Лаборатория робототехники 10+ (стр. 4 )

Учебный план

Учебный план предполагает преемственность этапов:

1.  1 класс (7-8 лет)

2.  2-3класс (8-10 лет)

3.  4-5 класс (10-12 лет)

4.  6 класс и старше (от 12 лет)

1 этап

Кружок “Легоконструирование и основы компьютерной грамотности”

Оборудование:

-  элементы LEGO Duplo, LEGO System and Technic;

-  образовательныенаборы LEGO Education “Early Structures”, “Early Simple Machines”, “Simple Machines Set” и “WeDo Construction Set”;

-  персональные компьютеры (в том числе нетбуки), web-камера, wi-fi-роутер.

Программное обеспечение:

-  LEGO Education WeDo Software

Цели и задачи:

-  освоение общих способов моделирования;

-  развитие пространственного мышления;

-  усвоение основных свойств и характеристик конструкции (прочность, устойчивость и пр.);

-  преодоление подражательной основы конструирования;

-  знакомство с простыми механизмами;

-  приобретение ребенком первоначальных навыков работы на персональном компьютере, необходимых для дальнейшего обучения в Лаборатории.

2 этап

Кружок “Робототехника для начальной школы”

Оборудование:

-  элементы LEGO System and Technic;

-  образовательныенаборы LEGO Education “Early Structures”, “Early Simple Machines”, “Simple Machines Set” и “WeDo Construction Set”;

-  LEGO Mindstorms NXT 2.0;

-  персональные компьютеры (в том числе нетбуки), web-камера, wi-fi-роутер.

Программное обеспечение:

-  LEGO Education WeDo Software

-  LEGO Digital Designer

Цели и задачи:

-  развитие алгоритмического мышления при программировании заданного поведения модели;

-  развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;

-  получение первого опыта научно-исследовательской работы (установление причинно-следственных связей, анализ результатов и поиск новых решений, экспериментальное исследование, измерение влияния факторов, проведение систематических наблюдений и измерений, использование таблиц для отображения и анализа данных);

-  освоение современных телекоммуникационных технологий;

-  участие в творческих категориях соревнований различного уровня.

3 этап

Кружок “Робототехника”

Оборудование:

-  элементы LEGO System and Technic;

-  LEGO Mindstorms NXT 2.0;

-  персональные компьютеры (в том числе нетбуки)

Программное обеспечение:

-  LEGO Education NXT 2.0

-  LEGO Digital Designer

Целиизадачи:

-  получение опыта практического применения знаний, полученных на основных курсах;

-  развитие алгоритмического мышления при программировании заданного поведения модели;

-  развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;

-  научно-исследовательская работа с использованием ресурсов программного обеспечения LEGO;

-  освоение современных телекоммуникационных технологий;

-  участие в основной категории соревнований различного уровня.

4 этап

Кружок “Программирование роботов”

Оборудование:

-  элементы LEGO System and Technic;

-  LEGOMindstormsNXT 2.0;

-  персональные компьютеры (в том числе нетбуки)

Программноеобеспечение:

-  LEGO Education NXT 2.0

-  Robolab 2.9.4

-  LEGO Digital Designer

Целиизадачи:

-  получение опыта практического применения знаний, полученных на основных курсах;

-  развитие алгоритмического мышления при программировании заданного поведения модели;

-  научно-исследовательская работа с использованием ресурсов программного обеспечения LEGO;

-  освоение нового языка программирования;

-  освоение современных телекоммуникационных технологий;

-  участие в основной категории соревнований различного уровня.

Массовые мероприятия:

-  Школьный уровень

Октябрь 2012г. “Конструируй-испытывай-улучшай”

-  Районный уровень (совместно с Домом творчества Октябрьского района)

Февраль 2013г. – участие в конкурсе проектов на базе LEGOWeDo“Мой первый робот”

-  Городской уровень

Март 2012г.- в качестве гостей на соревнованиях “Первый шаг в робототехнику”

Март 2013г.- в качестве участников на соревнованиях “Первый шаг в робототехнику”

-  Областной уровень

Декабрь 2012г. – в качестве гостей на соревнованиях “Hello, Robot!”

Декабрь 2013г. – участие в творческой о основной категориях на соревнованиях “Hello, Robot!”

Приложение 3

Техническое и методическое оснащение Лаборатории

Оборудование:

-  элементы LEGO Duplo, LEGO System and Technic

-  образовательные наборы LEGO Education “Early Structures”, “Early Simple Machines”, “Simple Machines Set” и “WeDo Construction Set”

-  LEGO Mindstorms NXT 2.0

-  персональные компьютеры (в том числе нетбуки), web-камера, wi-fi-роутер

Программное обеспечение:

-  LEGO Education WeDo 1.2

-  LEGO Education NXT 2.0

-  Robolab 2.9.4

-  LEGO Digital Designer

Литература:

-  Ведение в робототехнику (CD)

-  Книга учителя для Перворобот LEGO WeDo (CD)

-  Книга учителя для “Simple Machines Set” (CD)

-  Филиппов “Робототехника для детей и родителей”. – Москва, 2011

-  Копосов шаг в робототехнику: Практикум и рабочая тетрадь для 5-6 классов. – Москва, 2012

-  Образовательная робототехника в начальной школе/ и др. – Челябинск, 2011 (+CD)

-  Образовательная робототехника во внеурочной учебной деятельности/ и др. – Челябинск, 2011 (+CD)

-  Образовательная робототехника на уроках информатики и физики / и др. – Челябинск, 2011 (+CD)

-  Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие / и др. – Москва, 2011

Методические разработки (Приложения 12-13):

-  Пояснительные записки

-  Рабочие программы

-  Авторские технологические карты и электронные инструкции

Приложение 4

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение общеобразовательная школа № 76

с углубленным изучением отдельных предметов г. Екатеринбурга

КОНСТРУКТ УРОКА

Курс занятий:	Робототехника для младших школьников
Класс:	4
Тема блока:	Конструирование и программирование действующих моделей. Фокус: Технология
Урок №	16, 17
Тема урока:	Простые механизмы. Рычаг

Разработчик:

педагог дополнительного образования

Екатеринбург

2012

Структурно-логическая схема урока

Тема	Простые механизмы. Рычаг
Тип урока	Освоение новых знаний
Цель темы	Научить определять рычажные механизмы
Планируемые результаты	Предметные умения	УУД
Уметь различать механизмы	Личностные: формирование учебно-познавательного интереса к новому учебному материалу и способам решения новой частной задач Регулятивные: формирование умения планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации Познавательные: размышления, создание устного высказывания, анализ информации Коммуникативные: формирование умения работать в микро-группе

Организация пространства
Межпредметные связи	Формы работы	Ресурсы
Естественные науки: Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в модели. Изучение рычажного механизма, работающего в данной модели. Изучение потребностей животных. Технология. Проектирование: Создание и программирование моделей с целью демонстрации знаний и умения работать с цифровыми инструментами и технологическими схемами. Понимание того, что животные используют различные части своих тел в качестве инструментов. Технология. Реализация проекта: Создание и тестирование движения птицы. Усложнение поведения птицы путём установки на модель датчика расстояния и программирования воспроизведения звуков, синхронизированных с движениями птицы. Математика: Понимание того, каким образом изменяется угол наклона головы и хвоста птицы, когда она поворачивается. Понимание и использование числового способа задания звуков и продолжительности работы мотора с точностью до десятых долей секунды. Развитие речи: Применение технологий для выработки идей и обмена опытом. Устное и письменное общение с использованием специальных терминов.	Фронтальная, в микро-группах, индивидуальная.	Конструктор Перворобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo), нетбук с установленным программным обеспечением LEGO® Education WeDo™, инструкции по сборке, интерактивная доска.

№ п. п.	Этап	Дидактическая задача	Деятельность учителя	ФОУД	Деятельность учащихся	Планируемый результат
Установление взаимосвязей
1	Мотивация к учебной деятельности (5мин)	·  Создать эмоциональный настрой ·  Организовать школьников к началу урока ·  Вызвать интерес у учащихся	Оргмомент: ·  приветствие ·  фронтальная проверка готовности класса к уроку ·  контроль над правильным использованием оборудования	Фронтальная Индивиду-альная	·  Включают нетбуки ·  Загружают ПО ·  Прикрыли крышки нетбука ·  Слушают учителя	Личностные – развитие самостоятельности и ответственности за свои действия Регулятивные – осознание необходимости соблюдения единых учебных требований
2	Актуализация знаний и фиксация затруднения в пробном учебном действии (5мин)	·  Создание условий для активной работы учащихся	Сейчас вы, заходя в класс, открывали и закрывали дверь. А вы когда-нибудь задумывались, почему дверная ручка расположена именно у края двери?	Фронтальная	·  Высказывают свои предположения ·  Слушают ответы товарищей	Регулятивные – целеполагание: соотнесение того, что уже известно и того, что еще неизвестно; коррекция: внесение необходимых дополнений Познавательные – логическое рассуждение, доказательство Коммуникативные – умение выражать свои мысли, умение вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении Личностные – формирование уважительного отношения к иному мнению
3	Освоение новых знаний (20мин)	·  Сформировать представление о рычажном механизме	Хорошо, спасибо за ответы! Чтобы выяснить, чей ответ был ближе к истине, давайте вспомним, как вы качаетесь во дворе на качелях. Слайд1 Да-да, не удивляйтесь, и качели и дверь действуют по одному принципу, они используют один и тот же механизм, который называется “рычаг”. Чтобы разобраться, давайте сконструируем модель подобных качелей. Вы можете сделать свои качели из имеющихся в конструкторе деталей, а можете воспользоваться инструкцией (вкладка “Первые шаги” – модель “Рычаг”). Рассмотрим, из чего состоят ваши качели. Это перекладина, которая вращается вокруг точки опоры, и груз на одном из концов перекладины. Предназначен этот механизм для подъема грузов. Диагностические вопросы: -  Покажите, пожалуйста, на что опирается перекладина качелей. Вокруг какой детали вращается перекладина? -  Покажите, с какой стороны качели нагружены сильнее. На каком из концов перекладины кубиков больше? Сторону перекладины, на которую находится груз, назовем «плечо груза». Другое плечо – «плечо силы», на него вы нажимаете рукой. Переставьте ось так, чтобы плечо силы стало короче. Легче или труднее теперь стало поднимать груз? Чем короче плечо силы, тем труднее поднимать груз. Переставьте ось так, чтобы плечо силы стало длиннее. Легче или труднее теперь стало поднимать груз? Чем длиннее плечо силы рычага, тем легче поднимать груз. Диагностические вопросы: Когда было легче поднять груз? Слайд 2 Итак, вы сделали открытие: чем длиннее плечо силы рычага, тем легче поднимать груз! Слайд 3 Но первым, кто это объяснил, был ученый Архимед. Поняв значение своего открытия, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!» Слайд 4 Сейчас нас окружают рычаги. Подъёмные краны, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции. Слайд 5-7 Дверь работает как рычаг. Чтобы заставить дверь вращаться, к ней необходимо приложить силу в определенном месте.	Фронтальная Работа в парах	· Слушают учителя ·Просматривают слайды · Конструируют собственную модель или работают по инструкции Ось · Выполняют задание, отвечают на вопрос Труднее. Легче. Когда груз ближе к оси.	Познавательные – размышления, создание устного высказывания, анализ информации Коммуникативные – умение слушать и вступать в диалог, умение выражать вои мысли Регулятивные – адекватное реагирование на трудности, волевое усилие, преодоление трудностей, отсутствие боязни сделать ошибку.
Физкультминутка (10мин) Подойдите к двери и попробуйте открыть, сначала толкнув на уровне ручки, а затем ближе к петлям. Понаблюдайте, когда дверь поддалась легче.
	(Продолжение – 5мин)	·  Расширить знания об окружающем мире	Итак, человек стал использовать рычаг давно. Очевидно, наблюдения за окружающей природой помогли ему в осознании простых механизмов, потому что животные используют различные части своих тел в качестве инструментов. Давайте посмотрим, чем помогла человеку птица. Откройте, пожалуйста, инструкцию к модели “Порхающая птица” и просмотрите ролик. Итак, Маша и Макс встречают птицу, взмахи огромных крыльев которой поднимают сильный ветер. Чтобы сделать это, птица использовала большую силу. Возможно, секрет в том, что крылья птицы являются рычагами? Давайте проверим наше предположение и сконструируем птицу, крылья которой будут подниматься, когда вы будете опускать ее хвост.	Работа с нетбуком	·  Слушают учителя ·  Открывают инструкцию ·  Просматривают ролик ·  Участвуют в обсуждении сюжета	Познавательные – размышления, создание устного высказывания, анализ информации Коммуникативные – умение слушать и вступать в диалог, умение выражать вои мысли Регулятивные – целеполагание: соотнесение того, что уже известно и того, что еще неизвестно; коррекция: внесение необходимых дополнений
Конструирование
4	Закрепление освоенных знаний (20мин.)	·  Организовать работу по закреплению освоенных знаний ·  Контролировать работу с конструктором ·  Побуждать учащихся к выполнению задания	Сообщение плана работы Прежде чем мы сконструируем птицу, обсудим план нашей работы. 1. Организуй рабочее место. 2. Соберите модель, следуя пошаговым инструкциям, 3. Запрограммируй птицу так, чтобы она издавала звуки и хлопала крыльями, когда ее хвост поднимается или опускается. Конструирование модели порхающей птицы Поднимайте и опускайте хвост птицы. Туловище птицы качается так же, как качели, которые вы собирали в начале урока? Какие еще части птицы похожи на рычаг?	Работа с конструктором Работа с инструкцией Программи-рование на нетбуке	·Конструируют ·Программи- руют Да Крылья	Познавательные – размышления, создание устного высказывания, анализ информации Коммуникативные – умение слушать и вступать в диалог, умение выражать свои мысли Регулятивные – адекватное реагирование на трудности, волевое усилие, преодоление трудностей, отсутствие боязни сделать ошибку Личностные – развитие мотивов учебной деятельности, понимания
Рефлексия
5	Рефлексия учебной деятельности (5мин)	·  Осуществить положительную ноту завершения урока ·  Подведение итогов урока	Посмотрим, какие птицы у вас получились. Демонстрация работ. Очень красивые птицы! Являются ли крылья птиц рычагами? Если крыло птицы является рычагом, то что приводит его в движение? Давайте помашем своими руками, чтобы почувствовать, как работают мышцы. Из какого количества рычагов состоит данная модель птицы?	Фронтальная	Да, являются Мышцы Из трех рычагов	Личностные – развитие самостоятельности и ответственности за свои действия Регулятивные – осознание необходимости соблюдения единых учебных требований
Развитие (факультативно)
6	Дополнительные задание для успевающих учеников (5мин)	·  Поощрить успевающих учеников ·  Стимулировать к развитию	Сделайте ваших птиц внешне непохожими на птиц товарищей. Измени программу, чтобы разнообразить поведение птицы.	Индивидуаль- ная	·  Выполняют задание	Личностные – развитие мотивов учебной деятельности

Использованные источники: