Рабочая программа внеурочной деятельности Основы робототехники

Муниципальный район «Таттинский улус»
Муниципальная бюджетная образовательная организация
«Дая-Амгинская средняя общеобразовательная школа имени Х.И.Кашкина»
Рассмотрено:
руководитель МО
________/Степанова Т. Е/
Протокол № _____
от «___»_________20___г. Согласовано:
зам. директора по УМР
_________/Собакина Л.Д./

от «___»_________20___г. Утверждено:
Директор ОО
________/Никифоров А.И./
от «___»__________20___г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
на 2015 – 2016 учебный год
по предмету «Основы робототехники»
5 класс
35 часов
Программу составила:
Варламова Айта Александровна
________нет категории _______

с.Дайа-Амгата
2015 год
Пояснительная записка
Робототехника является одним из важнейших направлений научно - технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Содержание и структура курса «Робототехника» направлены на формирование устойчивых представлений о робототехнических устройствах как едином изделии определенного функционального назначения и с определенными техническими характеристиками.
Конструктор Лего предоставляет ученикам возможность приобретать важные знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов. «Мозгом» робота Lego Mindstorms Education является микрокомпьютер Lego Minsdtorms EV3, делающий робота программируемым, интеллектуальным, способным принимать решения. Конструктор Лего и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а учитель лишь консультирует его.
В окружающем нас мире очень много роботов: от лифта в вашем доме до производства автомобилей, они повсюду. Конструктор Minsdtorms EV3 приглашает ребят войти в увлекательный мир роботов, погрузиться в сложную среду информационных технологий.
Программное обеспечение отличается дружественным интерфейсом, позволяющим ребенку постепенно превращаться из новичка в опытного пользователя. Каждый урок - новая тема или новый проект. Модели собираются либо по технологическим картам, либо в силу фантазии детей. По мере освоения проектов проводятся соревнования роботов, созданных группами.
Настоящая программа по робототехнике для 5 класса составлена на основе:
официального курса компании LEGO Education;
программы по информатике и ИКТ в части, касающейся алгоритмов;
программы по технологии в части, касающейся элементов конструирования
Данная рабочая программа предполагает изучение курса робототехники в 5 классе.
Рабочая программа рассчитана на 35 часов общего времени:
для учащихся 5 класса на 35 часов в течение года 1 учебного часа в неделю;
Рабочая программа конкретизирует содержание предметных тем образовательного стандарта, дает распределение учебных часов по темам курса, а также поурочное распределение учебного времени, определяет последовательность изучения тем с учетом логики учебного процесса и возрастных особенностей учащихся.
Программа содержит перечень обязательных теоретических знаний по предмету, тематическое планирование, список методических материалов для учителя и учебных материалов для учащихся, а также перечень практических работ (в приложении).
Основные положения.
1. Программа ориентирована на изучение алгоритмических конструкций и приёмов программирования на примере стандартных роботов, собранных из конструктора Lego Mindstorm EV3. Сведения по конструированию роботов и их узлов даются в минимальном объёме.
2. Дополнительное расширение и углубление знаний и умений учащихся должно происходить на факультативных занятиях.
Структура программы. Программа содержит три раздела: пояснительную записку; основное содержание с распределением учебных часов по разделам курса и требования к уровню подготовки обучающихся, рекомендации к методике преподавания.
Цель курса:
Улучшение навыков технического конструирования и программирования.
Поддержка мотивации ученика к изучению предметов индустриально-технологического и физико-математического профиля.
Задачи курса:
стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка;
способствовать развитию интереса к программированию, высоким технологиям, технике, конструированию, формировать навыки коллективного труда;
прививать навыки программирования через разработку программ в визуальной среде программирования, развивать алгоритмическое мышление;
овладевать навыками создания реально действующих моделей роботов настолько, насколько это позволяют возможности, заложенные создателями конструкторов ЛЕГО в свои комплексы;
развивать конструкторские, инженерные и вычислительные навыки.
После первичного знакомства с возможностями конструктора, учащиеся работают, создавая творческие проекты, привязанные к реально существующим объектам. В процессе работы последовательно решают проблемы различного характера:
сбор и изучение информации по выбранной теме;выяснение технической задачи;
определение путей решения технической задачи.

