Рабочая программа по внеаудиторному занятию для учащихся 5 классов «Робототехника EV3»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Лекеченская СОШ им. А. И. Леонтьева»
РАССМОТРЕНО СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДЕНО:
на заседании МО зам. дир. по УВР директор
Харлампьева А. Е. Торотоева Л. Ф. Леонтьева А. А.
__________________ ___________________ ______________
«___» ___________2016 «___»__________2016 «31» августа 2016
Рабочая программа по внеаудиторному занятию
для учащихся 5 классов
«Робототехника EV3»
Учитель информатики:
Константинов Игорь Владиславович
Лекечен 2016
Пояснительная запискаИнтенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.
Чтобы достичь высокого уровня творческого и технического мышления, дети должны пройти все этапы конструирования. Необходимо помнить, что такие задачи ставятся, когда учащиеся имеют определённый уровень знаний, опыт работы, умения и навыки.
Юные исследователи, войдя в занимательный мир роботов, погружаться в сложную среду информационных технологий, позволяющих роботам выполнять широчайший круг функций. Цель курса: обучение основам конструирования и программирования
Задачи:
Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую  личность ребенка.
Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям.
Способствовать развитию конструкторских, инженерных и вычислительных навыков.
Развивать мелкую моторику.
Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей
Данная программа составлено на основе Образовательного Лего-конструктора: LEGO MINDSTORMS EV3 версии 8547. В наборе 625 ЛЕГО-элементов, включая EV3-блок, датчик цвета, 2 датчика касания, 1 ультразвуковой датчик, 3 сервомотора 9 В. ЦОР: Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS EV3-G, язык интерфейса русский и английский, сайт с инструкциями и уроками: http://www.prorobot.ru/lego.php
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ УЧЕБНЫЕ ДЕЙСТВИЯ
Личностные результаты
Смыслообразование:
- адекватная мотивация учебной деятельности;
- актуализация сведений из личного жизненного опыта;
- формирование готовности к продолжению обучения с целью получения инженерного (технического) образования;
- освоение типичных ситуаций управления роботами, включая цифровую бытовую технику;
- формирование понятия связи различных явлений, процессов, объектов;
- формирование умения осуществлять совместную информационную деятельность, в частности, при выполнении учебных заданий, в том числе проектов;
- самооценка на основе критериев успешности учебной деятельности.
Регулятивные УУД
Целепологание – формулировать и удерживать учебную задачу.
Планирование:
- выбирать действия в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации;
- определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата;
- умение вносить необходимые дополнения и изменения в ходе решения задач.
Самоконтроль:
- умение использовать различные средства самоконтроля (таблица достижения результатов, беседа с учителем)
- использовать установленные правила при контроле способа решения задачи.
Коммуникативные УУД
- адекватное восприятие устной речи и способность передавать содержание прослушанного в сжатом или развернутом виде в соответствии с целью учебного задания;
- умение перефразировать мысль (объяснять «иными словами»). Выбор и использование знаковых систем (текст, таблица, схема, аудиовизуальный ряд и др.) в соответствии с коммуникативной задачей, сферой и ситуацией общения;
- умение ставить вопросы, обращаться за помощью, проявлять активность для решения коммуникативных задач: умение определять наиболее рациональную последовательность действий по коллективному выполнению учебной задачи (план, алгоритм, модули и т.д.);
- умение самостоятельно оценивать свою деятельность и деятельность членов команды посредством сравнения с деятельностью других, установленными нормами; умение использовать информацию с учетом этических и правовых норм.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Введение в робототехнику (2 ч )
Роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. Основные направления применения роботов. Искусственный интеллект. Описание курса, предстоящей работы.
Знакомство с роботами LEGO Mindstorm EV3 (10 ч)
Основные управляющие детали конструктора. Их название и назначение. Модуль EV3. Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния, порты. Установка батарей, способы экономии энергии. Включение модуля EV3. Запись программы и запуск ее на выполнение.
Сервомоторы и различные датчики EV3, их устройство и характеристики, освоение методов работы с ними.
Robot Educator, основные возможности (18 ч)
Сбор обучающего робота. Изучение способов движения (по прямой и кривой траектории) с использованием различных датчиков. Захват и перемещение объектов. Первые соревнования роботов «Веселые старты», «Кегельринг», «Змейка».
Заключительные и творческие проекты (4 ч)
Учащиеся реализуют собственный проект. В ходе работы с одной стороны осуществляется коллективное обсуждение и критика их идей, а с другой напротив защита собственного мнения принятых решений учениками. Для вдохновения на собственные идеи проходит анализ готовых проектов, их конструкций и программ. В конце года каждый учащийся (либо группа) выступает с защитой своего проекта, используя демонстрацию работы и средства компьютерных презентаций.
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ КУРСА
Основными результатами изучения курса, являются стимулирование мотивации учащихся к получению знаний, формированию творческой личности, привитие навыков коллективного труда, а также развития интереса к технике, конструированию, программированию и высоким технологиям. В дальнейшем, учащиеся смогут более осознанно подойти к выбору инженерной направленности обучения.
В результате изучения курса учащиеся должны
Знать/понимать:
- роль и место робототехники в жизни современного общества;
- основные сведения из истории развития робототехники в России и мире;
- основных понятиях робототехники, основные технические термины, связанные с процессами конструирования и программирования роботов;
- общее устройство и принципы действия роботов;
- основные характеристики основных классов роботов;
- общую методику расчета основных кинематических схем;
- порядок отыскания неисправностей в различных робототизированных системах;
- основы графических языков программирования;
- определение робототехнического устройства, наиболее распространенные ситуации, в которых применяются роботы;
- иметь представления о перспективах развития робототехники, основные компоненты программных сред;
- основные принципы компьютерного управления, назначение и принципы работы цветового, ультразвукового датчика, датчика касания, различных исполнительных устройств;
Различные способы передачи механического воздействия, различные виды шасси, виды и назначение механических захватов.
Уметь:
- собирать простейшие модели с использованием EV3;
- самостоятельно проектировать и собирать из готовых деталей манипуляторы и роботов различного назначения;
- использовать для программирования микрокомпьютер EV3 (программировать на дисплее EV3);
- владеть основными навыками работы в визуальной среде программирования, программировать собранные конструкции под задачи начального уровня сложности;
- разрабатывать и записывать в визуальной среде программирования типовые управления роботом;
- пользоваться компьютером, программными продуктами, необходимыми для обучения программе;
- подбирать необходимые датчики и исполнительные устройства, собирать простейшие устройства с одним или несколькими датчиками, собирать и отлаживать конструкции базовых роботов;
- правильно выбирать вид передачи механического воздействия для различных технических ситуаций, собирать действующие модели роботов, а также их основные узлы и системы;
- вести индивидуальные и групповые проектные работы.
Методы обученияПознавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения демонстрируемых материалов);
Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)
Систематизирующий (беседа по теме, составление систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.)
Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий)
Групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также при разработке проектов)
Работа с ребенком ОВЗ
Ученик с ОВЗ Алексеев Михаил, медицинский диагноз – смешанное специфическое расстройство школьных навыков, осложненное резидуальной энцефалопатией с мнестическим снижением. Дислексия, дисграфия. Нарушение поведения. Миша посещает кружок «Робототехника» с 4 класса. За год обучения научился конструировать на обучающих конструкторах Lego WeDo простейшие модели, типа: машины, звери. Он быстро устает, хочет заниматься, тем, что любит, поэтому упор делался на самостоятельные задания.
Методы работы с Мишей на занятиях:
- индивидуальный подход на каждом уроке;
- компьютерный режим, занятие для глаз;
- практические занятия с опорой на образец;
- чередовать теорию и практику.
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ 5 КЛАСС
№ План дата Факт
дата Тема занятия Форма занятия
Введение в робототехнику (2 ч )1 07.09 Роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. ТБ в кабинете информатики Лекция
2 14.09 Основные направления применения роботов. Искусственный интеллект Лекция
Знакомство с роботами LEGO Mindstorm EV3 (10 ч)
3 21.09 Ознакомление с визуальной средой программирования LabVIEW. Интерфейс. Основные блоки.
Практика
4 28.09 Обзор модуля EV3. Экран, кнопки управления, индикатор состояния, порты. Практика
5 05.10 Обзор сервомоторов EV3, их характеристика.
Практика
6 12.10 Сравнение основных показателей (обороты в минуту, крутящий момент, точность). Устройство, режимы работы. Практика
7 19.10 Обзор датчика касания. Устройство, режимы работы.
Практика
8 26.10 Обзор гироскопического датчика. Устройство, режимы работы. Практика
9 09.11 Обзор датчика света. Устройство, режимы работы.
Практика
10 16.11 Обзор датчика света. Устройство, режимы работы.
Практика
11 23.11 Обзор ультразвукового датчика. Устройство, режимы работы.
Практика
12 30.11 Тестовая роботов на тему: "Характеристики и режимы работы активных компонентов".
Практика
Robot Educator, основные возможности (18 ч)
13 07.12 Основные механические детали конструктора и их назначение.
Практика
14 14.12 Сборка модели робота по инструкции.
Практика
15 21.12 Движения по прямой траектории.
Практика
16 28.12 Точные повороты.
Практика
17 11.01 Движения по кривой траектории.
Практика
18 18.01 Игра "Весёлые старты". урок-соревнование
19 25.01 Игра "Весёлые старты". Зачет времени и количества ошибок
урок-соревнование
20 01.02 Сбор приводной платформы. Программирования захвата и перемещения объекта.
Практика
21 08.02 Захват и освобождение "Кубойда". Механика механизмов и машин. Практика
22 15.02 Виды соединений и передач и их свойства.
Практика
23 22.02 Решение задач на движение с использованием датчика касания.
Практика
24 01.03 Решение задач на движение с использованием датчика света. Практика
25 15.03 Решение задач на движение с использованием гироскопического датчика.
Практика
26 22.03 Решение задач на движение с использованием ультразвукового датчика расстояния.
Практика
27 05.04 Соревнования "Кегельринг". урок-соревнование
28 12.04 Соревнования "Кегельринг". Зачет времени и количества ошибок. урок-соревнование
29 19.04 Соревнования "Змейка".
урок-соревнование
30 26.04 Соревнования "Змейка". Зачет времени и количества ошибок.
урок-соревнование
Заключительные и творческие проекты (4 ч)
31 03.05 Выработка и утверждение тем проектов Проект
32 10.05 Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков Проект
33 17.05 Презентация моделей Проект
34 24.05 Выставка роботов выставка