Скачать обучающую программу по робототехнике. Образовательная программа внеурочной деятельности «Основы робототехники. Конструирование колёсного или гусеничного робота

Поиск материалов:

Количество Ваших материалов: 0.

Добавьте 1 материал

Свидетельство
о создании электронного портфолио

Добавьте 5 материала

Секретный
подарок

Добавьте 10 материалов

Грамота за
информатизацию образования

Добавьте 12 материалов

Рецензия
на любой материал бесплатно

Добавьте 15 материалов

Видеоуроки
по быстрому созданию эффектных презентаций

Добавьте 17 материалов

Образовательная программа
«Основы робототехники»
Возраст детей: 9­17 лет

г. Малгобек, 2017

СОДЕРЖАНИЕ
2. Целевое назначение образовательной программы............3
3. Организационно-педагогические условия
образовательного процесса.....................................................6
4. Учебный план........................................................................6
5. Планируемые результаты.....................................................7
6. Показатели образовательных результатов.......................10
7. Учебно-методическое обеспечение....................................10
ПервоРоботом..........................................................................12
LeGo»........................................................................................12
Рабочая программа «LEGO MINDSTORMS EV3»......................22

1. Аналитическое обоснование образовательной программы
прочные основы системного мышления,
Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий
интеграция информатики,
2

математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с
научнотехническим творчеством.
Внедрение технологий образовательной робототехники в учебный
процесс способствует формированию личностных,
регулятивных,
коммуникативных и, без сомнения, познавательных универсальных учебных
действий, являющихся важной составляющей ФГОС.
Занятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают у
ребят интерес к научно­техническому творчеству. Заметно способствуют
целенаправленному выбору профессии инженерной направленности.
Согласно национальной образовательной инициативе «Наша новая
школа» образование должно соответствовать целям опережающего развития,
другими словами, обеспечивать изучение не только достижений прошлого, но
и технологий, которые пригодятся в будущем, ориентироваться как на
знаниевый, так и деятельностный аспекты. Образовательная робототехника в
полной мере реализует эти задачи.
Программируемый робот как новое средство обучения может
улучшить качество образовательного процесса,
повысить интерес
обучающихся к обучению в целом и к отдельным предметам, тесно связанным
с робототехникой.
2. Целевое назначение образовательной программы
Последние годы одновременно с информатизацией общества
лавинообразно расширяется применение микропроцессоров в качестве
ключевых компонентов автономных устройств, взаимодействующих с
окружающим миром без участия человека. Стремительно растущие
коммуникационные возможности таких устройств, равно как и расширение
информационных систем, позволяют говорить об изменении среды обитания
человека.
В связи с активным внедрением новых технологий в жизнь общества
потребность
постоянно увеличивается
высококвалифицированных специалистах. В ряде ВУЗов и техникумов г.
Ижевска и Удмуртской
Республики присутствуют специальности, связанные с робототехникой, но в
большинстве случаев не происходит предварительной ориентации
в

школьников на возможность продолжения учебы в данном направлении.
Многие абитуриенты стремятся попасть на специальности, связанные с
информационными технологиями, не предполагая о всех возможностях этой
области. Между тем, игры в роботы, конструирование и изобретательство
присущи подавляющему большинству современных детей. Таким образом,
появилась возможность и назрела необходимость в непрерывном образовании
в сфере робототехники. Заполнить пробел между детскими увлечениями и
серьезной ВУЗовской подготовкой позволяет изучение робототехники в
школе на основе специальных образовательных конструкторов.
Введение образовательной программы «Основы робототехники» в
нашем лицее неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических
дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.
Применение детьми на практике теоретических знаний, полученных на
математике или физике, ведет к более глубокому пониманию основ,
закрепляет полученные навыки, формируя образование в его наилучшем
смысле. И с другой стороны, игры в роботы и ЛЕГОконструирование, в
которых заблаговременно узнаются основные принципы расчетов простейших
механических систем и алгоритмы их автоматического функционирования
под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей почвой
для последующего освоения сложного теоретического материала на уроках.
Программирование на компьютере (например, виртуальных исполнителей)
при всей его полезности для развития умственных способностей во многом
уступает программированию автономного устройства, действующего в
реальной окружающей среде. Подобно тому, как компьютерные игры
уступают в полезности играм настоящим.
Возможность прикоснуться к неизведанному миру роботов для
современного ребенка является очень мощным стимулом к познанию нового,
преодолению инстинкта потребителя и формированию стремления к
самостоятельному созиданию. При внешней привлекательности поведения,
роботы могут быть содержательно наполнены интересными и непростыми
задачами, которые неизбежно встанут перед юными инженерами. Их решение
сможет привести к развитию уверенности в своих силах и к расширению
горизонтов познания.
Новые принципы решения актуальных задач человечества с помощью
роботов, усвоенные в школьном возрасте (пусть и в игровой форме), ко
времени окончания ВУЗа и начала работы по специальности отзовутся в

принципиально новом подходе к реальным задачам. Занимаясь с детьми
робототехникой, мы подготовим специалистов нового склада, способных к
совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.
В подтверждение сказанного хочется привести слова Д.А.Медведева:
«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои
способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном
мире»
Цель:
Создать условия для мотивации к изучению предметов естественнонаучного
цикла:
информатики (программирование и
автоматизированные системы управления) как единого целого.
математики,
физики,
Задачи:
Образовательные
 Использование современных разработок по робототехнике в области
образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности
учащихся
 Ознакомление учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых
при создании роботов
 Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из
которых будет работающий механизм или робот с автономным
управлением Развивающие
 Развитие
мелкой
и изобретательности
моторики, внимательности, аккуратности

 Развитие у школьников навыков конструирования и программирования
 Развитие креативного мышления и пространственного воображения
учащихся
 Организация и участие в играх, конкурсах и состязаниях роботов в
качестве закрепления изучаемого материала и в целях мотивации обучения
Воспитательные

 Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию
собственных роботизированных систем
 Формирование у учащихся стремления к получению качественного
законченного результата
 Формирование навыков проектного мышления, работы в команде
3. Организационно­педагогические условия
образовательного процесса
Учитывая разнообразие оборудования и конструкторов компании
LEGO в данном направлении, можно вовлечь в данную деятельность ребенка
любого возраста от детского сада до выпускника средней школы.
Поэтому данная программа рассчитана на обучающихся 9­18 лет (3­11
класс). Данная программа уже начала реализовываться с 1.11.2014 г. для
учащихся 4 классов с курса ЛЕГО­конструирования «Построй свою
историю», результатом которого стало создание видеороликов по
произведениям П.И.Чайковского и участия в республиканском конкурсе
«Волшебный мир Чайковского». С 1 сентября 2015 года в лицее
осуществляется переход на ФГОС в 5х классах, то есть реализация данной
программы будет проходить в рамках общеинтеллектуального направления
внеурочной деятельности.
4.
Учебный план
2017­2018 учебный год
Класс/программа
Построй свою историю
Итого
Класс/программа
ПервоРобот LEGO
WeDo
Итого

5а
1/1
34/34
6а
1/1
34/34
6б
1/1
34/34
2015­2016 учебный год
5а
1/1
5б
1/1
6а
1/1
6в
1/1
34/34
6б
1/1
7а
1/1
34/34
7г
1/1
Итого
5/5
170/170
Итого
5/5
34/34
34/34
34/34
34/34
34/34
170/170
Класс/
5а
5б
5в
6а
6б
6в
7а
7б
7в
8а
Итого
программа
Построй свою
историю
Итого

1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
10/10
34/34 34/34 34/34 34/34 34/34 34/34
34/34
34/34 34/34
34/34
340/340

Класс/программа
LEGO MINDSTORMS
EV3
Итого
6
9
4 часа в рамках дополнительного
7
8
образования (кружок)
136
Итого
4
136
Учебные планы на 2016­2017, 2017­2018, 2018­2019 учебные годы
будут формироваться исходя из результатов реализации данной программы в
2015­2016 учебном году. Рабочие программы представлены в разделе
«Приложения».
5. Планируемые результаты
Этапы и сроки реализации
программы
4

Построй свою
историю
Класс
2017­18
2019­20
2021­22
2023­24
2025­26
3

LEGO MINDSTORMS EV3,
7

доп. образование

LEGO MINDSTORMS EV3,
уроки физики, информатики
10

LEGO
MINDSTORMS EV3 в
рамках элективных
курсов*
* ­ программы находятся на стадии разработки.
5 – 6 классы.
Личностными результатами является формирование следующих
умений:
 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;
 называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять своѐ отношение
к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей;
 самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы.

