Раздел 1. «Комплекс основных характеристик образования: объем,
содержание, планируемые результаты»
1.1.ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» является авторской, адресована учащимся начальных и средних классов.
Данная программа позволит учащимся понять, что такое робот и принцип его работы. Детям будет интересно знать, что некоторые идеи, положенные позднее в основу робототехники, возникли ещё в античную эпоху, а понятие «робот» было придумано писателем-фантастом Карелом Чапеком. В программу заложены основы науки робототехники, позволяющие окунуться в удивительный мир, полный изобретений и высоких технологий, моментально возбуждающих в детях огромный интерес к данной науке.
Направленность дополнительной общеобразовательной программы — техническая. Содержание программы направлено на освоение навыков конструирования и программирования роботов из наборов компании Lego.
Новизна программы заключается в синтезе использования наборов LEGO® Education для развития важнейших навыков XXI века, и получения навыков оформления результата работы над проектом в виде мультимедийных презентаций.
Сегодняшние ученики школы через 10-15 лет столкнутся с профессиями, которых сегодня даже не существует. Через 15-20 лет на рынке труда будет присутствовать 65% вакансий, требующих знаний и умений, о которых сегодня можно прочитать только в научной фантастике. Сегодняшние первоклассники уже завтра будут решать задачи, про которые сегодня мы даже не слышали. Необходимо сейчас помочь им приобрести необходимые знания и умения, чтобы они смогли мыслить творчески и новаторски. Образовательные идеи LEGO® Education помогают абстрактные знания из мира физики, технических дисциплин и математики превратить в понятные и увлекательные практические задания, одновременно развивая передовые навыки XXI века!
Изучение робототехники помогает формировать и развивать у школьников навыки критического и творческого мышления, решения задач, умения работать в команде, вести дискуссию, находить единое решение в спорной ситуации.
Актуальность программы заключается в том, что мотивация учеников на выбор инженерных специальностей – является одной из приоритетных задач современного образования. Хороших инженеров не хватает в любой стране мира. в стремительно меняющемся мире, полным цифровых технологий, данный факт будет лишь усиливаться от года к году. Используя наборы LEGO® MINDSTORMS® Education, учащиеся с легкостью усвоят базовые принципы программирования: от составления кодов в графической среде программирования до разработки сложных алгоритмов. Учащиеся смогут составлять программы, взаимодействующие с окружающим миром с помощью устройств ввода-вывода.
Педагогическая целесообразность: программа «Робототехника» разработана как для детей, проявляющих интерес и способности к моделированию и конструированию, так и для детей, которым сложно определиться в выборе увлечения. Именно робототехнические решения LEGO Education развивают у учеников научно-инженерные навыки и способность к разным типам деятельности. Их использование позволяет по-новому, современно построить процесс обучения и в начальной, и в основной школе. Освоение программы «Робототехника» поможет детям, выбравшим путь изучения роботов, в дальнейшем обучении смежным наукам и профессиональной ориентированности.
Программа «Робототехника» удовлетворяет познавательные и изобретательские потребности заказчиков: детей (в основном мальчиков) и их родителей. Досуговые потребности, связанные со стремлением к осмысленной организации свободного времени школьников, реализуются в их практической деятельности.
Отличительные особенности данной дополнительной общеобразовательной программы от уже существующих программ состоит в том, что в неё включены темы по подготовке творческих работ (проектов) к защите (создание мультимедийной презентации) и подготовке представлению их на городских и муниципальных конкурсах.
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» имеет базовый уровень и направлена на освоение базовых основ конструирования и программирования робототехнических моделей. В образовательном процессе используются конструкторы LEGO® WeDo® и LEGO® MINDSTORMS® Education.
Адресат программы. Программа адресована учащимся младшего и среднего школьного возраста, желающим ознакомиться с принципами моделирования роботов на основе конструкторов Lego и реализовать свой потенциал в данной области. Это как мальчики так и девочки, имеющие допуск врача к занятиям; усидчивые, внимательные, имеющие склонности как к конструированию так и работе за компьютером.
Возраст учащихся: 7 - 14 лет. Группы учащихся формируются, из детей без предварительной подготовки по 12 чел.; разновозрастные, имеющие допуск врача к занятиям.
Уровни программы, объем и сроки реализации дополнительной общеобразовательной программы. Программа реализуется на ознакомительном и базовом уровне и состоит из двух модулей:
дополнительная общеобразовательная ознакомительная программа;
дополнительная общеобразовательная базовая программа.
Карта-схема реализации программы:
Год обучения
|
Объём часов по уровням,
сроки реализации программы
|
Итого час.
|
ознакомительный
|
базовый
|
|
1 год обучения
|
36
сентябрь-ноябрь
|
108
декабрь- май
|
144
|
ВСЕГО:
|
36
|
108
|
144
|
Срок реализации программы: год, общий объем часов 144, в том числе 36 часов ознакомительный уровень; 108 базовый уровень.
Формы и режим занятий
Формы проведения занятий: лекции, рассказы, викторины, конкурсы, соревнования, праздники, выставки, беседы, коллективные творческие дела.
Основная форма проведения занятий – практическая работа в объединении.
Режим занятий учащихся:
для 1 года обучения - 2 раза в неделю по 2 часа, всего в год -144 часа;
Количество учащихся в группах:
1-й год обучения – 12 человек;
1.2.ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Цель программы: создание условий для развития у юного робототехника личностных компетенций в условиях самостоятельной работы и создание ситуации успеха в роли конструктора.
Задачи:
Обучающие:
1. Познакомить с основополагающими принципами механики.
2.Познакомить с основами программирования в среде LEGO® Education Programming;
3. Сформировать умение собирать модель по электронным инструкциям;
4. Сформировать умение подходить к решению любой задачи творчески;
5. Расширить словарный запас обучающихся научными терминами;
6. Способствовать формированию технической и ИКТ грамотности.
Развивающие:
1.Развивать моторные навыки учащегося, пространственное воображение, образное мышление, внимание, фантазию, созидательные способности;
2. Сформировать умение довести решение задачи до ее завершения в виде работающей модели;
3. Сформировать умение четко в логической последовательности излагать свои мысли, отстаивать свою позицию, анализировать ошибки и самому находить решение путем логических умозаключений;
Воспитательные:
1. Сформировать культуру общения в группе.
2. Развивать коммуникативные и общекультурные навыки.
1.3.СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
УЧЕБНЫЙ ПЛАН
№ п\п
|
Название раздела, темы
|
Количество часов
|
Формы аттестации/ контроля
|
всего
|
теория
|
практика
|
|
1
|
Модуль 1
Ознакомительный уровень
|
36
|
12
|
24
|
|
1.1
|
Введение в робототехнику. Конструкторы компании LEGO. Техника безопасности.
|
4
|
4
|
-
|
Собеседование
|
1.2
|
Первые шаги. Забавные механизмы. Фокус: естественные науки
|
6
|
2
|
4
|
Фронтальная беседа
|
1.3
|
Звери. Фокус: технология
|
8
|
2
|
6
|
Фронтальная беседа
|
1.4
|
Футбол. Фокус: математика
|
6
|
2
|
4
|
Фронтальная и индивидуальная беседа
|
1.5
|
Приключения. Фокус: развитие речи. Презентация проекта.
|
8
|
2
|
6
|
Фронтальная и индивидуальная беседа
|
1.6
|
Выставка роботов и защита проектов.
|
4
|
-
|
4
|
Соревнования роботов в объединении, выставка моделей
|
2
|
Модуль 2
Базовый уровень
|
108
|
32
|
76
|
|
2.1
|
Знакомимся с конструктором LEGO® MINDSTORMS® Education
|
4
|
4
|
-
|
Собеседование
|
2.2
|
Конструирование первого робота – базовой модели.
|
22
|
4
|
18
|
Мини-опросы во время занятий - практикумов
|
2.3
|
Первые модели. Тележки. Тягач. Шагающие роботы. Маятник Капицы.
|
26
|
8
|
18
|
Мини-опросы во время занятий - практикумов
|
2.4
|
Программирование в LEGO® MINDSTORMS® Software
|
32
|
8
|
24
|
Тестовая форма,
|
2.5
|
Конструирование и программирование более сложного робота.
|
10
|
4
|
6
|
Конкурсы, соревнования
|
2.6
|
Работа над проектом. Создание презентации проекта.
|
12
|
4
|
8
|
Мини-опросы во время занятий - практикумов
|
2.7
|
Итоговое занятие. Показательное выступление. Соревнование роботов. Защита проекта.
|
2
|
0
|
2
|
Комплексное задание (траектория, лабиринт, сумо, кегельринг). Защита проектов.
|
|
Итого
|
144
|
44
|
100
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
Модуль 1. Ознакомительный уровень
1.1.Введение в робототехнику.
