ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ г. МОСКВЫ

ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОКРУЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОМ ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА «Н А Т А Г А Н К Е »

Рекомендовано

педагогическим советом

ДДТ «На Таганке»

Протокол №____

от

«__»_________________200_ г.

«Утверждаю»

_____________

Директор ДДТ «На Таганке» «__»_________________200_ г.

Модифицированная образовательная программа

дополнительного образования детей

«Лаборатория робототехники».

Направленность – научно-техническая.

Форма организации – творческое объединение.

Срок реализации программы - три учебных года.

Возраст детей 8 –15 лет.

Составитель программы -

педагог дополнительного образования

II квалификационной категории

г. Москва

2007г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Порядок и регламент корректировки программы

В данную программу могут быть внесены изменения, уточнения и дополнения в связи с изменением федеральных и региональных требований к образовательным программам дополнительного образования детей, а также в случае изменения содержания образовательной программы. Все изменения, уточнения и дополнения утверждаются педагогическим советом и директором образовательного учреждения.

Образовательная программа «Лаборатория роботехники» имеет научно-техническую направленность и предназначена для детей в возрасте от 8 до 15 лет. Программа рассчитана на 3 года и предусматривает 3 уровня обучения в разновозрастных группах. Первый год обучения – 76 часов в год. Второй год обучения – 152 часа в год. Третий год обучения – 152 часа в год. Занятия проводятся 2 раза в неделю. Наполняемость группы -10 человек.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Программа «Лаборатория робототехники» является актуальной и социально значимой, так как ориентирована на решение важных задач по воспитанию гу­манной, духовно богатой, технически грамотной личности ребёнка.

Технология в современном образовании в основном носит интегрированный характер, базирующийся на взаимодействии самых разных областей естественнонаучных и гуманитарных знаний. Поэтому комплексное использование инфор­мационных технологий и метода проекта как средства модернизации познавательного процесса и способа интеллектуального развития ребенка дает результат в процессе обучения школьников и раскрывает новые воз­можности для их творческого роста. Немаловажное значение имеет и здоровьесберегающая технология, которая активно применяется на занятиях легоконструирования.

Можно ли научить конструированию школьников? Да. Дети - неутомимые конструкторы, их творческие способности и технические решения остроумны, ори­гинальны. Дети в возрасте 8-11 лет учатся конструи­ровать «шаг за шагом». Обучение «шаг за шагом» по­зволяет детям получать знания в индивидуальном темпе и объёме, стимулирует желание учиться и решать новые, более сложные задачи. Новизной данной образовательной программы научно-технической направленности является одна из форм проведения занятий. Это игровая форма. Игровая форма занятий позволяет возбудить у детей стремление к преодолению трудностей. В игру включены игровые и учебные мотивы. Включаясь в игру ребёнок постепенно осуществляет переход от игрового процесса к процессу познания. Каждый ребёнок переживает ситуацию успеха, которая является ступенькой роста освоения робототехники, что способствует тому, что ребёнок становится более уверенным в себе, и позволяет ему перейти к следующему этапу обучения.

Особенности образовательной программы:

•  Шаг за шагом в удобном темпе и объёме;

•  Учебные цели соответствуют индивидуальным способностям;

•  Знания и опыт - в процессе практической деятельности;

•  Успех вдохновляет на дальнейшие исследования.

ЦЕЛЬ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ:

Обучить детей навыкам начального технического конструирования и программирования.

ЗАДАЧИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ:

1. Развивать творческие способности и логическое мышление детей.

2. Развивать смекалку детей, находчивость, изобретательность и устойчивый интерес к поисковой творческой деятельности.

3. Повышать мотивацию школьников к занятиям научно-техническим творчеством.

4. Развивать мелкую моторику.

5. Формировать умение работать с литературой и видеотекой.

6. Формировать умение читать графические изображения, развивать пространственное воображение, в процессе конструирования моделей роботов.

7. Развивать образное, техническое мышление и умение выражать свой замысел на плоскости (с помощью эскиза, рисунка, простейшего чертежа, схемы).

