.png){kind=small}
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности "Робототехника"
Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования "Центр развития творчества детей и юношества" Кандалакский район
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности
"Робототехника"
Сырцова Юлия Николаевна
педагог дополнительного образования
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Дополнительная общеобразовательная программа «Робототехника» составлена на основе комплекта заданий и лицензионного программного обеспечения LEGO MINDSTORMS Education EV3 и имеет техническую направленность.
Программа составлена в соответствии:
- с Федеральным Законом Российской Федерации от 29.12.2012г. № 273 «Об образовании в Российской Федерации»;
- с приказом Министерства просвещения РФ от 09.11.2018 № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»,
- с письмом Министерства образования и науки РФ от 18 ноября 2015 года № 09-3242 «Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)»;
- постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 04.07.2014г. № 41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей».
Новизна данной программы и отличие ее от других программ по робототехнике заключается в том, что она составлена для обучения детей с использованием образовательных конструкторов LEGO MINDSTORMS Education EV3, позволяет не только конструировать и программировать модели, но и научиться анализировать и сравнивать различные модели LEGO MINDSTORMS EV3, искать методы исправления недостатков, использовать преимущества, приводящие в итоге к созданию конкурентно способной модели.
Актуальность программы: программа востребована в настоящее время детьми и их родителями. Полученные на занятиях знания становятся для учащихся необходимой теоретической и практической основой для дальнейшего обучения в технической направленности при выборе будущей профессии, в определении жизненного пути.
Педагогическая целесообразность программы состоит в том, она реализуется во взаимосвязи с предметами школьных образовательных программ. Теоретические и практические знания по ЛЕГО-конструированию и робототехнике значительно углубят знания учащихся по ряду разделов физики, черчения, технологии, математики и информатики. Данная программа помогает раскрыть творческий потенциал обучающегося, определить его резервные возможности, осознать свою личность в окружающем мире, способствует формированию стремления стать мастером, исследователем, новатором. Программа является целостной и непрерывной в течение всего процесса обучения, и позволяет учащимся раскрыть в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире. В процессе обучения, учащиеся знакомятся с основами робототехники, радиоэлектроники и программирования микроконтроллеров для роботов по принципу «от простого к сложному». Избегая сложных математических формул, на практике, через эксперимент, обучающиеся изучают физические процессы, происходящие в роботах, включая двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры EV3.
Адресат программы
Данная программа адресована обучающимся в возрасте 10 - 12 лет.
Срок реализации программы
Срок реализации программы - 1 год.
Форма реализации программы
Форма обучения – очная. Форма и тип организации деятельности учащихся – групповая, индивидуальная, фронтальная, парная.
Виды занятий:
- практические занятия (конструирование, программирование, тестирование, практикум, творческое задание, соревнования)
- теоретические занятия (беседа, рассказ, видео, презентации, опрос).
Объем программы и режим занятий
Объем программы – 144 часа.
Занятия проводятся 2 раза в неделю по 2 академических часа, 1 час – 45 минут.
Уровень сложности программы- стартовый.
Условия реализации программы.
Учебная группа состоит из 12 обучающихся в соответствии с Положением МАУ ДО ЦРТДиЮ о количестве учащихся в объединениях и их возрастных категориях.
Цель программы: развитие индивидуальных способностей ребенка и повышение мотивации к обучению посредством конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3.
Задачи программы:
-
научить собирать роботов из деталей конструкторов;
-
научить программировать роботов, используя основные алгоритмические структуры: линейную, цикл, выбор, множественный выбор;
-
развивать умение довести решение задачи до работающей модели;
-
развивать логическое, абстрактное и образное мышление;
-
воспитывать творчески мыслящую личность, умеющую решать нестандартные задачи, отвечающие требованиям современного времени.
Ожидаемые результаты.
По окончании обучения дети должны знать:
-
правила безопасности при работе с набором конструктора LEGO Education MINDSTORMS EV3;
-
основные компоненты конструктора;
-
конструктивные особенности различных моделей и механизмов;
-
компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования; виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
-
конструктивные особенности различных роботов;
-
способы передачи программы на модуль EV3.
