Пояснительная записка
Программа «Робототехника и легоконструирование» разработана с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта общего образования и планируемых результатов общего образования. Данная программа представляет собой вариант программы организации урочной деятельности обучающихся средней школы.
Курс рассчитан на 1 год занятий, объем занятий – 26 ч. Программа предполагает как проведение регулярных еженедельных урочных занятий со школьниками (в расчете 1ч. в неделю), так и возможность организовывать занятия крупными блоками внеурочно.
Предусмотренные программой занятия могут проводиться как на базе одного отдельно взятого класса, так и в смешанных группах, состоящих из учащихся нескольких классов.
Актуальность программы
- необходимость вести работу в естественнонаучном направлении для создания базы, позволяющей повысить интерес к дисциплинам среднего звена (физике, биологии, технологии, информатике, геометрии);
- востребованность развития широкого кругозора школьника и формирования основ инженерного мышления;
-отсутствие предмета в школьных программах начального образования, обеспечивающего формирование у обучающихся конструкторских навыков и опыта программирования.
Программа отвечает требованиям направления региональной политики в сфере образования - развитие научно-технического творчества детей школьного возраста.
Общая характеристика учебного предмета, курса
Робототехника - это прикладная наука, занимающаяся разработкой и эксплуатацией интеллектуальных автоматизированных технических систем для реализации их в различных сферах человеческой деятельности.
Современные робототехнические системы включают в себя микропроцессорные системы управления, системы движения, оснащены развитым сенсорным обеспечением и средствами адаптации к изменяющимся условиям внешней среды. При изучении таких систем широко используется комплект LEGO Mindstorms — конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота. Программа предусматривает использование базовых датчиков и двигателей комплекта LEGO Mindstorms, а также изучение основ автономного программирования и программирования в среде NXT-G и EV3.
Новизна программы заключается в инженерной направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром научно-технического творчества. Авторское воплощение замысла в автоматизированные модели и проекты особенно важно для школьников, у которых наиболее выражена исследовательская компетенция.
Цель программы:формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники.
Задачи программы:
Обучающие:
- ознакомление с комплектом LEGO Mindstorms NXT 2.0 и EV3;
- ознакомление с основами автономного программирования;
- ознакомление со средой программирования LEGO Mindstorms NXT-G и EV3;
- получение навыков работы с датчиками и двигателями комплекта;
- получение навыков программирования;
- развитие навыков решения базовых задач робототехники.
Развивающие:
- развитие конструкторских навыков;
- развитие логического мышления;
- развитие пространственного воображения.
Воспитательные:
- воспитание у детей интереса к техническим видам творчества;
- развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении;
-развитие социально-трудовой компетенции: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;
- формирование и развитие информационной компетенции: навыков работы с различными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию.
В процессе обучения используются разнообразные методы обучения.
Традиционные:
- объяснительно-иллюстративный метод (лекция, рассказ, работа с литературой и т.п.);
- репродуктивный метод;
- метод проблемного изложения;
- частично-поисковый (или эвристический) метод;
- исследовательский метод.
Современные:
- метод проектов:
- метод обучения в сотрудничестве;
- метод портфолио;
- метод взаимообучения.
Личностные универсальные учебные действия: формировать учебную мотивацию, осознанность учения и личной ответственности, формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения.
Планируемые результаты освоения учебного предмета
У обучающихся будут сформированы:
- основные понятия робототехники;
- основы алгоритмизации;
- умения автономного программирования;
- знания среды LEGO MindstormsEV3 и NXT-G;
- основы программирования на EV3 и NXT-G;
- умения подключать и задействовать датчики и двигатели;
- навыки работы со схемами.
обучающиеся получат возможность научиться:
- собирать базовые модели роботов;
- составлять алгоритмические блок-схемы для решения задач;
- использовать датчики и двигатели в простых задачах.
обучающиеся получат возможность научиться:
- программировать на LEGO MindstormsEV3 и NXT-G;
- использовать датчики и двигатели в сложных задачах, предусматривающих
многовариантность решения;
- проходить все этапы проектной деятельности, создавать творческие работы.
Учебно-тематическое планирование с определением основных видов учебной деятельности
№ п/п |
Наименование темы |
Количество часов (всего) |
Планируемые образовательные результаты |
1. |
Робототехника. Основы конструирования. |
8 |
Обучающиеся повторяют (или изучают) правила техники безопасности при работе с конструктором и в кабинете информатики и ИКТ, основные определения в робототехнике, классификацию роботов по сферам применения. Повторяют (или изучают)детали конструкторов LEGO Mindstorms EV3 и NXT, правила работы с блоками EV3и NXT, сервомоторами, датчиками. Повторяют (или изучают) простые и сложные конструкции в робототехнике, строят базовые колесные модели роботов, свободные колесные и гусеничные модели роботов. Изучают способы применения третьего сервомотора. |
2. |
Алгоритмизация. Автономное программирование |
4 |
Обучающиеся повторяют (или изучают) типы алгоритмов. Создают программы с использованием автономного программирования блока EV3 и NXTс использованием ПО конструкторов. |
3. |
Программирование в средах LEGO MindstormsEV3 и NXT-G. Решение прикладных задач. |
14 |
Обучающиеся повторяют (или изучают)среды программирования LEGO Mindstorms EV3 и NXT-G, основные особенности. Создают программы в средах программирования LEGO Mindstorms EV3 и NXT-G. Создают базовые программы, предусматривающие использование различных датчиков, выполняют решение задач смешанного типа. Изучают (или повторяют) алгоритм движения по линии и лабиринту, настройки для дистанционного подключения и управления. Знакомятся с различными видами соревнований по робототехнике. |
|
ИТОГО: |
26 |
|
Описание учебно-методического и материально-технического обеспечения образовательного процесса
Список литературы:
- Программа курса «Образовательная робототехника», Лобода Ю.О., Нетесова О.С., Леонтьева Е.В., ЗАТО Северск.
- «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов, Санкт-Петербург «Наука» 2010. - 195 с.
- LEGO Dacta: The educational division of Lego Group. 1998. – 39 pag.
- LEGO Technic 1. Activity Centre. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1990. – 143 pag.
- LEGO Technic 1. Activity Centre. Useful Information. – LEGO Group, 1990.- 23 pag.
- LEGO DACTA. Early Control Activities. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1993. - 43 pag.
7. LEGO DACTA. Motorised Systems. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1993. - 55 pag.
- ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику. - MINDSTORMSNXTeducation, 2006. – 66с.
- Ю.О. Лобода, О.С. Нетёсова Методическое пособие “Учебная робототехника”, электронный ресурс.
- «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов, Санкт-Петербург «Наука» 2010. - 195 с.
- Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 120 с.: ил.
- Овсяницкая, программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства / Д. Н. Овсяницкий, . — Челябинск: ИП Мякотин И. В., 2014. — 204 с.
- Образовательная робототехника на уроках информатики и ИКТ. — М.: Издательство «Перо», 2014. — 48 с.
- Курс «Робототехника». Внеурочная деятельность в условиях внедрения федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования / Д. А. Каширин. — Курган: ИРОСТ, 2013.
- Курс «Робототехника»: методические рекомендации для учителя / Д. А. Каширин, Н. Д. Федорова, М. В. Ключникова; под ред. Н. А. Криволаповой. — Курган: ИРОСТ, 2013. — 80 с. + CD-диск.
Материально-технические ресурсы:
- конструктор на базе микроконтроллера NXT и EV3;
- аккумуляторы для микропроцессорного блока робота, типа АА;
- блоки питания для аккумуляторов;
- специализированные поля для соревнований, рекомендованные производителем (размер не менее 2м x 2м);
- компьютерная и вычислительная техника, программное обеспечение.
|
|
|||
Календарно-тематическое планирование по робототехнике и легоконструированию Батахаев А.А. 2021-2020 учебный год |
||||
№ п/п |
Дата урока |
Тема урока |
||
План |
Факт |
|||
I четверть |
||||
Робототехника. Основы конструирования |
||||
1 |
2.10.20 |
|
Вводный инструктаж. Правила ТБ. Инструкция №63. Введение в робототехнику. История робототехники. Классификация. |
|
2 |
9.10.20 |
|
Конструктор LEGOMindstormsNXT и EV3. Понятие конструкции. Простые конструкции. |
|
3 |
16.10.20 |
|
Блок NXT и EV3. Сервомоторы и датчики. |
|
4 |
23.10.20 |
|
Построение базовой колесной модели. Построение колесной модели. |
|
II четверть |
||||
5 |
7.11.20 |
|
Построение колесной модели на 4-х сервомоторах. |
|
6 |
14.11.20 |
|
Гонки колесных роботов. |
|
7 |
21.11.20 |
|
Построение гусеничного робота. |
|
8 |
28.11.20 |
|
Пример использования 3-го сервомотора. |
|
Алгоритмизация. Автономное программирование |
||||
9 |
5.12.20 |
|
Алгоритм. Виды алгоритмов. |
|
10 |
12.12.20 |
|
Виды циклических алгоритмов. |
|
11 |
19.12.20 |
|
Среда программирования NXT-G и EV3. (Интерфейс и основные блоки). |
|
12 |
26.12.20 |
|
Движение по контуру геометрических фигур. |
|
III четверть |
||||
Программирование в средах LEGO MindstormsEV3 и NXT-G. Решение прикладных задач |
||||
13 |
9.01.21 |
|
Датчик освещенности. Движение по линии. |
|
14 |
16.01.21 |
|
Продвинутый алгоритм движения по линии. |
|
15 |
23.01.21 |
|
Датчик расстояния. Алгоритм робота-прилипалы и робота-сумоиста. |
|
16 |
30.01.21 |
|
Датчик касания. Примеры использования. |
|
17 |
6.02.21 |
|
Использование нескольких датчиков для решения прикладных задач. |
|
18 |
13.02.21 |
|
Использование Bluetooth соединения NXT и EV3. |
|
19 |
20.02.21 |
|
Дистанционное управление с помощью Bluetooth. |
|
20 |
27.02.21 |
|
Датчик цвета. Примеры использования. |
|
IVчетверть |
||||
21 |
5.03.21 |
|
Алгоритм движения по лабиринту. |
|
22 |
12.03.21 |
|
Блок математики. Переменные и константы. |
|
23 |
19.03.21 |
|
Составление программ с переменными величинами. |
|
24 |
9.04.21 |
|
Совместимость конструкторов NXT и EV3. |
|
25 |
16.04.21 |
|
Совместимость электронных компонентов конструкторов NXT и EV3. |
|
26 |
23.04.21 |
|
Итоговый контрольный тест на тему: «Основы робототехники». |
|