Теория: Конструкторы компании LEGO. Техника безопасности. Инструктаж по электро- и противопожарной безопасности. Правила поведения на занятиях в лаборатории робототехники. Цели и задачи программы.
1.2. Первые шаги. Забавные механизмы. Фокус: естественные науки. Теория: Знакомство с оборудованием конструкторов LEGO. Процесс передачи. Простые механизмы в Lego® WeDo™ (Lego WeDo Software).
Практика: Сборка моделей: Танцующие птицы, Умная вертушка, Обезьянка-барабанщица. Демонстрация модели и исправление ошибок. Использование программного обеспечения Lego® WeDo™ (Lego WeDo Software) для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле.
1.3. Звери. Фокус: технология
Теория: Сборка, программирование и испытание действующих моделей животных.
Практика: Сборка моделей: Голодный аллигатор, Рычащий лев, Порхающие птицы. Программирование и испытание моделей. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции или посредством обратной связи при помощи датчиков. Демонстрация умения работать с цифровыми инструментами и технологическими системами. Использование программного обеспечения для обработки информации.
1.4. Футбол. Фокус: математика
Теория: Использование чисел при измерениях и при оценке качественных параметров.
Практика: Сборка моделей: Нападающий, Голкипер, Болельщики. Соревнование по забиванию мячей. Определение лучшего результата.
1.4. Приключения. Фокус: развитие речи
Теория: Роботы с сенсором движения и расстояния.
Практика: Приключения. Спасение самолета. Приключения. Спасение от великана. Приключения. Непотопляемый парусник.
1.5. Выставка роботов
Учащиеся собирают и программируют действующие модели, а затем используют их для выполнения задач, по сути, являющихся упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики.
Модуль 2. Базовый уровень
2.1. Знакомимся с конструктором LEGO® MINDSTORMS® Education. Теория: Комплектация наборов LEGO® MINDSTORMS® Education Техника безопасности при работе с конструктором.
2.2. Конструирование первого робота – базовой модели.
Теория: Виды механической передачи. Зубчатая и ременная передача. Передаточное отношение. Введение в виртуальное конструирование. Построение зубчатой передачи.
Практика: Конструирование по схеме базового робота NXT. Одномоторный гонщик. Преодоление горки. Редуктор. Изучение правил и построение модели для соревнований «Механическое Сумо». Конструирование с использованием передаточного отношения. Колесное, гусеничное и другие виды передвижения. Сборка подвижной платформы из конструктора «LEGO mindstorms» по инструкции. Программа Lego Mindstorm EV3. Составление программы действий робота, программирование простейших действий робота. Постройка гусеничной тележки с двумя двигателями.
2.3.Первые модели. Тележки. Тягач. Шагающие роботы. Маятник Капицы.
Теория: Разбор концепции «Самой бесполезной машины». Установление взаимосвязи программируемый блок + конструктор + программа = робот на примере построенного ранее робота. Виды соревнований роботов и их правила. Основные виды роботов для соревнований.
Практика: Редуктор и мультипликатор. Постройка одномоторной тележки с использованием редуктора либо мультипликатора. Программирование тележки, установление взаимосвязи между скоростью оборотов двигателя и скоростью движения тележки. Постройка робота-гексапода. Программирование робота-гексапода с использованием УЗ-датчика. Постройка маятника Капицы. Постройка «Самой бесполезной машины». Программирование «Самой бесполезной машины». Отличия гусеничной тележки от колесной, возможная область применения.
2.4. Программирование в LEGO® MINDSTORMS® Software.
Теория: Блоки операций над данными (красный цвет). Блоки модернизации (синий цвет). Правила соревнования и основные требования к роботу для соревнований Кегельринг. Правила соревнования и основные требования к роботу для соревнований Сумо. Возможности настройки датчика цвета, калибровка. Сборка робота для соревнований Кегельринг. Программирование робота для соревнований Кегельринг. Пробное соревнование внутри объединения. Сборка робота для соревнований Сумо. Программирование робота для соревнований Сумо. Пробное соревнование внутри объединения.
Практика: Основные возможности LEGO® MINDSTORMS® Software. Блоки действий (зеленый цвет). Блоки выполнения программ (оранжевый цвет). Блоки датчиков (жёлтый цвет). Программирование роботов через программируемый блок. Постройка робота для передвижения по траектории. Датчик цвета. Программирование робота для езды по траектории.
2.5. Конструирование и программирование более сложного робота.
Теория: Правила соревнования "Кегельринг" с дополнительным условием. Программирование и синхронизация сенсоров и моторов на примере робота для соревнования Кегельринг.
Практика: Постройка и программирование робота с манипулятором. Постройка робота, обладающего несколькими различными сенсорами и моторами. Проведение состязания внутри объединения.
2.6. Работа над проектом. Создание презентации проекта.
Теория: Необходимость защиты и презентации проекта в рамках соревнований. Ознакомление с MS Office 2010.
Практика: Ознакомление с MS PowerPoint, создание слайдов, фонов, переходы и анимации. Дизайн шрифтов и работа с рисунками внутри MS PowerPoint. Диаграммы и фигуры в MS PowerPoint. Подготовка презентации собственного проекта.
2.7. Итоговое занятие. Показательное выступление. Соревнование роботов. Защита проекта.
Практика: Конструирование, программирование и защита проекта.
1.4.ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Ожидаемые результаты от реализации программы:
Учащиеся овладеют знаниями по:
правилам безопасной работы и организации рабочего места;
правилам и порядку чтения инструкции и наглядного изображения;
основным приемам конструирования;
особенностям дизайна (оригинальность конструкторского замысла, закономерность и некоторые способы художественной выразительности модели);
особенностям составления фотомонтажа и описания этапов сборки модели;
конструктивным особенностям различных механизмов моделей;
приемам и способам соединения отдельных частей, рациональным последовательным операциям по сборке деталей;
этапам создания презентаций в PowerPoint
Учащиеся овладеют умениями по:
работе с литературой, журналами, каталогами, Интернетом, видеотекой (изучать и обрабатывать информацию по теме проекта);
чтению графических схем, созданию мыслительного образа в процессе конструирования моделей;
выражению своего замысла (с помощью рисунка, простейшего чертежа, схемы);
разработке технологической документации по теме проекта;
самостоятельному решению технических задач в процессе конструирования моделей (выбор деталей, планирование своих действий, самоконтроль, умение применять полученные знания, приемы и опыт в конструирования моделей и других объектов .)
подготовке творческой работы к защите (создавать мультимедийные презентации средствами программ-редакторов презентаций) и уметь представлять их на различных конкурсах.
Формы подведения итогов:
В работе объединения применяются следующие формы подведения итогов:
начальная диагностика - проводится в сентябре с целью определения начального, первичного состояния ребенка путем беседы с ним и его родителями, в результате чего оценивается уровень его возможностей;
текущая диагностика - в течение учебного года проводится мониторинг освоения учащимися программы по каждой пройденной теме, с целью выявления текущих результатов;
промежуточная диагностика - проводится с помощью результатов мониторинга образовательной деятельности, с целью выявления промежуточных результатов, причин отклонения от цели и принятие необходимых мер для их ликвидации. Мониторинг проводится два раза в год: по состоянию на середину и конец учебного года, заполняется таблица результатов обучения, в которой учитываются результаты каждого учащегося по 3-х бальной системе по группам и годам обучения. На основании полученных сведений каждому учащемуся присваивается уровень достигнутых результатов: низкий, средний или высокий.
итоговая диагностика - с целью определения итоговых результатов на момент окончания обучения проводится в форме итоговой аттестации.
По результатам итоговой аттестации лучшие учащиеся будут награждаться грамотами за успехи, достигнутые в судомодельном деле.
|