По окончании обучения дети должны уметь:
-
работать с инструкциями по сборке;
-
собирать модели LEGO MINDSTORMS EV3 по схеме и без схемы;
-
программировать модели LEGO MINDSTORMS EV3 по образцу и по условиям;
-
осуществлять усложнённое программирование робота по условиям;
-
работать с несколькими датчиками;
-
подключать датчики, настраивать регистрацию данных с различных портов;
-
использовать различные режимы регистрации данных;
-
настраивать параметры команд и датчиков;
-
создавать и описывать творческие и исследовательские проекты;
-
работать в команде, распределять обязанности самостоятельно.
Способы определения результативности:
-
педагогическое наблюдение;
-
подготовка и защита творческих, исследовательских проектов, участие в соревнованиях и конкурсах различного уровня (муниципального, регионального);
-
тестирование в соответствии с контролирующими материалами один раз в полугодие;
диагностика в соответствии с приложением № 1.
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
|
№ п/п
|
Тема
|
Всего часов
|
В том числе:
|
|
|
теория
|
практика
|
|||
|
1.
|
Вводное занятие.
|
2
|
2
|
-
|
|
2.
|
Конструктор Lego Mindstorms EV3.
|
4
|
2
|
2
|
|
3.
|
Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3.
|
10
|
2
|
8
|
|
4.
|
Приводная платформа, подключение датчиков и моторов.
|
20
|
4
|
16
|
|
5.
|
Основы программирования.
|
26
|
6
|
20
|
|
.6.
|
Конструирование моделей и более сложные действия программирования.
|
40
|
8
|
32
|
|
7.
|
Подготовка к соревнованиям различного уровня.
|
24
|
-
|
24
|
|
8.
|
Разработка проекта.
|
16
|
2
|
14
|
|
9.
|
Итоговое занятие.
|
2
|
-
|
2
|
|
|
Всего:
|
144
|
26
|
118
|
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
-
Вводное занятие – 2 часа
Теоретические занятия – 2 часа.
Введение в программу. Правила поведения в кабинете. Первичный инструктаж по технике безопасности работы на компьютере, с конструктором и по пожарной безопасности. Демонстрация презентации и готовых моделей.
-
Конструктор Lego Mindstorms EV3 – 4 часа.
Теоретические занятия – 2 часа.
Основные принципы работы модуля EV3. Электронный учебник. Перечень деталей конструкторов базового и ресурсного наборов. Виды датчиков. Батареи. Моторы.
Практические занятия – 2часа.
Установка батареи. Зарядка батареи. Моторы. Модуль EV3. Подключение датчиков и моторов. Подключение модуля EV3 к компьютеру. Интерфейс EV3. Работа с деталями конструктора базового и ресурсного наборов.
-
Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3- 10 часов.
Теоретические занятия – 2 часа.
Правила работы с панелью задач. Основные компоненты лобби. Свойства и структура вкладки проект. Последовательность работы в самоучителе. Основные этапы программирования. Параметры программных блоков. Назначение палитры программирования. Этапы журналирования данных.Значение аппаратных средств.Вид и функции панели инструментов. Правила устранения неполадок. Правила работы со звуком. Правила работы сизображением.
Практические занятия – 8 часов.
Работа с программным обеспечением. Работа во вкладке лобби. Работа в новом проекте. Работа в самоучителе. Программирование. Работа с программными блоками.Работа со страницей аппаратных средств. Редактирование контента. Работа во вкладке инструменты. Устранение неполадок. Настройка звуковых файлов. Работа с изображением.
-
Приводная платформа, подключение датчиков и моторов – 20 часов.
Теоретические занятия – 4 часа.
Инструкция по сборке. Схема сборки. Порты для подключения датчиков и моторов. Правила подключения датчиков и моторов к модулю EV3.
Практические занятия – 16 часов.
Сборка приводной платформы на основе модуля EV3. Подключение и программирования среднего и большого мотора. Подключение и программирования датчика касания. Подключение и программирования датчика цвета (вниз, вперёд). Подключение и программирования гироскопического датчика. Подключение и программирование ультразвукового датчика. Программирование модуля EV3, используя программное приложение на модуле. Сборка кубоида.
-
Основы программирование – 26 часов.
Теоретические занятия – 6 часов.
Основные блоки программирования, параметры и значения. Основы управления приводной платформы и активирование действий на основе данных поступающих от различных датчиков.
Практические занятия – 20 часов.
Настройка конфигурации блоков. Программирование приводной платформы, движущееся по прямой линии. Программирование приводной платформы: с помощью блока «Рулевое управление», «Независимое управление моторами». Программирование приводной платформы дл перемещение и освобождения кубоида. Программирование приводной платформы, используя датчик цвета для обнаружения лини. Программирование приводной платформы, используя гироскопический датчик для поворота на 45 градусов. Программирование приводной платформы, используя ультразвуковой датчик, «Ожидание изменений» для определения приближения к объекту.
