Робототехника

Программа разработана на основе  авторской программы   И.Р. Гайсиной «Робототехника» и типовых программ по робототехнике. Также учитывались методические рекомендации и разработки Н.Н. Зайцевой, Т.А. Зубовой, О.Г. Копытовой, С.Ю. Подкорытовой.

Актуальность программы

В наше время актуально ввести популяризацию профессии инженер. Сегодня автоматизация достигла того, что технические объекты выполняют обслуживание и планирование. На данный момент человечество нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей. Поэтому, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.

Сегодня необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем. Чтобы достичь высокого уровня творческого и технического мышления, дети должны пройти все этапы конструирования. Необходимо помнить, что такие задачи ставятся, когда учащиеся имеют определённый уровень знаний, опыт работы, умения и навыки.

Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь тогда, когда они имеют деятельностью формы и способствуют формированию тех или иных типов деятельности.

Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие.

Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде LEGO (ЛЕГО), которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию. Согласно этой концепции, учебный процесс включает в себя четыре составляющие:

Установление взаимосвязей: Сообщаемые ребенку сведения лежат в "зоне ближайшего развития". Новое знание добавляется к уже имеющемуся в "банке знаний" ребенка и между ними устанавливаются связи.

Конструирование: Конструируя предметы из реальной жизни, дети параллельно конструируют знания в своем собственном сознании.

Рефлексия: Дети размышляют, обдумывают то, что увидели или сконструировали, более глубоко осмысливают приобретенный опыт.

Развитие: Как только работа над проектом завершена, необходимо переходить к решению новых, более сложных задач, постоянно "поднимая планку".

Внедрение разнообразных Лего-конструкторов в дополнительное образование детей разного возраста помогает решить проблему занятости детей, а также способствует многостороннему развитию личности ребенка.

Педагоги

Симонова Елена Юрьевна, учитель начальных классов высшей квалификационной категории

Содержание программы

Раздел I. Введение

Тема 1. Техника безопасности. (Применение роботов в современном мире: от детских игрушек, до серьезных научных исследовательских разработок. Демонстрация передовых технологических разработок, представляемых в Токио на Международной выставке роботов. История робототехники от глубокой древности до наших дней)

Тема 2. Знакомство с конструктором WeDo. Элементы набора. (Путешествие по ЛЕГО-стране. Исследователи цвета.Знакомство детей с конструктором с ЛЕГО-деталями, с цветом ЛЕГО-элементов,. Исследование  «кирпичиков» конструктора. Продолжение знакомства детей с конструктором ЛЕГО, с формой ЛЕГО-деталей, которые похожи на кирпичики, и вариантами их скреплений. Начало составления ЛЕГО-словаря. Выработка навыка различения деталей в коробке, умения слушать инструкцию педагога. Исследование «формочек» конструктора и видов их соединения. Продолжить знакомство детей с конструктором ЛЕГО, с формой ЛЕГО-деталей, которые похожи на формочки, и вариантами их скреплений. Продолжить составление ЛЕГО-словаря. Вырабатывать навык ориентации в деталях, их классификации, умение слушать инструкцию педагога.)

Раздел II.Изучение механизмов

Тема 1. Зубчатые колёса. Промежуточное зубчатое колесо. (Знакомство с зубчатыми колёсами. Построение модели, показанной на картинке. Выработка навыка  запуска и остановки выполнения программы.)

Тема 2. Коронные зубчатые колёса. (Знакомство с коронными зубчатыми колёсами.  Построение модели, показанной на картинке. Выработка навыка  запуска и остановки выполнения программы. Сравнение  вращения зубчатых колёса в данном занятии с тем, как они вращались в предыдущих занятиях: «Повышающая зубчатая передача» и «Понижающая зубчатая передача».)

Тема 3. Понижающая зубчатая передача. (Знакомство с понижающей и повышающей зубчатыми передачами. Построение модели, показанной на картинке. Выработка навыка  запуска и остановки выполнения. Понятие ведомого колеса.)

Тема 4. Повышающая зубчатая передача. (Знакомство с понижающей и повышающей зубчатыми  передачами.  Построение модели, показанной на картинке. Выработка навыка  запуска и остановки выполнения. Понятие ведомого колеса.)

Тема 5. Шкивы и ремни

Тема 6. Перекрёстная ременная передача.( Знакомство с перекрёстной и ременной передачей  Построение модели, показанной на картинке. Сравнение данных видов передачи.)

Тема 7. Снижение, увеличение скорости. (Знакомство со способами  снижения и увеличения скорости.  Построение модели, показанной на картинке. Сравнение  поведения шкивов в данном занятии и в занятиях «Ременная передача» и «Перекрёстная ременная передача».)

Тема 8. Червячная зубчатая передача. (Знакомство с червячной зубчатой передачей  Построение модели, показанной на картинке. Сравнение  вращения зубчатых колёс в данном занятии с тем, как они вращались в предыдущих занятиях: «Зубчатые колёса», «Промежуточное зубчатое колесо», «Повышающая зубчатая передача», «Понижающая зубчатая передача» и «Коронное зубчатое колесо».)

Тема 9. Кулачёк.

Тема 10. Рычаг. (Рычаг как простейший механизм, состоящий из перекладины, вращающейся вокруг опоры.)

Раздел III. Изучение датчиков и моторов

Тема 1. Мотор и оси. (Знакомство с мотором.  Построение модели, показанной на картинке. Выработка навыка  поворота изображений и подсоединения мотора к ЛЕГО-коммутатору.)

Тема 2. Датчик наклона

Тема 3. Датчик расстояния

Раздел IV. Программирование WeDo

Тема 1. Блок «Цикл». ( Знакомство детей с панелью инструментов, функциональными командами; составление программ в режиме Конструирования.)

Тема 2. Блок «Вычесть из экрана» (Знакомство с понятием «Вычесть из экрана» . Изображение команд в программе и на схеме.)

Раздел V. Конструирование и программирование заданных моделей

Тема 1. Забавные механизмы

Тема 2. Звери

Тема 3. Футбол

Тема 4. Приключения

Тема 5. Космос

Раздел VI. Индивидуальная проектная деятельность

Тема 1. Разработка, сборка и программирование своих моделей

Раздел VII. Итоговое занятие.

Тема 1. Итоговое занятие. Фантазируй.

Цели программы

Основная цель программы: Формирование начальных знаний в области конструирования и программирования, создание условий для развития научно-технического и творческого потенциала личности ребёнка.

Результат программы

Ожидаемые результаты освоения программы на конец года:

Главным результатом реализации программы является создание каждым ребенком своего оригинального продукта, а главным критерием оценки воспитанника, является

Личностными результатами изучения курса «Робототехника»  является формирование следующих умений:

Ø Оценивать жизненные ситуации (поступки, явления, события) с точки зрения собственных ощущений (явления, события), в предложенных ситуациях отмечать конкретные поступки, которые можно оценить как хорошие или плохие;

Ø Называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять своё отношение к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей;

Ø Самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы

Метапредметными результатами изучения курса «Робототехника» является формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):

Познавательные УУД:

Ø Определять, различать и называть детали конструктора, конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему.

Ø Ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного.

Ø Перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их образы;

Регулятивные УУД:

Ø Уметь работать по предложенным инструкциям.

Ø Умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения,

анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Ø Определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью учителя;

Коммуникативные УУД:

Ø Уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке.

Ø Уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности

Предметными результатами изучения курса «Робототехника» является формирование следующих знаний и умений:

Ø    Знание основных принципов механики.

Ø    Знание основ программирования в компьютерной среде, моделирования LEGO

Ø    Умение работать по предложенным инструкциям.

Ø    Умения творчески подходить к решению задачи.

Ø    Умения довести решение задачи до работающей модели.

Ø    Умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений

ЗНАТЬ:

-                    правила безопасной работы;

-                    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 передавать программы в RCX;

-                    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:

1.                Принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель;

2.                Прогнозировать результаты работы;

3.                Планировать ход выполнения задания;

4.                Рационально выполнять задание;

5.                Руководить работой группы или коллектива;

6.                Высказываться устно в виде сообщения или доклада;

7.                Высказываться устно в виде рецензии ответа товарища;

8. Получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);

9. Осуществлять простейшие операции с файлами;

10. Устройство компьютера на уровне пользователя;

11. Основные понятия, использующие в робототехнике: микрокомпьютер, датчик, сенсор, порт, разъем, ультразвук, USB-кабель, интерфейс, иконка, программное обеспечение, меню, подменю, панель инструментов;

12. Интерфейс программного обеспечения Mindstorms NXT.

Особые условия проведения

нет

Материально-техническая база

Материально-техническое обеспечение программы:

- кабинет для учебных занятий;

- техническое оснащение;

- компьютер с выходом в интернет – 7 шт. ;

- проектор – 1 шт. ;

- набор Lego Edication WeDo 9580 – 7 шт..

Видео

[ "" ]