Муниципальное бюджетное учреждение
дополнительного образования детей
«Центр информационных технологий»
Принята на Методическом Совете Протокол от 01.01.2001 г. № 1 С учётом мнения Родительского комитета | Утверждена приказом директора от 01.01.2001г. № 59 М. П |
Дополнительная общеразвивающая программа
«Основы робототехники»
технической направленности
(новая редакция)
Срок реализации -1 год (72 ч)
Возраст – 10 -14 лет
Составитель программы:
педагог дополнительного образования детей
МО «Кингисеппский муниципальный район»
2016 г.
Данная программа переработана в соответствии:
- с требованиями к образовательным программам Федерального закона об образовании в Российской Федерации от 29 декабря 2012 года № 000 ( п.9 ст.2 273-ФЗ)
- с Концепцией развития дополнительного образования детей (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 01.01.01 года )
- с Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 августа 2013 года № 000 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»,
- с Письмом Администрации Ленинградской области и Комитета общего и профессионального образования Ленинградской области от 01.01.01 года № 19- 1932/14-0-0(по состоянию на 09 сентября 2014 года ) «О соблюдении законодательства Российской Федерации в сфере образования при реализации дополнительных общеразвивающих программ»
- с Письмом от 1 апреля 2015 года /15-0-0 «О методических рекомендациях по разработке и оформлению дополнительных общеразвивающих программ различной направленности»
- с Положением о структуре дополнительных общеразвивающих программ МБУ ДО «ЦИТ».
Пояснительная записка
Направленность | Техническая |
Новизна | Новизна программы заключается в изменении подхода к обучению подростков, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, сенсорное развитие интеллекта учащихся, который реализуется в телесно-двигательных играх, побуждающих учащихся решать самые разнообразные познавательно-продуктивные, логические, эвристические и манипулятивно - конструкторские проблемы. В наше время робототехники и компьютеризации подростков необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т. е. непосредственно сконструировать и запрограммировать. |
Актуальность | Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Внешние условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей в биологическом отношении безграничный потенциал. Становится актуальной задача поиска подходов, методик, технологий для реализации потенциалов, выявления скрытых резервов личности. Механика является древнейшей естественной наукой основополагающей научно-технического прогресса на всем протяжении человеческой истории, а современная робототехника – одно из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Стремительное развитие робототехники в мире является закономерным процессом, который вызван принципиально новыми требованиями рынка к показателям качества технологических машин и движущихся систем. |
Отличительные особенности данной программы от yжe существующих программ | Отличительной чертой от других программ является использование в образовательном процессе конструктов Lego MindStorms и аппаратно-программного обеспечения визуально-ориентированных сред программирования как инструмента для обучения школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению на занятиях. Работа с образовательными конструкторами Lego MindStorms позволяет обучающимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знаний - от механики до психологии, - что является вполне естественным. Характерными особенностями данной программы является включение в образовательный процесс многих предметных областей. При построении модели робота вырабатывается умение решать проблемы из разных областей знаний: теория механики, радиоэлектроника, телемеханика, математика, анатомия, медицина, практическая астрономия, психология. На занятиях у суворовцев вырабатываются такие практические умения, как умение пользоваться разнообразными инструментами и приборами, устранять простые неисправности в бытовой радиоаппаратуре, умение работать с иностранной технической литературой, составлять техническую документацию на изделие, оформлять авторство и патент на изобретение. Поскольку в процессе обучения учащиеся создают действующие экспонаты с искусственным интеллектом – все это позволяет представить новую методику технического творчества, совмещающую новые образовательные технологии с развитием типовой идеи научно-технического творчества и организации досуга. А также продемонстрировать организацию высоко мотивируемой учебной деятельности в самом современном направлении развития радиоэлектроники – конструировании роботов. |
форма реализации программы | самостоятельно; с использованием различных образовательных технологий, в том числе дистанционных образовательных технологий |
формы обучения | очная, очно - заочная |