Метапредметными результатами

является

формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):
Познавательные УУД:

 определять, различать и называть детали конструктора,
конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу,
по заданной схеме и самостоятельно строить схему.
 ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного.
 перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате
совместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их
образы;
Регулятивные УУД:
 уметь работать по предложенным инструкциям.
 умение излагать мысли в четкой логической последовательности,
отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно
находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
 определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью
учителя;
Коммуникативные УУД:
 уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке.
 уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять
обязанности.
Предметными результатами является формирование следующих
знаний и умений:
 простейшие основы механики;
 виды конструкций однодетальные и многодетальные, неподвижное
соединение деталей;
 технологическую последовательность
изготовления несложных
конструкций;
 с помощью учителя
анализировать, планировать
предстоящую
практическую работу, осуществлять контроль качества результатов
собственной практической деятельности;
самостоятельно определять
количество деталей в конструкции моделей;  реализовывать творческий
замысел.

7 – 9 классы Личностные
результаты:
формирование ответственного отношения к учению, готовности и
способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе
мотивации к обучению и познанию;
 формирование

 освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной
 формирование коммуникативной компетентности в общении и
сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности;
Метапредметные результаты:
 умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и


деятельности;
 умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе
альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы
решения учебных и познавательных задач;
 умение соотносить свои действия с планируемыми результатами,

результата, определять способы действий в рамках предложенных условий
и требований, корректировать свои действия в соответствии с
изменяющейся ситуацией;
 умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные
возможности еѐ решения;
 владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и
деятельности;
 умение определять понятия, создавать обобщения, … устанавливать
причинно­следственные связи,
строить логическое рассуждение,
умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;

 умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и
схемы для решения учебных и познавательных задач;
6. Показатели образовательных результатов
 Защита итоговых проектов WeDo, видеороликов «Построй свою
историю»;
Участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному
проекту на лицейском уровне;
 Участие в
научно­практических конференциях
(конкурсах
исследовательских работ) различного уровня;
 Развитие познавательных умений и навыков учащихся;
 Умение ориентироваться в информационном пространстве;
 Умение самостоятельно конструировать свои знания;
 Умение критически мыслить;
 Проверка проектов в среде LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и их защита;
 Участие в соревнованиях по образовательной робототехнике различного
уровня.
7. Учебно­методическое обеспечение
1. Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo
модели 2009580) ­ 5 шт.
2. Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »
3. Инструкции по сборке (в электронном виде CD) 4. Книга для учителя (в
электронном виде CD)
5. Моноблоки ­ 5 шт.
6. Интерактивная доска, проектор
7. Конструктор LEGO® «Построй свою историю» ­ 5 шт.
8. Программное обеспечение LEGO «Построй свою историю».
9. Книга для учителя (в электронном виде CD)
10.Цифровой фотоаппарат, веб­камера, планшет.
11.Конструктор Lego Mindstorms EV3 – 2 шт.
12.Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3.

Литература

463 с.
3. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник
проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, ­ 87 с., илл.
4. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений

«ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
5.
«Робототехника для детей и родителей» С.А. Филиппов, Санкт­
Петербург «Наука» 2010. ­ 195 с.
6. Интернет­ресурс: www.legoeducation.com
7. Кружок робототехники,
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc­
74.ru/index.php/­lego­
8. В.А.
Козлова,
Робототехника в образовании
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc­74.ru/index.php/2009­04­03­08­35­17, Пермь, 2011 г.
Л. Ю. Овсянцкая Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3
9.

Государственное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа
№ 3 г.Малгобек»

Рабочая программа «Робототехника в начальной школе С

ПервоРоботом
LeGo»
на 2017­18 уч.год
5­6 классы
(5 час в неделю, всего 170 часа)

Составитель: Картоев А.Д.

г. Малгобек, 2018

Пояснительная записка
Право каждого ребѐнка на получение образования, отвечающего его
потребностям, и переход к интегрированным формам обучения детей, их
включение в систему общего образования обусловливают необходимость
разработки инновационных подходов к обучению с учѐтом индивидуальных
потребностей и возможностей каждого ребѐнка в условиях массового и
специального образования.
Конструктор «Построй свою историю» - это уникальный творческий
обучающий инструмент, который позволяет школьникам освоить навыки
повествования и научиться создавать рассказы в естественных условиях. Он
способствует развитию универсальных учебных действий:
 поиск и выделение необходимой информации из различных источников в
разных формах (текст, рисунок, таблица, диаграмма, схема);
 сбор информации (извлечение необходимой информации из различных
источников;
 дополнение таблиц новыми данными;
 обработка
информации
(определение
основной и

второстепенной информации);
 передача информации (устным, письменным, цифровым  способами);
 интерпретация информации (структурировать; переводить сплошной текст
в таблицу, презентовать полученную информацию, в том числе с помощью
ИКТ);
 применение и представление информации;
 оценка информации (критическая оценка, оценка достоверности);
 анализ;
 синтез;
 сравнение;
 классификация по заданным критериям;
 установление аналогий;
 установление причинно­следственных связей;
 построение рассуждения;
 обобщение;
 формулировать собственное мнение и позицию;

 задавать вопросы;
 строить понятные для партнѐра высказывания;  строить монологичное
высказывание;
 вести устный и письменный диалог в соответствии с грамматическими и
синтаксическими нормами родного языка;
 слушать собеседника;
 определять общую цель и пути ее достижения;
 осуществлять взаимный контроль;
 адекватно оценивать собственное поведение и поведение окружающих;
 оказывать в сотрудничестве взаимопомощь;
 аргументировать свою позицию и координировать еѐ с позициями
партнѐров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной
деятельности;
 прогнозировать возникновение конфликтов при наличии разных точек
зрения;
 разрешать конфликты на основе учѐта интересов и позиций всех
участников;
 координировать и принимать различные позиции во взаимодействии.
Решение «Построй свою историю» включает учеников в работу с
самого начала, мотивирует их использовать своѐ воображение для разработки
и создания рассказов, персонажей и сюжетных линий.
Рассказывание и создание рассказов с опорой на заданную структуру
- это мощные инструменты, повышающие грамотность и способствующие
тому, чтобы ученики делились своими историями, рассказами и событиями из
повседневной жизни. Выстраивание событий в естественном порядке
способствует пониманию и стимулирует воображение, развивает творческие
способности и помогает ученикам создавать совершенно новые идеи.
Ученики развивают творческое и критическое мышление во время
практических занятий, на которых они работают над созданием алгоритма
событий, сцен, объектов и животных, образов, диалогов, придумывают
увлекательное действие и захватывающие сюжетные линии с заранее
определѐнным началом и концом, установленными временными рамками и
последовательностью событий. Сценарии обучения, которые можно
корректировать согласно уровню подготовки учеников, очень разнообразны и
стимулируют совместную работу учеников и обмен идеями, методами и
опытом.

В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого
ребенка, происходит развитие его творческих способностей. Игровая форма
обучения позволяет организовать оптимальное речевое взаимодействие между
участниками.
Наряду с этим, занятия лего­конструированием помогают в подготовке
к восприятию многих понятий, содержащихся в математике, русском языке,
развитие речи, литературном чтении, окружающем мире (фразеологизмы,
синонимы, антонимы, периметр, площадь, народная и авторская сказка,
подготовка животных к зиме и т.д.)
Повышается мотивация к изучению наук, раскрепощает участников
проекта во время выступления и защиты своего проекта. У учащихся,
занимающихся лего ­ конструированием, улучшается память, стимулируется
воображение, а так как работа с мелкими деталями конструктора
положительно влияет на мелкую моторику, то появляются и положительные
сдвиги в улучшении почерка. В ходе представления мини­проектов речь
школьников становится более логичной, пополняется словарный запас.
Обучающая среда лего позволяет учащимся формировать и
использовать навыки конкретного познания, строить новые знания на
привычном фундаменте. В то же время новым для учащихся является работа
над мини­проектами.
К выполнению проекта готовятся заранее: выбирают тему, ищут
информацию, создают модель (план, алгоритм), конструируют, работают с
программным обеспечением StoryVisualizer,
На
подготовительных (домашних) этапах проекта обращаются за помощью к
родителям.
защищает проект.
Цели и задачи изучаемых предметов тесно переплетаются с целями и
задачами решения «Построй свою историю»:
 поэтапное формирование речевой деятельности во всех аспектах;
 овладение детьми способами и средствами речевой деятельности,
формирование языковых обобщений,
 правильное
использование
их
в
процессе
общения
и

учебной деятельности;
 научить определять и понимать концепции разных жанров;
 улучшить навыки работы с ИКТ (с цифровыми фотоаппаратами,
планшетом, моноблоком, веб­ камерой).