-
Конструирование моделей и более сложные действия программирования – 40 часов.
Теоретические занятия – 8 часов.
Содержание инструкций по сборке. Блоки программирования: многозначность, цикл, переключатель, многопозиционный переключатель, шины данных, случайные величины, блоки датчиков, текст, диапазон, математика–базовый, скорость гироскопа, сравнение, переменные, обмен сообщениями, логика, математика–дополнительный, массивы.
Практические занятия – 32 часа.
Конструирование моделей «ГироБой», «Сортировщик цветов», «Щенок», «Рука робота Н25» и программирование с помощью блоков: многозначность, цикл, переключатель, многопозиционный переключатель, шины данных, случайные величины, блоки датчиков, текст, диапазон, математика – базовый, скорость гироскопа, сравнение, переменные, обмен сообщениями, логика, математика – дополнительный, массивы.
-
Подготовка к соревнованиям различного уровня – 24 часа.
Практические занятия – 24 часа.
Конструирование, программирование и тестирование роботов в соответствии с условиями соревнований.
-
Разработка проекта – 16 часов.
Теоретические занятия – 2 часа.
Выбор темы проекта. Этапы работы над проектом. Определение целей и задач. Выбор робота в соответствии с целью проекта. Перечень деталей для сборки робота. Этапы сборки робота. Правила программирования робота.
Практические занятия – 14 часов.
Зарисовка робота. Подготовка деталей. Сборка модели в соответствии с назначением. Программирование модели с использованием блоков программирования. Испытание модели. Защита проекта.
-
Итоговое занятие – 2 часа
Выставка действующих моделей роботов, собранных и запрограммированных за учебный год.
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ
Для реализации программы необходимы: компьютерный класс с хорошим освещением, оборудованный столами и стульями, компьютерами (из расчета 1 компьютер на 2-х учащихся); конструкторами LEGO MINDSTORMS Education EV3 (из расчета 2 набора ЛЕГО базовый и ресурсный на 2-х учащихся); программное обеспечение и комплекты заданий к данным конструкторам, фотоаппарат, принтер, проектор, интерактивная доска.
Во время занятий обязательно проводятся физкультурные минутки.
Для организации образовательного процесса по программе используются следующие методы обучения:
-
словесные (объяснение, беседа, рассказ);
-
наглядные (демонстрация образцов, использование шаблонов, просмотр видео роликов в соответствии с темой занятия);
-
практические (упражнения, самостоятельная работа учащихся, творческие задания, игры).
Общедидактические методы:
- репродуктивный (для организации учебной деятельности с применением упражнений, инструкции, изображений, реальных предметов, технологических карт с последовательностью практических действий);
- объяснительно-иллюстративный (для повышения мотивации к обучению с использованием наглядных пособий)
- ситуативно-ролевой для активизации учебного процесса.
Для реализации программы используются образовательные технологии и методики:
- дифференцированного и индивидуального обучения для развития мотивации к учению, обучение на индивидуальном максимально посильном уровне;
- проектное обучение (создание групповых и индивидуальных творческих проектов и их защита);
- ИКТ для повышения эффективности учебного процесса;
- личностно-ориентированное обучение для раскрытия и развития индивидуально-личностных качеств ученика;
- системно-деятельностный подход для самостоятельного успешного усвоения новых знаний учеником.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Программное обеспечение:
-
Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education EV3.
Интернет – ресурсы:
Литература для учащихся:
1.Адаменко М.В. Компьютер для детей 8-12 лет. – М.: Майор, 2005.
2. Информатика. Основы компьютерной грамоты. Начальный курс / под ред. Н.В. Макаровой. Питер, 2010.
Приложение № 1
Диагностика по программе «Робототехника»
дата проведения_______________________
ФИО педагога___________________________
год обучения _____________________________
группа _____________________________
|
№ п.п
|
Ф.И учащегося
|
Работа в коман-де
|
Сборка робота по схеме
|
Сборка робота без схемы
|
Программирова-ние
робота
по образцу
|
Программирова-ние
робота
по условиям
|
Услож-нённое программирование робота по усло-виям
|
Работа с несколькими датчиками
|
Использует различные режимы регистрации данных
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|