Рабочая программа по внеурочной деятельности для 5 класса Введение в робототехнику

Муниципальное общеобразовательное учреждение
Речицкая средняя общеобразовательная школа

















РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
«Введение в робототехнику»
5 класс



Составитель: Донецков Дмитрий Павлович,
учитель информатики и ИКТ














с. Речицы
2016 - 2017 учебный год
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Рабочая программа элективного курса «Введение в робототехнику» на примере платформы LEGO MINDSTORMS NXT составлена в соответствии с учебным планом МОУ Речицкая СОШ.
Использование конструктора LEGO NXT позволяет создать уникальную образовательную среду, которая способствует развитию инженерного, конструкторского мышления. В процессе работы с LEGO NXT ученики приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в команде способствует формированию умения взаимодействовать с соучениками, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать свои идеи.
LEGO NXT обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет ученикам получить результат в пределах одного или пары уроков. И при этом возможности в изменении моделей и программ – очень широкие, и такой подход позволяет учащимся усложнять модель и программу, проявлять самостоятельность в изучении темы. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education NXT обладает очень широкими возможностями, в частности, позволяет вести рабочую тетрадь и представлять свои проекты прямо в среде программного обеспечения LEGO NXT. Программа внеурочной деятельности составлена на основе:
Федерального компонента государственного стандарта;
Авторской программы курса информатики по выбору для 5-6 классов Д.Г.Копосова, которая адаптирована к условиям внеурочной деятельности.
Образовательной программы школы;
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС начального общего образования.
Программа рассчитана на 34 часа в год (1 час в неделю).

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Цели:
Содействие процессу совершенствования системы профориентации и подготовки квалифицированных инженерно-технических кадров для высокотехнологичных и инновационных отраслей.
Внедрение в молодежную среду представлений об инженерно-техническом творчестве как о престижной сфере деятельности, способствующей эффективной реализации личностных жизненных стратегий.
Формирование устойчивого интереса молодежи к инженерно-техническому творчеству.
Формирование слоя молодых инноваторов – молодой технической элиты.
Задачи:
Развивать творческие способности и логическое мышление детей.
Формирование творческой личности с установкой на активное самообразование.
Ранняя ориентация на инновационные технологии и методы организация практической деятельности в сферах общей кибернетики и роботостроения.
Формирование навыков современного организационно-экономического мышления, обеспечивающих социальную адаптацию.
Приобретение навыков коллективного и конкурентного труда.
Организация разработок технико-технологических проектов.
Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей (планирование предстоящих действий, самоконтроль, умение применять полученные знания, приемы и опыт в конструировании и т. д.).
Стимулировать смекалку детей, находчивость, изобретательность и устойчивый интерес к поисковой творческой деятельности.

Формы и методы работы:
Формы контроля
Проверочные работы
Практические занятия
Творческие проекты
При организации практических занятий и творческих проектов формируются малые группы, состоящие из 2-3 учащихся. Для каждой группы выделяется отдельное рабочее место, состоящее из компьютера и конструктора.
Преобладающей формой текущего контроля выступает проверка работоспособности робота:
выяснение технической задачи, 
определение путей решения технической задачи  
Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ. 

Методы обучения
Познавательный  (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения материалов);
Метод проектов  (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)
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)

Формы организации учебных занятий
урок-консультация;
практикум;
урок-проект;
урок проверки и коррекции знаний и умений.
выставка; 
соревнование;
Разработка каждого проекта реализуется в форме выполнения конструирования и программирования модели робота для решения предложенной задачи



Общая характеристика курса

Одной из важных 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.
Также данный курс даст возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология. На занятиях по техническому творчеству учащиеся соприкасаются со смежными образовательными областями. За счет использования запаса технических понятий и специальных терминов расширяются коммуникативные функции языка, углубляются возможности лингвистического развития обучающегося.
При ознакомлении с правилами выполнения технических и экономических расчетов при проектировании устройств и практическом использовании тех или иных технических решений школьники знакомятся с особенностями практического применения математики. Осваивая приемы проектирования и конструирования, ребята приобретают опыт создания реальных и виртуальных демонстрационных моделей.
Подведение итогов работы проходит в форме общественной презентации (выставка, состязание, конкурс, конференция и т.д.).
Для реализации программы используются образовательные конструкторы фирмы Lego, конструктор LEGO MINDSTORMS Education NXT. Он представляет собой набор конструктивных деталей, позволяющих собрать многочисленные варианты механизмов, набор датчиков, двигатели и микрокомпьютер NXT, который управляет всей построенной конструкцией. C конструктором LEGO MINDSTORMS Education NXT идет необходимое программное обеспечение.

Место предмета в базисном учебном плане
Учебный курс «Введение в робототехнику» реализуется за счет вариативного компонента учебного плана МОУ Речицкая СОШ.
На реализацию учебного курса «Введение в робототехнику» используется время, отведенное на внеурочную деятельность.
Общий объем учебного времени 34 учебных часа (один час в неделю).






Предметная часть
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Наименование раздела
Всего часов
Перечень формируемых универсальных учебных действий





Введение в робототехнику

34
Личностные:
Мотивация к обучению и познанию; оценивать собственную учебную деятельность: свои достижения, самостоятельность, инициативу, ответственность, причины неудач.
Регулятивные:
совместно с учителем и другими учениками давать эмоциональную оценку деятельности класса на уроке; понимать и принимать учебную задачу, сформулированную учителем; планировать свои действия на отдельных этапах работы над заданием; ставить новые учебные задачи в сотрудничестве с учителем; осуществлять контроль, коррекцию и оценку результатов своей деятельности.
Познавательные:
понимать и применять полученную информацию при выполнении заданий; осознанно строить речевое высказывание в устной форме; проявлять индивидуальные творческие способности при выполнении задания; исследовать собственные нестандартные способы решения; сопоставлять характеристики объектов по одному (нескольким) признакам.
Коммуникативные:
включаться в диалог, в коллективное обсуждение, проявлять инициативу и активность; обращаться за помощью; формулировать свои затруднения; предлагать помощь и сотрудничество; договариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности, в том числе в ситуации столкновения интересов; слушать собеседника; формулировать собственное мнение и позицию; адекватно оценивать собственное поведение и поведение окружающих.


Планируемые результаты обучения

Личностные образовательные результаты
формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учетом устойчивых познавательных интересов, а также на основе формирования уважительного отношения к труду, развития опыта участия в социально значимом труде;
формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, детьми старшего и младшего возраста, взрослыми в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.
Метапредметные образовательные результаты
умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;
умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения;
умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе; находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение;
формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).
Предметные образовательные результаты
формирование навыков и умений безопасного и целесообразного поведения при работе с компьютерными программами и в Интернете.


































Календарно-тематическое планирование внеурочной деятельности

№ урока
Тема урока
Кол-во часов
Дата проведения









По плану
По факту

1
Роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. Основные направления применения роботов.
Правила работы с конструктором LEGO
1




2
Управление роботами. Методы общения с роботом.
Состав конструктора LEGO MINDSTORMS EV3.
Языки программирования.
Среда программирования модуля, основные блоки.
1



3
Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Правила обращения с роботами. Основные механические детали конструктора и их назначение.
1



4
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.
1



5
Сервомоторы EV3, сравнение моторов. Мощность и точность мотора. Механика механизмов и машин. Виды соединений и передач и их свойства.
1



6
Сборка модели робота по инструкции. Программирование движения вперед по прямой траектории. Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния.
1



7
Датчик касания. Устройство датчика.
Практикум. Решение задач на движение с использованием датчика касания.
1



8
Датчик цвета, режимы работы датчика. Решение задач на движение с использованием датчика
1



9
Ультразвуковой датчик. Решение задач на движение с использованием датчика расстояния
1



10
Гироскопический датчик. Инфракрасный датчик, режим приближения, режим маяка.
1



11
Подключение датчиков и моторов.
Интерфейс модуля EV3. Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором.
1



12
Проверочная работа № 1 по теме «Знакомство с роботами LEGO MINDSTORMS».
1



13
Среда программирования модуля. Создание программы.
Удаление блоков. Выполнение программы. Сохранение и открытие программы.
1



14
Счетчик касаний. Ветвление по датчикам.
Методы принятия решений роботом. Модели поведения при разнообразных ситуациях.
1



15
Программное обеспечение EV3.
Среда LABVIEW.
Основное окно
Свойства и структура проекта.
Решение задач на движение вдоль сторон квадрата. Использование циклов при решении задач на движение.
1



16
Программные блоки и палитры программирования
Страница аппаратных средств
Редактор контента
Инструменты
Устранение неполадок. Перезапуск модуля
1



17
Решение задач на движение по кривой. Независимое управление моторами. Поворот на заданное число градусов. Расчет угла поворота.
1



18
Использование нижнего датчика освещенности. Решение задач на движение с остановкой на черной линии.
1



19
Решение задач на движение вдоль линии. Калибровка датчика освещенности.
1



20
Программирование модулей. Решение задач на прохождение по полю из клеток
1



21
Соревнование роботов на тестовом поле. Зачет времени и количества ошибок
1



22
Измерение освещенности. Определение цветов. Распознавание цветов.
Использование конструктора в качестве
цифровой лаборатории.
1



23
Измерение расстояний до объектов.
Сканирование местности.
1



24
Сила. Плечо силы. Подъемный кран. Счетчик
оборотов. Скорость вращения сервомотора. Мощность.
1



25
Управление роботом с помощью внешних
воздействий.
Реакция робота на звук, цвет, касание.
Таймер.

1



26
Движение по замкнутой
траектории. Решение задач на криволинейное движение.
1



27
Конструирование моделей роботов для решения задач с использованием нескольких разных видов датчиков.
1



28
Решение задач на выход из лабиринта. Ограниченное
движение.
1



29
Проверочная работа №2 по теме «Виды движений роботов»
1



30
Работа над проектами «Движение по заданной траектории»,
«Кегельринг».
Правила соревнований.
1



31
Соревнование роботов на тестовом поле. Зачет времени и количества ошибок
1



32
Конструирование собственной модели робота
1



33
Программирование и испытание собственной модели робота.

1



34
Презентации и защита проекта «Мой уникальный робот»
1















Перечень учебно-методических средств обучения

Копосов Д. Г. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5-6 классов\ Д. Г. Копосов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012

Оборудование и приборы

набор для изучения робототехники LEGO Mindstorms NXT
персональный компьютер
мультимедиа проектор

Перечень цифровых образовательных ресурсов

Блог-сообщество любителей роботов Лего с примерами программ [Электронный ресурс] / [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Лабораторные практикумы по программированию [Электронный ресурс] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Образовательная программа «Введение в конструирование роботов» и графический язык программирования роботов [Электронный ресурс] / [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Примеры конструкторов и программ к ним [Электронный ресурс] / Режим доступа: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Программы для робота [Электронный ресурс] / [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Учебник по программированию роботов (wiki) [Электронный ресурс] /
Материалы сайтов
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Заголовок 115