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:

 

1. Программа курса «Образовательная робототехника», Лобода Ю.О., Нетесова О.С., Леонтьева Е.В., ЗАТО Северск.
2. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов, Санкт-Петербург «Наука» 2010. - 195 с.
3. LEGO Dacta: The educational division of Lego Group. 1998. – 39 pag.
4. LEGO Technic 1. Activity Centre. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1990. – 143 pag.
5. LEGO Technic 1. Activity Centre. Useful Information. – LEGO Group, 1990.- 23 pag.
6. 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.

1.  ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику. - MINDSTORMSNXTeducation, 2006. – 66с.
2. Ю.О. Лобода, О.С. Нетёсова Методическое пособие “Учебная робототехника”, электронный ресурс.
3. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов, Санкт-Петербург «Наука» 2010. - 195 с.
4. Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 120 с.: ил.
5. 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.
6. Образовательная робототехника на уроках информатики и ИКТ. — М.: Издательство «Перо», 2014. — 48 с.
7. Курс «Робототехника». Внеурочная деятельность в условиях внедрения федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования / Д. А. Каширин. — Курган: ИРОСТ, 2013.
8. 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».