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

1-й год занятий.

По итогам реализации I года обучения.

Учащиеся будут знать:

-  правила безопасной работы с электрооборудованием;

-  правила и порядок чтения чертежа схемы и наглядного изображения;

-  назначение микрокомпьютера RCX;

-  основные приемы конструирования;

-  особенности составления технологической схемы сборки модели;

-  конструктивные особенности различных моделей, зданий, сооружений и механизмов;

-  способы и приемы соединения деталей;

-  основы программирования.

Учащиеся будут уметь:

-  работать с литературой;

-  читать графические изображения, создавать мысленный образ в процессе конструирования моделей;

-  выражать свой замысел на плоскости (с помощью эскиза, рисунка, простейшего чертежа, схемы);

-  разрабатывать конструкторско-технологическую документацию по теме проекта;

-  выбирать масштаб моделирования;

-  основные приемы конструирования;

-  работать с микрокомпьютера RCX;

-  работать в программе ROBOLАВ;

-  передавать программы в микрокомпьютер RCX.

2-й год занятий.

По итогам реализации II года обучения.

Учащиеся будут знать:

- правила безопасной работы со специальными элементами конструктора «ROBOLАВ»;

-  технические характеристики специальных элементов;

-  систематизировать информацию при работе с литературой и видеотекой;

-  основные способы преобразования энергии с помощью специальных элементов конструктора «ROBOLАВ»;

-  источники возобновляемой энергии и способы передачи энергии с помощью специальных элементов;

-  виды подвижных и неподвижных соединений конструктора «ROBOLАВ»;

-  конструктивные особенности различных моделей, зданий, сооружений и механизмов с использованием специальных элементов;

-  способы и приемы соединения деталей (комбинированные соединения, рациональную последовательность операций по сборке деталей);

-  как работать в программе ROBOLАВ в режиме «Конструирование».

Учащиеся будут уметь:

-  самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей;

-  создавать действующие модели при помощи специальных элементов;

-  запасать, передавать и использовать в моделях электрическую энергию с помощью маломощных специальных элементов конструктора «ROBOLАВ»;

-  демонстрировать работу моделей роботов;

-  защищать творческие проекты.

3-й год занятий.

По итогам реализации III года обучения.

Учащиеся будут знать:

-  основные компоненты системы «ПЕРВОРОБОТ» с программируемым Lego-компьютером RCX;

-  компьютерную среду, включающую в себя физический язык программирования;

-  технические характеристики специальных элементов;

-  основные приемы конструирования роботов;

-  конструктивные особенности различных роботов;

Учащиеся будут уметь:

-  разрабатывать различные варианты схем роботов, технические рисунки, наброски, определять их достоинства и недостатки;

-  составлять план практической реализации робототехнического проекта;

-  создавать авторские творческие робототехнические проекты;

-  демонстрировать технические возможности роботов.

ФОРМЫ ПОДВЕДЕНИЯ ИТОГОВ РЕАЛИЗАЦИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ «ЛАБОРАТОРИЯ РОБОТОТЕХНИКИ».

Уровень усвоения материала обучающимися на первом и втором годах обучения проходит в зачётной форме. Уровень знаний и умений, приобретённых на занятиях, отслеживается в течение года. Особое внимание уделяется участию детей в различных соревнованиях, фестивалях, выставках.

На третьем году обучения знания, умения и навыки школьников оцениваются по шести основным критериям выполнения ими творческого робототехнического проекта.

Критерии оценки групповых творческих проектов:

1. Предметность

•  Соответствие формы и содержания проекта поставленной цели;

•  Понимание учеником проекта в целом (не только

своей части групповой работы).

2. Содержательность

•  Проработка темы проекта;

•  Умение находить, анализировать и обобщать информацию;

•  Количество практических предложений;

• Доступность изложения и презентации.

3. Оригинальность

•  Уровень дизайнерского решения;

•  Форма представления (макет, видео и т. п.).

4. Практичность

•  Возможность использования проекта в разных областях деятельности;

•  Междисциплинарная применимость.

