Дополнительная образовательная программа «Образовательная робототехника в начальной школе. LEGO Education WeDo»
Дополнительная образовательная программа
«Образовательная робототехника в начальной школе.
LEGO Education WeDo»
(возраст детей 7- 11 лет,
срок реализации 1 год)
Автор-разработчик
Королева Ирина Эдуардовна
педагог высшей квалификационной категории
г.Нижний Новгород
2013г.
Оглавление
Пояснительная записка
Цели и задачи программы
Обоснование выбора данной учебной программы
Структура и содержание программы
Формы организации занятий
Требования к уровню подготовки обучающихся
Календарно-тематическое планирование
Список литературы
Пояснительная записка
Одной из приоритетных задач современной школы является создание необходимых и полноценных условий для личностного развития каждого ребенка, формирования активной жизненной позиции. Ведущее место занимают такие формы самостоятельной работы учащихся, которые основаны не только на применении полученных знаний и умений, но и на получение на их основе новых.
Образовательные конструкторы LEGO Education WeDo представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка "игрушку". Причем, в процессе игры и обучения ученики собирают своими руками игрушки, представляющие собой предметы, механизмы из окружающего их мира. Таким образом, ребята знакомятся с техникой, открывают тайны механики, прививают соответствующие навыки, учатся работать, иными словами, получают основу для будущих знаний, развивают способность находить оптимальное решение, что несомненно пригодится им в течение всей будущей жизни.
С каждым годом повышаются требования к современным инженерам, техническим специалистам и к обычным пользователям, в части их умений взаимодействовать с автоматизированными системами. Интенсивное внедрение искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами.
В начальной школе не готовят инженеров, технологов и других специалистов, соответственно робототехника в начальной школе это достаточно условная дисциплина, которая может базироваться на использовании элементов техники или робототехники, но имеющая в своей основе деятельность, развивающую общеучебные навыки и умения.
Использование Лего-конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. 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 ЛЕГО как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования, а именно для первоначального знакомства с этим непростым разделом информатики вследствие адаптированности для детей среды программирования.
Место курса «Lego-конструирование» в учебном плане
Для реализации программы, данный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего серии Образование "Конструирование первых роботов" (Артикул: 9580 Название: WeDo™ Robotics Construction Set Год выпуска: 2009) и диском с программным обеспечением для работы с конструктором ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo), компьютерами, принтером, сканером, видео оборудованием.
Актуальность данной программы состоит в том, что робототехника представляет обучающимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают. При проведении занятий по робототехнике этот факт не просто учитывается, а реально используется на каждом занятии.
Реализация этой программы в рамках начальной школы помогает развитию коммуникативных навыков обучающихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.
Цели программы:
Развитие навыков конструирования, моделирования, элементарного программирования;
Формирование у учащихся целостного представления об окружающем мире.
Развитие способности творчески подходить к проблемным ситуациям.
Задачи программы:
Образовательные:
формирование умений и навыков конструирования,
приобретение опыта при решении конструкторских задач по механике, знакомство и освоение программирования в компьютерной среде моделирования LEGO WE DO.
формирование умения достаточно самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей
обучение основам конструирования и программирования
стимулирование мотивации учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка
Развивающие:
развитие творческой активности, самостоятельности в принятии решений в различных ситуациях;
развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям;
развитие внимания, памяти, воображения, мышления (логического, творческого);
умения излагать мысли в четкой логической последовательности;
развитие конструкторских, инженерных и вычислительных навыков;
развитие мелкой моторики.
Воспитательные:
формировать качества творческой личности с активной жизненной позицией;
воспитывать гармонично развитую, общественно активную личность, сочетающую в себе духовное богатство, моральную чистоту и физиологическое совершенство
способствовать воспитанию личностных качеств: целеустремленности, настойчивости, самостоятельности, чувства коллективизма и взаимной поддержки, чувство такта
Обоснование выбора данной примерной программы.
В основе обучающего материала лежит изучение основных принципов механической передачи движения и элементарное программирование. Работая индивидуально, парами, или в командах, обучающиеся младшего школьного возраста могут учиться создавать и программировать модели, проводить исследования, составлять отчёты и обсуждать идеи, возникающие во время работы с этими моделями.
На каждом уроке, используя привычные элементы LEGO, а также мотор и датчики, ученик конструирует новую модель, посредством USB-кабеля подключает ее к ноутбуку и программирует действия робота. В ходе изучения курса учащиеся развивают мелкую моторику кисти, логическое мышление, конструкторские способности, овладевают совместным творчеством, практическими навыками сборки и построения модели, получают специальные знания в области конструирования и моделирования, знакомятся с простыми механизмами.
Ребенок получает возможность расширить свой круг интересов и получить новые навыки в таких предметных областях, как Естественные науки, Технология, Математика, Развитие речи.
