Индивидуальный образовательный маршрут с учеником по робототехнике

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа № 17 р.п.ЮртыТайшетского района Иркутской области
Утверждаю
Директор МКОУ СОШ №17 р.п.Юрты_______________Цаберт И.П.
Директор МКОУ СОШ № 17
_______________ Цаберт И.П.
Индивидуальный образовательный маршрут
по работе с одаренным учеником Талаевым Иваном
на 2016-2017 учебный год.
Учитель: Редькина А.С.
Юрты 2016 г.Пояснительная записка
Индивидуальный образовательный маршрут составлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования.
LEGO® MINDSTORMS® Education – новое поколение образовательной робототехники, позволяющей изучать естественные науки и технологии в процессе увлекательных практических занятий.
Использование конструктора LEGO NXT Mindstorms 9797 во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащегося 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 LEGO 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 NXT 2.0 Programming, и её графического интерфейса. LEGO-конструирование – это современное средство обучения ребенка.
Индивидуальный образовательный маршрут типа «Робототехника», предлагающий различные виды творческой и технической деятельности, помогает ребенку включиться в социальную практику, способствуют формированию преобразующего мышления.
Используя образовательную технологию LEGO MINDSTORMS в сочетании с конструкторами LEGO, учащийся разрабатывает, конструирует, программирует и испытывает робота. При участии в муниципальных и региональных соревнованиях развивает свои креативные способности, получает важные фундаментальные и технические знания,
развивает навыки организации и проведения исследований, что безусловно способствует успехам в дальнейшем школьном образовании, в будущей работе.
Цели: создание условий для жизненного личностного и профессионального самоопределения воспитанников; создание условий для изучения основ алгоритмизации и программирования с использованием робота Lego Mindstorms NXT; развития научно-технического и творческого потенциала личности ребёнка путём организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно- технического конструирования и основ робототехники.
Задачи:
оказать содействие в конструировании роботов на базе микропроцессора NXT;
освоить среду программирования ПервоРобот NXT;
оказать содействие в составлении программы управления Лего-роботами;
развивать творческие способности и логическое мышление обучающихся;
развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным результатом;
развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;
развивать умения работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;
развивать умения творчески подходить к решению задачи;
развивать применение знаний из различных областей знаний;
развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
получать навыки проведения физического эксперимента.
Основными педагогическими принципами, обеспечивающими реализацию программы маршрута, являются:
Принцип максимального разнообразия предоставленных возможностей для развития личности;
Принцип возрастания роли внеурочной работы;
Принцип индивидуализации и дифференциации обучения;
Принцип свободы выбора учащимися образовательных услуг, помощи и наставничества.
В качестве платформы для создания роботов используется конструктор Lego Mindstorms NXT. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO Mindstorms. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования ПервоРобот NXT.
Конструктор LEGO Mindstorms позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Lego-робот поможет в рамках изучения данной темы понять основы робототехники, наглядно реализовать сложные алгоритмы, рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов и процессов управления. Робот рассматривается в рамках концепции исполнителя, которая используется в курсе информатики при изучении программирования. Однако в отличие от множества традиционных учебных исполнителей, которые помогают обучающимся разобраться в довольно сложной теме, Lego-роботы действуют в реальном мире, что не только увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала, но вносит в него исследовательский компонент.
Занятия по программе формируют специальные технические умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат. Работает Lego Mindstorms на базе компьютерного контроллера NXT, который представляет собой двойной микропроцессор, Flash-памяти в каждом из которых более 256 кбайт, Bluetooth-модуль, USB-интерфейс, а также экран из жидких кристаллов, блок батареек, громкоговоритель, порты датчиков и сервоприводов. Именно в NXT заложен огромный потенциал возможностей конструктора lego Mindstorms. Память контроллера содержит программы, которые можно самостоятельно загружать с компьютера. Информацию с компьютера можно передавать как при помощи кабеля USB, так и используя Bluetooth. Кроме того, используя Bluetooth можно осуществлять управление роботом при помощи мобильного телефона. Для этого потребуется всего лишь установить специальное java-приложение.
Используются такие педагогические технологии как обучение в сотрудничестве, индивидуализация и дифференциация обучения, проектные методы обучения, технологии использования в обучении игровых методов, информационно-коммуникационные технологии.
Формы контроля и оценки образовательных результатов. Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающихся практических заданий.
Итоговый контроль реализуется в форме соревнований (олимпиады) по робототехнике.
Основные виды деятельности
Знакомство с интернет-ресурсами, связанными с робототехникой;
Проектная деятельность;
Соревнования.
Формы работы, используемые на занятиях:
лекция;
беседа;
демонстрация;
практика;
творческая работа;
проектная деятельность.
Оборудование:
мультимедийный проектор;
робот Lego Mindstorms;
доска;
презентация (ЦОР «Основы робототехники»)
Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса
Основными личностными результатами, формируемыми при изучении робототехники, являются:
развитие чувства личной ответственности за качество окружающей
информационной среды;
способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значимость подготовки в области лего-конструирования и робототехники в условиях развивающегося общества;
готовность к повышению своего образовательного уровня;
широкие познавательные интересы, инициатива и любознательность, мотивы познания и творчества; готовность и способность учащихся к саморазвитию и реализации творческого потенциала в духовной и предметно-продуктивной деятельности за счет развития их образного, алгоритмического и логического мышления;
готовность к повышению своего образовательного уровня и продолжению обучения с использованием средств и методов Робототехники;
интерес к Робототехнике, стремление использовать полученные знания в процессе обучения другим предметам и в жизни; основы информационного мировоззрения – научного взгляда на область информационных процессов в живой природе, обществе, технике как одну из важнейших областей современной действительности;
готовность к самостоятельным поступкам и действиям, принятию ответственности за их результаты; готовность к осуществлению индивидуальной и коллективной информационной деятельности;
способность к избирательному отношению к получаемой информации за счет умений ее анализа и критичного оценивания; ответственное отношение к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения;
способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни за счет знания основных гигиенических, эргономических и технических условий безопасной эксплуатации средств ИКТ.
Основными метапредметными результатами, формируемыми при изучении робототехники, являются:
владение информационно-логическими умениями: определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельновыбиратьоснованияикритериидляклассификации,устанавливатьпричинно-следственныесвязи,строитьлогическоерассуждение,умозаключение и делать выводы;
владение умениями самостоятельно планировать пути достижения целей;
соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности, определять способы действий в рамках предложенных условий, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; оценивать правильность выполнения учебной задачи;
владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
способность и готовность к общению и сотрудничеству со сверстниками и взрослыми в процессе образовательной, общественно-полезной, учебно-исследовательской, творческой деятельности;
владение основными универсальными умениями информационного характера: постановка и формулирование проблемы; поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска;
структурирование и визуализация информации; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера;
владение информационным моделированием как основным методом приобретения знаний: умение преобразовывать объект из чувственной формы в пространственно-графическую или знаково-символическую модель;
умение строить разнообразные информационные структуры для описания объектов; умение «читать» схемы, таблицы и т.д.
уверенная ориентация учащихся в различных предметных областях за счет осознанного использования при изучении школьных дисциплин таких общепредметных понятий как «объект», «система», «модель», «алгоритм», «исполнитель» и др.;
владение основными общеучебными умениями информационно-логического характера: анализ объектов и ситуаций;
синтез как составление целого из частей и самостоятельное достраивание недостающих компонентов; выбор оснований и критериев для сравнения, классификации объектов; обобщение и сравнение данных; подведение под понятие, выведение следствий;
установление причинно-следственных связей; построение логических цепочек рассуждений и т.д.,
владение основными универсальными умениями информационного характера: постановка и формулирование проблемы;
поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска;
структурирование и визуализация информации; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий;
самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера;
умение выбирать форму представления информации в зависимости от стоящей задачи,проверять адекватность модели объекту и цели моделирования;
опыт принятия решений и управления объектами (исполнителями) с помощью составленных для них алгоритмов (программ);
владение базовыми навыками исследовательской деятельности, проведения виртуальных экспериментов; владение способами и методами освоения новых инструментальных средств.
Основные предметные результаты изучения робототехники отражают:
развитие основных навыков и умений использования компьютерных
устройств;
формирование представления о простейших основах механики: деталях и их назначении, конструкции и ее свойствах, способах соединения, механизмах и их разновидностях;
развитие навыков составления технологической последовательности изготовления конструкций;
конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему;
развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе;
развитие умений составить и записать последовательность действий для конкретного исполнителя;
формирование умений структурирования информации, умения выбирать способ представления данных в соответствии с поставленной задачей - таблицы, схемы, с использованием соответствующих программных средств;
формирование навыков и умений безопасного и целесообразного поведения при работе с компьютерными программами и в Интернете, умения соблюдать нормы информационной этики и права;
понимать и правильно применять на бытовом уровне понятия «робот», «датчик», «передача кинетической энергии», «передаточное число»;
различать датчики, понимать их назначение, знать их свойства;
уметь собрать робота для выполнения конкретной учебной задачи;
осознавать возможности современной Робототехники;
иметь представление о способах передачи кинетической энергии между подвижными частями робота;
различать детали рабочего конструктора LEGONXT по названию, назначению, способам крепления;
знать основные программные блоки среды Mindstorms NXT, их назначение, производить их настройку для выполнения конкретной задачи;
уметь применять основные алгоритмические конструкции для составления программ роботов;
уметь осуществлять проверку правильности и тестирование хода выполнения программы с целью нахождения и исправления типовых ошибок;
знать о требованиях к организации рабочего места, соблюдать требования безопасности и гигиены в работе со средствами ИКТ и конструктором.
Содержание учебного курса
Введение
Правила поведения и ТБ в кабинете информатики и при работе с конструкторами.
Программирование
Создание и программирование творческой модели робота.
Практическая работа №1 «Создание танцующего робота»
Практическая работа №2 «Скажи startup или detect».
Практическая работа №3 «Создание управляемой машины»
Практическая работа №4 «Использование и работа нескольких датчиков»
Практическая работа №5 «Нападающий коготь» Инструкция http://www.prorobot.ru/lego/napadaushiy_kogot.php
Практическая работа №6 «2х-кнопочный пульт дистанционного управления»http://www.prorobot.ru/lego/2-h_pult_d-u_dlya_lego_nxt.php
Практическая работа №7 «Трехколесный бот» http://www.prorobot.ru/lego/3h_kolesniy_bot.php
Практическая работа №8 «Собираем и программируем робота-богомола МАНТИ» Инструкция по сборке робота 'МАНТИ: безобидный богомол'Конструирование
Повторение основ конструирования и программирования NXT.Стандартные конструкции роботов. Решение простейших задач. Цикл, ветвление. Стандартные конструкции роботов. Решение простейших задач. Цикл, ветвление. Различное управление роботом через Bluetooth.Использование различных комбинаций из датчиков
Соревнования
Соревнования «Кегельринг»
Проектная деятельность
Создание группового творческого проекта «Роботы – наши друзья». Защита проектов. Демонстрация моделей.
По окончании обучении учащиеся должны знать:
правила безопасной работы;
основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;