Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 1»
Утверждаю
директор МОУ СОШ № 1
__________Ю.М. Бондаренко
Дополнительная образовательная программа
технической направленности
«LEGO-конструирование»
Возраст детей 10-11 лет
Срок реализации программы 1 год
Составитель:
Колмаков А.В.,
педагог дополнительного
образования.
2016 г.
Содержание.
Информационная карта программы. 2
Пояснительная записка. 3
Учебно-тематический план. 9
Содержание программы. 10
Учебно-методическое и материально-техническое оснащение. 12
-
Приложение. Календарно-тематический план. 14
Информационная карта дополнительной образовательной программы технической направленности «LEGO-конструирование».
Тип программы: модифицированная
Целевая установка: комплексная
Образовательная область: естествознание
Направленность деятельности: техническая
Характер программы: интегрированный
Уровень усвоения: углубленный, профессионально-ориентированный
Уровень реализации программы: дополнительное образование
Форма реализации: групповая.
Продолжительность реализации: 1 год
Возраст обучающихся: 10- 11 лет
Пояснительная записка
Программа дополнительного образования «LEGO-конструирование» составлена на основе:
Федерального закона от 29.12.2012 г. №273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»
Приказа Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 августа 2013 г. N 1008 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»
Направленность программы.
Дополнительная образовательная программ «LEGO-конструирование» направлена на повышение уровня теоретической и компетентностной подготовленности обучающихся в образовательной области «Естественнонаучные предметы» и подготовки их к осознанному выбору профессии.
В результате реализации программы обучающиеся имеют возможность
получить дополнительные теоретические знания и практические навыки в области информатика и ИКТ, что обеспечит более высокий уровень заинтересованности в изучении данного предмета;-ознакомиться с основами конструирования и моделирования, а так же осваивать современные методики анализа полученных данных;
приобрести начальные навыки инженерной работы;
подготовиться к осознанному выбору профессии
1.2. Новизна, актуальность, педагогическая целесообразность.
Актуальность данной программы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нано технологии, электроника, механика и программирование. т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники.
В педагогической целесообразности этой программы не приходиться сомневаться, т.к. обучающиеся научатся объединять реальный мир с виртуальным. В процессе конструирования и программирования кроме этого обучающиеся получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.
Лего-технологии - одно из последних модных и развивающихся направлений в техническом творчестве. Начиная с 2002 года Лего-конструирование все больше и больше внедряется в образовательные процессы по всей России.
Основной деятельностью творческого объединения «РОБОТ» является работа с наборами конструкторов LEGO «Перворобот» №9786, «Mindsorms» №9797, на основе программного обеспечения Robolab, LEGO MINDSTORMS Edu NXT по разработке и созданию ЛЕГО-роботов.
В ходе работы, обучающиеся выдвигают идеи по созданию роботов. Обсуждают их. С помощью датчиков отрабатывают приемы управления. Создают компьютерные программы. Учатся планировать, тестировать и оценивать работу сделанных ими роботов. Ищут способы улучшения результатов проделанной работы.
На занятиях в ходе программирования и тестирования роботов, обучающиеся знакомятся с ключевыми идеями, относящимися к информационным технологиям. Знакомятся с процессом исследования и решения задач. Получают представление о выдвижении гипотез и их проверке, а также о том, как обходиться с неожиданными результатами.
Лего-конструирование предоставляет прекрасную возможность учиться подросткам на собственном опыте. Такие знания вызывают у обучающихся желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе.
Учение происходит особенно успешно, когда обучающийся вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Для реализации данной программы обучающиеся должны обладать начальными знаниями компьютерной грамотности и уметь обращаться с компьютером. Если обучающиеся владеют знаниями компьютерной грамотности в недостаточном объеме, то эти знания, возможно, дать непосредственно на занятиях.
1.3.Цель и задачи программы
Цель программы – развитие творческих способностей и формирование раннего профессионального самоопределения подростков и юношества в процессе конструирования и проектирования.
Задачи:
научить обучающихся конструировать и программировать самостоятельные проекты на основе лего-конструкторов.
применять знания основ конструирования, механики для создания моделей реальных объектов и процессов.
работать с возможностями коммуникации компьютера и микропроцессоров, используемых в конструкторах Лего.
научить создавать и защищать презентации для представления проектов.
