рабочая программа по робототехнике lego mindstorms ev3 2 год обучения
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА для LEGO MINDSTORMS Education EV3 по робототехнике
Республика Саха ( Якутия) Муниципальное образование Кобяйский улус
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
Директор школы Левина О.Д
Заместитель директора по ВР
_______________ 20____ г.
« Ситтинская средняя общеобразовательная школа
LEGO MINDSTORMS Education EV3
Занятость : 2-10 классы Группы- младшая (2-4 классы),средняя ( 5-7 классы), старшая (8-10 классы)
Срок реализации: 3 год. Возраст учащихся: 8- 16 лет.
Количество часов 306 (по 9 часов в неделю)
Дьяконов Николай Николаевич
— учитель физики и информатики.
I квалификационная категория
Программа «Робототехника» предназначена 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 проектной деятельности.
Курс разработан для учащихся 2-10 классов групп школы.
Учащиеся, работая по инструкциям 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.
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.
Программа «Робототехника» рассчитана на 9 час в неделю на протяжении всего учебного года.
Успешность изучения «Робототехника» обеспечивает результативность обучения начальной школы.
Новизна: заключается в изменении подхода к обучению ребят, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, побуждающих учащихся решать самые разнообразные логические и конструкторские проблемы
Актуальность: в связи с современным глобальным развитием компьютеризации и роботизации данная дополнительная образовательная программа является актуальной.
формирование у учащихся целостного представления об окружающем мире;
ознакомление учащихся с основами конструирования и моделирования,
расширение знаний об основных особенностях конструкций, механизмов и машин;
развитие способности творчески подходить к проблемным ситуациям;
развитие познавательного интереса и мышления учащихся;
ознакомление учащихся основам робототехники.
Таким образом, программа «Робототехника» нацелена на решение следующих задач :
расширение знаний учащихся об окружающем мире, о мире техники;
стимулирование мотивации учащихся к получению знаний, формирование творческое личности ребенка;
развитие интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формирование навыков коллективного труда;
развитие навыка программирования через разработку программ в визуальной среде программирования, развитие алгоритмического мышления;
актуализация имеющихся у учащихся знаний об окружающем мире и их практическое применение;
обучение решению творческих, нестандартных ситуаций на практике при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;
развитие коммуникативных способностей учащихся, умения работать в группе, умения аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения.
создание завершенных проектов с использованием освоенных инструментальных компьютерных сред.
Структура и содержание программы.
В программе «Робототехника» включены содержательные линии:
— чтение (Ч) – осознанное самостоятельное чтение языка программирования.
— говорение (Г) – умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления.
— пропедевтика (П) – круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование.
Курс носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические умения и навыки конструирования и работы на компьютере.
Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий, реализуемых с помощью изучаемых технологий.
Программа предусматривает проведение занятий во внеурочной деятельности с нетрадиционными формами обучения (игровые упражнения, творческие упражнения, создание проектов).
Форма промежуточной аттестации – обобщающий урок рефлексии и защита проектов.
Учебно-методическое обеспечение и материальная база:
конструкторы Mindstorms Wedo Mindstorms ev3 45544, ;
программное обеспечение Mindstorms Wedo Mindstorms ev3 45544 ;
Рабочая программа lego ev3
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
городского округа Тольятти «Классическая гимназия №39»
структурное подразделение центр дополнительного образования «Творчество»
Принята на заседании
от «____» ________ 2020 года
Директор МБУ «Гимназия №39»
______________ /Терлецкая Т.Л./
«__» ______________ 2020 г.
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая
программа технической направленности
Возраст обучающихся : 8-10 лет
Срок реализации : 1 год
Соловьева Анастасия Владимировна,
педагог дополнительного образования
Новизна, актуальность, педагогическая целесообразность:
Актуальность дополнительной образовательной программы «Робототехника» состоит в том, что она стимулирует познавательную деятельность обучающихся в области современного технического творчества. А также развитие конструктивных способностей детей на основе проектных технологий, развитие проектного мышления обучающихся и, в результате, создание ими уникальных творческих работ.
Предлагаемая программа включает в себя углубленное изучение робототехники, краткую историю, основы конструирования и развитие творческого мышления посредством робототехники.
Основное внимание в обучении, особенно на начальном этапе, в данной программе уделяется развитию пространственного мышления, фантазии, умению свободно и осознанно стилизовать и трансформировать форму, добиваясь определенной цели, конструировать и моделировать без схем, умению мыслить образами и формами – приобрести творческое мышление. Развитие данных способностей нацелено на обучение ребенка мыслить нестандартно, креативно, варьировать знаниями и практическими умениями при создании проекта. Программа дает возможность каждому ребенку творчески реализоваться и выбрать наиболее приемлемое для себя техническое направление в современном мире (робототехника, радио управление, физика, конструирование и т.д.).
· воспитывать устойчивый интерес к занятиям ;
· расширить представления детей о многообразии предметного мира;
· способствовать развитию творческих способностей детей через решение поставленных технических задач, проектную деятельность;
· воспитывать бережное отношение к материалу, трудолюбие, терпение, усидчивость, собранность, аккуратность;
· способствовать развитию восприимчивости, внимания, наблюдательности, логического и абстрактного мышления, фантазии, воображения, пространственного представления;
· способствовать развитию технического мышления.
· приучать к самостоятельности в решении поставленных задач и проблем;
· формировать навыки общения и поведения в коллективе, совместной деятельности.
Срок реализации программы – 1 год. Возраст обучающихся 8-10 лет. Занятия проводятся по 40минут, перемена 10 минут согласно СанПиН три раза в неделю. Занятия проводятся: обучения по 3 часа в неделю.
Количество детей в группе:
– не менее 15 человек,
Специфика программы « Робототехника » заключается в том, что она рассчитана на разновозрастные группы. Используемый на занятиях учебный материал, а также творческие задания подобраны с учетом возрастных и психофизиологических особенностей обучающихся.
Основные формы занятий:
· Занятие по закреплению навыков и умений.
· Занятие – самостоятельная работа.
· Занятие – работа над проектом.
Формы контроля и подведения итогов:
Ожидаемые результаты и способы их проверки:
Обучающиеся должны знать:
— основные детали конструктора ;
— основные функции робототехники ;
— понятия «конструирование» и «робототехника» ;
— основные технологические процессы в робототехнике ;
Способ контроля : беседа, опрос, тестирование, игры.
Обучающиеся должны уметь:
— пользоваться шаблонами, инструкциями;
— применять умение программирования;
— работать в команде;
— представлять выполненные работы;
— содержать в чистоте и порядке свой инструмент, свое рабочее место, соблюдать технику безопасности при выполнении практических работ.
Способ контроля : практические занятие, участия в конкурсах, выставках.
Программа курса внеурочной деятельности «Робототехника (2 год обучения)»
Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 26 г. Рыбинск
Обще интеллектуальное направление
Составлена Учителем математики
Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и технического проектирования соприкасаются с областью высоких технологий и проблемами искусственного интеллекта.
Изучение робототехники позволяет на практике рассмотреть многие темы из учебного предмета «Информатика и ИКТ», которые иногда встречают затруднения в ходе освоения основного курса. А именно, алгоритмизация и программирование, исполнитель, логика, основы устройства компьютера. Также данный курс даст возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика и технология.
Робототехника ориентирована на работу в команде, что способствует формированию умения взаимодействовать с соучениками, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать свои идеи.
Развить интерес школьников к конструированию и программированию технических систем, расширить их область знаний, а также придать необходимый импульс для творческой реализации в робототехнике и смежных с нею областях (программирование, механика, электроника, инженерное конструирование).
Выявить и развить природные задатки и способности детей, помогающие достичь успеха в техническом творчестве.
Познакомить с практическим освоением технологий проектирования, моделирования и изготовления простейших технических моделей.