В ходе работы с педагогом во внеурочной деятельности школьники
приобретают базовые знания по математике, русскому языку, развитию речи,
литературному чтению, окружающему миру, что в дальнейшем способствует
лучшему усвоению материала в старших классах, знакомятся с методом
проектов, который позволяет учащимся и педагогам осуществить системно ­
деятельностный подход к обучению. Постоянное обновление материалов
проектов, проведение открытых занятий, мастер­классов обеспечивают
устойчивость воспроизведения полученных результатов.
Формы организации занятий
Основными формами учебного процесса являются:
 групповые учебно­практические и теоретические занятия;
 работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);
участие в соревнованиях между группами;  комбинированные занятия.

Основные методы обучения:
 Устный;
 Проблемный;
 Частично­поисковый;
 Исследовательский;
 Проектный;
 Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение
нового материала, практика);
 Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая
работа, дискуссия);
 Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).
 Создание ситуаций творческого поиска;  Стимулирование (поощрение).
Формы подведения итога реализации программы
 защита итоговых проектов;
 участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному
проекту;
 участие в школьных и городских научно­практических конференциях
(конкурсах исследовательских работ).

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения
программы
Личностными результатами изучения курса является формирование
следующих умений:
 определять и высказывать под руководством педагога самые простые
общие для всех людей правила поведения при сотрудничестве (этические
нормы);
 формировать целостное восприятие окружающего мира;
 развивать мотивацию учебной деятельности и личностного смысла учения;
 заинтересованность в приобретении и расширении знаний и способов
действий, творческий подход к выполнению заданий;
 формировать умение анализировать свои действия и управлять ими;
 формировать установку на здоровый образ жизни, наличие мотивации к
творческому труду, к работе на результат;
 учиться сотрудничать с взрослыми и сверстниками.
Метапредметными результатами изучения курса в 5­м классе
являются формирование следующих универсальных учебных действий (УУД).
Регулятивные УУД:
 Определять и формулировать цель деятельности с помощью учителя;
 Проговаривать последовательность действий;
 Учиться высказывать своѐ предположение на основе работы с моделями;
 Учиться работать по предложенному учителем плану;
 Учиться отличать верно выполненное задание от неверного;
 Учиться совместно с учителем и другими учениками давать
эмоциональную оценку деятельности товарищей. Познавательные УУД:
 Ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже
известного с помощью учителя;
 Добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя свой
жизненный опыт и информацию, полученную от учителя;
 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 УУД:
 Донести свою позицию до других: оформлять свою мысль в устной и
письменной речи (на уровне одного предложения или небольшого текста);
 Слушать и понимать речь других;
 Совместно договариваться о правилах общения и поведения в школе и
следовать им;
 Учиться выполнять различные роли в группе (лидера, исполнителя,
критика).
Предметными результатами изучения курса в 5­м классе являются
формирование следующих умений:
 описывать признаки предметов и узнавать предметы по их признакам;
 выделять существенные признаки предметов;
 сравнивать между собой предметы, явления;
 обобщать, делать несложные выводы;
 классифицировать явления, предметы;
 определять последовательность событий;
 давать определения тем или иным понятиям;
 определять отношения между предметами типа «род» ­ «вид»;
 осуществлять поисково­аналитическую деятельность для практического
решения прикладных задач с использованием знаний, полученных при
изучении учебных предметов;
 формировать первоначальный опыт практической преобразовательной
деятельности.
Ожидаемые результаты:
 Развить познавательные умения и навыки учащихся;
 Уметь ориентироваться в информационном пространстве;
 Уметь самостоятельно конструировать свои знания;  Уметь критически
мыслить;  Участие в лего­ конкурсах.


 Календарно­тематическое планирование 5 класс

Название темы занятия
Кол­во
часов
3
3
9
6
9
6
9
12
9
9
6
9
12
Вращай и строй
Выбери настроение
Какой прекрасный опыт
Спасите дерево
Извержение вулкана в Малиновке
Подарок старика
Лесной остров
Зимний мир чудес
У костра
Суперстадион
Невероятные новости
Классный цирк
Стеснительный Андрей катается на
скейте в парке
са
102 ча

6 класс

Название темы занятия
Сбежавший котѐнок
«Липкие» ситуации
Тип задания
Первые шаги
Первые шаги
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Повседневное
повествование
Построение и
рассказывание
историй
Кол­во
часов
6
6
Тип задания
Повседневное
повествование
Построение и
рассказывание
историй
20
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

3
4
5
6
7
8
9
10
Одинокий робот Заклѐпка
Мечта Антона
Мечта Антона
Очень секретная карта
Выбери меня, выбери меня
Моѐ маленькое стихотворение

Страшилка
Давняя легенда

Итого
68 часа
8
6
6
8
8
6
8
6

Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Построение и
рассказывание
историй
Пересказ анализ
рассказов
Пересказ анализ
рассказов
Пересказ анализ
рассказов
Методическое обеспечение программы
1. Конструктор LEGO® «Построй свою историю» ­ 5 шт.
2. Программное обеспечение LEGO «Построй свою историю». 3.
Книга для учителя (в электронном виде CD)
4. Моноблоки ­ 5 шт.
5. Цифровой фотоаппарат, веб­камера, планшет.
Список литературы
1. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
2. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. –
463 с.

3. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений
и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). - М.;
«ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
4. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов, Санкт­Петербург
«Наука» 2010. ­ 195 с.
5. Интернет­ресурс: www.legoeducation.com

Рабочая программа «LEGO MINDSTORMS EV3»
на 2015­16 уч. год
22

7­9 классы
(4 часа в неделю, всего 136 часов)

Пояснительная записка
Рабочая программа и составленное тематическое планирование
рассчитано на 4 часа в неделю, всего 136 часов. Для реализации программы в
23

кабинете имеются наборы конструктора LEGO MINDSTORMS EV3, базовые
детали,
используется
необходимое методическое обеспечение.
видео оборудование,
компьютеры,
принтер,
Данная программа предполагает обучение решению задач
конструкторского характера, а также обучение программированию,
моделированию при использовании конструктора LEGO EV3 и программного
обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU.
Программа применяется во внеурочное время для учащихся 6­9 классов
Использование конструктора LEGO EV3 позволяет создать уникальную
образовательную среду, которая способствует развитию инженерного,
конструкторского мышления. В процессе работы с LEGO EV3 ученики
приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по
конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в
команде способствует формированию умения взаимодействовать с
соучениками,
критически оценивать,
отстаивать свои идеи. При дальнейшем освоении LEGO EV3 становиться
возможным выполнение серьезных проектов, развитие самостоятельного
технического творчества.
формулировать,
анализировать,
Цели и задачи изучения курса
Цель курса – способствовать формированию личностных и
метапредметных результатов (из текста ФК ФГОС ООО):
Личностные результаты:
1. формирование ответственного отношения к учению, готовности и
способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на
основе мотивации к обучению и познанию;
2. формирование
целостного мировоззрения, соответствующего
современному уровню развития науки;
3. освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной
жизни в группах и сообществах;
4. формирование коммуникативной компетентности в общении и
сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной
деятельности;

Метапредметные результаты:
1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и
формулировать для себя новые задачи в учѐбе и познавательной
деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной
деятельности;
2. умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том
числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные
способы решения учебных и познавательных задач;
3. умение соотносить свои действия с планируемыми результатами,
осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения
результата, определять способы действий в рамках предложенных
условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с
изменяющейся ситуацией;
4. умение оценивать правильность выполнения учебной задачи,
собственные возможности еѐ решения;
5. владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и
осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной
деятельности;
6. умение определять понятия, создавать обобщения, … устанавливать
причинно­следственные связи, строить логическое рассуждение,
умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать
выводы;
7. умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы,
модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;

Основные задачи данной рабочей программы:
1. Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать
формировать творческую личность ребенка.
2. Способствовать развитию интереса к технике, конструированию,
программированию, высоким технологиям.
3. Способствовать развитию конструкторских,
инженерных
и
вычислительных навыков.
4. Развивать мелкую моторику.

5. Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно
решать технические задачи в процессе конструирования моделей.
Особенности организации учебного процесса по курсу
Программа предусматривает использование следующих методик:
1.
Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание
учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров,
моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения
демонстрируемых материалов);
2. Метод проектов (при усвоении и творческом применении
навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)
3.
по
систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.)
Систематизирующий (беседа
теме, составление
4.
Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний,
навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических
заданий)
5.
(используется при совместной сборке
Групповая работа
моделей, а также при разработке проектов)
Требования к уровню подготовки учащихся
Ученик должен 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 EV3;
 как использовать созданные программы; Уметь:

 работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете
(изучать и обрабатывать информацию);
 самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования
роботов (планирование предстоящих действий,
самоконтроль,
применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с
использованием специальных элементов и т.д.);
 создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;
 передавать (загружать) программы в EV3;
 корректировать
программы при необходимости;
 демонстрировать технические возможности роботов.
№ раздела Название раздела
Часов в разделе
Учебно­тематический план
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.

Введение
Программные структуры.
Работа с датчиками.

Основные виды соревнований и элементы заданий.
Работа с данными.
Создание подпрограмм.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
Заключительный урок
2
4
24
8
8
8
20
4
22
8
26
2
Всего часов по программе 136
Содержание программы учебного курса
1. Введение
Обучающимся предлагается познакомиться с основной деятельностью
в рамках образовательной программы, интерактивным конструктором
Mindstorms EV3, средой программирования Mindstorms EV3. Проводится
инструктаж по ТБ, правилам поведения обучающихся. С воспитанникам
проводится беседа на выявление уровня подготовленности в контексте
тематики образовательной программы. 2. Программные структуры.

Обучающиеся знакомятся с понятием цикл, цикл с постусловием.
Знакомят со структурой «Переключатель», сохранять программы на
компьютере и загружать в робота. 3. Работа с датчиками.
Обучающиеся на практике учатся использовать датчики касания, цвета,
гироскоп, ультразвука, инфракрасный, определения угла и количества
оборотов и мощности для управления роботом, сбора данных.
4. Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка к соревнованиям «Сумо»: ознакомление с правилами

соревнований 5. Работа с подсветкой, экраном и звуком.
Обучающиеся знакомятся с роботами­симуляторами их видами и
сферой применения, алгоритмом и свойствами алгоритмов, системой команд
исполнителя. Повторяют приемы автоматического управления роботом,
программирование действий в зависимости от времени, уровня освещенности.
6. Основные виды соревнований и элементы заданий.
Подготовка
к
соревнованиям «Кегельринг»:
ознакомление
с правилами соревнований и требованиями к роботам. Участие в школьном
этапе соревнований
7. Работа с данными.
Обучающиеся знакомятся с типами данных. Проводники. Переменные
и константы. Математические операции с данными. Другие работы с данными.
Логические операции с данными. 8. Создание подпрограмм.
Обучающиеся повторяют приемы оптимизации при составлении
программ. Закрепляют навыки по использованию программной среды.
Проводится установление связи, датчики ­ органы чувств робота. 9.
Программирование движения по линии.
Обучающимся предлагается научится калибровать датчики.
Составляется алгоритм движения по линии «Зигзаг» (дискретная система
управления), алгоритм «Волна». Поиск и подсчет перекрестков. Проезд
инверсии.
10.Основные виды соревнований и элементы заданий.

Подготовка к соревнованиям «Траектория
»: ознакомление с правилами
соревнований и требованиями к роботам. Участие в школьном этапе
соревнований

2. Защита проектов;
3.
Участие в соревнованиях.
Календарно­тематическое планирование
Тема
Количество
часов
Дата
2 ч
1
1
4 ч
2
2
24 ч
4
4
4

29
№
урока

Введение
Характеристика робота. Создание первого проекта.
Моторы. Программирование движений различным
траекториям.
Программные структуры.
Цикл с постусловием.
Структура «Переключатель».
Работа с датчиками.
7­10
Датчик касания.
11­14
15­18
Датчик цвета.
Датчик гироскоп.

19­22
23­26
27­ 30
Датчик ультразвука.
Инфракрасный датчик.
Датчик определения угла\количества оборотов и
мощности мотора.

Основные виды соревнований и элементы заданий.
31­34
Подготовка к соревнованиям « Сумо» .
35­38 Школьный этап соревнований «Сумо»

Работа с подсветкой, экраном и звуком.
39­42
Работа с экраном.
43­44
45­46

Работа с подсветкой кнопок на блоке EV3.
Работа со звуком.
Основные виды соревнований и элементы заданий.
47­50
Подготовка к соревнованиям «Кегельринг» .
51­54 Школьный этап соревнований «Кегельринг»

55­58
59­62
Работа с данными.
Типы данных. Проводники.
Переменные и константы.
63­66 Математические операции с данными.
67­70
71­74
Другие работы с данными.
Логические операции с данными.
75­78
Создание подпрограмм.

79­82
83­86
87­90
91­94
Программирование движения по линии.
Калибровка датчиков.
Алгоритм движения по линии «Зигзаг» (дискретная
система управления).
Алгоритм « Волна».
Поиск и подсчет перекрестков.
95­100 Проезд инверсии.
4
4
4
8 ч
4
4
8 ч
4
2
2
8 ч
4
4
20 ч
4
4
4
4
4
4 ч
22 ч
4
4
4
4
6

Основные виды соревнований и элементы заданий.
101­104 Подготовка к соревнованиям «Траектория

»
105­108 Школьный этап соревнований «Траектория
»

Проектная деятельность в группах
109­116 Выработка и утверждение тем проектов
117­130 Конструирование модели, ее программирование
группой разработчиков
131­132 Презентация моделей
133­134 Выставка
135­136 Заключительный урок
8 ч
4
4
26 ч
8
14
2
2
2 ч

Литература:
1. Кружок
робототехники,
[электронный
ресурс]//http://lego.rkc­
74.ru/index.php/­lego­
2. В.А.
Козлова,
Робототехника в образовании [электронный
ресурс]//http://lego.rkc­74.ru/index.php/2009­04­03­08­35­17, Пермь, 2011
г.
3. Л. Ю. Овсянцкая Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3
в среде EV3­Челябинск: ИП Мякотин И.В. , 2014­204 с.
31

Благодаря техническому прогрессу с каждым годом количество роботов-помощников для человека становится всё больше.Как Вы думаете что будет через несколько лет?С чем могут столкнуться наши дети?Поэтому очень важно помочь каждому ребёнку раскрыть интерес к программированию и конструированию.Ведь это и есть одна из главных целей робототехнического кружка.

Детское творчество-это то,что помогает ребёнку проявлять себя,экспериментировать и создавать нечто новое.Программа технической направленности по работе с детьми дошкольного возраста"Роботёнок" предлагает педагогам и воспитателям способы увлечь ребёнка робототехникой и в дальнейшем вывести его на соревнования всероссийского масштаба,такие как РобоФест.

Возраст : 10 - 15 лет.
Предмет : «Спортивная робототехника», состязание «Траектория».
Тип занятия : практика.
Оборудование : наборы конструкторов Lego Mindstorms Education NXT, EV3; ноутбуки/стационарные компьютеры; цветной принтер; учебная доска.
Цели занятия : научить обучающихся находить и исправлять программные ошибки в работе робота при помощи специальной программной среды.
Состав группы учащихся : 2 - 6 человек.
Форма работы : индивидуальная.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЦЕНТР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ»

методическим советом Директор

протокол № _____ Кадяева С.В.

от «___» ___ 20__ г. «___» ______ 20__ г.

