Программа «Робототехника» (дополнительное образование)

Разделы: Дополнительное образование

Классы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11


Пояснительная записка

Нормативная база при разработке программы дополнительного образования - основного документа педагога:

  • Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. N 273- ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».
  • Письмо Министерства образования и науки РФ от 14 декабря 2015 г. № 09-3564 "О внеурочной деятельности и реализации дополнительных общеобразовательных программ" .
  • Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 4 июля 2014 г. № 41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей».
  • Приказ Министерства образования и науки РФ от 29 августа 2013 г. № 1008 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам».

В наше время робототехники и компьютеризации, ребенка необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.

Техническое творчество - мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования - многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

Педагогическая целесообразность этой программы заключается в том, что она является целостной и непрерывной в течении всего процесса обучения, и позволяет школьнику шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и само реализоваться в с современном мире . В процессе конструирования и программирования дети получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Использование робототехнических конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, 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 как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования

Работа с образовательными робототехническими конструкторами 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, - что является вполне естественным.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества.

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

Актуальность данной программы:

  • необходимость вести работу в естественнонаучном направлении для создания базы, позволяющей повысить интерес к дисциплинам среднего звена (физике, биологии, технологии, информатике, геометрии);
  • востребованность развития широкого кругозора школьника и формирования основ инженерного мышления;
  • отсутствие предмета в школьных программах начального образования, обеспечивающего формирование у обучающихся конструкторских навыков и опыта программирования.

Преподавание курса предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. 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.

Робототехнические образовательные платформы такие как: Лего, Технолаб, Ардуино и другие позволяет учащимся:

  • совместно обучаться в рамках одной группы;
  • распределять обязанности в своей группе;
  • проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;
  • проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;
  • создавать модели реальных объектов и процессов;
  • видеть реальный результат своей работы.

Возраст детей, участвующих в реализации данной дополнительной образовательной программы колеблется от 9 до 17 лет. В коллектив могут быть приняты все желающие, не имеющие противопоказаний по здоровью.

Сроки реализации программы: 3 года.

Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники.

Задачи программы:

Обучающие:

  • ознакомление с комплектами LEGO Mindstorms EV3, Технолаб, Ардуино;
  • ознакомление с основами автономного программирования для данных конструкторов;
  • ознакомление со средой программирования LEGO Mindstorms, Технолаб и Ардуино;
  • получение навыков работы с датчиками и двигателями комплектов;
  • получение навыков программирования;
  • развитие навыков решения базовых задач робототехники.

Развивающие:

  • развитие конструкторских навыков;
  • развитие логического мышления;
  • развитие пространственного воображения.

Воспитательные:

  • воспитание у детей интереса к техническим видам творчества;
  • развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении;
  • развитие социально-трудовой компетенции: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;
  • формирование и развитие информационной компетенции: навыков работы с различными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию.

Методы обучения.

  1. Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения демонстрируемых материалов);
  2. Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)
  3. Систематизирующий (беседа по теме, составление систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.)
  4. Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий)
  5. Групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также при разработке проектов)

Формы организации учебных занятий.

Среди форм организации учебных занятий в данном курсе выделяются:

  • практикум;
  • урок-консультация;
  • урок-ролевая игра;
  • урок-соревнование;
  • выставка;
  • урок проверки и коррекции знаний и умений.

Учебно-материальная база.

Кабинет информатики.

Помещение должно быть достаточно просторным, хорошо проветриваемым, с хорошим естественным и искусственным освещением. Свет должен падать на руки детей с левой стороны. Столы могут быть рассчитаны на два человека, но должны быть расставлены так, чтобы дети могли работать, не стесняя друг друга, а руководитель кружка мог подойти к каждому ученику, при этом, не мешая работать другому учащемуся.

Методический фонд.

Для успешного проведения занятий необходимо иметь выставку изделий, таблицы с образцами, журналы и книги, инструкционные карты, шаблоны и т.д.

Материалы и инструменты.

Конструкторы ЛЕГО (младшая и старшая группа), Технолаб, Ардуино, компьютеры, проектор, экран, 3D- принтер, комплектующие, поля для проведения совренований.

Структура проведения занятий

  1. Общая организационная часть.
  2. Проверка домашнего задания.
  3. Знакомство с новыми материалами (просмотр изделий).
  4. Практическое выполнение.
  5. Уборка рабочих мест.

Содержание темы

Ожидаемые результаты:

Знать:

  • правила безопасной работы;
  • основные компоненты конструкторов;
  • конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
  • виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
  • компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
  • виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
  • основные приемы конструирования роботов;
  • конструктивные особенности различных роботов;
  • порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств;
  • как использовать созданные программы;
  • самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);
  • создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
  • создавать программы на компьютере для различных роботов;
  • корректировать программы при необходимости;
  • самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;
  • создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.

Уметь:

  • работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);
  • самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания);
  • уметь логически мыслить.
  • принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель.
  • проводить сборку робототехнических средств, с применением LEGO конструкторов; -создавать программы для робототехнических средств.
  • планировать ход выполнения задания.
  • рационально выполнять задание.
  • руководить работой группы или коллектива.
  • высказываться устно в виде сообщения или доклада.
  • высказываться устно в виде рецензии ответа товарища.
  • представлять одну и ту же информацию различными способами.Кроме того, одним из ожидаемых результатов занятий по данному курсу является участие школьников в различных в конкурсах и олимпиадах по робототехнике.

Использованная литература

  1. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 286с.: ил. ISBN 978-5-9963-2544-5
  2. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5-6 классов. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 87с. ISBN 978-5-9963-0545-2
  3. Злаказов А.С. Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 120с.: ил. ISBN 978-5-9963-0272-7
  4. CD. ПервоРобот Lego WeDo. Книга для учителя.
  5. Автоматизированные устройства. ПервоРобот. Книга для учителя. LEGO Group, перевод ИНТ, - 134 с., ил.

Интернет-ресурсы