Формы и методы проведения занятий | Образовательный процесс включает в себя различные методы обучения, в основе которых лежит способ организации занятия: • словесный (устное изложение, беседа, рассказ, лекция и т. д.) • наглядный (показ видео и мультимедийных материалов, иллюстраций, наблюдение, показ (выполнение) педагогом, работа по образцу и др.) • практический (выполнение работ по инструкционным картам, схемам и др.) Программа предусматривает теоретические сведения и практическую деятельность. Теоретическая часть дается в форме бесед с просмотром иллюстративного материала. Теоретический материал обычно не превышает 30% времени всего занятия. Практические занятия проводятся в тесной связи с изучаемым теоретическим материалом, разработанным для данного занятия. Практическая работа является основой деятельности детского объединения. Программа предусматривает использование следующих форм организации деятельности учащихся на занятии: - фронтальный – одновременная работа со всеми учащимися - групповой – работа в микрогруппах (2-3 чел) - индивидуальный – индивидуальное выполнение заданий, решение проблем Занятия по программе предполагают работу, как в группе, так и индивидуально, по индивидуальным заданиям и потребностях обучающихся. Индивидуальные занятия могут проводиться так же с детьми, испытывающими трудности при выполнении работы, требующими повышенного внимания педагога. Методы, в основе которых лежит уровень деятельности детей: - объяснительно-иллюстративный – дети воспринимают и усваивают готовую информацию - репродуктивный – учащиеся воспроизводят полученные знания и освоенные способы деятельности - частично-поисковый – участие детей в коллективном поиске, решение поставленной задачи совместно с педагогом - исследовательский – самостоятельная творческая работа учащихся В процессе занятий используются различные формы организации учебного процесса: - традиционные занятия, - комбинированные, - проведение практических занятий (на каждом занятии учащиеся выполняют практические работы), - учебные игры (в младшем школьном возрасте происходит постепенная смена ведущей деятельности, переход от игры к учебе), - самостоятельная работа по поиску информации, отчетная выставка итоговых работ. |
Сроки обучения, объем программы | Занятия начинаются с 1 сентября и оканчиваются 31 мая. Всего 72 часа за год. |
Возраст детей и условия комплектации групп | Программа рассчитана на детей среднего школьного возраста (10 – 14 лет). Состав групп постоянный. Количественный состав в соответствии с приложением №1 к Постановлению администрации МО «Кингисеппский муниципальный район»от 01.01.2001 года № 000. В группы принимаются дети по заявлению родителей |
Продолжительность занятий | Программа составлена с учетом санитарно-гигиенических требований, возрастных особенностей учащихся младшего школьного возраста и рассчитана на работу в учебном компьютерном классе, в котором должно быть не менее 6 образовательных комплектов Lego MindStorms (1 комплект на 2 учащихся) и такое же количество персональных компьютеров с установленным ПО и одно рабочее место – для преподавателя. Занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 часа с перерывом 15 минут. Во время занятия каждые 15 минут обязательно проводятся физкультурные минутки, гимнастика для глаз. |
Цель программы | Способствование развитию творческих способностей и формированию профессионального самоопределения подростков в процессе конструирования и проектирования. |
Задачи дополнительной образовательной программы | Обучающие: - формировать умения и навыки в работе с конструктором; - обучить приемам работы с конструкторской документацией; - научить разнообразным видам деятельности в области роботостроения. Развивающие: - сформировать активное творческое мышление; - стимулировать познавательную активность учащихся посредством включения их в различные виды проектной и конструкторской деятельности; - развивать интерес учащихся к различным областям роботостроения; - развивать способность осознанно ставить перед собой конкретные задачи и добиваться их выполнения. Воспитательные: - сформировать инновационное отношение ко всем сферам жизнедеятельности человека; - развивать у учащихся целеустремленность и трудолюбие; - сформировать бережное отношение к природе и человеку (экологическое воспитание) через знакомство со строением живых организмов в целях создания роботизированных устройств. |
Ожидаемые результаты и способы определения их результативности | К концу обучения предполагается, что учащиеся будут: знать: - основы техники безопасности при работе в компьютерном классе, с конструктором; - основы роботостроения; - элементы конструкторской документации. уметь: - выполнять простые конструкторские работы; - самостоятельно изготовлять простые роботизированные устройства; - читать алгоритмы-схемы, собранные в программном обеспечении Lego. должны обладать: - интересом к робототехнике; - трудолюбием. Основными формами подведения итогов реализации программы «Основы робототехника» являются выставки практических работ учащихся по различным направлениям роботостроения и соревнования: «Интеллектуальное сумо роботов», «Кегельринг». Наблюдение за индивидуальными достижениями каждого учащегося, за уровнем развития специальных способностей Программа обеспечена учебно-методическим комплектом, включающим: I. Учебные и методические пособия: - Научная, специальная, методическая литература (См. список литературы). II. Материалы из опыта работы педагогов: - опорные конспекты занятий - тесты - образцы выполненных работ - практические задания по всем разделам программы - компьютерные презентации |
Дата последнего обновления программы | Программа переработана в июне-августе 2016 года |
Учебно-тематический план
№ | Наименование тем | Всего часов | Из них | |
теория | практика | |||
1. | Введение в предмет. Инструктаж по технике безопасности. | 2 | 2 | - |
2. | Проектирование и конструирование робота. | 10 | 3 | 7 |
3. | Знакомство с программированием | 8 | 3 | 5 |
4. | Азы управления роботом. Программные блоки. | 48 | 13 | 35 |
5. | Соревнования роботов | 4 | 4 | |
Итого: | 72 | 21 | 51 |
Содержание курса
Тема 1. Введение в образовательную программу - 2 часа.
Введение в образовательную программу. Инструктаж по технике безопасности Понятие «робот», «робототехника». Применение роботов в различных сферах жизни человека, значение робототехники. Показ действующей модели робота и его программ: на основе датчика освещения, ультразвукового датчика, датчика касания. Общие сведения о конструкторе LegoMindstorms. Что необходимо знать перед началом работы с NXT.
Тема 2. Проектирование и конструирование робота – 10 часов
Конструкция, органы управления и дисплей NXT и EV3. Первое включение. Управление NXT и EV3. Создаем и программируем первую модель. Подключения электропитания и проводов к датчикам. Датчики NXT и EV3.. Сервомотор NXT и EV3. Датчики от RCX
Тема 3. Знакомство с программированием 8 часов
Понятие алгоритма. Решение логических задач. Составление алгоритмов. Поиск и исправление ошибок в алгоритме. Интерфейс программы Lego Mindstorms Education NXT и EV3. Основы программирования. Программные блоки.
Тема 4. Азы управления роботом. Программные блоки – 48 часов
Воспроизведение звуков. Использование дисплея NXT и EV3. Движение вперед. Движение назад. Движение с ускорением. Плавный поворот, движение по кривой. Поворот на месте. Движение вдоль сторон квадрата. Конструируем собственные блоки – первая подпрограмма. Парковка в гараж. Повторение действий. Активация робота звуком. Определение роботом расстояния до препятствия. Ультразвуковой датчик управляет роботом. Обнаружение черной линии. Движение вдоль линии. Датчики касания. Робот-сумоист. Воспроизведение звуков.
Тема 5. Соревнования роботов 4 часа
Соревнование роботов. Защита творческих проектов.
Учебно-методическое обеспечение
Раздел или тема программы | Формы занятий | Приемы и методы организации образовательного процесса | Дидактический материал, техническое оснащение занятий | Формы подведения итогов |
Введение в предмет. Инструктаж по технике безопасности. | фронтальные занятия | Словесные: устное изложение, беседа. Наглядные: показ презентации. Практические: словесная игра-тренинг «Давайте познакомимся» | ТСО –мультимедиапроектор, мультимедийная презентация | • диагностические тесты |
Проектирование и конструирование робота. | фронтальные занятия, индивидуальная работа | Словесные: устное изложение, беседа. Наглядные: показ мультимедийных материалов и иллюстраций Практические: выполнение практических работ по инструкционным картам, самостоятельная работа по выполнению творческих работ | ТСО –мультимедиапроектор, Комплекты Lego Mindstorms, ПК по количеству комплектов, памятки, примеры работ раздаточный материал, | • Самостоятельная работа • Практические задания |
Знакомство с программированием | фронтальные занятия, групповые занятия | Словесные: устное изложение, беседа. Наглядные: показ мультимедийных материалов и иллюстраций Практические: выполнение практических работ по инструкционным картам, самостоятельная работа по выполнению творческих работ | ТСО –мультимедиапроектор, Комплекты Lego Mindstorms, ПК по количеству комплектов, памятки, примеры работ раздаточный материал,, | • Самостоятельная работа • Практические задания |
Азы управления роботом. Программные блоки. | фронтальные занятия, групповые занятия, индивидуальная работа | Словесные: устное изложение, беседа. Наглядные: показ мультимедийных материалов и иллюстраций Практические: выполнение практических работ по инструкционным картам, самостоятельная работа по выполнению творческих работ | ТСО –мультимедиапроектор, Комплекты Lego Mindstorms, ПК по количеству комплектов, памятки, примеры работ раздаточный материал,, | • Самостоятельная работа • Творческая работа по созданию проекта |
Соревнования роботов | индивидуальная работа | Практические: самостоятельная творческая работа учащихся | ТСО –мультимедиапроектор, Комплекты Lego Mindstorms, ПК по количеству комплектов | • Соревнования роботов. Защита творческих проектов. |
Список литературы.
Для педагога:
1. «Робототехника для детей и родителей», СПб «Наука», 2013 – 195с.
2. «Индустрия развлечения»: книга для учителя, сборник проектов. – LEGO Group, СПб «Институт новых технологий», 2008. -87 стр
3. «Автоматизированные устройства»: книга для учителя. – LEGO Group, СПб «Институт новых технологий», 2008. -134 стр и приложением компакт с диска.
4. «Технология и информатика»: книга для учителя, проекты и задачи. – LEGO Group, СПб «Институт новых технологий», 2008. -80 стр
5. : Программа по информатике 5-11 класс, - СПб «Питер» 2003.
6. : Информатика 5-6 класс, Учебник 2-е издание,- СПб «Питер» 2005.
7. , , : Свободное обучение среда LEGO. - СПб ИНПФ «Турботехника», 2004. – 73 стр.
8. , "Дополнительное образование детей. Учебное пособие для ВУЗов", М., изд. ВЛАДОС, 2000.
9. "Технология проектно-исследовательской деятельности школьников в условиях ФГОС", СПб.: КАРО, 2015.-128с.
10. "Здоровьесберегающие технологии: школьник и компьютер: 1-4 классы.", М.: ВАКО, 2007. - 304с.
11. , "Проектная деятельность школьников в разновозрастных группах", М.: Просвещение, 2013. - 175с.
12.
Для учащихся:
1. «Робототехника для детей и родителей», СПб «Наука», 2013 – 195с.
2. Учебник Информатика 6-7 класс, СПб «Питер», 2005.
3. , , : Свободное обучение среда LEGO. Учебные тетради. СПб ИНПФ «Турботехника», 2004.-73 стр.
4. : Учебник Информатика 5-11 класс начальный курс, СПб «Питер» 2005 год,
Интернет-ресурсы:
1. Сайт «Института новых технологий»: http://www. int-edu. ru/
2. Блог «Робототехника для школ и ВУЗов Нижнего Новгорода» http://nnxt. blogspot. ru/
3. Сайт «Российская Ассоциация Образовательной Робототехники» http://raor. ru/
4. Сайт «Официальных образовательных программ для педагогов от LEGO® Education» http://legoacademy. ru/
Приложение
Дидактический материал для проверки знаний учащихся по программе.
Для учета результативности по теоретической части можно воспользоваться
таблицей №1 или таблицей № 2 или № 3
ВПИШИТЕ НОМЕР ПРАВИЛЬНОГО ОТВЕТА
Таблица №1
Контрольная работа № ФИО группа №
№ вопроса | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
№ ответа | ||||||||
№ вопроса | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
№ ответа |
ЗАЧЕРКНИТЕ НОМЕР ПРАВИЛЬНОГО ОТВЕТА
Таблица №2
ФИО | ГРУППА | |||||||
Вопрос № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
ответ | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 |
Вопрос № | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
ответ | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 | 1 2 3 |
Таблица № 3
Карточка учета успеваемости Фамилия Имя | |||
название работы | Вып/не вып | название работы | Вып/не вып |
«Работа с одним сервоприводом.» | «Применение сложных операций» | ||
«Работа с группой сервоприводов» | «С использованием циклов и условий для движения.» | ||
«Сложное пространственное движение» | «С использованием динамика и светодиода» | ||
Задачи по кинематике | Самостоятельная работа | ||
Дополнительная работа | Дополнительная работа |
В качестве оценки могут быть бумажные значки - звездочки, квадратики, треугольники (можно использовать любые фигуры) разного цвета, так как уровень заданий разный и любое задание может быть выполнено, поэтому они цветные, но если одно и тоже задание выполнено по-разному, тогда они различаются по форме. Значки выдаются как за контрольные задания, так и за практические работы, индивидуальные разработки. Ребенок может их накапливать, подсчитать и оценить свои результаты.
Для отслеживания результатов родителями ребенку можно завести отдельные листы в учебной тетради с таблицей № 4
Таблица № 4
ФИО учащегося | Группа № | ||
Контрольная работа № | Теоретическая часть | Практические задания | |
1 | |||
2 | |||
3 | |||
Итоговая | |||
Городская | |||
Дополнительные |
Приложение
Самостоятельные работы.
Вопросы теоретической части контрольных заданий - могут изменяться в зависимости от пройденных тем, уровня подготовки учащихся, поставленных задач. Задания для практических самостоятельных рекомендуется базировать на пройденном практическом и теоретическом материале. Вопросы могут формироваться виде тестовых форм.
ПРИМЕР вопросов для теоретических заданий
Теоретическая часть зачетной работы
1.Что изучает наука информатика?
2.Что такое информация, виды информации?
3.Что Вы понимаете под моделированием?
4.Что изучает физическая кинетика?
5.К какой науке и какому разделу относится кинематика?
6.Что изучает кинематика?
7.Производительность компьютера это… (продолжите ответ)
8.Программа это….(продолжите ответ)
9.Алгоритм это….(продолжите ответ)
10.Расширение файла указывает….
11.Перечислите основные этапы обработки информации на ПК и аппаратные части ПК соответствующие этим этапам.
и др.
Практическая часть самостоятельной работы
Учащиеся выполняют индивидуальную разработку или выполняют примеры программ или выполняют редактирование предложенных примеров. Проводят исследования. Моделируют. А так же решают задачи.