Ознакомление с основными принципами механики и кибернетики.
Развитие умения работать по предложенным инструкциям.
Развивать творческие способности и логическое мышление, умение не стандартно подходить к решению задачи.
Ознакомление с основами программирования в графической среде разработки;
Формирование целостной, междисциплинарной системы знаний, миропонимания и современного научного мировоззрения.
Формирование навыков самообразования, самореализации личности.
Развитие умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
Развитие умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.
Развитие соревновательного принципа в деятельности.
Одной из важных 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.
Также данный курс даст возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология. При ознакомлении с правилами выполнения технических и экономических расчетов при проектировании устройств и практическом использовании тех или иных технических решений школьники знакомятся с особенностями практического применения математики. Осваивая приемы проектирования и конструирования, ребята приобретают опыт создания реальных и виртуальных демонстрационных моделей.
Подведение итогов работы проходит в форме общественной презентации (выставка, состязание, конкурс, конференция и т.д.).
Для реализации программы используются образовательные
конструкторы фирмы Lego, конструктор LEGO MINDSTORMS Education EV3. Он представляет собой набор конструктивных деталей, позволяющих собрать многочисленные варианты механизмов, набор датчиков, двигатели и микрокомпьютер EV3, который управляет всей построенной конструкцией. C конструктором LEGO MINDSTORMS Education EV3 идет необходимое
LEGO EV3 обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет ученикам получить результат в пределах одного или пары уроков. И при этом возможности в изменении моделей и программ – очень широкие, и такой подход позволяет учащимся усложнять модель и программу, проявлять самостоятельность в изучении темы. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education EV3 обладает очень широкими возможностями, в частности, позволяет вести рабочую тетрадь и представлять свои проекты прямо в среде программного обеспечения LEGO EV3.
В процессе работы ученики приобретают опыт решения как типовых, так и нестандартных задач по конструированию, программированию, сбору данных. Подведение итогов работы проходит в форме презентаций, выставок, состязаний, конкурсов, конференций и т.п.
Программа рассчитана на два года обучения, возрастная категория детей от 12 до 16 лет. Данная рабочая программа составлена на 2 год обучения робототехнике из расчета 1 час в неделю., 34 часа в год
Необходимое оборудование и учебные материалы:
определённое количество наборов конструктора LEGO Mindstorms EV3 (основной + расширенный), из расчёта 1 комплект на 1-2 учеников;
набор заданий LEGO Mindstorm «Космические проекты», «Инженерные проекты»;
набор деталей LEGO Mindstorm «Космические проекты»;
рабочие места для учителя и учеников оборудованные ноутбуками с установленным программным обеспечением LEGO MindstormEducation EV3;
набор полей для соревнований;
различные плакаты, справочные материалы;
средства реализации ИКТ материалов на уроке (компьютер, проектор, экран).
1. Основы программирования и компьютерной логики (12 ч)
Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Правила обращения с роботами.
Программные блоки и палитры программирования. Страница аппаратных средств. Редактор контента. Инструменты. Устранение неполадок. Перезапуск модуля.
Решение задач на движение по кривой. Независимое управление моторами. Поворот на заданное число градусов. Расчет угла поворота.
Использование нижнего датчика освещенности. Решение задач на движение с остановкой на черной линии.Решение задач на движение вдоль линии. Калибровка датчика освещенности.
Программирование модулей. Решение задач на прохождение по полю из клеток.Соревнование роботов на тестовом поле.
2. Практикум по сборке роботизированных систем (14 ч)
Измерение освещенности. Определение цветов. Распознавание цветов. Использование конструктора Lego в качестве цифровой лаборатории.
Измерение расстояний до объектов. Сканирование местности.
Сила. Плечо силы. Подъемный кран. Счетчик оборотов. Скорость вращения сервомотора. Мощность. Управление роботом с помощью внешних воздействий.
Реакция робота на звук, цвет, касание. Таймер.
Движение по замкнутой траектории. Решение задач на криволинейное движение.
Конструирование моделей роботов для решения задач с использованием нескольких разных видов датчиков. Решение задач на выход из лабиринта. Ограниченное движение.
Проверочная работа №2 по теме «Виды движений роботов
3. Творческие проектные работы и соревнования(8 ч)
Правила соревнований. Работа над проектами «Движение по заданной траектории», «Кегельринг». Соревнование роботов на тестовом поле.
Конструирование собственной модели робота. Программирование и испытание собственной модели робота. Подведение итогов работы учащихся. Подготовка докладов, презентаций, стендовых материалов для итоговой конференции. Завершение создания моделей роботов для итоговой выставки.
Планирование творческих проектов учащихся. Разбор различных готовых проектов. Защита проекта «Мой первый уникальный робот»
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ КУРСА
Основными результатами изучения курса, являются стимулирование мотивации учащихся к получению знаний, формированию творческой личности, привитие навыков коллективного труда, а также развития интереса к технике, конструированию, программированию и высоким технологиям. В дальнейшем, учащиеся смогут более осознанно подойти к выбору инженерной направленности обучения.
В результате изучения курса учащиеся должны
роль и место робототехники в жизни современного общества;
основные сведение из истории развития робототехники в России и мире;
основных понятия робототехники, основные технические термины, связанные с процессами конструирования и программирования роботов;
общее устройство и принципы действия роботов;
основные характеристики основных классов роботов;
общую методику расчета основных кинематических схем;
порядок отыскания неисправностей в различных роботизированных системах;
методику проверки работоспособности отдельных узлов и деталей;
основы графических языков программирования;
определения робототехнического устройства, наиболее распространенные ситуации, в которых применяются роботы;
иметь представления о перспективах развития робототехники, основные компоненты программных сред;
основные принципы компьютерного управления, назначение и принципы работы цветового, ультразвукового датчика, датчика касания, различных исполнительных устройств;
различные способы передачи механического воздействия, различные виды шасси, виды и назначение механических захватов.
собирать простейшие модели с использованием EV3;
самостоятельно проектировать и собирать из готовых деталей манипуляторы и роботов различного назначения;
использовать для программирования микрокомпьютер EV3 (программировать на дисплее EV3)
владеть основными навыками работы в визуальной среде программирования, программировать собранные конструкции под задачи начального уровня сложности;
разрабатывать и записывать в визуальной среде программирования типовые управления роботом
пользоваться компьютером, программными продуктами, необходимыми для обучения программе;
подбирать необходимые датчики и исполнительные устройства, собирать простейшие устройства с одним или несколькими датчиками, собирать и отлаживать конструкции базовых роботов;
правильно выбирать вид передачи механического воздействия для различных технических ситуаций, собирать действующие модели роботов, а также их основные узлы и системы
вести индивидуальные и групповые исследовательские работы.
Общие учебные умения, навыки и способы деятельности
Познавательная деятельность, универсальные учебные действия
Использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, эксперимент, моделирование и др.). Определение структуры объекта познания, поиск и выделение значимых функциональных связей и отношений между частями целого. Умение разделять процессы на этапы, звенья; выделение характерных причинно-следственных связей.
Определение адекватных способов решения учебной задачи на основе заданных алгоритмов. Комбинирование известных алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартное применение одного из них.
Сравнение, сопоставление, классификация, ранжирование объектов по одному или нескольким предложенным основаниям, критериям. Умение различать факт, мнение, доказательство, гипотезу, аксиому.
Исследование несложных практических ситуаций, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки на практике. Использование практических и лабораторных работ, несложных экспериментов для доказательства выдвигаемых предположений; описание результатов этих работ.
Творческое решение учебных и практических задач: умение мотивированно отказываться от образца, искать оригинальные решения; самостоятельное выполнение различных творческих работ; участие в проектной деятельности.
Использовать общие приемы решения поставленных задач; преобразовывать практическую задачу в образовательную; умение самостоятельно выделять и формулировать познавательную цель; исследование несложных практических ситуаций, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки на практике.
Формирование системного мышления, т.е. способность к рассмотрению и описанию объектов, явлений, процессов в виде совокупности более простых элементов, составляющих единое целое; осуществить перенос знаний, умений в новую ситуацию для решения проблем, комбинировать известные средства для нового решения проблем.
Информационно-коммуникативная деятельность, коммуникативные универсальные учебные действия
Адекватное восприятие устной речи и способность передавать содержание прослушанного текста в сжатом или развернутом виде в соответствии с целью учебного задания.
Осознанное беглое чтение текстов различных стилей и жанров, проведение информационно-смыслового анализа текста. Использование различных видов чтения (ознакомительное, просмотровое, поисковое и др.).
Владение монологической и диалогической речью. Умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение). Создание письменных высказываний, адекватно передающих прослушанную и прочитанную информацию с заданной степенью свернутости (кратко, выборочно, полно). Составление плана, тезисов, конспекта. Приведение примеров, подбор аргументов, формулирование выводов. Отражение в устной или письменной форме результатов своей деятельности.
Умение перефразировать мысль (объяснять «иными словами»). Выбор и использование выразительных средств языка и знаковых систем (текст, таблица, схема, аудиовизуальный ряд и др.) в соответствии с коммуникативной задачей, сферой и ситуацией общения.
Использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации, включая энциклопедии, словари, Интернет-ресурсы и другие базы данных.
Умение ставить вопросы, обращаться за помощью, проявлять активность для решения коммуникативных задач; умение определять наиболее рациональную последовательность действий по коллективному выполнению учебной задачи (план, алгоритм, модули и т.д.); умение самостоятельно оценивать свою деятельность и деятельность членов коллектива посредством сравнения с деятельностью других, установленными нормами; умение использовать информацию с учётом этических и правовых норм.
Адекватно использовать речь для планирования и регуляции своей деятельности; умение использовать монолог и диалог для выражения и доказательства своей точки зрения; формулировать собственное мнение и позицию.
Самостоятельная организация учебной деятельности (постановка цели, планирование, определение оптимального соотношения цели и средств и др.).
Владение навыками контроляоценки своей деятельности, умением предвидеть возможные последствия своих действий. Поиск и устранение причин возникших трудностей. Оценивание своих учебных достижений, поведения, черт своей личности, своего физического и эмоционального состояния. Осознанное определение сферы своих интересов и возможностей. Соблюдение норм поведения в окружающей среде, правил здорового образа жизни.
Владение умениями совместной деятельности: согласование и координация деятельности с другими ее участниками; объективное оценивание своего вклада в решение общих задач коллектива; учет особенностей различного ролевого поведения (лидер, подчиненный и др.).
Оценивание своей деятельности с точки зрения нравственных, правовых норм, эстетических ценностей. Использование своих прав и выполнение своих обязанностей как гражданина, члена общества и учебного коллектива.
Регулятивные универсальные учебные действия
Целеполагание – формулировать и удерживать учебную задачу.
выбирать действия в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации.
определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата;
умение вносить необходимые дополнения и изменения в ходе решения задач.
умение использовать различные средства самоконтроля (дневник, портфолио, таблицы достижения результатов, беседа с учителем и т.д.);
использовать установленные правила при контроле способа решения задачи.
адекватная мотивация учебной деятельности;
актуализация сведений из личного жизненного опыта;
формирование готовности к продолжению обучения с целью получения инженерного образования;
освоение типичных ситуаций управления роботами, включая цифровую бытовую технику;
формирование понятия связи различных явлений, процессов, объектов;
формирование умения осуществлять совместную информационную деятельность,
частности, при выполнении учебных заданий, в том числе проектов;
самооценка на основе критериев успешности учебной деятельности. Нравственно-этическая ориентация – навыки сотрудничества в разных ситуациях,
умение не создавать конфликтных ситуаций и находить выходы;
Самоопределение – самостоятельность и личная ответственность за свои поступки.