Тематическое планирование по предмету: робототехника

Класс: 5
Учитель: Варламова Айта Александровна
Количество часов:
Всего – 35 часа; в неделю – 1 час.
Плановых контрольных уроков - 1
Планирование составлено на основе: данной рабочей программы
5 класс. Тематический план.
Темы Количество
учебных часов
Введение (в т.ч. техника безопасности), первоначальные сведения об отличиях Lego EV3 4
Новые датчики и элементы. 1
Алгоритмические конструкции и составление программ 26
Контрольная работа 1
Обобщение знаний. 3
Итого 35
* Резервное время — 3ч.
Темы, затрагиваемые в курсе:
Техника безопасности. Роботы вокруг нас. История. Состав конструктора, основные характеристики его деталей. Основные сведения по механике и конструированию. Центр тяжести и устойчивость.
Микроконтроллер робота. Порты. Управление микроконтроллером. Команды на встроенном языке.
Сенсоры. Сигналы. Таймеры. Различные датчики сторонних фирм (HiTechnic, Vernier) и возможности современных сенсоров. Передача данных.
Программирование на языках программирования Minsdtorms EV3. Языки программирования LabVIEW, RobotC, и RoboLAB. Функциональное и детерминированное программирование.
Общие приёмы программирования – линейные, циклические, ветвящиеся алгоритмы.
Алгоритмы управления. Релейный регулятор. Пропорциональный регулятор. Пропорционально-дифференциальный регулятор. Кибернетика – это наука об автоматическом управлении.
Задачи для роботов. Сложные робототехнические системы.
Ожидаемые результаты освоения программы.
После завершения курса обучения
Обучающийся будет знать:
конструкцию, органы управления и дисплей EV3, датчики EV3 и сервомоторы EV3; основные принципы создания моделей в новом конструкторе;
интерфейс программы Lego Mindstorms EV3, команды языка LME EV3;
основы программирования роботов.
Обучающийся будет уметь:
структурировать поставленную задачу и составлять план ее решения;
использовать приёмы оптимальной работы на компьютере;
извлекать информацию из различных источников;
составлять алгоритмы обработки информации;
ставить задачу и видеть пути её решения;
разрабатывать и реализовывать проект;
проводить монтажные работы, наладку узлов и механизмов;
собирать робота, используя различные датчики;
программировать робота.
Рекомендации к методике преподавания.
В ходе работы учитель должен пользоваться следующими подходами к обучению:
1. Уделять первостепенное внимание обучению алгоритмизации.
2. Сводить к минимуму или полностью исключить непродуктивные элементы деятельности. По возможности избавлять школьников от сборки или переделки роботов, изменений конструкции и пр.
3. Обучать созданию простых и коротких программ, иллюстрирующих тот или иной приём программирования.
4. Уделять внимание качеству зарисовки алгоритмических конструкций в виде блок-схем, стремиться поддержать соответствующие требования на последующих этапах обучения.
5. Работа с учебником и в сети Интернет (ознакомление с новым материалом, повторение, закрепление знаний, поиск справочных материалов, новости по теме, решение задач и пр.) должна быть неотъемлемой частью учебного процесса.
6. Широко пользоваться примерами из жизни, знакомыми детям техническими устройствами, моделями и т. д. Следует использовать видеоролики, экранные средства обучения.
7. Придавать большое значение развитию самостоятельности учащихся в приобретении и применении полученных знаний.
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Класс: 5
Предмет: РОБОТОТЕХНИКА
Преподаватель: Варламова А. А.
Практические задания для отработки темы имеют соответствующие уровни сложности.
Например, возможности учащегося определяют степень детализации (самостоятельности) при решении задачи.
№ ТЕМЫ ЗАНЯТИЙ Демонстрационный и проверочн. материал урока. ТСО ДАТА
1 Техника безопасности. Отличие конструктора системы Minsdtorms EV3 от конструктора EV3. PC, Lego EV3.
К О М П Ь Ю Т Е Р, П Р О Е К Т О Р. 4.09
2 Знакомство с новыми возможностями. Первая программа. 11.09
3 Интерфейс программы LME EV3 . 18.09
4 Основные категории команд. 25.09
5 Постановка задачи «Проехать указанное расстояние за определённое время». 2.10
6 Выделение главной идеи, разбиение на этапы, составление плана работ. 9.10
7 Знакомство с числом «ПИ», расчёт длины окружности разных колёс– практическая работа. 16.10
8 Измерение времени. Какие способы измерять время существуют в программах? 23.10
9 Использование таймеров. 30.10
10 Организация вывода на экран результатов измерений и расчётов. 13.11
11 Округление результатов. Программа для округления. 20.11
12 Самостоятельная работа с книгой. Продолжение работы с блоками математики. 27.11
13 Знакомство с понятием средней путевой скорости и её вычисление. 4.12
14 Самостоятельная работа. Постановка задачи, объяснение что такое мгновенная скорость. 11.12
15 Составление блок-схемы программы для расчёта скорости. Создание и тестирование программы. 18.12
16 Использование временных переменных и констант. 25.12
17 Расчёт мгновенной скорости в разных условиях, вывод на экран, усложнение алгоритма, корректировка программы. 15.01
18 Операции сравнения. Управление мощностью моторов для поддержания постоянной скорости робота. 22.01
19 Устройство сервомоторов и датчиков-энкодеров. Погрешности измерений. 29.01
20 Компоновка, отладка и тестирование программы движение по окружности. 5.02
21 Доработка программы. Динамически меняющиеся параметры. 12.02
22 Движение по кривой (спирали), заданной математически. 19.02
23 Управление скоростью движения робота и торможением, написание тестовых программ. 26.02
24 Обобщение. 4.03
25 Задача «Езда вдоль линии», повторение материала прошлого года. 11.03
26 Виды автоматического управления. 18.03
27 Создание самой простой программы с пропорциональным регулятором. 25.03
28 Использование более сложных алгоритмов (с коэффициентами). 8.04
29 Использование идеи «свести невязку к нулю». Понятие разностного регулятора. 15.04
30 Создание программы с разностным регулятором, подбор коэффициентов. 22.04
31 Постановка задачи «Догнать и сопровождать», анализ, составление плана. 29.04
32 Создание, отладка и тестирование программы с несколькими пропорциональными регуляторами. 6.05
33 Подготовка и участие в окружных соревнованиях. 13.05
34 Подготовка и участие в окружных соревнованиях. 20.05
35 Резерв 27.05
ЛИТЕРАТУРА:
Копосов Д.Г. «Первый шаг в робототехнику», - М, Бином, 2013.
Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей», - Санкт-Петербург, Наука, 2013
Юревич Ю.Е. «Основы робототехники». Учебное пособие. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2005.