Ученики на Учителя.com


Дополнительная общеразвивающая программа "Основы робототехники"

Государственное автономное профессиональное образовательное
учреждение
«Кузбасский техникум архитектуры, геодезии и строительства»
Города Кемерово Кемеровской области
Дополнительная общеразвивающая программа
«Основы робототехники»
подготовила
педагог дополнительного образования
Ефимкина Наталья Александровна
г Кемерово
2019
Содержание
Раздел №1Комплекс основных характеристик программы .............................. 3
1.1 Пояснительная записка ............................................................................ 3
1.2 Цели и задачи программы ........................................................................ 4
1.3 Содержание программы ........................................................................... 5
1.4 Планируемые результаты ........................................................................ 6
Раздел 2 Комплекс организационно-педагогических условий ......................... 8
2.1 Календарный учебный график ................................................................. 8
1.2 Условия реализации программы........................................................... 8
2.3 Формы аттестации ................................................................................... 9
2.4 Оценочные материалы ............................................................................. 9
2.5 Методические материалы ........................................................................ 9
Приложение 1 ................................................................................................. 11
Приложение 2 ................................................................................................. 13
Приложение 3 ................................................................................................. 14
2.6 Список литературы ................................................................................ 15
Раздел №1Комплекс основных характеристик программы
1.1 Пояснительная записка
Направленность программы «Основы робототехники» – техническая.
Актуальность развития направления робототехники заключается в том,
что в настоящий момент в России интенсивно развиваются нанотехнологии,
электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная
почва для развития компьютерных технологий и робототехники. В России в
2008г принята президентская Программа «Робототехника: инженерно-
технические кадры инновационной России», которая осуществляется по
инициативе Федерального агентства по делам молодежи Российской
Федерации и Фонда поддержки социальных инноваций «Вольное Дело» в
партнерстве с Федеральным агентством по делам молодежи пр и поддержке
Министерства образования и науки РФ. Успехи страны в XXI веке будут
определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала,
который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день
технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в
возможности объединить конструирование и программирование в одном
курсе, что способствует интегрированию изучения физики, математики,
информатики, естественных наук и развитию инженерного мышления, через
техническое творчество. В связи с вышеперечисленным вытекает и
актуальность дополнительной общеразвивающей программы «Основы
робототехники».
Отличительные особенности данной программы в том, что
используются задачи, связанные с региональной особенностью Кемеровской
области, а также почти на каждом этапе своей работы учащиеся записывают
свои результаты в рабочую тетрадь. По итогам обучения, учащиеся делают
анализ своей работы.
Адресат программы: все желающие, в возрасте от 10-16 лет без
предъявления требований к знаниям и умениям.
Объем программы составляет 72 часа, срок освоения – 12 учебных
недель.
Форма обучения по программе – очная.
Учащиеся формируются в группы близкого возраста: 10-13 лет, 14-16.
Занятия проходят по 3 часа 2 раза в неделю, общая нагрузка в неделю –
6 часов, 72 часа за весь учебный период.
1.2 Цели и задачи программы
Цель программы: привлечение детей к исследовательской и
изобретательской деятельности, обучение основам робототехники и
программирования.
Задачи:
Предметные:
• способствовать формированию первоначальных знаний о конструкции
робототехнических устройств;
• знакомить с приемами сборки робототехнических устройств Lego
Mindstorms EV3;
• обучать программированию Lego Mindstorms EV3 в мини ср еде Brick
Program.
Метапредметные:
• развивать мелкую моторику, внимательность, аккуратность и
изобретательность;
• развивать умения излагать мысли в четкой логической
последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию
и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических
рассуждений;
• формировать интерес к конструкторско-технологической деятельности;
• формировать умение работать в команде.
Личностные:
• формировать у учащихся стремление к получению качественного
законченного результата; творческое отношение к выполняемой работе;
• воспитывать чувство ответственности.
1.3 Содержание программы
Учебный план
№ п/п
Название раздела
Количество часов
Форма
контроля
Теория
Практика
Всего
1
Вводное занятие. Вводный
инструктаж. Введение в
робототехнику.
3
3
Беседа
2
Знакомство с конструктором
Lego Maindstorms EV3.
7
41
48
Заполнен
ие
рабочей
тетради.
Соревнов
ания
внутри
группы.
Тестирова
ние.
3
Проект на заданную тему.
5
13
18
Выполнен
ие и
защита
проекта.
4
Итоговое занятие
3
3
Беседа
Всего
15
57
72
Содержание учебного плана
1 Вводное занятие. Вводный инструктаж. Введение в робототехнику.
Теория: ТБ. Правила поведения в КВАНТОРИУМЕ. История
робототехники. Что такое робот. Виды роботов. Перспективы развития
робототехники.
Форма контроля: беседа по про прослушанному материалу.
2 Знакомство с конструктором Lego Maindstorms EV3.
Теория: Название и применение деталей Lego. Комплектация набора Lego
Maindstorms EV3.Меню контроллера Lego Maindstorms EV3.
Практика: Выполнение упражнения «Собери свою конструкцию». Сбор
базовой конструкции. Изготовление самой высокой башни по средствам
набора Lego Maindstorms EV3. Работа в меню Port View. Работа с р азными
датчиками. Программирование в мини среде Brick Program при выполнении
задачи из Приложения 2.
Форма контроля: Заполнение рабочей тетради. Соревнования внутри
группы. Тестирование.
3 Проект на заданную тему.
Теория: Основные этапы тайм-менеджмента. Регламент для защиты
проекта. Условия выполнения и ограничения для проекта.
Практика: Выполнение проекта по одной из тем из Приложения 3.
Защита проекта.
Форма контроля: Выполнение и защита проекта.
4 Итоговое занятие.
Практика: Подведение итогов своей работы за учебный курс по
средствам своей рабочей тетради.
Форма контроля: беседа.
1.4 Планируемые результаты
По окончанию программы «Основы робототехники» у учащихся
ожидается достижение следующих результатов:
предметные:
• первоначальные знания о конструкциях робототехнических устройств;
• приемы сборки робототехнических устройств Lego Mindstorms EV3;
• знание правил безопасной работы;
• понимание основных компонентов конструкторов Lego Mindstorms
EV3;
• владение основными приемами конструирования роботов Lego
Mindstorms EV3;
• умение программировать Lego Mindstorms EV3 в мини среде Brick
Program;
• умение организовывать рабочее место;
• выполнение правил работы с конструктором;
метапредметные:
• умение излагать мысли в четкой логической последовательности,
отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно
находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
• развитие мелкой моторики и внимательность, началось формирование
умения аккуратность и изобретательность;
• интерес к конструкторско-технологической деятельности;
• навыки работы в команде;
• навыки работы по инструкции, образцу и простейшим алгоритмам;
• навыки планирования и самостоятельного выполнения практических
заданий;
личностные:
• стремление к получению качественного результата;
• ответственное и творческое отношение к выполняемой работе;
• осознание значения сотрудничества с другими учащимися для
достижения поставленных целей.
Раздел 2 Комплекс организационно-педагогических
условий
2.1 Календарный учебный график
Количество учебных недель по программе – 12 недель.
Количество учебных дней – 24 учебных дня.
Каникул нет.
Набор учащихся на обучение может проводиться 2 раза в учебный год.
Для учащихся первого набора обучение начинается в сентябре, заканчивается
в январе. Для учащихся второго набора - начинается в январе, заканчивается
в мае.
Календарный учебный график представлен в Приложении 1.
1.2 Условия реализации программы
Материально-техническое обеспечение для преподавателя:
• Компьютер 1 шт
• Lego Mindstorms EV3 1 набор;
• Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition;
• Руководство пользователя LEGO MINDSTORMS EV3 Education;
• Датчики освещённости 1 шт;
• Зарядное устройство 1 шт;
• Интерактивная доска (или проектор, или телевизор);
• Поле для соревнований с наличием черной линии.
