебно­исследовательской, творческой и других видов деятельности.   общественно   полезной, Обучающийся получит возможность для формирования:  внутренней позиции на уровне понимания необходимости творческой  деятельности, как одного из средств самовыражения в социальной  жизни;  выраженной познавательной мотивации;  устойчивого интереса к новым способам познания. Регулятивные универсальные учебные действия Обучающийся научится:  планировать свои действия;  осуществлять итоговый и пошаговый контроль;  адекватно воспринимать оценку учителя;  различать способ и результат действия.  Обучающийся получит возможность научиться:  проявлять познавательную инициативу;  самостоятельно находить варианты решения творческой задачи. Коммуникативные универсальные учебные действия Учащиеся смогут:  допускать существование различных точек зрения и различных  вариантов выполнения поставленной творческой задачи;  учитывать разные мнения, стремиться к координации при выполнении  коллективных работ;  формулировать собственное мнение и позицию;  договариваться, приходить к общему решению;  соблюдать корректность в высказываниях;  задавать вопросы по существу;  контролировать действия партнёра. Обучающийся получит возможность научиться:  учитывать разные мнения и обосновывать свою позицию;  владеть монологической и диалогической формой речи;  осуществлять взаимный контроль и оказывать партнёрам в  сотрудничестве необходимую взаимопомощь. Познавательные универсальные учебные действия Обучающийся научится:  осуществлять поиск нужной информации для выполнения  художественной задачи с использованием учебной и дополнительной  литературы в открытом информационном пространстве, в т.ч.  контролируемом пространстве Интернет;  высказываться в устной и письменной форме;  анализировать объекты, выделять главное;  осуществлять синтез (целое из частей);  проводить сравнение, классификацию по разным критериям;  устанавливать причинно­следственные связи;  строить рассуждения об объекте.  Использовать   для   познания   окружающего   мира   различных   методов (наблюдение,   измерение,   опыт,   эксперимент,   моделирование   и   др.). Определение структуры объекта познания, поиск и выделение значимых функциональных связей и отношений между частями целого. Умение разделять процессы на этапы, звенья; выделение характерных причинно­ следственных связей.  Определять   адекватных   способов   решения   учебной   задачи   на   основе заданных   алгоритмов.   Комбинирование   известных   алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартное применение одного из них.  Сравнение, сопоставление, классификация, ранжирование объектов по одному или нескольким предложенным основаниям, критериям. Умение различать факт, мнение, доказательство, гипотезу, аксиому.  Исследование   несложных   практических   ситуаций,   выдвижение предположений, понимание необходимости  их проверки  на практике. Использование   практических   и   лабораторных   работ,   несложных экспериментов   для   доказательства   выдвигаемых   предположений; описание результатов этих работ.  Творческое   решение   учебных   и   практических   задач:   умение мотивированно отказываться от образца, искать оригинальные решения; самостоятельное   выполнение   различных   творческих   работ;   участие   в проектной деятельности. Обучающийся получит возможность научиться:  осуществлять расширенный поиск информации в соответствии с  исследовательской задачей с использованием ресурсов библиотек и сети Интернет;  осознанно и произвольно строить сообщения в устной и письменной  форме;  использованию методов и приёмов художественно­творческой  деятельности в основном учебном процессе и повседневной жизни. В результате занятий по предложенной программе учащиеся  получат возможность:  развивать образное мышление, воображение, интеллект, фантазию,  техническое мышление, творческие способности;  расширять знания и представления об алгоритмах, познакомиться с  новыми технологическими приёмами обработки различных материалов;  использовать ранее изученные приёмы в новых комбинациях и  сочетаниях;  совершенствовать навыки трудовой деятельности в коллективе;  достичь оптимального для каждого уровня развития;  сформировать навыки работы с информацией. Материально­техническая база 1. Копосов Д. Г. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5­6  классов\ Д. Г. Копосов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 292  с. 2. Блог­сообщество любителей роботов Лего с примерами программ  [Электронный ресурс] / http://nnxt.blogspot.ru/2010/11/blog­post_21.html 3. Лабораторные практикумы по программированию [Электронный  ресурс] http://www.edu.holit.ua/index.php?option=com_content&view=  category&layout=blog&id=72&Itemid=159&lang=ru 4. Образовательная программа «Введение в конструирование роботов» и  графический язык программирования роботов [Электронный ресурс] /  http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=280#program_blocks 5. Примеры конструкторов и программ к ним [Электронный ресурс] /  Режим доступа: http://www.nxtprograms.com/index2.html 6. Программы для робота [Электронный ресурс] /  http://service.lego.com/en­us/helptopics/?questionid=2655 7. Учебник по программированию роботов (wiki) [Электронный ресурс] /  8. Материалы сайтов http://www.prorobot.ru/lego.php http://nau­ra.ru/catalog/robot http://www.239.ru/robot http://www.russianrobotics.ru/actions/actions_92.html http://habrahabr.ru/company/innopolis_university/blog/210906/   робототехника http://www.slideshare.net/odezia/2014­39493928 http://www.slideshare.net/odezia/ss­40220681 http://www.slideshare.net/odezia/180914­39396539  STEM­ в Дата о к о р у №   Тематическое планирование 5­7 класс 1 час в неделю Тема Метапредметные результаты  Личност ные результа ты 1 Роботы. Виды роботов. Значение роботов в  жизни человека.  Основные направления применения роботов.  Правила работы с  конструктором LEGO Иметь общие представления о значение роботов в жизни человека. Знать   правила   работы   с конструктором Смысло образова ние –  адекватн ая  мотиваци я 2 3 4 Знание понятия алгоритма,  исполнителя алгоритма,  системы команд  исполнителя (СКИ) Иметь общее представление  о среде программирования  модуля, основных блоках. Управление роботами.  Методы общения с  роботом. Состав конструктора  LEGO MINDSTORMS  EV3.  Языки  программирования. Среда  программирования  модуля, основные  блоки.  Знание составных частей  универсального комплекта  LEGO MINDSTORMS EV3  EDU и их функций.  Способность учащихся  воспроизвести этапы сборки  и ответить на вопросы. Знание назначение кнопок  модуля EV3. Умение составить  простейшую программу по  шаблону, сохранять и  запускать программу на  выполнение   Правила техники  безопасности при  работе с роботами­ конструкторами.  Правила обращения с  роботами. Основные  механические детали  конструктора и их  назначение. Модуль EV3. Обзор,  экран, кнопки  управления модулем,  индикатор состояния,  порты. Установка  батарей, способы  экономии энергии.  Включение модуля  EV3. Запись  программы и запуск ее  на выполнение. учебной  деятельн ости.  Нравств енно­ этическ ая  ориента ция –  умение  избегать  конфлик тов и  находить  выходы  из  спорных  ситуаций Смысло образова ние –  адекватн ая  мотиваци я  учебной  деятельн ости;  актуализ ация  сведений  из  личного  жизненно го опыта; формиро вание  готовнос 5 6 7 Сервомоторы EV3,  сравнение моторов.  Мощность и точность  мотора. Механика  механизмов и машин.  Виды соединений и  передач и их свойства.  Сборка модели робота  по инструкции.  Программирование  движения вперед по  прямой траектории.  Расчет числа оборотов  колеса для  прохождения  заданного расстояния. Знание параметров мотора и  их влияние на работу модели Иметь представление о  видах соединений и передач. Способность учащихся  воспроизвести этапы сборки  и ответить на вопросы. Умение выполнить расчет  числа оборотов колеса для  прохождения заданного  расстояния. Умение решать задачи на  движение с использованием  датчика касания. Датчик касания.  Устройство датчика. Практикум. Решение  задач на движение с  использованием  датчика касания. ти к  продолже нию  обучения с целью  получени я  инженерн ого  образова ния;  освоение  типичных ситуаций  управлен ия  роботами . Нравств енно­ этическ ая  ориента ция –  умение  избегать  конфлик тов и  находить  выходы  из  спорных  ситуаций Смысло образова ние –  адекватн ая  мотиваци 8 9 10 11 12 13 Знание влияние предметов  разного цвета на показания  датчика освещенности Знание  особенностей работы датчика Умение решать задачи на  движение с использованием  датчика расстояния. Умение решать задачи на  движение с использованием  гироскопического датчика. Умение называть датчики, их функции и способы  подключения  к модулю; правильно работать с  конструктором  Обобщение и  систематизация основных  понятий по теме Способность учащихся  воспроизвести этапы  программирования и  ответить на вопросы. Датчик цвета, режимы  работы датчика.  Решение задач на  движение с  использованием  датчика  Ультразвуковой  датчик. Решение задач  на движение с  использованием  датчика расстояния Гироскопический  датчик. Инфракрасный датчик, режим  приближения, режим  маяка. Подключение датчиков и моторов.  Интерфейс модуля  EV3. Приложения  модуля.  Представление порта.  Управление мотором. Проверочная работа № 1 по теме «Знакомство с роботами LEGO  MINDSTORMS».  Среда  программирования  модуля. Создание  программы. Удаление блоков.  Выполнение  программы.  Сохранение и  открытие программы. я  учебной  деятельн ости.  Нравств енно­ этическ ая  ориента ция –  умение  избегать  конфлик тов и  находить  выходы  из  спорных  ситуаций Смысло образова ние –  адекватн ая  мотиваци я  учебной  деятельн 14 15 16 17 18 Счетчик касаний.  Ветвление по  датчикам.  Методы принятия  решений роботом.  Модели поведения при разнообразных  ситуациях.   Программное  обеспечение EV3. Среда LABVIEW.  Основное окно Свойства и структура  проекта.  Решение задач на  движение вдоль сторон квадрата.  Использование циклов  при решении задач на  движение. Программные блоки и  палитры  программирования Страница аппаратных  средств  Редактор контента  Инструменты  Устранение неполадок. Перезапуск модуля  Решение задач на  движение по кривой.  Независимое  управление моторами.  Поворот на заданное  число градусов. Расчет угла поворота.  Использование  нижнего датчика  освещенности.  Решение задач на  движение с остановкой на черной линии.  Умение использовать  ветвления при решении задач на движение Умение использовать циклы  при решении задач на  движение Способность учащихся  воспроизвести этапы сборки  и программирования и  ответить на вопросы  учителя. Способность учащихся  воспроизвести этапы  программирования и  выполнять расчет  угла  поворота. Умение решать задачи на  движение с остановкой на  черной линии ости;  актуализ ация  сведений  из  личного  жизненно го опыта; формиро вание  готовнос ти к  продолже нию  обучения с целью  получени я  инженерн ого  образова ния;  освоение  типичных ситуаций  управлен ия  роботами . Нравств енно­ этическ ая  ориента ция –  умение  избегать  конфлик тов и  находить  выходы  из 19 20 21 22 23 24 25 Решение задач на  движение вдоль линии. Калибровка датчика  освещенности. Программирование  модулей. Решение  задач на прохождение  по полю из клеток   Соревнование роботов  на тестовом поле.  Зачет времени и  количества ошибок Измерение  освещенности.  Определение цветов.  Распознавание цветов. Использование  конструктора в  качестве цифровой  лаборатории. Измерение расстояний  до объектов. Сканирование  местности.  Сила. Плечо силы.  Подъемный кран.  Счетчик оборотов. Скорость  вращения  сервомотора.  Мощность. Управление роботом с  помощью внешних воздействий.  Реакция робота на  звук, цвет, касание.  Таймер. Умение решать задачи на  движение вдоль черной  линии спорных  ситуаций Умение решать задачи на  прохождение по полю из  клеток. Обобщение и  систематизация основных  понятий по теме «Основы  программирования» Знание назначения и  основных режимов работы  датчика цвета  Знание назначение и  основных режимов работы  ультразвукового датчика. Умение выполнять расчеты  при конструировании  подъемного крана. Умение программировать  робота, останавливающегося на определенном расстоянии до препятствия Формиро вание  понятия  связи  различны х  явлений,  процессо в,  объектов; актуализ ация  сведений  из  личного  жизненно го опыта  информа ционной  деятельн ости; освоение  типичных ситуаций  управлен ия  роботами 26 27 28 29 30 31 32 33 Движение по  замкнутой траектории. Решение  задач на  криволинейное  движение. Конструирование  моделей роботов для  решения задач с  использованием  нескольких разных  видов датчиков. Решение задач на  выход из лабиринта.  Ограниченное движение. Проверочная работа  №2 по теме «Виды  движений роботов» Работа над проектами  «Движение по  заданной траектории», «Кегельринг».  Правила соревнований. Соревнование роботов  на тестовом поле.  Зачет времени и  количества ошибок Конструирование  собственной модели  робота Программирование и  испытание  собственной модели  робота. Написание программы для  движения по кругу через  меню контроллера. Запуск и  отладка программы.  Написание других простых  программ на выбор  учащихся и их  самостоятельная отладка. Написание программы для  движения по контуру  треугольника, квадрата. Робот, записывающий  траекторию движения и  потом точно её  воспроизводящий Создание и отладка  программы для движения  робота внутри помещения и  самостоятельно огибающего  препятствия. Обобщение и  систематизация основных  понятий по теме «Виды  движений роботов» Умение составлять план  действий для решения  сложной задачи  Умение составлять план  действий для решения  сложной задачи  конструирования робота Разработка собственных  моделей в группах.  Программирование модели в группах , включая цифрову ю  бытовую  технику. формиро вание  умения  осуществ лять  совместн ую  информа ционную  деятельн ость, в  частност и, при  выполнен ии  учебных  заданий,  в том  числе  проектов. Самоопр еделе­ ние –  самостоя тельность и личная  ответстве нность за  свои  поступки . Смысло образова ние –  самооцен ка на  основе 34­ 35  Презентации и защита  проекта «Мой  уникальный робот» Презентация моделей критерие в  успешнос ти  учебной  деятельн ости Нравств енно­ этическ ая  ориента ция –  навыки  сотрудни чества в  разных  ситуация х, умение не  создавать конфлик тных  ситуаций  и  находить  выходы