Комплект заданий WeDo предоставляет средства для достижения целого комплекса образовательных задач:
творческое мышление при создании действующих моделей;
развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;
установление причинно-следственных связей;
анализ результатов и поиск новых решений;
коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них;
экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов;
проведение систематических наблюдений и измерений;
использование таблиц для отображения и анализа данных;
написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта;
развитие мелкой мускулатуры пальцев и моторики кисти младших школьников.
Структура и содержание программы
В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы:
Забавные механизмы Звери
1. Танцующие птицы 1. Голодный аллигатор
2. Умная вертушка 2. Рычащий лев
3. Обезьянка-барабанщица 3. Порхающая птица
Футбол Приключения
1.Нападающий 1.Спасение самолета
2. Вратарь 2. Спасение от великана
3. Ликующие болельщики 3. Непотопляемый парусник
Курс носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические умения и навыки работы на компьютере и с конструктором.
Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий (сборка и программирование своих моделей).
Обучение с LEGO® Education всегда состоит из 4 этапов:
Установление взаимосвязей,
Конструирование,
Рефлексия,
Развитие.
Установление взаимосвязей. При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса. Использование этих анимаций, позволяет проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия.
Конструирование. Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.
Рефлексия. Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. В разделе «Рефлексия» учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, задействуя в них свои модели. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников.
Развитие. Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.
Программное обеспечение конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора. Раздел «Первые шаги» программного обеспечения WeDo знакомит с принципами создания и программирования LEGO-моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo. Комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.
Богатый интерактивный обучающий материал действительно полезен детям, таким образом, курс может заинтересовать большой круг любителей Лего, в первую очередь, младших школьников ценителей TECHICS. Он ориентирован на учащихся 1-4 классов.
В программе «Робототехника» включены содержательные линии:
аудирование - умение слушать и слышать, т.е. адекватно воспринимать инструкции;
чтение – осознанное самостоятельное чтение языка программирования;
говорение – умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления;
пропедевтика – круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование;
творческая деятельность – конструирование, моделирование, проектирование.
Формы организации занятий
Основными формами учебного процесса являются:
групповые учебно-практические и теоретические занятия;
работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);
участие в соревнованиях между группами;
комбинированные занятия.
Основные методы обучения, применяемые в прохождении программы в начальной школе:
Устный.
Проблемный.
Частично-поисковый.
Исследовательский.
Проектный.
Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение нового материала, практика).
Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая работа, дискуссия).
Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).
Создание ситуаций творческого поиска.
Стимулирование (поощрение).
Формы подведения итога реализации программы
защита итоговых проектов;
участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному проекту;
участие в школьных и городских научно-практических конференциях (конкурсах исследовательских работ).
Ожидаемые результаты изучения курса
Осуществление целей и задач программы предполагает получение конкретных результатов:
В области воспитания:
адаптация ребёнка к жизни в социуме, его самореализация;
развитие коммуникативных качеств;
приобретение уверенности в себе;
формирование самостоятельности, ответственности, взаимовыручки и взаимопомощи.
В области конструирования, моделирования и программирования:
знание основных принципов механической передачи движения;
умение работать по предложенным инструкциям;
умения творчески подходить к решению задачи;
умения довести решение задачи до работающей модели;
умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.
Требования к уровню подготовки обучающихся:
Учащийся должен знать/понимать:
влияние технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;
область применения и назначение инструментов, различных машин, технических устройств (в том числе компьютеров);
основные источники информации;
виды информации и способы её представления;
основные информационные объекты и действия над ними;
назначение основных устройств компьютера для ввода, вывода и обработки информации;
правила безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером.
Уметь:
получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);
создавать и запускать программы для забавных механизмов;
основные понятия, использующие в робототехнике: мотор, датчик наклона, датчик расстояния, порт, разъем, USB-кабель, меню, панель инструментов.
Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
поиска, преобразования, хранения и применения информации (в том числе с использованием компьютера) для решения различных задач;
использовать компьютерные программы для решения учебных и практических задач;
соблюдения правил личной гигиены и безопасности приёмов работы со средствами информационных и коммуникационных технологий.
Учебно-тематический план
№ п\п
Наименование разделов
Количество часов
всего
теория
практика
1
Раздел 1. Введение
3
2
1
2
Раздел 2. Изучение механизмов
5
2
3
3
Раздел 3. Программирование WeDo. Изучение датчиков и моторов
18
6
12
4
Раздел 4. Проектирование
10
2
8
5
Итого
36
Календарно-тематическое планирование
№
Название темы занятия
Кол-во часов
Примечание
Раздел 1. Введение
3
1
Введение. Знакомство с конструктором Лего. Что входит в 9580 Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™. Организация рабочего места. Техника безопасности
0,5
Теория
2
Роботы в нашей жизни. Понятие. Назначение. Что такое робототехника.
