Дополнительная образовательная программа «Лего робототехника»
Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования детей «Ичалковский дом детского творчества»
Утверждаю
Директор МБУДОД «Ичалковский ДДТ»
15 сентября 2015г.
________________Н.А.Старушенкова
Дополнительная образовательная программа
«Лего робототехника»
Возраст детей: 12-13 лет
Срок реализации : 1 год
Педагог дополнительного образования:
О.С. Федотова
Рождествено
2015
Пояснительная записка
Существует множество важных проблем, на которые никто не хочет обращать внимания, до тех пор, пока ситуация не становится катастрофической. Одной из таких проблем в России являются: её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное 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. Юные исследователи, войдя в занимательный мир роботов, погружаются в сложную среду информационных технологий, позволяющих роботам выполнять широчайший круг функций.
Направленность дополнительной образовательной программы- научно техническая.
Актуальность дополнительной образовательной программы - данная образовательная программа является актуальной и социально-значимой, так как ориентирована на решение важных задач по воспитанию личности современного ребенка – гуманной, духовно богатой, технически грамотной. Значимость программы определяется стратегическими национальными приоритетами Российской Федерации, которые подразумевают: повышение качества жизни населения, достижения экономического роста, развитие фундаментальной науки, образования и культуры, обеспечение обороны и безопасности страны.
Новизна дополнительной образовательной программы- говоря о новизне программы, стоит отметить, что образовательные технологии в современном мире и современном образовании носят принципиально интегрированный характер, базирующийся на взаимодействии самых разных областей естественнонаучных и гуманитарных знаний. Поэтому комплексное использование информационных технологий и методы конструирования и программирования, как средство модернизации образовательного процесса и способы интеллектуального развития ребенка, дают большой результат в процессе обучения учащихся и новые возможности для их творческого роста. Большое значение имеет и здоровье сберегающая технология, которая активно применяется на занятиях c конструктором «LEGO Mindstorms».
Педагогическая целесообразность заключается в том, что в данной программе сделана попытка интеграции знаний, получаемых детьми в школе в различных областях естественных и гуманитарных наук, с использованием конструкторов «LEGO Mindstorms NXT 2.0» и «LEGO Mindstorms EV3» и обучением компьютерному программированию в среде «LEGO Mindstorms NXT 2.0» и «LEGO Mindstorms EV3», что составляет содержательную основу данного курса.
Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на 2 часа в неделю. Для реализации программы в кабинете имеются наборы конструктора Lego Mindstom, базовые детали, компьютеры, принтер, проектор, экран, видео оборудование.
Цели и задачи курса
Цель: 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
Форма контроля
В качестве домашнего задания предлагаются задания для учащихся по сбору и изучению информации по выбранной теме; Выяснение технической задачи; Определение путей решения технической задачи;
Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ.
Срок реализации: 1 год
Режим занятий: 1 год обучения, 72 часа, 1 раз в неделю по 2 часа.
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
Ожидаемые результы
правила безопасной работы;
основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; основные приемы конструирования роботов;
конструктивные особенности различных роботов;
как передавать программы в RCX;
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;
демонстрировать технические возможности роботов;
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, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);
создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;
создавать программы на компьютере на основе компьютерной программы Robolab;
передавать (загружать) программы в RСX;
корректировать программы при необходимости;
демонстрировать технические возможности роботов.
Содержание программы
Введение (1 ч.)
Правила поведения и ТБ в кабинете информатики и при работе с конструкторами.
Конструирование (22 ч.)
Правила работы с конструктором Lego.
Основные детали конструктора Lego. Спецификация конструктора.
Сбор непрограммируемых моделей. Знакомство с RCX. Кнопки управления. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы. Параметры мотора и лампочки. Изучение влияния параметров на работу модели. Знакомство с датчиками.
Датчики и их параметры:
Датчик касания;
Датчик освещенности.
Модель «Выключатель света». Сборка модели. Повторение изученных команд. Разработка и сбор собственных моделей.
Программирование (26 ч.)
История создания языка Lab View. Визуальные языки программирования
Разделы программы, уровни сложности. Знакомство с RCX. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Команды визуального языка программирования Lab View. Изучение Окна инструментов. Изображение команд в программе и на схеме.
Работа с пиктограммами, соединение команд.
Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп.
Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы. Составление программы.
Сборка модели с использованием мотора. Составление программы, передача, демонстрация. Сборка модели с использование лампочки. Составление программы, передача, демонстрация.
Линейная и циклическая программа. Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками. Условие, условный переход. Датчик касания (Знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий).
Датчик освещенности (Датчик освещенности. Влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности. Знакомство с командами: жди темнее, жди светлее).
Проектная деятельность в группах (21 ч.)
Разработка собственных моделей в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с ЛЕГО. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект. Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков. Презентация моделей. Выставки. Соревнования.
Повторение (2ч.) Повторение изученного ранее материала.
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
№ урока
Тема
Количество часов
Теоретических
Практических
Введение (2 ч.)
1
Правила поведения и ТБ в кабинете информатики. Правила работы с конструктором Lego.
1
1
Конструирование (22 ч.)
1
Основные детали. Спецификация.
1
1
2
Знакомство с NXN 2.0. Кнопки управления.
1
1
3-5
Сбор непрограммируемых моделей.
3
1
2
6
Инфракрасный датчик. Передача и запуск программы.
1
1
7-9
Составление простейшей программы по шаблону, передача и запуск программы.
3
1
2
10
Параметры мотора и лампочки.
1
1
11
Изучение влияния параметров на работу модели.
1
1
12-13
Знакомство с датчиками.
Датчики и их параметры:
Датчик касания;
Датчик освещенности.
2
1
1
14-15
Модель «Выключатель света». Сборка модели.
2
1
1
16-20
Разработка и сбор собственных моделей.
5
2
3
21-22
Демонстрация моделей
2
1
1
Программирование (26 ч.)
1
История создания языка Lab View. Визуальные языки программирования
1
1
2
Разделы программы, уровни сложности.
1
1
3
RCX. Передача и запуск программы.
1
1
4
Команды Lab View. Окно инструментов.
1
1
5
Изображение команд в программе и на схеме
1
1
6-7
Работа с пиктограммами, соединение команд
2
1
1
8
Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп
1
1
9
Составления программы по шаблону
1
1
10
Передача и запуск программы
1
1
11
Составление программы
1
1
12-13
Сборка модели с использованием мотора
2
1
1
14-15
Составление программы, передача, демонстрация
2
1
1
16-17
Сборка модели с использование лампочки.
2
1
1
18-19
Составление программы, передача, демонстрация
2
1
1
20-21
Линейная и циклическая программа.
2
1
1
22-23
Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками. Условие, условный переход.
2
1
1
24-25
Датчик касания (Знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий)
2
1
1
26
Датчик освещенности (Влияние предметов разного цвета на показания датчика. Знакомство с командами: жди темнее, жди светлее)
1
1
Проектная деятельность в группах (21 ч.)
1
Выработка и утверждение тем проектов
1
1
2-4
Бот-внедорожник
Программирование робота
Тестирование робота
3
1
2
5-7
Собираем гусеничного бота
Программирование робота
Тестирование робота
3
1
2
8-10
Линейный ползун
Программирование робота
Тестирование робота
3
1
2
11-13
Исследователь
Программирование робота
Тестирование робота
3
1
2
14-19
Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков
6
2
4
20-21
Презентация моделей
2
1
1
Повторение (2 ч.)
1-2
Повторение
2
ИТОГО:
72
учебно-методического обеспечения
Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.
Наборы образовательных Лего-конструкторов:
Индустрия развлечений. ПервоРобот. В наборе: 216 ЛЕГО-элементов, включая RCX-блок и ИК передатчик, датчик освещенности, 2 датчика касания, 2 мотора 9 В.
Автоматизированные устройства. ПервоРобот. В наборе: 828 ЛЕГО-элементов, включая Лего-компьютер NCX, инфракрасный передатчик, 2 датчика освещенности, 2 датчика касания, 2 мотора 9 В.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Кружок робототехники, [электронный ресурс]//http://lego.rkc-74.ru/index.php/-lego-
В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный ресурс]//http://lego.rkc-74.ru/index.php/2009-04-03-08-35-17, Пермь, 2011 г.
Чехлова А. В., Якушкин П. А. «Конструкторы LEGO DAKTA в курсе информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ, 2009 г.
Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2010г.
Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 315