Дополнительная общеобразовательная

программа «Робототехника»

педагог дополнительного образования

первой квалификационной категории

МАУ ДО «ЦДОД»

Кунгурский район – 2016

Подготовлено за счет денежных средств Фонда поддержки детей, находящихся в трудной жизненной ситуации в рамках реализации инновационного социального проекта «Подросток в техносфере - путь в будущее!»

Пояснительная записка
В настоящее время робототехника является одним из передовых направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий переплетаются с проблемами искусственного интеллекта. Роботы совершенствуются, а сфера их применения становится всё шире, сейчас они используются в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом промышленном производстве. Развитие автоматизированных систем и робототехники изменило не только деловую сферу нашей жизни. Идёт интенсивная разработка домашних и обслуживающих роботов. Во многих странах есть национальные программы по развитию именно STEM образования, потому что место страны в мировой экономике в XXI веке будет определяться не количеством природных ресурсов, а уровнем самых передовых технологий, который определяется уровнем интеллектуального потенциала.
Актуальность программы.

В Федеральной целевой программе «Развитие дополнительного образования детей в Российской Федерации до 2020 года», а также в Концепции развития дополнительного образования детей в РФ подчёркивается важность разработки инновационных образовательных программ в области научно-технического творчества детей и создания необходимых условий для занятий детей техническими видами деятельности.

Дополнительная общеобразовательная программа «Робототехника» позволяет объединить конструирование и программирование в одном курсе и привить подрастающему поколению интерес к техническому творчеству.
Новизна программы.

Дополнительная общеразвивающая программа «Робототехника» реализуется в рамках федерального инновационного социального проекта «Подросток в техносфере – путь в будущее!».

Новизна программы заключается в занимательной форме знакомства обучающихся с основами робототехники , радиоэлектроники и программирования. Избегая сложных математических формул, на практике, через эксперимент, обучающиеся постигают физику процессов, происходящих в роботах, включая двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры. Эти занятия дают детям представление о роботостроении и IT-технологиях, что является ориентиром в выборе будущей профессии.

Проектный метод является основной формой обучения.

Дополнительная общеразвивающая программа «Робототехника» является целостной и непрерывной в течение всего процесса обучения, и позволяет детям раскрыть способности к техническому творчеству и изобретательству, что позднее поможет успешно самореализоваться. В процессе конструирования и программирования, учащиеся получают дополнительное образование области физики, механики, электроники и информатики.

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 роботов. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Обучение по данной программе позволяет учащимся:

• 
  совместно обучаться в рамках одной команды;
• 
  распределять обязанности в своей команде;
• 
  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.

Цель: создание условий для раскрытия способностей к техническому творчеству и развитию инженерного мышления учащихся.
Задачи:

• 
  формировать знания и умения в области разработки и редактирования трѐхмерных компьютерных моделей;
• 
  развивать логическое, конструкторское и пространственное мышление;
• 
  формировать навыки разработки и анализа сложных механизмов;
• 
  формировать устойчивую мотивацию к дальнейшему изучению робототехники;
• 
  воспитывать аккуратность, самостоятельность, умение работать в коллективе.

Отличительные особенности программы

Реализация программы осуществляется с использованием методических пособий, специально разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического конструирования на основе своих конструкторов. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов LEGO WeDo и Lego Mindstorms EV3 как инструмента для обучения школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению на занятиях по робототехнике. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии.

Блок «Перворобот LEGO WiDo» знакомит учащихся с основными терминами и понятиями: среда программирования, интерфейс, датчик, контроллер и др. Происходит обучение работе по инструкции , анализ получившейся модели и дальнейшая творческая самостоятельная её доработка.

Блок «Робот Mindstorms EV3» знакомит учащихся со способами конструирования и программирования более сложных роботов.

Дополнительная общеразвивающая программа научно-технической направленности «Робототехника» рассчитана на 1 год. Возраст обучающихся детей, участвующих в реализации данной дополнительной общеобразовательной программы колеблется от 8 до 15 лет.

Личностные результаты

• 
  критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
• 
  осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
  развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
• 
  развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;
• 
  развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
  воспитание чувства справедливости, ответственности ;
• 
  начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.

• 
  принимать учебную задачу, планировать учебную деятельность, осуществлять итоговый и пошаговый контроль реализации поставленной задачи;
• 
  адекватно воспринимать оценочные суждения педагога и товарищей;
• 
  различать способ и результат действия;
• 
  вносить коррективы в действия с учетом сделанных ошибок;
• 
  в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
  проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

• 
  осуществлять поиск информации; использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;
• 
  осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков; проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;
• 
  устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;
• 
  синтезировать, составлять целое из частей , в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;
• 
  аргументировать свою точку зрения, выслушивать собеседника и вести диалог, признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
• 
  планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками

• 
  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;
• 
  конструктивные особенности различных роботов;
• 
  основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.

• 
  использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
• 
  конструировать различные модели; использовать созданные программы;
• 
  применять полученные знания в практической деятельности;

1.Вводное (организационное) занятие

Знакомство с правилами поведения кабинете робототехники. Задачи и содержание занятий по робототехнике в текущем году с учётом конкретных условий и интересов учащихся. Расписание занятий, техника безопасности.

Блок «Перворобот LEGO WeDo »

1.1.Знакомство с технической деятельностью и конструктором

Беседа о техническом конструировании и моделировании как о технической деятельности. Общие элементарные сведения о технологическом процессе, рабочих операциях. Просмотр фильмов, журналов и фотографий, где ребята смогут познакомиться с технической деятельности человека. Ученики соберут своего первого робота.

Практическая работа.

Изучение состава конструктора LEGO WeDo, сборка неэлектрифицированной конструкции на свободную тему.

1.2. Среда программирования LEGO Education

Изучение среды программирования LEGO Education. Общие сведения о программных блоках.

1.3. Модель «Танцующие птички»

Ученики соберут роботизированную модель «Танцующие птички». Изучат ременную передачу.

Практическая работа.

Сборка модели «Птички». Написание собственной программы

1.4. Модель «Умная вертушка»

Ученики соберут роботизированную модель «Умная вертушка». Изучат зубчатые колеса. Узнают как применяется датчик расстояния.

Практическая работа.

Сборка модели «Умная вертушка». Написание собственной программы

1.5. Модель «Голодный аллигатор»

Ученики соберут роботизированную модель «Голодный аллигатор». Применение датчика расстояния.

Практическая работа.

Сборка модели «Голодный аллигатора». Написание собственной программы

1.6. Модель «Обезьянка-барабанщик»

Ученики соберут роботизированную модель «Обезьянка-барабанщик». Изучат применение рычага и кулачкового механизма.

Практическая работа.

Сборка модели «Обезьянка-барабанщик». Написание собственной программы

1.7. Модель «Рычащий лев»

Ученики соберут роботизированную модель «Рычащий лев». Изучат применение датчика наклона.

Практическая работа.

Сборка модели «Рычащий лев». Написание собственной программы

1.8. Модель «Порхающая птичка»

Ученики соберут роботизированную модель «Порхающая птичка». Изучат применение датчика наклона и датчика расстояния

Практическая работа.

Сборка модели «Порхающая птичка». Написание собственной программы

1.9. Модель «Вратарь»

Ученики соберут роботизированную модель «Вратарь». Изучат применение зубчатой передачи

Практическая работа.

Сборка модели «Вратарь». Написание собственной программы

1.10. Модель «Ликующие болельщики»

Ученики соберут роботизированную модель «Вратарь». Изучат применение блока «Экран»

Практическая работа.

Сборка модели «Ликующие болельщики». Написание собственной программы

1.11. Модель «Спасение самолета»

Ученики соберут роботизированную модель «Спасениеа». Выполнение дополнительных заданий.

Практическая работа.

Сборка модели «Спасение самолета». Написание собственной программы

1.12. Модель «Спасение от великана»

Ученики соберут роботизированную модель «Спасение от великана». Выполнение дополнительных заданий.

Практическая работа.

Сборка модели «Спасение от великана». Написание собственной программы

1.13. Модель «Непотопляемый парусник»

Ученики соберут роботизированную модель «Непотопляемый парусник». Выполнение дополнительных заданий.

Практическая работа.

Сборка модели «Непотопляемый парусник». Написание собственной программы

1.14.Работа над собственным творческим проектом

Ученики соберут роботизированную модель по собственному проекту. Выполняют программирование.

Практическая работа.

Сборка модели по собственному проекту. Программирование

1.15.Защита творческих проектов

Блок «Робот Mindstorms EV 3»

2.1. Микрокомпьютер

Изучение микрокомпьютера EV3. Назначение портов (моторов и сенсоров), порта USB, динамика, дисплея и кнопок.

Практическая работа.

Подключение EV3 и написание простейших алгоритмических задач.

2.2. Динамики

Что представляет собой динамик, его назначение. Освоение способов и приёмов работы с динамиками микрокомпьютера.

Практическая работа.

2.3. Экран EV3

Для чего нужен экран (дисплей). Изучение экрана EV3.

Практическая работа.

Сборка робота. Написание программы.

2.4. Программирование

Повторение известных алгоритмов.

Практическая работа.

Сборка робота. Написание программы.

2.5. Изучение датчика касания

Назначение датчика касания. Изучение специфических особенностей датчика касания. Получение знаний в программировании датчика касания.

Практическая работа.

Сборка робота. Программирование датчика касания.

2.6. Изучение датчика цвета

Назначение датчика цвета. Изучение специфических особенностей датчика цвета. Получение знаний в программировании датчика цвета.

Практическая работа.

Сборка робота. Программирование датчика цвета.

2.7. Изучение ультразвукового датчика

Назначения ультразвукового датчика. Изучение специфических особенностей ультразвукового датчика. Получение знаний в программировании ультразвукового датчика.

Практическая работа.

Сборка робота. Программирование ультразвукового датчика.

2.8. Изучение гироскопического датчика

Назначение гироскопического датчика. Изучение специфических особенностей гироскопического датчика. Получение знаний в программировании гироскопического датчика.

Практическая работа.

Сборка робота. Программирование гироскопического датчика.

2.9. Движение вперед, назад, повороты влево, вправо

Программирование моторов на движение вперед, назад, на повороты влево, вправо.

Практическая работа.

2.10. Движение с ускорением, с замедлением

Программирование моторов на движение интегрированным с ускорением, - замедлением , на равноускоренное и равнозамедленное движение.

Практическая работа.

Сборка робота. Программирование моторов. Внесение корректировок в работу модели.

2.11. Движение по линии, по квадрату, по кругу

Программирование моторов на движение по линии, по квадрату, по кругу.

Практическая работа.

Сборка робота. Программирование моторов. Внесение корректировок в работу модели.

2.12. Движение с препятствием

Программирование моторов и наблюдение за ними и их показателями, в различных узлах модели при движении с препятствием.

Практическая работа.

Сборка робота. Программирование моторов. Внесение корректировок в работу модели.

2.13. Соревнования

Подготовка моделей к соревнованиям. Тестирование моделей. Доработка. Проведение соревнований.

Список использованных источников и литературы

1. 
   Дружинин В.Н. Психология общих способностей - СПБ.: Питер, 2002.- 157-209 с.
2. 
   Концепция развития дополнительного образования детей от 04.09.2014.
3. 
   Симановский А.Э. Развитие творческого мышления детей. Популярное пособие для родителей и педагогов. /Ярославль: «Академия развития», 2006. –11-27с.
4. 
   Тамберг Ю.Г. Развитие творческого мышления ребёнка.– СПб.: Речь,2002.–30-75 с.
5. 
   Овсяницкая Л.Ю., Овсяницкий Д.Н., Овсяницкий А.Д.. Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства. - Челябинск: Мякотин И.В.. - 2014.
6. 
   Григорьев Д. В., Степанов П. В. « Внеурочная деятельность школьников»- М., Просвещение, 2010
7. 
   Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). - М.; «ЛИНКА - ПРЕСС», 2001.
8. 
   LEGO Education WeDo Teacher"s Guide

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Голышмановская средняя общеобразовательная школа № 4»

Рабочая программа по внеурочной деятельности

«Робототехника и лего конструирование»

составитель:

Кузьминых И. Г.

учитель физики МАОУ

«Голышмановская СОШ № 4»

р. п. Голышманово

рецензенты:

Парунина Л. В.

канд. пед. наук, заведующая

школьным отделением ГАПОУ ТО

Байтимерова Л. С.

канд. пед. наук, заведующая

цикловой комиссией математических

и естественных дисциплин ГАПОУ ТО

«Тюменский педагогический колледж»

Рабочая программа по внеурочной деятельности

«Робототехника и лего конструирование»

Пояснительная записка

Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Внешние условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей в биологическом отношении безграничный потенциал.

Школьное образование должно соответствовать целям опережающего развития. Для этого в школе должно быть обеспечено

изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем,

обучение, ориентированное как на знаниевый, так и деятельностный аспекты содержания образования.

Таким требованиям отвечает робототехника.

В наше время робототехники и компьютеризации подростков 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 и запрограммировать. Предмет робототехники – это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения.

Направленность программы - научно-техническая. Программа направлена на привлечение учащихся к современным технологиям конструирования , программирования и использования роботизированных устройств.

Введение дополнительной образовательной программы «Робототехника» в школе неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных. Применение детьми на практике теоретических знаний, полученных на математике или физике, ведет к более глубокому пониманию основ, закрепляет полученные навыки, формируя образование в его наилучшем смысле.

Нормативные правовые документы, на основании которых разработана рабочая программа:

учебного плана МАОУ «ГСШО № 4»;

закона об образовании.

Место программы «Роботехника и лего конструирование» в учебном плане

Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на 34 часа (1 час в неделю) во 2 – 4 классах и на 34 часа (1 час в неделю) во 5 – 8 классах.

Для реализации программы д анный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего серии Образование "Конструирование первых роботов" (Артикул: 9580 Название:WeDo™ RoboticsConstructionSet Год выпуска: 2009) и диском с программным обеспечением для работы с конструктором ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDo), компьютерами, принтером, сканером, видео оборудованием. В качестве базового оборудования для старшей группы используются конструкторы Lego Mindstorms NXT, 0 и визуальной среды программирования для обучения робототехнике LEGO MINDSTORMS Education NXT которые позволяют через занятия робототехникой познакомить подростка с законами реального мира и особенностями функционирования восприятия этого мира кибернетическими механизмами.

Цель образовательной программы

формирование умений и навыков в сфере технического проектирования, моделирования и конструирования

Задачи образовательной программы

Образовательные

Использование современных разработок по робототехнике в области образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности учащихся

Реализация межпредметных связей с физикой, информатикой и математикой

Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из которых будет работающий механизм или робот с автономным управлением

Развивающие

Развитие у школьников инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования кибернетических систем

Развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности и изобретательности

Развитие креативного мышления и пространственного воображения учащихся

Воспитательные

Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию собственных роботизированных систем

Формирование у учащихся стремления к получению качественного законченного результата

Формирование навыков проектного мышления, работы в команде

Актуальность данной программы состоит в том, что робототехника в школе способствует развитию коммуникативных способностей обучающихся, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают. При проведении занятий по робототехнике этот факт не просто учитывается, а реально используется на каждом занятии.

Реализация этой программы помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.

Новизна программы заключается в изменении подхода к обучению подростков, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, сенсорное развитие интеллекта учащихся, который реализуется в телесно-двигательных играх, побуждающих учащихся решать самые разнообразные познавательно-продуктивные, логические, эвристические и манипулятивно-конструкторские проблемы.
В наше время робототехники и компьютеризации подростков 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 и запрограммировать.

Возраст детей, участвующих в реализации данной программы

8 - 10 лет – основная группа

11 -15 лет – старшая группа

Основная группа

Цель – обучение основам робототехники

Для эффективного развития технического мышления школьников, целенаправленного развития способностей инженерно-технического направления.

1. Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка

2. Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда

3. Прививать навыки программирования через разработку программ в визуальной среде программирования, развивать алгоритмическое мышление

В основе обучающего материала лежит изучение основных принципов механической передачи движения и элементарное программирование. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся младшего школьного возраста могут учиться создавать и программировать модели, проводить исследования, составлять отчёты и обсуждать идеи, возникающие во время работы с этими моделями.

На каждом занятии, используя привычные элементы LEGO, а также мотор и датчики, ученик конструирует новую модель, посредством USB-кабеля подключает ее к ноутбуку и программирует действия робота . В ходе изучения курса учащиеся развивают мелкую моторику кисти, логическое мышление, конструкторские способности, овладевают совместным творчеством, практическими навыками сборки и построения модели, получают специальные знания в области конструирования и моделирования, знакомятся с простыми механизмами.

Комплект заданий WeDo предоставляет средства для достижения целого комплекса образовательных задач :

творческое мышление при создании действующих моделей;

развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;

установление причинно-следственных связей;

анализ результатов и поиск новых решений;

коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них;

экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов;

проведение систематических наблюдений и измерений;

использование таблиц для отображения и анализа данных;

написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта;

развитие мелкой мускулатуры пальцев и моторики кисти младших школьников.

Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий (сборка и программирование своих моделей).

Обучение с LEGO® Education всегда состоит из 4 этапов:

Установление взаимосвязей,

Конструирование,

Рефлексия,

Развитие.

Установление взаимосвязей . При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса.

Конструирование. Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.

Рефлексия . В разделе «Рефлексия» учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников.

Развитие. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

Программное обеспечение конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO® - коммутатора. Раздел «Первые шаги» программного обеспечения WeDo знакомит с принципами создания и программирования LEGO-моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo. Комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.

Формы организации занятий

комбинированные занятия.

Основные методы обучения , применяемые в прохождении программы в начальной школе:

1. Устный.

2. Проблемный.

3. Частично-поисковый.

4. Исследовательский.

5. Проектный.

6.. Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение нового материала, практика).

7. Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая работа, дискуссия).

8. Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).

9. Создание ситуаций творческого поиска.

10. Стимулирование (поощрение).

защита итоговых проектов;

участие в школьных и городских научно-практических конференциях (конкурсах исследовательских работ).

В области воспитания:

адаптация ребёнка к жизни в социуме, его самореализация;

развитие коммуникативных качеств;

приобретение уверенности в себе;

формирование самостоятельности, ответственности, взаимовыручки и взаимопомощи.

знание основных принципов механической передачи движения ;

умение работать по предложенным инструкциям;

умения творчески подходить к решению задачи;

умения довести решение задачи до работающей модели;

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

умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Учащийся должен знать/понимать:

влияние технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;

область применения и назначение инструментов, различных машин, технических устройств (в том числе компьютеров);

основные источники информации;

виды информации и способы её представления;

основные информационные объекты и действия над ними;

назначение основных устройств компьютера для ввода, вывода и обработки информации;

правила безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером.

Уметь:

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

создавать и запускать программы для забавных механизмов;

основные понятия, использующие в робототехнике: мотор, датчик наклона, датчик расстояния, порт, разъем, USB -кабель, меню, панель инструментов.

для:

поиска, преобразования, хранения и применения информации (в том числе с использованием компьютера) для решения различных задач;

соблюдения правил личной гигиены и безопасности приёмов работы со средствами информационных и коммуникационных технологий.

Учебно - тематический план

Наименование разделов

Количество часов

практика

Раздел 1.Введение

2

Раздел 2. Изучение механизмов

2

Раздел 3. Изучение датчиков и моторов

3

Раздел 4. Программирование WeDo

3

Раздел 5. механизмов.

20

Раздел 6. Разработка, сборка и программирование своих моделей

4

34

№ занятия

Тема занятия

Теоретическая часть

Практическая часть

Вводное занятие

Понятие «робот», «робототехника». Применение роботов в различных сферах жизни человека, значение робототехники. Просмотр видеофильма об использовании роботов. Техника безопасности

Введение. Знакомство с конструктором Лего. Что входит в 9580 Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™. Организация рабочего места.

Изучение механизмов

Как работать с инструкцией. Проектирование моделей-роботов. Символы. Терминология.

Показ действующей модели робота и его программ: на основе датчика освещения, ультразвукового датчика, датчика касания.

Изучение датчиков и моторов

Среда конструирования. О сборке и программировании.

Мотор и ось. Зубчатые колеса. Промежуточное зубчатое колесо. Понижающая и повышающая зубчатые передачи. Датчики наклона, касания, расстояния. Увеличение и снижение скорости

Программирование WeDo

Среда программирования. О сборке и программировании.

Блок «Цикл».

Блок «Прибавить к экрану», «Вычесть из Экрана». Блок «Начать при получении письма»

Забавные механизмы

1. Танцующие птицы

2. Умная вертушка 3. Порхающая птица

Разработка, сборка и программирование механизмов

Сравнение механизмов. Танцующие птицы, умная вертушка, порхающая птица, (сборка, программирование, измерения и расчеты).

Звери 1.Голодный аллигатор 2. Рычащий лев

3.Обезьянка-барабанщица

Разработка, сборка и программирование механизмов

Сравнение механизмов. Голодный аллигатор, рычащий лев обезьянка-барабанщица, (сборка, программирование, измерения и расчеты).

Футбол

1.Нападающий

2.Вратарь

3.Ликующие болельщики

Создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели.

Создание и программирование моделей. Создание моделей с использованием ресурсных

Приключения 1.Спасение самолета 2. Спасение от великана 3. Непотопляемый парусник

Написание и обыгрывание сценария «Приключение Маши и Макса» с использованием трех моделей (из раздела «Приключения»)

Развитие (создание и программирование) модели с более сложным поведением.

Разработка, сборка и программирование своих моделей

Конкурс конструкторских идей. Создание и программирование собственных механизмов и моделей с помощью набора Лего

Разработка индивидуальных моделей с использованием ресурсных моделей ЛЕГО.

Старшая группа

Конструктор LEGO Mindstorms позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Занятия по программе формируют специальные технические умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат. Работает Lego Mindstorms на базе компьютерного контроллера NXT, который представляет собой двойной микропроцессор, Flash-памяти в каждом из которых более 256 кбайт, Bluetooth-модуль, USB-интерфейс, а также экран из жидких кристаллов, блок батареек, громкоговоритель, порты датчиков и сервоприводов. Именно в NXT заложен огромный потенциал возможностей конструктора lego Mindstorms. Память контроллера содержит программы, которые можно самостоятельно загружать с компьютера. Информацию с компьютера можно передавать как при помощи кабеля USB, так и используя Bluetooth. Кроме того, используя Bluetooth можно осуществлять управление роботом при помощи мобильного телефона. Для этого потребуется всего лишь установить специальное java-приложение.

Цель : развитие научно-технического и творческого потенциала личности ребёнка путём организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно-технического конструирования и основ робототехники.

Задачи:
1. Развитие у школьников инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования кибернетических систем.

2. Реализация межпредметных связей с информатикой и математикой

3. Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из которых будет работающий механизм или робот с автономным управлением

Обоснование выбора данной программы.

Р еализация программы осуществляется с использование методических пособий, специально разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического конструирования на основе своих конструкторов. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов Lego Mindstorms NXT как инструмента для обучения школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению на уроках робототехники. Курс предполагает использование компьютеров 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. Методические особенности реализации программы предполагают сочетание возможности развития индивидуальных творческих способностей и формирование умений взаимодействовать в коллективе, работать в группе.

Структура и содержание программы

В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы:

Знакомство с конструктором, основными деталями и принципами крепления.

Создание простейших механизмов, описание их назначения и принципов работы. Создание трехмерных моделей механизмов в среде визуального проектирования. Силовые машины. Использование встроенных возможностей микроконтроллера: просмотр показаний датчиков, простейшие программы, работа с файлами.

Знакомство со средой программирования Robolab.

Базовые команды управления роботом, базовые алгоритмические конструкции. Простейшие регуляторы: релейный, пропорциональный. Использование регуляторов. Решение задач с двумя контурами управления или с дополнительным заданием для робота (например, двигаться по линии и объезжать препятствия).

Освоение текстового программирования в среде RobotC.

Исследовательский подход к решению задач. Использование памяти робота для повторения комплексов действий. Элементы технического зрения. Расширения контроллера для получения дополнительных возможностей робота. Работа над творческими проектами. Участие в учебных состязаниях.

Формы организации занятий

Основными формами учебного процесса являются:

групповые учебно-практические и теоретические занятия;

работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);

участие в соревнованиях между группами;

комбинированные занятия.

Основные методы обучения , применяемые в прохождении программы, основываются на педагогических технологиях:

Сотрудничество.

Проектный метод обучения.

Технологии использования в обучении игровых методов.

Информационно-коммуникационные технологии.

Частично-поисковый.

Исследовательский.

Создание ситуаций творческого поиска.

Стимулирование (поощрение).

Формы подведения итога реализации программы

защита итоговых проектов;

участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному проекту;

участие в школьных конференциях (конкурсах исследовательских работ).

Ожидаемые результаты изучения курса

Осуществление целей и задач программы предполагает получение конкретных результатов:

В области воспитания:

Воспитательный результат занятий робототехникой можно считать достигнутым, если учащиеся проявляют стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов. Самостоятельная подготовка к состязаниям, стремление к получению высокого результата.

В области конструирования, моделирования и программирования:

Знакомство с языком Си. Расширенные возможности текстового программирования. Умение составить программу для решения многоуровневой задачи. Процедурное программирование. Использование нестандартных датчиков и расширений контроллера. Умение пользоваться справочной системой и примерами.

Способность к постановке задачи и оценке необходимых ресурсов для ее решения. Планирование проектной деятельности, оценка результата. Исследовательский подход к решению задач, поиск аналогов, анализ существующих решений.

Требования к уровню подготовки обучающихся:

По окончанию курса обучения учащиеся должны

Знать :

Теоретические основы создания робототехнических устройств;

Элементную базу при помощи которой собирается устройство;

Порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами;

Порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств;

Правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами.

Уметь:

Проводить сборку робототехнических средств с применением LEGO конструкторов;

Создавать программы для робототехнических средств при помощи специализированных визуальных конструкторов.

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

использовать компьютерные программы для решения учебных и практических задач;

соблюдения безопасности приёмов работы со средствами информационных и коммуникационных технологий.

Учебно - тематический план

Наименование разделов

Количество часов

практика

Раздел 1. Введение: информатика, кибернетика, робототехника. Инструктаж по ТБ

2

Раздел 2. Основы конструирования Изучение механизмов

3

Раздел 3. Программирование

4

Раздел 4. Разработка, сборка и программирование моделей.

20

Раздел 5. Творческие проекты. Разработка, сборка и программирование своих моделей.

5

34

№ занятия

Тема занятия

Теоретическая часть

Практическая часть

Робототехника для начинающих, базовый уровень

Основы робототехники.

Понятия: датчик, интерфейс, алгоритм и т.п.

Понятие «робот», «робототехника». Применение роботов в различных сферах жизни человека, значение робототехники. Просмотр видеофильма о роботизированных системах.

Показ действующей модели робота и его программ: на основе датчика освещения, ультразвукового датчика, датчика касания

Ознакомление с комплектом деталей для изучения робототехники: контроллер, сервоприводы, соединительные кабели, датчики-касания, ультразвуковой, освещения. Порты подключения. Создание колесной базы на гусеницах

Твой конструктор (состав, возможности)

Основные детали (название и назначение)

Датчики (назначение, единицы измерения)

Двигатели

Микрокомпьютер NXT

Аккумулятор (зарядка, использование)

Как правильно разложить детали в наборе

Компьютерная база ФМЛ, Конструктор 9797 ”Lego Mindstorms NXT”

ПО ”Lego Mindstorms NXT Edu”, дополнительные датчики.

Соединительные элементы.
Конструкционные элементы.
Специальные детали.

Электронные компоненты
Микропроцессорный модуль NXT с батарейным блоком.
Три мотора со встроенными датчиками.
Ультразвуковой датчик (датчик расстояния).
Датчик касания.
Датчик звука – микрофон.
Датчик освещенности.

Моя первая программа

Программное обеспечение NXT

Требования к системе.

Установка программного обеспечения.

Интерфейс программного обеспечения.

Понятие «программа», «алгоритм». Алгоритм движения робота по кругу, вперед-назад, «восьмеркой» и пр.

Написание программы для движения по кругу через меню контроллера. Запуск и отладка программы. Написание других простых программ на выбор учащихся и их самостоятельная отладка.

Ознакомление с визуальной средой программирования

Палитра программирования. Панель настроек.

Понятие «среда программирования», «логические блоки».

Программирование и робототехника.

Показ написания простейшей программы для робота.

Интерфейс программы LEGO MINDSTORMS Education NXT и работа с ним. Написание программы для воспроизведения звуков и изображения по образцу

Робот в движении.

Сборка модели по технологическим картам.

Составление простой программы для модели, используя встроенные возможности NXT (программа из ТК + задания на понимание принципов создания программ)

Написание линейной программы.

Понятие «мощность мотора», «калибровка». Применение блока «движение» в программе.

Создание и отладка программы для движения с ускорением, вперед-назад. «Робот-волчок». Плавный поворот, движение по кривой.

Программа с циклом

Написание программы с циклом. Понятие «цикл».

Использование блока «цикл» в программе.

Создание и отладка программы для движения робота по «восьмерке»

Робот движется по окружности, в произвольном направлении

Понятие «генератор случайных чисел». Использование блока «случайное число» для управления движением робота

Создание программы для движения робота по случайной траектории

Робот движется по заданной линии

Теория движения робота по сложной траектории

Написание программы для движения по контуру треугольника, квадрата

Робот, повторяющий воспроизведенные действия

Промышленные манипуляторы и их отладка. Блок «записи/воспроизведения»

Робот, записывающий траекторию движения и потом точно её воспроизводящий

Робот, определяющий расстояние до препятствия

Ультразвуковой датчик

Робот, останавливающийся на определенном расстоянии до препятствия. Робот-охранник

Ультразвуковой датчик управляет роботом

Робот, реагирующий на звук.

Цикл и прерывания. Применение регуляторов.

Создание и отладка программы для движения робота внутри помещения и самостоятельно огибающего препятствия.

Робот-прилипала

Программа с вложенным циклом. Подпрограмма.

Поиск объектов.

Слежение за объектом.

Основы технического зрения.

Команды управления движением.

Робот, следящий за протянутой рукой и выдерживающий требуемое расстояние. Настройка иных действий в зависимости от показаний ультразвукового датчика

Использование нижнего датчика освещенности

Яркость объекта, отраженный свет, освещенность, распознавание цветов роботом.

Робот, останавливающийся на черной линии. Робот, начинающий двигаться по комнате, когда включается свет.

Движение вдоль линии

Калибровка датчика освещенности

Робот, движущийся вдоль черной линии.

Соревнования роботов

Робототехнические соревнования

Соревнования роботов. Зачет времени и количества ошибок

Робот с несколькими датчиками

Датчик касания, освещения, звука.

Создание робота и его программы с задним датчиком касания и передним ультразвуковым.

Футбол роботов

Программирование коллективного поведения и удаленного управления. Простейший искусственный интеллект.

Командные игры с использованием инфракрасного мяча и других вспомогательных устройств.

Защита проекта «Мой собственный уникальный робот»

Трехмерное моделирование.

Удаленное управление по bluetooth.

Создание собственных роботов учащимися и их презентация.

Список литературы

Для педагога

Бабич А.В., Баранов А.Г., Калабин И.В. и др. Промышленная робототехника: Под редакцией Шифрина Я.А. – М.: Машиностроение, 2002.

Юревич Ю.Е. Основы робототехники. Учебное пособие. Санкт-Петербург: БВХ-Петербург, 2005.

http:// www. legoeducation. info/ nxt/ resources/ building- guides/

http://www.legoengineering.com/

Для детей и родителей

Журнал «Компьютерные инструменты в школе», подборка статей за 2010 г. «Основы робототехники на базе конструктора Lego Mindstorms NXT».

Я, робот. Айзек Азимов. Серия: Библиотека приключений. М: Эксмо, 2002.

Разработал - Игнатьев Павел Алексеевич, 2010 г.

Пояснительная записка

Существует множество важных проблем, на которые никто не хочет обращать внимания, до тех пор, пока ситуация не становится катастрофической. Одной из таких проблем в России являются: её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.

Название курса – «Первые шаги в робототехнику»

Класс – 5

Цель – обучение основам робототехники

Задачи:

1. Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка

2. Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда

3. Прививать навыки программирования через разработку программ в визуальной среде программирования, развивать алгоритмическое мышление

Продолжительность курса – 16 часов

Основная форма работы – практические занятия

Курс основан на использовании комплектов Lego Mindstorms NXT 2.0 и визуальной среды программирования для обучения робототехнике LEGO MINDSTORMS Education NXT .

Тематическое планирование