мотивировать обучающихся для дальнейшего изучения естественнонаучных дисциплин.
познакомить с простейшими механизмами и их местом в жизни.
познакомить со способами взаимодействия при работе над совместным проектом в группах.
развить познавательные, интеллектуальные и творческие способности обучающихся, в процессе создания моделей и проектов.
развить умение работать в небольших группах, этику общения и взаимодействия в коллективе единомышленников.
развитие познавательного интереса к современной технике.
развить логическое мышление и пространственное воображение.
расширить кругозор в познании окружающего мира.
развитие умения объяснять свои разработки в четкой и понятной форме.
1.4. Отличительные особенности программы.
Содержание занятий планировалось по следующим принципам:
интеграции учебного содержания предметов технической и естественно - научной предметной области
использования разнообразных организационных форм;
акцента на практические виды деятельности;
создание условий психологического комфорта для каждого обучающегося путем развития его личностных качеств посредством эффективной и интересной для него деятельности, постоянного наблюдения за динамикой его развития и соответствующего поощрения.
Общими принципами отбора содержания материала программы являются:
- системность;
- целостность;
- объективность;
- научность;
- доступность для обучающихся;
- реалистичность;
- практическая направленность.
Методы и приемы работы:
Для возможности максимально проявить свою активность, изобретательность, развить эмоциональное восприятие программа предусматривает самые различные формы работы, которые можно объединить на три основные группы:
фронтальные (беседа, лекция, проверочная работа);
групповые (олимпиады, фестивали, соревнования);
индивидуальные (инструктаж, разбор ошибок, индивидуальная сборка робототехнических средств).
Для предъявления учебной информации используются следующие методы:
наглядные;
словесные;
практические.
Для стимулирования учебно-познавательной деятельности применяются методы:
соревнования;
поощрение и порицание.
1.5. Возраст обучающихся. 10-11 лет.
1.6.Сроки реализации программы. Программа рассчитана на один год.
1.7. Формы и режим занятий.
Дополнительная образовательная программа «LEGO-конструирование» реализуется на базе МОУ СОШ №1. Занятия проводятся в кабинете информатики три раза в неделю по два часа.
Формы организации занятий.
лекция - учебное занятие, состоящее в устном изложении материала преподавателем;
семинар - форма группового тематического занятия при активном участии обучающихся;
конструирование - практическая реализация методов исследования;
консультация - беседа преподавателя с обучающимися с целью уточнения, расширения и углубления их знаний;
научно-исследовательская работа;
собирание по инструкции - решение заданий стандартной формы для определения уровня теоретической подготовленности (олимпиада по предмету);
конкурс - творческое соревнование, имеющее целью выделить наилучших из числа его участников (конкурс проектов, исследовательских работ).
Наполняемость групп: 8-15 человек, что соответствует Санитарно – эпидемиологическим правилам и нормам СанПин 2.4.4.1251-03)
1.8.Ожидаемые результаты освоения программы.
По окончанию обучения обучающиеся должны
знать:
теоретические основы создания робототехнических устройств;
элементную базу при помощи которой собирается устройство;
порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами;
порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств;
правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами.
уметь:
проводить сборку робототехнических средств с применением LEGO конструкторов;
создавать программы для робототехнических средств при помощи специализированных визуальных конструкторов.
Ожидаемые результаты программы дополнительного образования и способы определения их результативности заключаются в следующем:
результаты работ обучающихся будут зафиксированы на фото и видео в момент демонстрации созданных ими роботов из имеющихся в наличии учебных конструкторов по робототехнике;
фото и видео материалы по результатам работ учеников будут размещаться на сайте программы дополнительного образования;
фото и видео материалы по результатам работ учеников будут представлены для участия на фестивалях и олимпиадах разного уровня.
Данный курс способствует развитию у обучающихся коммуникативности, умения обсуждать результаты, участвовать в дискуссиях, делать выводы, работать на аудиторию и не бояться ее (например, при защите проекта).
1.9.Формы и способы проверки результативности.
Система оценивания результатов подготовки
Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы:
олимпиады;
соревнования;
фестивали;
учебно-исследовательские конференции (Например. Научно практическая конференция городских учебно-исследовательских работ)
отчеты обучающихся со своими работами по телевидению;
отчеты о проделанной работе в местной прессе;
подготовка рекламных буклетов о проделанной работе;
отзывы преподавателя и родителей обучающихся на сайте программы дополнительного образования.
Учебно-тематический план.
№ п/п
|
Тема
|
Кол-во часов
|
теория
|
практика
|
1
|
Инструктаж по технике безопасности. Знакомство с набором Перворобот
|
3
|
3
|
0
|
2
|
Принципы сборки робота. Сборка простейших моделей.
|
9
|
3
|
6
|
3
|
Программная среда RoboLab. Основы работы.
|
18
|
6
|
12
|
4
|
Простейшие творческие проекты.
|
18
|
6
|
12
|
5
|
Проект Автомобиль
|
9
|
3
|
6
|
6
|
Решение задач на движение робота с использованием различных датчиков
|
24
|
9
|
15
|
7
|
Поиск информации о Лего-соревнованиях
|
6
|
3
|
3
|
8
|
Решение задач на преодоление лабиринта, движение с препятствиями, олимпиадных заданий
|
45
|
12
|
33
|
9
|
Решение задач на движение вдоль линии
|
12
|
3
|
9
|
10
|
Решение задач по типу робот – баскетболист, -футболист
|
18
|
6
|
12
|
11
|
Творческие проекты.
|
51
|
15
|
36
|
12
|
Итоговое занятие
|
3
|
3
|
0
|
|
ИТОГО
|
216
|
72
|
144
|
Содержание программы
Вводное занятие (3 часа)
Инструктаж по технике безопасности. Знакомство с набором Перворобот.
Принципы сборки робота. Сборка простейших моделей (9 часов)
Принципы сборки робота. Сборка простейших моделей. Правила скрепления деталей Лего. Прочность конструкции. Использование зубчатой и ременной передачи. Сборка модели робота по технологической карте.
Программная среда RoboLab. Основы работы (18 часов)
Знакомство со средой RoboLab. Понятие о пиктограмме и программе. Порты ввода и вывода. Соединение датчиков и моторов с блоком RCX. Микропроцессорный блок RCX: Вид, основные клавиши управления.
4. Простейшие творческие проекты (18 часов)
Использование одного моторчика в модели. Проекты: «Мельница» «Миксер» «Вертолет» «Шлагбаум». Первое знакомство с творческими проектами.
5. Проект Автомобиль (9 часов)
Создание автомобиля по технологической карте. Собственный автомобиль. Решение задачи на движение автомобиля без использования датчиков. Движение «Вперед-назад» «Поворот» «Объезд препятствия». Влияние поверхности на движение автомобиля. Влияние различных колес на скорость движения.
6. Решение задач на движение робота с использованием различных датчиков (24 часа)
Использование датчика касания для автомобиля: «Бампер-машина» «Машина на пульте управления». Использование датчика света: «Движение вдоль черного края» «Движение по черной линии с использованием 2-х датчиков света». Создание проектов использующих два и более моторчиков: «Музыкальная шкатулка», «Заправочная станция», «Шлагбаум с управлением».
7. Поиск информации о лего-соревнованиях (6 часов)
Использование сети Интернет для поиска информации о лего.
8. Решение задач на преодоление лабиринта, движение с препятствиями (45 часов)
Соревнование «Траектория» «Кегельринг». Решение заданий WRO
9. Решение задач на движение вдоль линии (12 часов)
Проекты с использованием датчика света. Проект «Диск-жоккей».
10. Решение задач по типу робот – баскетболист, - футболист (18 часов)
Соревнование «Мяч в корзине» «Лего-футбол».
11. Творческие проекты (51 час)
Проекты «Средневековый замок» «Робот - гусеница», «Космос» «Робот в школе» и др.
12. Итоговое занятие (3 часа)
Подведение работы творческого объединения за учебный год.
Учебно-методическое и материально-техническое оснащение.
Компьютерный класс – на момент программирования робототехнических средств, программирования контроллеров конструкторов, настройки самих конструкторов, отладки программ, проверка совместной работоспособности программного продукта и модулей конструкторов LEGO.
Комплект робототехники на класс LegoEV3 или NXT2
Наборы конструктора LEGO №9797 на базе процессора NXT
Аккумуляторные батареи 1,5V
Зарядное устройство для аккумуляторов
Программное обеспечение (RoboLab 2.9)
Программное обеспечение (MINDSTORMS Edu NXT)
Программное обеспечение для проектной деятельности (MicrosoftOffice)
Принтер
Сканер
Тренировочные поля
Для педагога
ПервоРобот. Индустрия развлечений. Пособие для учителя
ПервоРобот. Индустрия развлечений. Видеофильмы
LEGO Dacta: The educational division of Lego Group. 1998. – 39 pag.
Использование ЛЕГО-технологий в образовательной деятельности. РКЦ Челябинск 2009
Для обучающихся
Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с.
Инструкции по технике безопасности.
На основе типовых инструкций по технике безопасности и охране труда проводится ознакомление обучающихся с правилами техники безопасности - в начале учебного года вводный и первичный инструктаж, в начале второго полугодия - повторный. Инструктаж проводит руководитель творческого объединения с каждой группой обучающихся, о чём свидетельствуют подписи обучающихся в журнале регистрации проведения инструктажа.
На занятиях строго воспрещается:
трогать разъемы соединительных проводов электросети;
прикасаться к экрану и к тыльной стороне монитора и клавиатуры;
включать и выключать аппаратуру без разрешения учителя;
класть диски, тетради, книги на монитор и клавиатуру;
бегать по кабинету.
При появлении запаха гари немедленно прекратить работу, выключить аппаратуру и сообщить об этом педагогу. В случае необходимости оказать помощь в тушении огня.
Перед началом работы:
убедится в отсутствии видимых повреждений рабочего места;
разместить на столе тетрадь, учебное пособие так, чтобы они не мешали работе на ЭВМ.
убедиться в работоспособности микропроцессоров RCX и NXT.
Необходимо работать:
на расстоянии 60-70 см, соблюдая правильную посадку, не сутулясь, не наклоняясь;
обучающийся, имеющий очки, для постоянного ношения должен работать в очках;
Нельзя работать:
при недостаточном освещении;
при плохом самочувствии.
Во время работы:
плавно нажимать на клавиши, не допуская резких ударов;
работать на клавиатуре только с чистыми руками.
маленькие детали конструкторов не брать в рот, не толкать в нос, уши.
упавшие детали поднимать и не оставлять на полу.
Приложение
Календарно-тематический план
№
|
Название темы занятия
|
Кол-во часов
|
Дата
|
Теория
|
Практика
|
|
1
|
Техника безопасности
Роботы вокруг нас. Среда конструирования - знакомство с деталями конструктора. Названия и назначения деталей. Изучение типовых соединений деталей.
|
2
|
4
|
5 09.09.2016
|
2
|
Конструкция. Основные свойства конструкции при ее построении.
Ознакомление с принципами описания конструкции. Условные обозначения деталей конструктора. Выбор наиболее рационального способа описания.
|
2
|
4
|
11-16.09.2016
|
3
|
Свободный урок по теме «Конструкция». Самостоятельная творческая работа обучающихся.
|
2
|
4
|
19-23.09.2016
|
4
|
Программа Robolab+mindstorm. Знакомство с запуском программы, ее интерфейсом.
|
2
|
4
|
26-30.09.2016
|
5
|
Микропроцессор EV3, NXT 2.0 и правила работы с ним.
Подключение моторов и датчиков. Основы электричества. Понятия напряжения, полярности, электрической цепи. Техника безопасности.
|
2
|
4
|
3-07.10.2016
|
6
|
Понятие команды, программы и программирования.
|
2
|
4
|
10-14.10.2016
|
7
|
Управление 1
• Управление одним мотором
• Использование команды Жди
• Загрузка программ в EV3, NXT 2.0
|
2
|
4
|
17-21.10.2016
|
8
|
Управление 2
• Управление двумя моторами
• Изменение мощности мотора
|
2
|
4
|
24-28.10.2016
|
9
|
Модель «вентилятор» или вертолет(по выбору ученика)
|
2
|
4
|
1-04.11.2016
|
10
|
Зубчатые передачи, их виды. Применение зубчатых передач в технике.
