АДМИНИСТРАЦИЯ ЛУЖСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА
ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 6»
Рассмотрено УТВЕРЖДЕНО
председатель МО директор СОШ № 6
______________ _______________
протокол №_________ от приказ № ___________________
«___» ______________ 20__г. «___» __________________ 20__г.
Образовательная программа внеурочной деятельности
«Робототехника»
Срок реализации – 2 года
Направление деятельности: общеинтеллектуальное
Руководитель кружка:
учитель информатики и ИКТ
г. Луга 2013 г.
Пояснительная записка
Существует множество важных проблем, на которые никто не хочет обращать внимания, до тех пор, пока ситуация не становится катастрофической. Одной из таких проблем в России являются: её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.
Предлагаемую программу можно рассматривать как один из вариантов на пути решения задачи по приобретению необходимых навыков и знаний.
Программа занятий рассчитана на подготовку детей к самостоятельному конструированию роботов. Она предусматривает изучение необходимых теоретических сведений по робототехнике и выполнение монтажных, сборочных и наладочных работ по изготовлению роботов. Содержание программы способствует развитию познавательных процессов учащихся: внимания, мышления, воображения, а также развитию моторики.
Цель программы – развитие интереса к техническому творчеству, обучение основам робототехники, формирование практических навыков по конструированию роботов.
Задачи программы:
Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда Прививать навыки программирования через разработку программ в визуальной среде программирования, развивать алгоритмическое мышлениеИзучение курса тесно связано с задачами воспитания:
- формирование представлений о правилах работы за компьютером и в компьютерном классе; развитие индивидуальных творческих способностей; формирование навыков коллективной деятельности; формирование культуры и этики общения; формирование профессионального самоопределения; организация содержательного досуга учащихся.
Программа рассчитана на 68 часов, в том числе 34 часа в 5 классе и 34 часа в 6 классе. Занятия в кружке проводятся 1 раз в неделю, продолжительность занятия 1 академический час.
Основные виды и формы учебных занятий:
• практические занятия в классе с преподавателем;
• самостоятельные занятия по заданию преподавателя;
• занятия с преподавателем малыми группами
Методы и приемы занятий
• Демонстрационный
• Игровой
• Словесный
• Метод наблюдений
• Метод упражнений
Структура занятия предполагает:
• теорию;
• практическую часть.
Учебно-тематический план
№ п\п | Наименование раздела | Количество часов | УУД | ||||
общее | теория | практика | предметные | метапредметные | личностные | ||
1 | Знакомство с Лего-конструктором | 2 | 2 | 0 | Получат представление о роботах, лего-конструкторе | П4 | Л1 Л3 |
2 | Моделирование и конструирование роботов | 27 | 9 | 18 | Научаться моделировать и конструировать роботов | П2 П3 Р3 Р4 Р5 К1 К5 | Л1 Л3 Л4 Л6 Л9 |
3 | Программирование роботов | 25 | 8 | 17 | Получат представление о различных способах программирования роботов и научаться писать несложные программы для роботов с использованием различных сред программирования | П1 П2 П3 П4 Р3 Р4 Р5 К1 К5 | Л1 Л3 Л4 Л5 Л6 Л9 |
4 | Робототехнические соревнования | 6 | 6 | Познакомятся с правилами робототехнических соревнований, получат возможность стать участников соревнований на школьном уровне | Р1 Р2 Р4 Р5 К3 К5 | Л1 Л2 Л3 Л4 Л6 Л7 Л8 | |
5 | Работа над проектами | 8 | 8 | Научаться использовать, полученные знания и навыки для реализации собственных проектов | П1 П2 П3 П4 Р1 Р2 Р3 Р5 К1 К2 К3 К4 К5 | Л2 Л3 Л4 Л5 Л6 Л7 Л8 Л9 | |
68 | 19 | 49 |
Универсальные учебные действия и способы деятельности.
На основании требований Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования в содержании календарно-тематического планирования предусмотрено формирование у школьников, универсальных способов деятельности и ключевых компетенций. Приоритетами на этапе основного общего образования являются:
Личностные УУД (Л.) | Познавательные УУД (П.) | Регулятивные УУД (Р.) | Коммуникативные УУД (К.) |
| Формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики. Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками и взрослыми в процессе образовательной, общественно-полезной, учебно-исследовательской, творческой деятельности. Формирование ценности здорового и безопасного образа жизни. Готовность и способность обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию; Умение ясно, точно, грамотно излагать свои мысли в устной и письменной речи, понимать смысл поставленной задачи, приводить примеры и контрпримеры; Креативность мышления, инициативы, находчивости, активность при решении задач; умение контролировать процесс и результат учебной деятельности; формирование способности к эмоциональному восприятию алгоритмических задач, решений, рассуждений; формирование аккуратности и терпеливости. | Умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач. Умение самостоятельно планировать пути достижения цели, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, устанавливать прчинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы. Формирование и развитие компетентности в области использования ИКТ (ИКТ-компетенции). | Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения Прогнозирование результата; Планирование своих действий в соответствии с поставленной задачей; Работа по алгоритму; Производить отладку учебной задачи | Учиться устанавливать и сравнивать разные точки зрения, прежде чем принимать решение и делать выбор Проявлять готовность к обсуждению разных точек зрения и выработке общей (групповой) позиции Обмениваться знаниями между членами группы для принятия эффективных совместных решений Развивать способность брать на себя инициативу в организации совместного действия Проявлять уважительное отношение к партнерам, внимание к личности другого, адекватное межличностное восприятие |
Учебно-тематическое планирование
№ занятия | Тема занятия | Кол-во часов | Теоретическая часть | Практическая часть |
1 | Кто такие роботы? | 1 | 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 |
2 | Знакомство с Лего-конструктором | 1 | Ознакомление с комплектом деталей для изучения робототехники: контроллер, сервоприводы, соединительные кабели, датчики-касания, ультразвуковой, освещения. Порты подключения. | |
3 | Фантастическое животное | 1 | Конструирование робота с использованием деталей конструктора | |
4 | Самая высокая башня | 1 | Знакомство с основными принципами строительства башни | Конструирование башни с использованием деталей конструктора и принципами строительства башень |
5 | Конструирование механического манипулятора | 1 | Знакомство с принципами конструирования механического манипулятора | Конструирование хваталки |
6 | Одноступенчатая механическая передача | 1 | Знакомство с понятием одноступенчатая механическая передача, передаточное число, правила вычисления передаточного числа одноступенчатой механической передачи | Построение одноступенчатой механической передачи по передаточному числу |
7 | Двухступенчатая передача | 1 | Знакомство с понятием двухступенчатая механическая передача, передаточное число, правила вычисления передаточного числа двухступенчатой механической передачи | Построение двухступенчатой механической передачи по передаточному числу |
8 | Построение волчка | 1 | Требования к построению волчка | Конструирование волчка |
9 | Редуктор | 1 | Знакомство с понятием редуктор, принципами его построения | Конструирование редуктора |
10 | Мой первый робот | 1 | Конструирование одномоторных роботов-тележек | |
11 | Моя первая программа | 1 | Понятие «программа», «алгоритм». Алгоритм движения робота по кругу, вперед-назад, «восьмеркой» и пр. | Написание программы для движения по кругу через меню контроллера. Запуск и отладка программы. Написание других простых программ на выбор учащихся и их самостоятельная отладка |
12 | Создание двухмоторной тележки | 1 | Конструирование двухмоторных роботов-тележек, написание программ на выбор учащихся | |
13 | Ультрозвуковой датчик | 1 | Знакомство с ультрозвуковым датчиком, принципами его работы | Написание программы движения до препятствия |
14 | Датчик касания | 1 | Знакомство с датчиком касания, принципами его работы | Написание программы для робота объезжающего препятствия |
15 | Датчик звука | 1 | Знакомство со звуковым датчиком, принципами его работы | Написание программы для движения и остановки робота по хлопку |
16 | Датчики освещенности | 1 | Знакомство с датчиком освещенности, принципами его работы | Написание программы для движения робота по линии |
17-18 | Творческий проект | 2 | Создание собственных роботов учащимися и их презентация | |
19 | Ознакомление с визуальной средой программирования | 1 | Понятие «среда программирования», «логические блоки». Показ написания простейшей программы для робота | Интерфейс программы LEGO MINDSTORMS Education NXT и работа с ним. |
20 | Робот в движении | 1 | Написание линейной программы. Понятие «мощность мотора», «калибровка». Применение блока «движение» в программе. | Создание и отладка программы для движения с ускорением, вперед-назад. Плавный поворот, движение по кривой |
21 | Первая программа с циклом | 1 | Написание программы с циклом. Понятие «цикл». Использование блока «цикл» в программе. | Создание и отладка программы для движения робота по «восьмерке» |
22 | Ветвление | 1 | Написание программы с ветвлением. Понятие «ветвление». Использование ветвлений в программе | Создание и отладка программы для движения робота при разных условиях |
23 | Робот охранник | 1 | Создание и отладка программы для движения робота внутри помещения и самостоятельно огибающего препятствия. | |
24-25 | Творческий проект | 2 | Создание собственных роботов учащимися и их презентация | |
26-27 | Движение вдоль линии | 2 | Калибровка датчика освещенности | Робот, движущийся вдоль черной линии |
28 | Танец в круге | 1 | Создание робота движущегося в круге | |
29-30 | Робот с несколькими датчиками | 2 | Датчик касания, типы касания | Создание и программирование робота для игры в кегельбан |
31 | Соревнования роботов | 1 | Робототехнические соревнования | Соревнования роботов по номинациям «Игра в кегельбан» |
32 | Соревнования роботов | 1 | Робототехнические соревнования | Соревнования роботов по номинациям «Движение по заданной траектории» |
33-34 | Проект «Карусель» | 2 | Создание лего-карусели | |
1-2 | Робот-внедорожник | 1-2 | Создание робота, умеющего преодолевать препятствия | |
3 | Соревнование роботов внедорожников | 1 | Соревнования роботов-внедорожников | |
4 | Шагающие роботы | 1 | Требования к построению шагающего робота | Создание робота, шагающего на четырех ногах |
5 | Гонки шагающих роботов | 1 | Робототехнические соревнования | Соревнование в номинации: «гонки шагающих роботов» |
6-7 | Мини-сумо | 2 | Требования к конструированию роботов-тяжеловесов | Создание и программирование робота для игры в мини-сумо |
8 | Соревнования роботов-сумоистов | 1 | Соревнование в номинации мини-сумо | |
9 | Робот-барабанщик с одной палочкой | 1 | Оформление процедуры | Создание простейшего робота-барабанщика |
10 | Робот-барабанщик с двумя палочками | 1 | Создание робота-барабанщика с двумя палочками | |
11 | Калибровка и удар | 1 | Программные принципы калибровки удара робота-барабанщика | Написание усовершенствованной программы для робота-барабанщика |
12 | Создание управляемого робота-барабанщика | 1 | Конструирование робота-барабанщика с использованием датчиков, написание программы | |
13 | Создаем свой ритм | 1 | Создание собственных роботов-барабанщиков учащимися и их презентация | |
14 | Движение робота вдоль стены | 1 | Создание робота, двигающегося вдоль стены | |
15 | Обнаружение выхода в коридоре и выезд из него | 1 | Конструирование и программирование робота, который может обнаруживает выход в коридоре и выезжает из него | |
16-17 | Лабиринт | 2 | Создание и программирование робота, двигающегося по лабиринту | |
18-19 | Кто быстрее? | 2 | Робототехнические соревнования | Создание роботов, двигающихся по заданному лабиринту. Соревнование в номинации: «Кто быстрее выедет из лабиринта» |
20 | Создание дистанционных проводных пультов | 1 | Создание дистанционного проводного пульта управления другим роботом | |
21 | Создание дистанционных беспроводных пультов | 1 | Создание дистанционного беспроводного пульта управления другим роботом | |
22 | Управление роботом | 1 | Знакомство с возможностью беспроводного управления роботом | Управление роботом через блютуз |
23-24 | Роботы погрузчики | 2 | Создание и программирование робота погрузчика | |
25-26 | Роботы - манипуляторы | 2 | Создание и программирование роботов манипуляторов | |
27-28 | Создание пишущих роботов | 2 | Создание и программирование роботов, умеющих писать | |
29-34 | Защита проекта «Мой собственный уникальный робот» | 6 | Создание собственных роботов учащимися и их презентация |
Перечень учебно-методического обеспечения
Программа занятий основана на использовании комплектов Lego Mindstorms NXT и визуальной среды программирования для обучения робототехнике LEGO MINDSTORMS Education NXT.
Учебно-методическая литература.
Робототехника для детей и родителей Санкт-Петербург 2010г http://education. /ru-ru http://www. prorobot. ru/load/lego_mindstorms_nxt_2_0_8547_manual_rus. pdf http://www. prorobot. ru/lego/robototehnika_v_shkole. php http://odno-lego. ru/nxt2.0.html
Планируемые результаты обучения
Предметные:
• простейшие навыки программирования,
• моделирование роботов.
Метапредметные:
• алгоритмизированное планирование процесса познавательно-трудовой деятельности;
• определение адекватных имеющимся организационным и материально-техническим условиям способов решения учебной или трудовой задачи на основе заданных алгоритмов;
• комбинирование известных алгоритмов технического и технологического творчества в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них; проявление инновационного подхода к решению учебных и практических задач в процессе моделирования изделия или технологического процесса;
• поиск новых решений возникшей технической или организационной проблемы.
Личностные:
• проявление познавательных интересов и активности в данной области предметной технологической деятельности;
• выражение желания учиться и трудиться в промышленном производстве для удовлетворения текущих и перспективных потребностей;
• развитие трудолюбия и ответственности за качество своей деятельности;
• овладение установками, нормами и правилами научной организации умственного и физического труда;
• самооценка результатов деятельности
В результате изучения данной программы обучающиеся должны
Знать:
- основные компоненты конструкторов ЛЕГО; конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов; компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования; виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; основные приемы конструирования роботов; конструктивные особенности различных роботов; как использовать созданные программы; самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т. д.); создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу; создавать программы на компьютере для различных роботов; корректировать программы при необходимости; демонстрировать технические возможности роботов;
УМЕТЬ:
- работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию); самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т. д.); создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО; создавать программы на компьютере на основе компьютерной программы Robolab;
- корректировать программы при необходимости; демонстрировать технические возможности роботов