5. Новаторство

•  Степень самостоятельности в процессе работы;

•  Успешность презентации.

6. Индивидуальный вклад

•  Доля индивидуального вклада в коллективный труд;

•  Дисциплина выполнения возложенных обязанностей (преподавателем, группой).

Защита проектов и их презентация проходит в не­сколько этапов:

1)  Предварительный - для членов творческого объединения и их родителей;

2)  Участие в конкурсах различного уровня - школьных, окружных, городских и т. д.

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН.

1й ГОД ОБУЧЕНИЯ.

№

Темы

Количество часов

Теория

Практика

Всего

1

Вводное занятие

1

1

5

2

Выбор робототехнического проекта. Сбор и изучение информации по теме проекта

4

12

16

3

Графическая подготовка

2

4

6

4

Конструкторский этап

2

10

12

5

Технологический этап

6

18

24

6

Заключительный этап

1

5

6

7

Предварительная защита робототехнического проекта

0

4

4

8

Итоговое занятие

2

4

6

18

58

76

СОДЕРЖАНИЕ.

1. Вводное занятие. Задачи учебной группы. Про­грамма и план занятий студии на предстоящий год. Ор­ганизационные вопросы. Правила безопасной работы.

Практическая работа.

·  Демонстрация образцов моделей роботов, сделанных учащимися в прошлые годы;

·  Просмотр видеоматериала о соревно­ваниях и выступлениях;

·  Выбор темы.

2. Выбор робототехнического проекта. Сбор и изучение информации по теме проекта.

Практическая работа.

·  Работа с литературой, с журналами, с каталогами. Сбор, изучение и обработка информации по теме про­екта;

·  Посещение библиотеки.

3. Графическая подготовка. Чертежные инструмен­ты и принадлежности: линейка, угольник, циркуль, ка­рандаш. Их назначение и правила пользования. Линии чертежа: видимого контура, невидимого кон­тура, линия сгиба, центровая (осевая) линия, сплошная тонкая. Осевая симметрия, симметричные фигуры, детали плоской формы. Правила и порядок чтения чертежа, схемы и наглядного изо­бражения.

Практическая работа.

·  Составление эскизов про­стейших объектов и их отдельных деталей с примене­нием условных обозначений;

·  Выполнение наглядных изображений (набросков) простейших архитектурных сооружений.

4. Конструкторский этап. Инструменты, мате­риалы и правила безопасной работы. Основные приемы конструирования. Элементы художественного конструирования и художественного оформления мо­делей. Форма, цвет, пропорциональность - характерные показатели художественного конструирования. Эле­ментарные понятия о ритме, гармоничности цветовых сочетаний, равновесии. Оригинальность конструктор­ского строения, закономерность и некоторые средства художественной выразительности (линия, цвет, форма и др.). Особенности дизайна.

Практическая работа.

·  Разработка различных ва­риантов выполнения проекта: эскизы, наброски, техни­ческие рисунки и схемы различных вариантов, опреде­ление их достоинств и недостатков;

·  Разработка технологического процесса и конструкторско-технологической документации по теме проекта.

5. Технологический этап. Особенности составления технологической схемы сборки модели. Конструктивные особенности различных моделей, зданий, соору­жений и механизмов. Методика выбора масштаба моделирования. Виды подвижных и неподвижных со­единений. Способы и приемы соединения деталей. Комбинированные соединения. Рациональная после­довательность операций по сборке деталей.

Обзор существующих схем сборки моделей:

-  пятиступенчатые, многоступенчатые;

-  компоновочные схемы различных моделей (архитектурных зданий, сооружений, механизмов).

Практическая работа.

·  Составление плана практи­ческой реализации проекта.

·  Подбор необходимых материалов. Организация рабочего места. Выполнение запланированных техно­логических операций. Сборка моделей из деталей кон­структора Lego:

-  по разработанной схеме;

-  по собственному замыслу;

·  Внесение при необходимости изменений в конст­рукцию и технологию.

6. Заключительный этап. Подготовка к защите робототехнического проекта. Этапы создания презентаций.

Практическая работа.

·  Практическая работа. Создание презентаций;

·  Подготовка документации к защите (СD-диски, альбомы, печатные, фото - и видеоматериалы).

7. Предварительная защита проектов.

Практическая работа.

·  Подготовка моделей роботов к защите;

·  Оценка качества выполнения творческих проектов. Анализ результатов защиты;

·  Подготовка моделей и докладов для участия в конкурсах с учетом анализа предзащиты;

8. Итоговое занятие. Подведение итогов года. Сбор моделей на выставки и конкурсы. Перспективы работы группы в следующем году. Награждение обучающихся.

2й ГОД ОБУЧЕНИЯ.

№

Темы

Количество часов

Теория

Практика

Всего

1

Вводное занятие

1

1

2

2

Выбор робототехнического проекта. Сбор и изучение информации по теме проекта

2

14

16

3

Использование в творческих проектах различных наборов конструктора Robolab.

6

0

6

4

Конструкторский этап

4

38

42

5

Технологический этап

6

46

52

6

Заключительный этап

4

10

14

7

Предварительная защита проекта, участие в конкурсах.

0

16

16

8

Итоговое занятие

2

2

4

25

127

152

СОДЕРЖАНИЕ

1. Вводное занятие. Задачи учебной группы. Про­грамма и план занятий студии на предстоящий год. Ор­ганизационные вопросы. Правила безопасной работы.

Практическая работа.

·  Демонстрация образцов моделей, сделанных учащимися в прошлые годы;

·  Просмотр видеоматериала о прошедших соревно­ваниях и выступлениях;

·  Выбор темы.

2. Выбор робототехнического проекта. Сбор и изучение информации по теме проекта.

Практическая работа.

·  Работа с литературой, с журналами, с каталогами, в Интернете, с видеотекой;

·  Систематизация собранной информации информацию;

·  Экскурсии по теме робототехнического проекта.

3. Использование в творческих проектах различных наборов конструктора «Robolab». Знакомство с конструктором «Robolab». Специальные элементы, содержащиеcя в конст­рукторе «Robolab». Правила безопасной работы специ­альными элементами. Технические характеристики специальных элементов. Изучение основных способов преобразования энергии с помощью специальных эле­ментов конструктора «Robolab». Источники возобновляе­мой энергии: способы передачи энергии.

4. Конструкторский этап. Многочисленные примеры и способы применения специальных элементов конструктора «Robolab» в творческих проектах.

Практическая работа.

·  Разработка различных вариантов выполнения проекта: эскизы, наброски, технические рисунки и схемы различных вариантов, определение их достоинств и недостатков;

·  Разработка различных вариантов выполнения проекта;

·  Разработка технологического процесса и конструкторско-технологической документации по теме проекта;

·  Дополнительные материалы, используемые в творческих проектах «Роботы» (моторы, датчики касания, датчики освещенности, базовые де­тали, и т. д.);

·  Подготовка к работе наборов «Robolab». Организация рабочего места.

5. Технологический этап. Особенности составления технологической схемы сборки модели. Конструкторские особенности различных моделей зданий, сооружений и механизмов. Выбор масштаба моделирования. Виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе «Robolab». Способы и примеры соединения деталей. Комбинированные соединения. Рациональная последовательность операций по сборке деталей. Обзор существующих схем сборки моделей.

Практическая работа.

·  Составление плана практической реализации проекта;

·  Подбор необходимых материалов;

·  Выполнение запланированных технологических операций;

·  Сборка моделей из базовых деталей конструктора Lego и специальных элементов «Robolab»:

-  по разработанной схеме;

-  по собственному замыслу.

·  Внесение при необходимости изменений в конструкцию и технологию.

6. Заключительный этап. Подготовка к защите проекта. Этапы создания презентаций.

Практическая работа.

·  Практическая работа. Создание презентаций;

·  Подготовка документации к защите (СD-диски, альбомы, печатные, фото - и видеоматериалы).