Материально-техническое обеспечение для учащихся:
• Lego Mindstorms EV3 – от 8 до14 наборов;
• Набор ресурсный средний – от 4 до 7 наборов;
• Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition;
• Руководство пользователя LEGO MINDSTORMS EV3 Education;
• Датчики освещённости – от 8 до 14 шт;
• Зарядные устройства – от 8 до 14 шт;
• Компьютер - от 8 до 14 шт.
• Поле для соревнований с наличием черной линии.
Кадровое обеспечение:
Программу может реализовывать педагог дополнительного
образования, имеющим знания в области работы с набором LEGO
MINDSTORMS EV3 Education.
2.3 Формы аттестации
Выполнение тестов, соревнования, выполнение проекта, отзывы
родителей учеников.
2.4 Оценочные материалы
Результаты решения каждой задачи, учащиеся записывают в р абочую
тетрадь (на каждого учащегося отдельно).
2.5 Методические материалы
Особенности организации образовательного процесса: очно.
Методы обучения и воспитания
Методы обучения: словесный, наглядный, практический, проектно-
исследовательский.
Методы воспитания: убеждение, поощрение, упражнение.
Форма организации образовательного процесса:
Индивидуально-групповая, методика проектной деятельности.
Формы организации учебного занятия:
Беседа с элементами лекции, беседа, соревнование, практическое
занятие, занятие с творческим заданием.
Педагогические технологии
При реализации данной программы применяются следующие
технологии: технология индивидуализации обучения, технология группового
обучения, технология проектной деятельности, технология коллективной
творческой деятельности.
Алгоритм учебного занятия
1. Организационный момент;
2. Объяснение задания;
3. Практическая часть занятия;
4. Подведение итогов;
Дидактические материалы
Презентации к темам: История робототехники. Что такое р обот. Виды
роботов. Перспективы развития робототехники. Знакомство с набором,
перечисление всех деталей, базовые понятия. Повторение название деталей.
Знакомство с контролером EV3. Работа в меню Port View. Программирование
в мини среде Brick Program.
Рабочая тетрадь, в которую входят технологические карты к темам:
Упражнение «Собери свою конструкцию». Сборка базовой конструкции.
Изучение внутреннего меню контроллера. Изготовление самой высокой
башни из набора Lego Maindstorms EV3. Работа в меню Port View.
Знакомство с датчиками. Сборка базовой конструкции. Программирование в
мини среде Brick Program. Выполнение задач из Приложения 2. Выполнение
проекта.
Приложение 1
Календарный учебный график
№ п/п
Месяц
первый
набор/
второй
набор
Форма
занятия
всего
Название темы
Место
проведения
Форма
контроля
1
Сентябрь
/ январь
Сообщение
новых
знаний
3
ТБ. История
робототехники. Правила
поведения в
КВАНТОРИУМЕ. Что
такое робот. Виды
роботов. Перспективы
развития робототехники
Робоквантум
Беседа
2
Сентябрь
/ январь
Сообщение
новых
знаний
3
Знакомство с набором,
перечисление всех
деталей, базовые
понятия. Выполнение
упражнения «Собери
свою конструкцию».
Робоквантум
Заполнение
рабочей
тетради.
Соревнование
3
Сентябрь
/ январь
Сообщение
новых
знаний
3
Повторение название
деталей. Сборка базовой
конструкции.
Робоквантум
Заполнение
рабочей
тетради.
Соревнование
4
Сентябрь
/ январь
Сообщение
новых
знаний
3
Повторение название
деталей. Знакомство с
контролером EV3.
Изучение внутреннего
меню контроллера.
Робоквантум
Заполнение
рабочей
тетради.
Соревнование
5
Сентябрь
/ февраль
Сообщение
новых
знаний
3
Повторение название
деталей. Изготовление
самой высокой башни из
набора Lego Maindstorms
EV3.
Робоквантум
Заполнение
рабочей
тетради.
Соревнование
6
Сентябрь
/ февраль
Сообщение
новых
знаний
3
Повторение название
деталей. Сборка базовой
конструкции. Работа в
меню Port View.
Знакомство с датчиками.
Робоквантум
Заполнение
рабочей
тетради.
Соревнование
Тестирование
7-16
Сентябрь
-октябрь
/
февраль-
март
Сообщение
новых
знаний
24
Программирование в
мини среде Brick
Program. Выполнение
задач (Приложение 2).
Робоквантум
Заполнение
рабочей
тетради.
Соревнование
17-18
Октябрь /
март
практическо
е
6
Программирование в
мини среде Brick
Program. Выполнение
задач (Приложение 2).
Робоквантум
Заполнение
рабочей
тетради.
Соревнование
18-19
Ноябрь /
март
Сообщение
новых
знаний
5
Постановка задачи
проекта условия
выполнения,
ограничения. Выяснение
всех непонятных
вопросов. Работа над
проектом.
Робоквантум
Выполнение
проекта
21-22
Ноябрь-
декабрь /
март-
апрель
Применение
полученных
умений на
практике
13
Работа над проектом.
Робоквантум
Выполнение
проекта
23
Декабрь /
апрель
3
Защита проекта.
Робоквантум
Выполнение и
защита
проекта
24
Декабрь /
апрель
3
Подведение итогов
работы за все учебное
время.
Робоквантум
Беседа
Приложение 2
Задачи для программирования:
• Движение вперед и возвращение на место старта.
• Движение по квадрату.
• Движение вперед и возвращение на место старта, повторный запуск
программы происходит от датчика звука.
• Движение по квадрату с помощью датчика звука.
• Движение вперед и возвращение назад до срабатывания датчика
касания.
• Запуск программы происходит от датчика звука, робот движется
вперед до срабатывания датчика касания, затем робот возвращается на
исходное место.
• Робот движется вперед до препятствия, определяемого датчиком
расстояния, затем движется назад до препятствия, определяемым
датчиком касания.
• Движение вперед до препятствия, определяемого датчиком расстояния
и возвращение назад до срабатывания датчика звука.
• Создать робота, эмитирующего поведение «Боязливой кошки».
• Движение вперед до черной полосы, возврат назад до черной полосы.
• Движение по черной линии.
• Соревнования по попаданию в ворота, при движении «змейкой».
Приложение 3
Темы для проекта:
• Шагающий экскаватор.
• Карьерный автосамосвал.
• Экскаватор.
• Бульдозер.
• Роторный экскаватор.
• Экскаватор электрический.
2.6 Список литературы
Список литературы для детей
1. Валк, Л. Большая книга Lego Maindstorms EV3 [Текст] /
Лоренс Валк; [пер. с англ. С.В. Черникова]. - Москва: Э, 2017. -408 с.
(Подарочные издания. Компьютер).
2. Исогава, Йошихито. Книга идей Lego Maindstorms EV3 181
удивительный механизм и устройство [Текст] / Йошихито Исогава;
[пер. с англ. О.В. Обручева]. - Москва: Э ,2017. -232 с. (Подарочные
издания. Компьютер).
Список литературы для педагогов
1. Валк, Л. Большая книга Lego Maindstorms EV3 [Текст] /
Лоренс Валк; [пер. с англ. С.В. Черникова]. - Москва: Издательство
«Э», 2017. - 408 с. (Подарочные издания. Компьютер).
2. Гриценко, Л.И. Педагогика и психология: теория и
технологии [Текст]: 2 ч. / Л.И. Гриценко. – Москва: Планета, 2012.
3. Злотин, Б. Изобретатель пришел на урок. Развиваем
креативное мышление [Текст] / Б. Злотин, А. Зусман. – Москва: КТК
Галактика, 2018 - .302
4. Исогава, Йошихито. Книга идей Lego Maindstorms EV3 181
удивительный механизм и устройство [Текст] / Йошихито Исогава;
[пер. с англ. О.В. Обручева]. - Москва: Э, 2017. -232 с. (Подарочные
издания. Компьютер).
5. Мухина, В.С. Возрастная психология: Детство, отрочество,
юность [Текст]: Хрестоматия. Учебное пособие для студентов
педагогических вузов. / В.С. Мухина, А.А. Хворостов. – Москва:
Академия, 2009 - 624с.
Скачать материал

Педагогика - еще материалы к урокам: