Легоконструирование и робототехника

В современном мире встречается много роботов: в производстве автомобилей, различные манипуляторы, роботы – помощники в медицине, они повсюду сопровождают человека. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве, в труднодоступных местах требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволяет развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем. Чтобы достичь высокого уровня технического мышления, дети должны пройти все этапы конструирования. Юные исследователи, войдя в занимательный мир роботов, погружаются в сложную среду информационных технологий, позволяющих роботам выполнять широчайший круг функций.

ЛЕГО-технологии позволяют в полной мере реализовать применение современных коммуникационных и информационных технологий для развития навыков общения, творческих способностей детей, для решения познавательных, исследовательских и коммуникативных задач. С помощью исследовательской и межпредметной проектной деятельности, включающей проектирование, конструирование и программирование робототехнических моделей, ученики начинают понимать принципы работы различных механизмов, как соотносится реальная жизнь и абстрактные научные теории и факты.

преподаватели

Сазонова Наталья Викторовна.

Объединение ведёт педагог высшей квалификационной категории, стаж педагогической деятельности 20 лет.

Педагогом пройдена курсовая подготовка:

1. «Конструирование и робототехника в начальной школе на базе LEGO Education WeDo 2.0», 8 часов, Институт новых технологий, г. Москва

2. «Методика использования робототехнической платформы LEGO Education WeDo 2.0 в начальной школе», 36 часов, онлайн-курсы "Foxford"

Содержание программы

Содержание изучаемого курса

 

Первый год обучения

Тема 1. "Первые шаги«

Теория: Техника безопасности при работе с компьютером. Названия и назначение всех деталей конструктора. О сборке и программировании с LEGO WeDo. Мотор и ось. Зубчатые колёса. Промежуточное зубчатое колесо. Повышающая и понижающая зубчатая передача. Датчик наклона. Шкивы и ремни. Перекрёстная ременная передача. Снижение и увеличение скорости. Датчик расстояния. Коронное зубчатое колесо. Червячная зубчатая передача. Кулачок. Рычаг.

Практика: Сборка и программирование конструкций, моделей. Исследования: «Свойства зубчатых колёс», «Применение понижающей и повышающей передачи», «Как снизить или увеличить скорость с помощью разного вида передач», «Применение червячной зубчатой передачи», "Свойства рычага".

Тема 2. "Игрушки«

Теория: Применение зубчатой и ременной передач, кулачка.

Практика: Сборка и программирование моделей: «Танцующие птицы», «Умная вертушка», «Обезьянка-барабанщица». Практикум "На концерте".

Тема 3. "Заповедник«

Теория: Использование датчиков движения и наклона, рычага.

Практика: Сборка и программирование моделей: «Голодный аллигатор», «Рычащий лев», «Порхающая птица». Практикум "Заповедник"

Тема 4. "На футбольном матче«

Теория: Снижение и увеличение скорости.

Практика: Сборка и программирование моделей: «Нападающий», «Вратарь», "Ликующие болельщики".

Практикум "На футбольном матче"

Тема 5. "Приключения«

Теория: Применение червячной зубчатой передачи.

Практика: Сборка и программирование моделей: «Спасение самолёта», «Непотопляемый парусник». «Спасение от великана». Практикум "Приключения«

Тема 6. «Механические модели»

Практика: Выполнение проектных работ. Сборка моделей с использованием ресурсных наборов LEGO: «Счастливый бычок», «Подъемник», «Самолёт – истребитель», «Подъемный кран», «Дом и машина», «Колесо обозрения». Проект "Я умею".

 

Второй год обучения

Тема 1. "Первые шаги"

Теория: Роботы в нашей жизни (понятие, назначение). Что такое робототехника? Знакомство с программным обеспечением конструктора LEGO WеDо 2.0. Изучение

Механизмов конструктора LEGO WеDо 2.0

Практика: Проект "Майло – научный вездеход"

Тема 2. "Проекты с пошаговыми инструкциями«

Теория: Тяга (действие уравновешенных неуравновешенных сил на движение объекта). Скорость. Землетрясение. Прочность конструкций. Метаморфоз лягушки. Растения и опылители. Наводнение. Паводковый шлюз. Экология. Стихийные бедствия.

Практика: Сборка и программирование конструкций, моделей. Исследования: «Как увеличить скорость автомобиля», "Землетрясение. Как увеличить прочность конструкций«

Моделирование с использованием кубиков LEGO модели взаимосвязи между

насекомым-опылителем и цветком на этапе размножения. Проекты «Автоматический паводковый шлюз LEGO для управления уровнем воды в соответствии с различными вариантами выпадения осадков», «Устройство, снижающее отрицательное воздействие на людей, животных и среду после того, как район пострадал от стихийного бедствия», "Сортировка отходов"

Тема 3. "Проекты с открытым решением«

Теория: Хищники, цепь питания. Язык животных. Среда обитания. Стихийные бедствия. Природный заповедник. Программирование с Scratch. WeDo 2.0 и Scratch.

Практика: Самостоятельное моделирование «Варианты общения в мире животных», «Варианты приспособления животных к среде обитания», «Устройство, которое может безопасно и эффективно перемещать определенные объекты», "Мост, который позволит представителям исчезающих видов безопасно пересекать дорогу или другую опасную область«

Проекты: «Робот-вездеход для исследования далеких планет», «Проект устройства, предупреждающего об ураганах, которое поможет смягчить последствия этих бедствий», "Прототип, который поможет людям удалять пластиковый мусор из океана".

Цели программы

Цель программы: развитие навыков конструирования, моделирования, элементарного программирования с использованием конструкторов ПервоРобот LEGO WeDo и LEGO WeDo 2.0, формирование основ культуры исследовательской и проектной деятельности

Результат программы

В результате занятий по данной Программе у учащихся могу сформироваться следующие компетенции:

- коммуникативные компетенции;

- исследовательские и проектные компетенции;

- учебно-познавательные компетенции;

- информационно-коммуникационные технологии;

- речевые компетенции;

- ценностно-смысловые компетенции;

- компетенции личностного самосовершенствования.

 

Личностные результаты

- установка на здоровый образ жизни, наличие мотивации к творческому труду, к работе на результат;

- целостное восприятие окружающего мира;

-умение сотрудничать со взрослыми и сверстниками;

- учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новой задачи;

- ориентация на понимание причин успеха в деятельности, в том числе на самоанализ и самоконтроль результата, на анализ соответствия результатов требованиям конкретной задачи;

- способность к самооценке на основе критериев успешности внеучебной деятельности.

 

Метапредметные результаты

Регулятивные:

Определять и формулировать цель деятельности с помощью преподавателя.

Проговаривать последовательность действий.

Высказывать своё предположение на основе работы с моделями.

Работать по предложенному плану и самому составлять план работы, исследования, работы над проектом.

Отличать верно выполненное задание от неверного.

Познавательные:

Ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного с помощью преподавателя.

Добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя свой жизненный опыт и информацию, полученную на занятии.

Перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы группы.

Преобразовывать информацию из одной формы в другую: составлять модели по предметной картинке или по памяти.

Коммуникативные:

Доносить свою позицию до других: оформлять свою мысль в устной и письменной речи.

Слушать и понимать речь других.

Совместно договариваться о правилах общения и поведения в школе и следовать им.

Выполнять различные роли в группе (лидера, исполнителя, критика).

Особые условия проведения

В результате изучения курса обучающийся должен знать/понимать/использовать:

- принципы работы различных механизмов: рычаг, зубчатое колесо (шестерня), зубчатая передача, повышающая (понижающая) зубчатая передача, шкивы и ремни, ременная передача, перекрёстная ременная передача, коронная шестерня, червячная зубчатая передача. кулачок;

- основы алгоритмизации;

- возможности конструктора «ПервоРобот LEGO WeDo» и "WeDo 2.0";

- основы программирования;

- подключать и задействовать датчики и двигатели;

- чтение схем.

Материально-техническая база

Информационное обеспечение

 

· https://education.lego.com

· Программа LEGO Digital Designer https://softprime.net/razrabotka/sapr/471-lego-digital-designer.html

· Офлайн-редактор Scratch https://scratch.mit.edu/download

· Лицензионное программное обеспечение 2000095 LEGO® EducationWe Do™.

· Комплект заданий 2009580 LEGOEducation WeDoActivityPack.

· «Книга для учителя по работе с конструктором ПервоРобот LEGO WeDo» https://education.lego.com/ru-ru/downloads/retiredproducts/wedo/software

· «Книга для учителя по работе с конструктором LEGO WeDo 2.0» https://education.lego.com/ru-ru/downloads/wedo-2/software

· Комплект заданий к набору «Простые механизмы» Книга для учителя https://education.lego.com/ru-ru/product/machines-and-mechanisms/accessories