7. Предварительная защита проектов. Участие в конкурсах.

Практическая работа.

·  Подготовка моделей к конкурсу и защите;

·  Оценка качества выполнения творческих робототехнических проектов. Анализ результатов защиты;

·  Подготовка моделей и докладов для участия в конкурсах с учетом анализа предзащиты;

·  Участие в конкурсах

8. Итоговое занятие. Подведение итогов года. Сбор моделей на выставки и конкурсы. Перспективы работы группы в следующем году. Награждение обучающихся.

3й ГОД ОБУЧЕНИЯ.

№

Темы

Количество часов

Теория

Практика

Всего

1

Вводное занятие

1

1

2

2

Выбор робототехнического проекта. Сбор и изучение информации по теме проекта.

2

14

16

3

Конструкторский этап

6

33

39

4

Технологический этап

4

46

50

5

Программирование модели робота на компьютере в среде ROBOLAB

6

18

24

6

Заключительный этап

2

5

7

7

Предварительная защита проектов в процессе состязания.

0

12

12

8

Итоговое занятие

0

2

2

21

131

152

СОДЕРЖАНИЕ.

1. Вводное занятие.. Ор­ганизационные вопросы. Правила безопасной работы.

Практическая работа.

·  Демонстрация образцов моделей, сделанных учащимися за прошлые годы;

·  Просмотр видеоматериала о прошедших соревно­ваниях и выступлениях;

2. Выбор робототехнического проекта. Сбор и изучение информации по теме проекта.

Практическая работа.

·  Работа с литературой, с журналами, с каталогами, в Интернете, с видеотекой;

·  Систематизация собранной информации информацию;

Экскурсии по теме робототехнического проекта.

3. Конструкторский этап. Многочисленные приме­ры и способы конструирования различных моделей роботов с помощью конструктора Lego Robolab. Особенности составления технологической схемы сборки различных моделей роботов.

Практическая работа.

·  Разработка различных ва­риантов схем сборки роботов, технические рисунки, наброски, определение их достоинств и недостатков;

·  Подготовка к работе наборов «Robolab». Ор­ганизация рабочего места.

4. Технологический этап. Конструктивные особен­ности различных моделей роботов. Методика выбора масштаба моделирования. Виды подвижных и непод­вижных соединений в конструкторе «ПЕРВОРОБОТ». Способы и приемы соединения деталей. Комбиниро­ванные соединения. Рациональная последователь­ность операций по сборке роботов. Обзор существующих схем сборки моделей.

Практическая работа.

·  Составление плана практи­ческой реализации проекта «Роботы»;

·  Подбор необходимых материалов. Организация рабочего места. Выполнение запланированных техно­логических операций. Сборка различных моделей ро­ботов из базовых деталей конструктора Lego и специ­альных элементов «Robolab»:

-  по разработанной схеме;

-  по собственному замыслу.

·  Внесение при необходимости изменений в конст­рукцию и технологию роботов.

5. Программирование модели робота на компьютере в среде ROBOLAB. Изменение програм­мы в среде ROBOLAB. Создание программы различного уровня. Исполнение программы.

Практическая работа.

·  Создание программы на компьютере в среде ROBOLAB для различных роботов. Передача про­граммы в RСХ;

·  Исполнение программы. Корректировка программы при необходимости.

6. Заключительный этап. Подготовка к защите про­екта.

Практическая работа.

·  Подготовка документации к защите (СD-диски, аль­бомы, печатные, фото - и видеоматериалы).

7. Предварительная защита проектов в процессе состязания. Порядок и правила проведения состязания роботов. Участие в состязаниях роботов.

Практическая работа.

·  Оценка качества выполнения творческих проек­тов «Роботы»;

·  Анализ результатов защиты;

·  Подго­товка презентаций и докладов для участия в конкурсах, в состязаниях роботов с учетом анализа предзащиты;

·  Подготовка моделей роботов к конкурсной защите;

·  Участие в конкурсах и в состязаниях роботов.

8. Итоговое занятие. Подведение итогов года. Награждение обучающихся.

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

Обучение строится на следующих принципах: сво­бода, самостоятельность, сотрудничество. Индивидуальный темп работы над проектами обеспечивает выход каж­дого учащегося на свой уровень развития. В ходе обу­чения последовательно решается комплекс задач – это развитие творческого воображения, фантазии, ху­дожественного вкуса, овладение основными приёмами техники конструирования; формирование у детей таких важнейших социально-значимых качеств, как стремле­ние к сохранению и приумножению культурных ценно­стей. Учебный процесс по программе предусматрива­ет формирование навыков работы с простейшими чертежными инструментами, чтение и оформление чертежей, изготовление моделей на заданную тему и по собственному замыслу обучающегося, изготовление комплексных коллективных работ, а также развитие кругозора в области электротехники, истории, черче­ния, физики и декоративно-прикладного творчества.

Юные исследователи, войдя в занимательный мир роботов, погружаются в сложную среду информационных технологий, позволяющих роботам выполнять ши­рочайший круг функций:

•  Создание действующих роботов.

•  Управление поведением роботов при помощи программирования.

•  Развитие конструкторских, инженерных и вычис­лительных навыков.

Учащиеся работают под девизом «Все из жизни, все для жизни», создавая творческие проекты, привязанные к реально существующим объектам.

В процессе освоения программы «Лаборатория Робототехники» обучающимся предлагаются примерные темы творческих проектов.

Обучающийся выбирает понравившуюся ему тему (может предложить и самостоятельно), готовит и защищает проект, участвуя в конкурсах.

В процессе работы последовательно решают проблемы раз­личного характера:

•  Выбор темы проекта, предоставляющей широкий спектр возможностей для творчества.

•  Сбор и изучение информации по выбранной теме. Проведение экскурсий на реальные объекты.

•  Выяснение технической задачи, постановка цели, которая требует создания образа будущей конструкции.

•  Определение путей решения технической задачи, разработка технологической документации. Дети выполняют эскиз конструкции, определяют форму, размеры, взаимное расположение отдельных деталей,
частей, учитывая возможность изготовления, доступность и другие особенности.

•  На основе эскиза выполняют чертёж. В зависимости от уровня подготовки, технического и творческого мышления, опыта, возраста детей, модель может иметь различные варианты даже у одного сборщика, что будет свидетельствовать о высоком уровне технического и творческого мышления.

•  Исполнение намеченного плана. Здесь обучающиеся самостоятельно подбирают необходимые детали, выполняют практическую работу по подготовке технологической документации - чертежу, техническому рисунку, то есть воплощают в реальность мысленный образ, возникший в начале работы.

Для реализации программы необходимы комплекты Lego конструирования «Robolab», учебно-наглядные пособия, базовые детали, дополнительные компоненты (датчики, пульт и т. д.), компьютеры (в расчёте один компьютер на ребёнка), пальчиковые аккумуляторы типа AA, зарядные устройства, поля для соревнований, музыкальное оборудование, медиатека.

ЛИТЕРАТУРА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММЫ.

1.  Воспитание коллектива. -М.: Просве­щение, 1989.

2.  Здоровьесберегающие образовательные технологии в работе учителя и школы. - М.: Аркти, 2003.

3.  ЛЕГО МАСТЕР. , В. – СПБ:
Кристалл, 1999.

4.  Педагогический процесс как непрерывное развитие творческого потенциала личности - Сб. мат. международной конференции. - М.: МГИУ, 1998.

5.  ПЕРВОРОБОТ: методическое учебное пособие для учителя. .- М.: ИНТ

6.  Справочное пособие к программному обеспечению
«Robolab». М.: ИНТ.

7.  Электронные игрушки. – «Радио и связь»,1998г.

8.  ELab. Методическое учебное пособие для учителя. - М.: ИНТ

ЛИТЕРАТУРА, РЕКОМЕНДУЕМАЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ.

1.  Журнал «Моделист конструктор».

2.  Журнал «В помощь радиолюбителю».

3.  Журнал «Техника связи».