Ученики на Учителя.com


Образовательная программа дополнительного образования детей "РОБОТОТЕХНИКА"

Министерство образования Республики Мордовия
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
дополнительного образования детей
Дом детского творчества
Утверждаю
Директор МБОУ ДОД
Дом детского творчества
_____________________
/Кондратьева О.Г./
№ протокола педагогического совета
от ___________2013 г.
Образовательная программа дополнительного
образования детей
кружка «РОБОТОТЕХНИКА»
Для учащихся: 9-10 лет.
Срок реализации программы: 1 год.
Выполнила педагог дополнительного
образования Баринова М.Я.,
работающего на базе МБОУ
«Ардатовская ООШ»
2013 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«Уже в школе дети должны получить
возможность раскрыть свои
способности, подготовиться к жизни
в высокотехнологичном
конкурентном мире».
Д. А. Медведев.
Современный человек участвует в разработке, создании и потреблении
огромного количества артефактов: материальных, энергетических,
информационных. Соответственно, он должен ориентироваться в
окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий
появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, постоянно
изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться. Понимание феномена
технологии, знание законов техники, позволит младшему школьнику
соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни.
Особенно важно не упустить имеющийся у младшего школьника
познавательный интерес к окружающим его рукотворным предметам,
законам их функционирования, принципам, которые легли в основу их
возникновения.
Курс направления внеурочной деятельности «Робототехника»
предназначен для того, чтобы положить начало формированию у учащихся
начальной школы целостного представления о мире техники, устройстве
конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире.
Реализация данного курса позволяет стимулировать интерес и
любознательность, развивать способности к решению проблемных ситуаций
умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы,
выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их, расширить
технический и математический словари ученика.
Кроме этого, реализация этого курса в рамках начальной школы
помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного
взаимодействия детей в ходе групповой деятельности.
Курс разработан для разных возрастных групп начальной школы
(учащиеся 1 – 4 классов).
Учащиеся, работая по карточкам и заданиям учителя, испытывают
собранные модели и анализируют предложенные конструкции. Далее они
выполняют самостоятельную работу по теме, предложенной учителем.
Помощь учителя при данной форме работы сводится к определению
основных направлений работы и к консультированию учащихся.
Самостоятельная работа выполняется учащимися в форме проектной
деятельности, может быть индивидуальной, парной и групповой.
Выполнение проектов требует от детей широкого поиска, структурирования
и анализирования дополнительной информации по теме.
Занятия представляют уникальную возможность для детей младшего
школьного возраста освоить основы робототехники, создав действующие
модели роботов Mindstorms NXT.
Благодаря датчикам поворота и расстояния, созданные конструкции
реагируют на окружающих мир. С помощью программирования на
персональном компьютере ребенок наделяет интеллектом свои модели и
использует их для решения задач, которые по сути являются упражнениями
из курсов математики, информатики.
Данная программа и составленное тематическое планирование
рассчитано на 1 час в неделю по 30 минут в каждой группе. Всего 34 часа.
Название курса – «Робототехника».
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА
Цель: обучение основам конструирования и программирования
Задачи:
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.
ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ
Среди форм организации учебных занятий в данном курсе выделяются
практикум;
урок-консультация;
урок -ролевая игра;
урок-соревнование;
выставка;
урок проверки и коррекции знаний и умений.
Предполагаемые результаты реализации программы
Личностные, метапредметные и предметные
результаты освоения курса:
Личностными результатами изучения курса «Робототехника»
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 своё
отношение к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных
ценностей;
самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы.
Метапредметными результатами изучения курса «Робототехника»
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 изучения курса «Робототехника»
является формирование следующих знаний и умений:
ЗНАТЬ:
правила безопасной работы;
основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
конструктивные особенности различных моделей, сооружений и
механизмов;
компьютерную среду, включающую в себя графический язык
программирования;
виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
основные приемы конструирования роботов;
конструктивные особенности различных роботов;
как передавать программы в RCX;
как использовать созданные программы;
самостоятельно решать технические задачи в процессе
конструирования роботов (планирование предстоящих действий,
самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт
конструирования с использованием специальных элементов, и других
объектов и т.д.);
создавать реально действующие модели роботов при помощи
специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
создавать программы на компьютере для различных роботов;
корректировать программы при необходимости;
демонстрировать технические возможности роботов;
УМЕТЬ:
Принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель.
Прогнозировать результаты работы.
Планировать ход выполнения задания.
Рационально выполнять задание.
Руководить работой группы или коллектива.
Высказываться устно в виде сообщения или доклада.
Высказываться устно в виде рецензии ответа товарища.
Получать необходимую информацию об объекте деятельности,
используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных
носителях);
Осуществлять простейшие операции с файлами;
10.запускать прикладные программы, редакторы, тренажеры;
Представлять одну и ту же информацию различными способами;
Осуществлять поиск, преобразование, хранение и передачу
информации, используя указатели, каталоги, справочники, Интернет.
Устройство компьютера на уровне пользователя;
Основные понятия, использующие в робототехнике:
микрокомпьютер, датчик, сенсор, порт, разъем, ультразвук, USB-кабель,
интерфейс, иконка, программное обеспечение, меню, подменю, панель
инструментов;
14. Интерфейс программного обеспечения Mindstorms NXT.
ФОРМА КОНТРОЛЯ
В качестве домашнего задания предлагаются задания для учащихся по
сбору и изучению информации по выбранной теме;
•Выяснение технической задачи,
•Определение путей решения технической задачи
Контроль осуществляется в форме творческих проектов,
самостоятельной разработки работ.
УЧЕБНО – ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№
Тема
Всег
о
часо
в
В том числе:
теорет.
практи
ч.
1.
Вводное занятие. Презентация программы. ТБ
1
-
2.
Конструирование
2.1.
Способы крепления деталей. Высокая башня.
1
1
Содержание курса
1. Вводное занятие.
Введение в предмет «Робототехника». Что такое робот? Какие бывают
роботы. Современные тенденции робототехники. Зарубежные и
отечественные разработки. Презентация программы. Техника безопасности
на занятиях. Правила внутреннего распорядка и поведение в коллективе.
Знакомство с конструктором. Правила работы с конструктором.
2. Конструирование.
2.2.
Механический манипулятор (хваталка).
1
1
3.
Первые модели.
3.1.
Тележки. История колеса. Одномоторная тележка.
0,5
0,5
3.2.
Тележка с автономным управлением.
0,5
0,5
3.3.
Двухмоторная тележка. Полный привод.
1
1
4.
Подключения NXT .
1
1
5.
Интерфейс NXT. Составление программ с
использованием блока NXT.
1
1
6.
Интерфейс программной среды LEGO Mindstorms
Edu NXT
1
1
7.
Программирование
7.1.
Циклы
1
1
7.2.
Ветвление
1
1
7.3.
Алгоритмы управления.
1
1
7.4.
Управление роботом через Bluetooth .
1
1
7.5.
Мой блок. Конструируем собственные блоки.
1
1
8.
Задачи для робота
8.1.
Поворот, парковка в гараж, остановка (датчик
касания).
1
1
8.2.
Движения по звуковому сигналу, определение
уровня шума (датчик звука).
1
1
8.3.
Движение вдоль линии. Один датчик света/цвета.
1
1
8.4.
Движение за рукой используя датчик ультразвука.
1
1
9.
Подведение итогов
-
1
ВСЕГО:
17
17
2.1. Способы крепления деталей. Высокая башня.
Различия принципов конструирования RIS и NXT. Способы
крепления деталей. Жесткая конструкция. Конструирование самой высокой
и устойчивой башни. Высота, устойчивость.
Практическая работа: конструируем модель «Башня».
2.2. Механический манипулятор (хваталка).
Подвижная конструкция. Понятие механизма.
Практическая работа: конструируем модель «Механический
манипулятор».
3. Первые модели.
3.1. Тележки. История колеса. Одномоторная тележка.
Практическая работа: конструируем модель «Одномоторная
тележка».
3.2. Тележка с автономным управлением.
Микроконтроллер. Автономное управление.
Практическая работа: конструируем модель «Тележка с
автономным управлением».
3.3. Двухмоторная тележка. Полный привод.
Центр тяжести. Трехколесная тележка.
Практическая работа: конструируем модель «Двухмоторная
тележка».
Практическая работа: конструируем модель «Двухмоторный
вездеход».
4. Подключения NXT.
Подключение электромоторов, датчиков, обмен данными между NXT
и компьютером с использованием USB-кабеля и Bluetooth. Технические
характеристики NXT. Память, быстродействие. Порты. Кнопки. Элементы
питания. Программные среды.
5. Интерфейс NXT.
Составление программ с использованием блока NXT. Возможности
управления моторами. Датчики. Использование датчиков для управления
роботом. Основные структуры программирования. Команды управления
моторами в NXT Program.
Практическая работа: «Программируем без компьютера».
6. Интерфейс программной среды LEGO Mindstorms Edu NXT.
Язык программирования NXT-G. Окно программы. Палитра команд.
Рабочее поле программы. Robo Center. Командный центр. Настройка
параметров команд. Мотор вперед. Мотор назад. Поворот.
Практическая работа: «Плавный поворот», «Поворот на месте».
7. Программирование.
7.1. Циклы.
Цикл с параметром. Цикл с постусловием. Переменные. Три типа
переменных.
Практическая работа: Программа «Вокруг квадрата».
7.2. Ветвление.
Ветвление. Переключатели. Режимы отражения блока «Ветвление».
Параллельные ветвление.
Практическая работа: Сконструировать TriBot, написать
программу, используя «Ветвление».
7.3. Алгоритмы управления (релейный регулятор, пропорциональный
регулятор, пропорционально - дифференциальный регулятор).
Практическая работа: Программа с использованием П-регулятора
«Робот описывает восьмерку», «Змейка».
7.4. Управление роботом через Bluetooth (использование 2-го блока
NXT) - джойстик для робота.
Практическая работа: Программа «Пульт управления роботом».
7.5. Мой блок. Конструируем собственные блоки.
Практическая работа: Программа «Мой блок».
8. Задачи для робота
8.1. Поворот, парковка в гараж, остановка (датчик касания).
Параллельные процессы. Использование датчика касания. Управление
моторами.
Практическая работа: Программа «Парковка в гараж».
8.2. Движения по звуковому сигналу, определение уровня шума
(датчик звука).
Использование датчика звука. Управление моторами. Измерение
уровня шума.
Практическая работа: Программа «Активация робота звуком».
8.3. Движение вдоль линии. Один датчик света/цвета.
Использование датчика света или цвета. Измерение уровня
освещенности. Определение цвета с помощью датчика.
Практическая работа: Программа «Движение вдоль линии».
Практическая работа: Программа «Обнаружение черной линии».
8.4. Движение за рукой используя датчик ультразвука.
Использование датчика ультразвука. Измерение расстояния.
Практическая работа: Программа «Робот-прилипала».
9. Подведение итогов года.
Выставка. Подведение итогов работы за год.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зверева В.И. Образовательная программа школы: структура, содержание,
технология разработки/ М., педагогический поиск. Приложение к журналу
«Завуч», 1998.
2. http://www.mindstorms.su
3. Дистанционный курс "Основы робототехники". АЛТГПА. -
http://www.uni-
altai.ru/ifmo/ktoi/dist_ktoi/
4. Дистанционный курс «Конструирование и робототехника» -
http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=17
5. Институт новых технологий. - http://www.int-edu.ru
6. Кружок робототехники, [электронный ресурс]//http://lego.rkc-
74.ru/index.php/-lego
7. В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный
ресурс]//http://lego.rkc-74.ru/index.php/2009-04-03-08-35-17, Пермь, 2011 г.
8. Чехлова А. В., Якушкин П. А.«Конструкторы LEGO DAKTA в курсе
информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ,
2001 г.
Интернет ресурсы
http://lego.rkc-74.ru/
http://www.lego.com/education/
http://www.wroboto.org/
http://learning.9151394.ru
http://www.roboclub.ru/
http://robosport.ru/
http://www.prorobot.ru/
http://www.asahi-net.or.jp
Скачать материал

Педагогика - еще материалы к урокам: