Дополнительная общеразвивающая программа «Робототехника»
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №10»
Согласовано
«.» _________ 2016 г.
Заместитель директора по ВР
____________________ Ю.В.Кибирева
Утверждаю
Приказ № ______
от «____» _________ 2016г.
Директор МБОУ «СОШ №10»
_________________ С.А. Комина
Дополнительная общеразвивающая программа
«Робототехника»
Адресат программы: средний школьный возраст (5 класс)
Срок реализации: 1 год
Направленность: Общеинтеллектуальное направление
Разработчик программы: Л. Л. Кузнецова
учитель информатики
первая квалификационная категория
г. Байкальск, 2016 г
Пояснительная записка
Дополнительная общеразвивающая программа «Робототехника» разработана на основе следующих нормативных документов:
Федеральным Законом Российской Федерации от 29.12.2012 г. № 273- ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»,
Распоряжение Правительства РФ от 24 апреля 2015г. № 729-р «План мероприятий на 2015-2020 годы по реализации Концепции развития дополнительного образования детей»;
Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 августа 2013 г. № 1008 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
Концепция развития дополнительного образования детей от 4 сентября 2014 г. № 1726-р
Письмо Министерства образования Иркутской области, служба по контролю и надзору в сфере образования Иркутской области от 22.07.2016 №55-37-7456/16, от 22.07.2016 №75-37-1405/16 «О формировании учебного плана, плана внеурочной деятельности образовательными организациями Иркутской области на 2016-2017 учебный год
Письмом Минобрнауки РФ от 14.12.2015 № 09-3564 «О внеурочной деятельности и реализации дополнительных общеобразовательных программ»
В основу рабочей программы внеурочной деятельности “Робототехника” для 5 класса МБОУ «СОШ №10» г. Байкальска положено УМК Копосов Д. Г. Первый шаг в робототехнику : практикум для 5-6 классов / Д. Г. Копосов. – 2-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 288 е. : [4]с. цв. вкл.
Направленность программы - Общеинтеллектуальное направление
Актуальность программы
Ориентация на результаты образования, которые рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода, является важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения.
Процессы обучения и воспитания развиваются у учащихся в случае наличия деятельностной формы способствующей формированию тех или иных типов деятельности.
Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов.
Для развития ребенка необходимо организовать его деятельность организующую условия, провоцирующих детское действие. Такая стратегия обучения легко реализовывается в образовательной среде LEGO, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты LEGO, тщательно продуманную систему заданий для учащихся и четко сформулированную образовательную концепцию.
Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных деталей.
Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет учащимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки.
Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют учащимся в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. Изучая простые механизмы, учащиеся учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.
Компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Учащиеся научатся грамотно выражать свою идею, проектировать ее техническое и программное решение, реализовать ее в виде модели, способной к функционированию.
Данный курс даст возможность учащимся закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология.
Издательство "Бином. Лаборатория знаний" (Москва) выпустила учебно-методический комплект "Первый шаг в робототехнику".
В состав УМК входят практикум и рабочая тетрадь. Практикум является частью учебно-методического комплекта для средней школы, в который также входит рабочая тетрадь для 5–6 классов. Цель практикума - дать школьникам современное представление о прикладной науке, занимающейся разработкой автоматизированных технических систем, робототехнике. Его можно использовать как для занятий в классе, так и для самостоятельной подготовки.
Учебные занятия с использованием данного практикума способствуют развитию конструкторских, инженерных и общенаучных навыков, помогают по-другому посмотреть на вопросы, связанные с изучением естественных наук, информационных технологий и математики, обеспечивают вовлечение учащихся в научно-техническое творчество.
Практикум содержит описание актуальных социальных, научных и технических задач и проблем, решение которых еще предстоит найти будущим поколениям, и позволяет учащимся почувствовать себя исследователями, конструкторами и изобретателями технических устройств.
http://lbz.ru/authors/201/6717/
Отличительные особенности программы
Реализация программы осуществляется с использованием методических пособий, специально разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического конструирования на основе своих конструкторов. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов Lego Mindstorms NXT, LegoWedo как инструмента для обучения школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению на уроках робототехники. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии.
Курс предполагает использование компьютеров совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Методические особенности реализации программы предполагают сочетание возможности развития индивидуальных творческих способностей и формирование умений взаимодействовать в коллективе, работать в группе.
В качестве платформы для создания роботов используется конструктор LegoMindstorms NXT, LegoWedo. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO Mindstorms, LegoWedo. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования ПервоРобот NXT, LegoWedo. Конструктор LEGO Mindstorms, LegoWedo 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.
Обучение ведется на русском языке, также используются специальные слова на английском языке.
Адресат программы - средний школьный возраст (5 класс)
Объем программы - Программа рассчитана на 1 час в неделю, 34 часа за год
Срок освоения программы – 1 год
Цель, задачи программы
Цель данной программы состоит в обучение основам конструирования и программирования.
Задачи программы:
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
Содержание программы
Введение (1 час)
Правила поведения и ТБ в кабинете информатики и при работе с конструкторами.
Конструирование (12 часов)
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 (18 часов)
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 (3 часа)
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.
Учебный план
№ п/п
Название темы, раздела, темы
Количество часов
Формы организации занятий
Формы аттестации (контроля)
Всего
Теория
Практика
Введение (1 час)
1.
1
Правила поведения и ТБ в кабинете информатики и при работе с конструкторами.
1
1
-
Лекция
Собеседование
1.
Раздел 1. Конструирование (11 часов)
2.
1.1
Правила работы с конструктором Lego. Основные детали. Спецификация.
1
1
-
Беседа. Обсуждение
Собеседование
3.
1.2
Знакомство с RCX. Кнопки управления. Практическая работа «Валли».
1
0,5
0,5
Беседа. Демонстрация
Наблюдение
4.
1.3
Сбор непрограммируемых моделей. Практическая работа «Валли».
1
0,5
0,5
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
5.
1.4
Инфракрасный передатчик. Практическая работа «Незнайка».
1
0,5
0,5
Беседа. Демонстрация
Наблюдение
6.
1.5
Составление простейшей программы по шаблону. Практическая работа «Первые исследования».
1
0,5
0,5
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
7.
1.6
Параметры мотора и лампочки. Практическая работа Проект «Встреча».
1
0,5
0,5
Беседа. Демонстрация
Наблюдение
8.
1.7
Изучение влияния параметров на работу модели.
1
1
-
Беседа. Обсуждение
Опрос
9.
1.8
Знакомство с датчиками. Датчики и их параметры: Датчик касания; Датчик освещенности. Практическая работа «Выключатель света».
1
0,5
0,5
Беседа. Демонстрация
Наблюдение
10.
1.9
Разработка и сбор моделей. Практическая работа «Исследователь».
1
-
1
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
11.
1.10
Разработка и сбор моделей. Практическая работа «Исследователь».
1
-
1
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
12.
1.11
Демонстрация моделей. Практическая работа «Создание модели».
1
0,5
0,5
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
2.
Раздел 2. Программирование (19 часов)
13.
2.1
История создания языка Lab View. Визуальные языки программирования.
1
1
-
Беседа. Обсуждение
Собеседование
14.
2.2
Разделы программы, уровни сложности.
1
1
-
Беседа. Обсуждение
Собеседование
15.
2.3
Передача и запуск программы. Практическая работа «Послание».
1
-
1
Беседа. Демонстрация
Наблюдение
16.
2.4
Окно инструментов.
1
1
Беседа. Обсуждение
Собеседование
17.
2.5
Изображение команд в программе и на схеме. Практическая работа «Программа».
1
0,5
0,5
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
18.
2.6
Работа с пиктограммами, соединение команд.
1
1
Беседа. Обсуждение
Собеседование
19.
2.7
Команды: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп. Практическая работа «Пароль и отзыв».
1
1
Беседа. Демонстрация
Наблюдение
20.
2.8
Составления программы по шаблону.
1
0,5
0,5
Беседа. Обсуждение
Опрос
21.
2.9
Передача и запуск программы.
1
1
Беседа. Обсуждение
Собеседование
22.
2.10
Практическая работа «Послание».
1
1
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
23.
2.11
Составление программы.
1
1
Беседа. Обсуждение
Опрос
24.
2.12
Сборка модели с использованием мотора. Практическая работа «Живой груз».
1
1
Беседа. Демонстрация
Собеседование
25.
2.13
Составление программы. Практическая работа «Первый спутник».
1
1
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
26.
2.14
Сборка модели с использование лампочки. Практическая работа «Послание».
1
1
Беседа. Демонстрация
Наблюдение
27.
2.15
Составление программы, передача, демонстрация. Практическая работа «Парковка».
1
0,5
0,5
Беседа. Творческая работа
Опрос
28.
2.16
Линейная и циклическая программа.
1
1
Беседа. Обсуждение
Собеседование
29.
2.17
Составление программы с параметрами, зацикливания. Практическая работа «Робот».
1
1
Беседа. Демонстрация
Собеседование
30.
2.18
Практическая работа «Датчик касания».
1
1
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
31.
2.19
Практическая работа «Датчик освещенности».
1
1
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
3.
Раздел 3. Проектная деятельность в группах (3 часа)
32.
3.1
Практическая работа «Конструирование модели».
1
1
Беседа. Творческая работа
Наблюдение
33.
3.2
Презентация моделей. Соревнование.
1
1
Проектная деятельность
Защита обучающимися проекта
34.
3.3
Выставка.
1
1
Проектная деятельность
Защита обучающимися проекта
Итого часов:
34
15
19
Планируемые результаты
Личностные
Регулятивные
Коммуникативные
Познавательные
Воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, уважения к Отечеству, прошлому и настоящему многонационального народа России; знание культуры своего народа, своего края, основ культурного наследия народов России; усвоение гуманистических, демократических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной.
Умение самостоятельно определять цели обучения, ставить и формулировать новые задачи в познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности.
Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.
Умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией.
Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения.
Владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной.
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.
Умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих чувств, мыслей и потребностей для планирования и регуляции своей деятельности; владение устной и письменной речью, монологической контекстной речью.
Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное, по аналогии) и делать выводы.
Умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач.
Комплекс организационно-педагогических условий
Календарный учебный график
Раздел
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Итого
Введение (1 час)
1
1
Раздел 1. Конструирование (11 часов)
3
4
4
11
Раздел 2. Программирование (19 часов)
4
3
4
4
4
19
Раздел 3. Проектная деятельность в группах (3 часа)
3
3
Всего - 34 часа
4
4
4
4
3
4
4
4
3
34
Условия реализации программы
Основой реализации дополнительной общеразвивающей программы «Робототехника» является развивающая предметная среда, необходимая для развития всех специфических видов деятельности обучающихся, призванная обес печить полноценное художественно - эстетическое, познавательно - речевое и социально - личностное развитие ребенка. Предметно – развивающая среда реализуется принципами развивающей среды:
дистанция, позиция при взаимодействии;
активность, самостоятельность, творчество;
стабильность, динамичность;
комплексирование и гибкое зонирование;
эмоциональное благополучие каждого обучающегося;
сочетание привычных и неординарных элементов в эстетической организации среды;
открытость – закрытость;
учет половых и возрастных различий детей.
Формы аттестации/контроля
Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающихся практических заданий.
Итоговый контроль реализуется в форме соревнований (олимпиады) по робототехнике.
Программой предусмотрен также мониторинг освоения результатов работы по таким показателям как развитие личных качеств обучающихся, развитие социально значимых качеств личности, уровень общего развития и уровень развития коммуникативных способностей.
Формами и методами отслеживания является: педагогическое наблюдение, анализ самостоятельных и творческих работ, беседы с детьми, отзывы родителей.
Оценочные материалы
Мониторинг результатов обучения ребенка по дополнительной образовательной программе. (Приложение 1)
Мониторинг развития личности учащихся в системе дополнительного образования. (Приложение 2)
Методические материалы
На занятиях будут использованы следующие методические материалы: