Пояснительная записка
Данная программа по робототехнике научно-технической направленности, т.к. так как в наше время робототехники и компьютеризации, ребенка 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 изапрограммировать.
Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXIвеке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.
Педагогическая целесообразность этой программы заключается в том что, она является целостной и непрерывной в течении всего процесса обучения, и позволяет школьнику шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и само реализоваться в с современном мире . В процессе конструирования и программирования дети получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники иинформатики.
Использование ТехноЛаб-конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия ЛЕГО как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации ипрограммирования.
Работа с образовательными конструкторами ТехноЛаб позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.
Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества.
Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.
Преподавание курса предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков 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.
ТехноЛаб позволяет учащимся:
совместно обучаться в рамках одной бригады; распределять обязанности в своей бригаде;
проявлять повышенное внимание культуре и этике общения; проявлять творческий подход к решению поставленной задачи; создавать модели реальных объектов и процессов;
видеть реальный результат своей работы.
Возраст детей, участвующих в реализации данной дополнительной образовательной программы колеблется от 9 до 15 лет. В коллектив могут быть приняты все желающие, не имеющие противопоказаний по здоровью.
Сроки реализации программы: 1 год.
Режим работы: в неделю 1 час. Часовая нагрузка 27 часов.
Цель: обучение воспитанников основам робототехники, программирования. Развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.
Задачи: Обучающие:
- дать первоначальные знания о конструкцииробототехнических
устройств;
- научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;
- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования ипроектирования;
- ознакомить с правилами безопасной работы синструментами
Воспитывающие:
- формироватьтворческоеотношение к выполняемойработе;
- воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности.
Развивающие:
- развивать творческую инициативу исамостоятельность;
- развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.
- Развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логическихрассуждений.
ПРОГНОЗИРУЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ
По окончанию курса обучения учащиеся должны
ЗНАТЬ:
-правила безопасной работы;
-основные компоненты конструкторов ТехноЛаб;
-конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
-компьютерную среду, включающую в себя язык программирования RoboPlus;
-виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; основные приемы конструирования роботов;
-конструктивные особенности различных роботов;
-как передавать программы в контроллер;
-порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств;
-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;
УМЕТЬ:
-принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель.
- проводить сборку робототехнических средств, с применением ТехноЛаб конструкторов;
- создавать программы для робототехническихсредств.
-прогнозировать результаты работы.
-планировать ход выполнения задания.
-рационально выполнять задание.
-руководить работой группы или коллектива.
-высказываться устно в виде сообщения или доклада.
-высказываться устно в виде рецензии ответа товарища.
- представлять одну и ту же информацию различными способами
Учебно-тематическое планирование
(1 год обучения)
|
№ п\п |
Тема занятий |
Колич. часов |
||
|
Всего |
Теория |
Практика |
||
|
1. |
Вводное занятие. Основы работы с ТехноЛаб. |
1 |
1 |
|
|
2 |
Среда конструирования - знакомство с деталями конструктора. |
1 |
1 |
|
|
3 |
Способы передачи движения. Понятия о редукторах. |
1 |
1 |
|
|
4 |
Сборка простейшего робота, по инструкции. |
3 |
|
3 |
|
9 |
Программное обеспечение RoboPlus. Создание простейшей программы. |
3 |
1 |
2 |
|
10 |
Управление одним мотором. Движение вперѐд-назад Использование команды « Жди» Загрузка программ в контроллер |
1 |
|
1 |
|
11 |
Самостоятельная творческая работа учащихся |
1 |
|
1 |
|
12 |
Управление двумя моторами. Езда по квадрату. Парковка |
3 |
1 |
2 |
|
13 |
Использование датчика касания. Обнаружения касания. |
4 |
1 |
3 |
|
14 |
Использование датчика звука. Создание двухступенчатых программ. |
3 |
1 |
2 |
|
15 |
Самостоятельная творческая работа учащихся |
2 |
|
2 |
|
16 |
Использование датчика освещѐнности. Калибровка датчика. Обнаружение черты. Движение по линии. |
4 |
1 |
3 |
|
17 |
Самостоятельная творческая работа учащихся |
2 |
|
2 |
|
Итого |
27 |
6 |
21 |
|
Особенности методики обучения
Учебно-воспитательный процесс направлен на развитие природных задатков детей, на реализацию их интересов и способностей. Каждое занятие обеспечивает развитие личности ребенка. При планировании и проведении занятий применяется личностно-ориентированная технология обучения, в центре внимания которой неповторимая личность, стремящаяся к реализации своих возможностей, а также системно-деятельностный метод обучения.
Данная программа допускает творческий, импровизированный подход со стороны детей и педагога того, что касается возможной замены порядка раздела, введения дополнительного материала, методики проведения занятий. Руководствуясь данной программой, педагог имеет возможность увеличить или уменьшить объем и степень технической сложности материала в зависимости от состава группы и конкретных условийработы.
На занятиях кружка «Робототехника» используются в процессе обучения дидактические игры, отличительной особенностью которых является обучение средствами активной и интересной для детей игровой деятельности. Дидактические игры, используемые на занятиях, способствуют:
- развитию мышления (умение доказывать свою точку зрения, анализировать конструкции, сравнивать, генерировать идеи и на их основе синтезировать свои собственные конструкции), речи (увеличение словарного запаса, выработка научного стиля речи), мелкоймоторики;
- воспитанию ответственности, аккуратности, отношения к себе как самореализующейся личности, к другим людям (прежде всего к сверстникам), к труду.
- обучению основам конструирования, моделирования, автоматического управления с помощью компьютера и формированию соответствующих навыков.
Приемы и методы организации занятий.
I Методы организации и осуществлениязанятий
1. Перцептивныйакцент:
а) словесные методы (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной литературы);
б) наглядные методы (демонстрации мультимедийных презентаций, фотографии);
в) практические методы (упражнения, задачи).
2. Гностическийаспект:
а) иллюстративно- объяснительные методы; б) репродуктивные методы;
в) проблемные методы (методы проблемного изложения) дается часть готового знания;
г) эвристические (частично-поисковые) большая возможность выбора вариантов;
д) исследовательские – дети сами открывают и исследуют знания.
3. Логическийаспект:
а) индуктивные методы, дедуктивные методы;
б) конкретные и абстрактные методы, синтез и анализ, сравнение, обобщение, абстрагирование, классификация, систематизация, т.е. методы как мыслительные операции..
II Методы стимулирования и мотивации деятельности Методы стимулирования мотива интереса кзанятиям:
познавательные задачи, учебные дискуссии, опора на неожиданность, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д.
Методы стимулирования мотивов долга, сознательности, ответственности, настойчивости: убеждение, требование, приучение, упражнение, поощрение.
Основными принципами обучения являются:
1. Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки итехники.
2. Доступность. Предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочноусвоены.
3. Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания напрактике.
4. Воспитательный характер обучения. Процесс обучения является воспитывающим, ученик не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивает свои способности, умственные и моральные качества.
5. Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывает ученик, должны быть обоснованы. Нужно учить, обучаемых, критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения. Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошей теоретической и практической подготовкой и работойпедагога.
6. Наглядность. Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а так же материалы своего изготовления.
7. Систематичность и последовательность. Учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило этот принцип предусматривает изучение предмета от простого к сложному, от частного кобщему.
8. Прочность закрепления знаний, умений и навыков. Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и навыки учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением итренировкой.
9. Индивидуальный подход в обучении. В процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и опираясь на сильные стороны ребенка, доводит его подготовленность до уровня общихтребований.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 В.А. Козлова, Робототехника вобразовании
2 Дистанционный курс «Конструирование и робототехника»-
3 Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. – М.: NTPress, 2007, 345стр.;
4 Применение учебного оборудования. Видеоматериалы. – М.: ПКГ «РОС», 2012;
5 Чехлова А. В., Якушкин П. А.«Конструкторы LEGODAKTAв курсе информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ, 2001г.
6 Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С-Пб, «Наука», 2011г.
7 Рогов Ю.В. Робототехника для детей и их родителей [Электронный ресурс] – Режим доступа: свободный http://xn----8sbhby8arey.xn-- p1ai/index.php/2012-07-07-02-11-23/kcatalog
Интернет-ресурсы
· http://www.roboclub.ruРобоКлуб. Практическаяробототехника.
· http://www.robot.ruПортал Robot.RuРобототехника иОбразование.
· Сайт Министерства образования и науки Российской Федерации/Федеральные государственные образовательные стандарты: http://mon.gov.ru/pro/fgos/
· http://www.openclass.ru/wiki-pages/123792
· www.uni-altai.ru/info/journal/vesnik/3365-nomer-1-2010.html
· http://confer.cschool.perm.ru/tezis/Ershov.doc
· http://www.openclass.ru/wiki-pages/123792