Рабочая программа по внеурочной деятельности «Робототехника», реализующая ФГОС ООО 8 класс 2016 - 2017 учебный год

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДСКОГО ОКРУГА БАЛАШИХА «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 22» Согласовано: Зам. дир. по ВР ___________________ С. Н. Парфенова «01» сентября 2016г.   Утверждено:         Директор МБОУ «Школа №22» __________________ А.Ю. Егорова                        «01» сентября 2016г. Основное общее образование Рабочая программа по внеурочной деятельности «Робототехника»,  реализующая ФГОС ООО 8 класс 2016 ­ 2017 учебный год Рабочая программа составлена на   основе  авторской   программы:  Копосов Д.Г.   Первый   шаг   в   робототехнику: практикум для 5­6 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 286 с.: ил. Рабочую программу составила: Коваленко   И.В..,   учитель   высшей   кв. категории Учебник:   Копосов   Д.Г.   Первый   шаг   в робототехнику: рабочая тетрадь для 5­6 классов.   –   М.:   БИНОМ.   Лаборатория знаний, 2015. – 86 с.: ил 2016 г Пояснительная записка      В   настоящее   время   на   рынке   труда   одними   из   самых востребованных   являются   инженерные   кадры   высокого профессионального уровня, поэтому необходимость популяризации профессии   инженера   очевидна.   Быстро   растущая   потребность создания роботизированных систем, используемых в экстремальных условиях,   на   производстве   и   в   быту,   предполагает,   что   даже пользователи должны владеть знаниями в области робототехники. Не   смотря   на   явную   актуальность   тематики,   в   настоящее   время наблюдается информационный дефицит у учащихся.        Средством восполнения информационного дефицита у учащихся в общеобразовательных учреждениях становятся курсы по выбору, которые играют важную роль в профессиональном самоопределении старшеклассников.   Подобные   курсы   связаны   с   удовлетворением индивидуальных   потребностей   каждого   учащегося,   его склонностями   и   интересами.   Именно   поэтому   эффективность использования   курсов   по   выбору   при   обучении   робототехники достаточно велика.           Содержание   тем   курсов   по   выбору   по   конструированию   и программированию роботов зависит от материальной базы. Одной из таких материальных баз может стать комплект конструктора Lego Mindstorms   NXT   2.0,   в   состав   которого   входят   такие   основные элементы,   как   блок   NXT,   сервомоторы   и   датчики   (два   датчика касания,   ультразвуковой   датчик   и   датчик   цвета/света).   Для расширения   комплекта   можно   использовать   ресурсный   набор, состоящий из дублирующих и дополнительных деталей.           Программное   обеспечение   для   комплектов   Lego   Mindstorms NXT 2.0 представлено широким спектром сред программирования. В состав самого комплекта уже входит оригинальная графическая среда   программирования   NXT­G,   позволяющая   вовлечь   в конструирование   и   программирование   роботов   даже   учащихся начальных классов.  Содержание курса 1. Вводное занятие. Введение в предмет «Робототехника». Что такое робот? Какие бывают   роботы.   Зарубежные   и отечественные   разработки.   Презентация   программы.  Техника   безопасности   на занятиях. Правила внутреннего распорядка и поведение в коллективе. Знакомство с конструктором. Правила работы с конструктором.    Современные   тенденции   робототехники. 2. Конструирование.  2.1. Способы крепления деталей. Высокая башня. Различия  принципов   конструирования  RIS  и  NXT.  Способы   крепления   деталей. Жесткая   конструкция.   Конструирование   самой   высокой   и   устойчивой   башни. Высота, устойчивость. Практическая работа: конструируем модель «Башня». 2.2. Механический манипулятор (хваталка). Подвижная конструкция. Понятие механизма. Практическая работа: конструируем модель «Механический манипулятор». 3. Первые модели. 3.1. Тележки. История колеса. Одномоторная тележка. Практическая работа: конструируем модель «Одномоторная тележка». 3.2. Тележка с автономным управлением. Микроконтроллер. Автономное управление. Практическая   работа:   конструируем   модель   «Тележка   с   автономным управлением». 3.3. Двухмоторная тележка. Полный привод. Центр тяжести. Трехколесная тележка. Практическая работа: конструируем модель «Двухмоторная тележка». Практическая работа: конструируем модель «Двухмоторный вездеход». 4. Подключения NXT. Подключение электромоторов, датчиков, обмен данными между NXT и компьютером с   использованием  USB­кабеля   и  Bluetooth.   Технические   характеристики  NXT. Память, быстродействие. Порты. Кнопки. Элементы питания. Программные среды. 5. Интерфейс NXT. Составление   программ   с   использованием   блока  NXT.   Возможности   управления моторами.   Датчики.   Использование   датчиков   для   управления   роботом.   Основные структуры программирования. Команды управления моторами в NXT Program. Практическая работа: «Программируем без компьютера». 6. Интерфейс программной среды LEGO Mindstorms Edu NXT. Язык программирования  NXT­G. Окно программы. Палитра команд. Рабочее поле программы.  Robo  Center. Командный центр. Настройка  параметров команд.  Мотор вперед. Мотор назад. Поворот. Практическая работа: «Плавный поворот», «Поворот на месте». 7. Программирование. 7.1. Циклы. Цикл с параметром. Цикл с постусловием. Переменные. Три типа переменных. Практическая работа: Программа «Вокруг квадрата». 7.2. Ветвление. Ветвление.  Переключатели.   Режимы   отражения  блока «Ветвление».  Параллельные ветвление. Практическая работа: Сконструировать  TriBot, написать программу, используя «Ветвление». 7.3.  Алгоритмы   управления   (релейный   регулятор,   пропорциональный   регулятор, пропорционально ­ дифференциальный регулятор).  Практическая   работа:   Программа   с   использованием   П­регулятора     «Робот описывает восьмерку», «Змейка». 7.4. Управление роботом через Bluetooth (использование 2­го блока NXT) ­ джойстик для робота.  Практическая работа: Программа «Пульт управления роботом». 7.5. Мой блок. Конструируем собственные блоки. Практическая работа: Программа «Мой блок». 8. Задачи для робота 8.1. Поворот, парковка в гараж, остановка (датчик касания). Параллельные процессы. Использование датчика касания. Управление моторами. Практическая работа: Программа «Парковка в гараж». 8.2. Движения по звуковому сигналу, определение уровня шума (датчик звука). Использование датчика звука. Управление моторами. Измерение уровня шума. Практическая работа: Программа «Активация робота звуком». 8.3. Движение вдоль  линии. Один датчик света/цвета. Использование   датчика   света   или   цвета.   Измерение   уровня   освещенности. Определение цвета с помощью датчика. Практическая работа: Программа «Движение вдоль линии». Практическая работа: Программа «Обнаружение черной линии». 8.4. Движение за рукой используя датчик ультразвука. Использование датчика ультразвука. Измерение расстояния. Практическая работа: Программа «Робот­прилипала». 9. Индивидуальные работы над проектами. Подготовка к итоговой проектной работе. Итоговая проектная работа. Контрольная работа. 10. Соревнования. Подготовка   к   соревнованиям.   Классические   соревнования.   Соревнования   по правилам WRO. Проведение соревнований. Контрольная работа. 11. Подведение итогов года. Выставка. Презентация проекта. Подведение итогов работы за год.  Требования к знаниям, умениям и способам действия По окончании программы учащийся должен:  знать основы   механики,   автоматики   и   программирования   в   среде MINDSTORMS NXT на языках NXT­G и Robolab, RobotC;  уметь собирать модели, используя готовую схему сборки, а также по эскизу;  уметь создавать собственные проекты и при необходимости программировать роботизированные модели. Предъявляемый результат в конце учебного года:  осуществление сборки не менее 5 моделей роботов;  создание не менее двух индивидуальных конструкторских проектов;  создание коллективного выставочного проекта;  участие в соревнованиях и мероприятиях различного уровня. Формы и режимы занятий При проведении занятий используются следующие формы работы:  лекционная (получение учащимися нового материала);  самостоятельная (ученики выполняют индивидуальные задания в течение части занятия или одного­двух занятий);  проектная   деятельность   (получение   новых   знаний,   реализация   личных проектов);  соревнования (практическое участие детей в разнообразных мероприятиях по техническому легоконструированию). Календарно­тематическое планирование для 8 класса  по курсу «Робототехника» на 2016 – 2017 учебный год Всег о часо в Формы контроля Дата Сентябрь 2 2 2 опрос, тестирован ие опрос Сентябрь практическ ие задания Октябрь № п/п Наименование разделов и дисциплин     в   Этапы робототехники. Введение робототехнику. Понятие термина   «робот». развития Классификация робототехнических Основные конструкций.   современных элементы конструкций   роботов   и   их функциональное назначение. Знакомство   с   конструктором LEGO   Mindstorms   NXT 2.0. Блок NXT и его функции.   Датчики   Экран. Динамик. (касания,   ультразвуковой, цвета/света). Порты подключения и соединительные кабели.   Принципы   крепления деталей конструктора.     1.  2. 3. Основы конструирования. Ножницы   и механический   манипулятор.   Механическая передача. Сервопривод. Редуктор.   Одномоторная и полноприводная тележки. изменением Тележка с Октябрь   ­ Ноябрь Ноябрь ­Декабрь опрос, тестирован ие практическ ие задания практическ ие задания Январь   Февраль ­ 3 6 8 4. 5.   передаточного отношения. Дополнительные   датчики   и возможности их использования в конструкции роботов. Датчик освещенности. Датчик   цвета.   Датчик   звука. Датчик   температуры.   Датчик угла наклона. Гироскопический датчик   и   инфракрасное излучение. Автономное программирование. Понятие Понятие алгоритма. Линейный программы.   Постусловие   и алгоритм. цикличность.   Описание   блоков автономного алгоритма. Алгоритм   движения   по   кругу, вперед   назад,   по   квадрату   и «восьмеркой».   Запуск   и отладка программы.       6. Программирование   в   среде NXT­G. Стартовое  окно  Lego Mindstorms   NXT.  Интерфейс   Главное   меню. программы. Панель   команд.   Настройка параметров   команд.   Запуск   и отладка программы. Ветвление (блок принятия решения). Цикл с   параметром.   Цикл   с постусловием. и   Подпрограмма. прерывание.   переменными. Работа с Использование блока   Цикл Март ­ Май 12 практическ ие задания     «случайное число». Решение прикладных задач. Конкурсы, проводимые в России   и   за   рубежом   и   их регламент. Подготовка роботов к соревнованиям: движение по черной   линии,   движение   по инверсной   линии,   кегельринг,   лабиринт, с   препятствиями, сумо, ступеньки,   сортировка. Моделирование, и конструирование программирование   роботов   по заданным   функциональным возможностям. лабиринт   7.   Итого 35 1. Филиппов  С.А. Робототехника для детей и родителей – СПб.:  Наука, Список литературы 2011. – 263с. 2. Загвязинский   В.   И.   Теория   обучения:   Современная   интерпретация: Учебное пособие для вузов. 3­е изд., испр. — М.: Академия, 2006. — 192с. 3. Официальный сайт Lego Mindstorms NXT [Электронный ресурс] ­ режим доступа: http://mindstorms.lego.com/ 4. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования: Учебное пособие / Е. С. Полат , М. Ю. Бухаркина – 3­е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 368с. 5. Фатеева   И.   А.   Метод   «портфолио»   как   приоритетная   инновационная технология в образовании: преемственность между средней школой и вузом [Текст] / И. А. Фатеева, Т. Н. Канатникова // Молодой ученый. — 2012. — №12. — С. 526­528. Дьяченко   В.К.   Сотрудничество   в   обучении.   —   М.:   Просвещение, 6. 1991. — 192с. 7. Юцявичене   П.   А.   Теория   и   практика   модульного   обучения.   Каунас, 1989. — 272с. 8. Данильсон Т. С., Румбешта Е. А. Модульно­деятельностный  подход в обучении физике// Вестн. Томского гос. пед. ун­та. №10. 2010. — С.35­38 9. Оконь   В.   Основы   проблемного   обучения. Пер.   с   польск. —   М.: «Просвещение», 1968. — 208 с.