0,5
Теория
3
Виды роботов, применяемые в современном мире.
0,5
Теория
4
Как работать с инструкцией. Проектирование моделей-роботов. Символы. Терминология.
0,5
Теория
5
Первые шаги. Среда конструирования. О сборке и программировании
1
Практика
Раздел 2. Изучение механизмов
5
6
Забавные механизмы (фокус: естественные науки). Танцующие птицы. Знакомство с проектом (установление связей)
1
Практика
7
Забавные механизмы. Танцующие птицы. Конструирование (сборка). Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели)
1
Теория
8
Разработка, сборка и программирование своих моделей
1
Практика
9
Забавные механизмы (фокус: естественные науки). Умная вертушка. Конструирование (сборка)
1
Практика
10
Сравнение механизмов. Танцующие птицы и умная вертушка. (сборка, программирование, измерения и расчеты)
1
Теория
Раздел 3. Программирование WeDo. Изучение датчиков и моторов
18
11
Забавные механизмы (фокус: естественные науки). Обезьянка-барабанщица. Знакомство с проектом (установление связей). Конструирование (сборка)
2
Практика
12
Сравнение механизмов. Танцующие птицы, умная вертушка, обезьянка-барабанщица. (сборка, программирование, измерения и расчеты)
2
Теория
13
Разработка, сборка и программирование своих моделей
1
Практика
14
Звери (фокус: технология). Голодный аллигатор. Знакомство с проектом (установление связей). Конструирование (сборка)
2
Практика
15
Звери. Голодный аллигатор. Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели, создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели)
1
Теория
16
Вратарь, нападающий, болельщики. Знакомство с проектом (установление связей). Конструирование (сборка)
2
Практика
17
Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели, создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели)
1
Теория
18
Разработка, сборка и программирование своих моделей
1
Практика
19
Спасение самолета. Знакомство с проектом (установление связей). Конструирование (сборка)
1
Практика
20
Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели, создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели)
1
Теория
21
Разработка, сборка и программирование своих моделей
1
Практика
22
Рычащий лев. Знакомство с проектом (установление связей). Конструирование (сборка)
1
Практика
23
Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели, создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели)
1
Теория
24
Разработка, сборка и программирование своих моделей
1
Практика
Раздел 4. Проектирование
10
25
Спасение от великана
0,5
Теория
26
Спасение. Знакомство с проектом (установление связей). Конструирование (сборка)
1
Практика
27
Защита проекта.
0,5
Теория
28
Непотопляемый парусник
0,5
Теория
29
Непотопляемый парусник. Знакомство с проектом (установление связей). Конструирование (сборка)
1
Практика
30
Защита проекта.
0,5
Теория
31
Создание самостоятельных проектов, моделирование, защита. Рефлексия
8
Практика
Оборудование
Для эффективности реализации образовательной программы «Компьютерное Lego - конструирование» необходимы материальные ресурсы:
Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo модели 2009580) - 10 шт.
Лицензионное программное обеспечение 2000095 LEGO® Education We Do™.
Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »
Инструкции по сборке (в электронном виде CD)
Книга для учителя (в электронном виде CD)
Ноутбуки - 12 шт.
Интерактивная доска.
Список литературы для педагога:
Автоматизированное устройство. ПервоРобот. Книга для учителя. К книге прилагается компакт – диск с видеофильмами, открывающими занятия по теме. LEGO WeDo, - 177 с., илл.
Асмолов А.Г. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли – Москва: Просвещение, 2011. – 159 С.
Игнатьев, П.А. Программа курса «Первые шаги в робототехнику» [Электронный ресурс]: персональный сайт – www.ignatiev.hdd1.ru/informatika/lego.htm – Загл. с экрана
Книга учителя LEGO Education WeDo (электронное пособие)
Комплект методических материалов «Перворобот». Институт новых технологий.
Мир вокруг нас: Книга проектов: Учебное пособие.- Пересказ с англ.-М.: Инт, 1998.
Примерные программы по внеурочной деятельности для начальной школы (Из опыта работы по апробации ФГОС)/ авт.-сост.: Н.Б. Погребова, О.Н.Хижнякова, Н.М. Малыгина, – Ставрополь: СКИПКРО, 2010
Чехлова А. В., Якушкин П. А.«Конструкторы LEGO DAKTA в курсе информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ, 2001 г.
Интернет ресурсы
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Список литературы для учащегося
Автоматизированное устройство. ПервоРобот. Книга для учителя. К книге прилагается компакт – диск с видеофильмами, открывающими занятия по теме. LEGO WeDo, - 177 с., илл.
Мир вокруг нас: Книга проектов: Учебное пособие.- Пересказ с англ.-М.: Инт, 1998.
Интернет ресурсы
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
15