Различные виды зубчатых колес.
|
2
|
4
|
7-11.11.2016
|
11
|
Управление 3
• Использование Датчика Касания в команде Жди
• Создание двухступенчатых программ
• Использование кнопки Выполнять много раз для повторения действий программы
• Сохранение и загрузка программ
|
2
|
4
|
14-18.11.2016
|
12
|
Создание программы «Поворот на 900» с использованием датчика касания (направо и налево)
|
2
|
4
|
21-25.11.2016
|
13
|
Микропроцессор EV3, NXT 2.0 + конструктор LEGO + программа Robolab+mindstorm = LEGO-робот.
|
2
|
4
|
28.11-02.12.2016
|
14
|
Соревнования «Лабиринт» между группами, обсуждение проектов и программ
|
2
|
4
|
5-09.12.2016
|
15
|
Управление 4
• Использование Датчика Освещенности в команде Жди
• Создание многоступенчатых программ
|
2
|
4
|
11-16.12.2016
|
16
|
Исследование. Управление 1
• Проектирование сбора данных об освещенности с использованием ДатчикаОсвещенности
• Обзор областей раздела Исследователь: Загрузка данных, Просмотр и Сравнение, Описание
|
2
|
4
|
19-23.12.2016
|
17
|
Исследование. Управление 2
• Проектирование сбора данных об освещенности в течение заданного времени
• Программирование движения робота и сбора данных об освещенности
|
2
|
4
|
26-30.12.2016
|
18
|
Микропроцессор EV3, NXT 2.0 + конструктор LEGO + программа Robolab+mindstorm = LEGO-робот.
|
2
|
4
|
9-13.01.2017
|
19
|
Движение по траектории. Модель с одним и двумя датчиками света. Программирование.
|
2
|
4
|
16-20.01.2017
|
20
|
Соревнования «Движение по линии» между группами, обсуждение проектов и программ
|
2
|
4
|
23-27.01.2017
|
21
|
Конструирование 1
• Управление двумя моторами с помощью команды Жди
• Использование палитры команд и окна Диаграммы
• Использование палитры инструментов
• Загрузка программ в EV3, NXT 2.0
|
2
|
4
|
31.01-03.02.2017
|
22
|
Конструирование 2
• Управление мощностью моторов
• Использование Модификаторов
• Копирование и вставка пиктограмм в программе
• Использование Датчика Касания в команде Жди
• Сохранение программы
|
2
|
4
|
6-10.02.2017
|
23
|
Органы чувств робота. Датчик света. Модели, реагирующие на изменение освещенности.
|
2
|
4
|
13-17.02.2017
|
24
|
Конструирование 3
• Использование Датчика Освещенности в команде Жди
• Использование команд Прыжок и Метка
• Загрузка ранее сохраненной программы
|
2
|
4
|
21-24.02.2017
|
25
|
Конструирование 4
• Программирование функций регистрации данных, основанное на планировании частоты отсчетов
• Проектирование сбора данных от Датчика Освещенности
• Программирование движения робота и сбора данных об освещенности
• Смена графиков
• Обзор областей раздела Исследователь: Загрузка данных, Просмотр и Сравнение, Описание
|
2
|
4
|
28.02-03.03.2017
|
26
|
Органы чувств робота. Датчик освещенности.
Движение по траектории 1 датчик освещенности
|
2
|
4
|
6-10.03.2017
|
27
|
Проект Карусель. Использование автоматического управления.
|
2
|
4
|
13-17.03.2017
|
28
|
Программирование вращения на заданное количество времени, автоматическое освещение, срабатывающее на уменьшение освещенности объекта. Разбиение на задачи. Прыжки.
|
2
|
4
|
4-07.04.2017
|
29
|
Понятие о простых механизмах и их разновидностях. Рычаг и его применение.
|
2
|
4
|
11-14.04.2017
|
30
|
Конструирование рычажных механизмов.
|
2
|
4
|
18-21.04.2017
|
31
|
Рычаги: правило равновесия рычага. Основные определения. Правило равновесия рычага.
Построение сложных моделей по теме «Рычаги».
|
2
|
4
|
24-28.04.2017
|
32
|
Модель «шлагбаум». Использование зубчатой передачи для уменьшения скорости модели.
|
2
|
4
|
1-05.05.2017
|
33
|
Датчики – органы чувств Робота. Шлагбаум-автомат. Использование датчика касания.
|
2
|
4
|
8-12.05.2017
|
34
|
Итоговый урок. Урок творчества. Разводной мост.
|
2
|
4
|
15-19.05.2017
|
35
|
Итоговый урок. Урок творчества.
|
2
|
4
|
22-26.05.2017
|
36
|
Итоговый урок. Урок творчества.
|
2
|
4
|
29-31.05.2017
|
|
