нкшш. Конкурса JuniorSkills Belarus
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Республиканский центр инновационного и технического творчества» ПРОГРАММЫ ОБЪЕДИНЕНИЙ ПО ИНТЕРЕСАМ (номинации конкурса «JuniorSkills Belarus») УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ Минск, 2019 2 В учебно-методическом пособии представлены программы объединений по интересам, в соответствии с основными номинациями республиканского конкурса по основам профессиональной подготовки среди учащихся учреждений образования «JuniorSkills Belarus». Адресовано педагогам дополнительного образования учреждений образования, иных организаций, которым в соответствии с законодательством предоставлено право осуществлять образовательную деятельность, реализующих образовательную программу дополнительного образования детей и молодежи. Предложенные программы могут быть использованы педагогами дополнительного образования при разработке программ объединений по интересам. Рекомендовано методическим советом учреждения образования «Республиканский центр инновационного и технического творчества». Составитель: Альхимович Н.В. Разработчики программ объединений по интересам: Борисевич А.Ю., Кулакова Е.П., Матюшко И.Н., Мосейчук А.А., Ракова Ж.Е., Тылецкий И.В. Под общей редакцией Середы А.Г., Цыркуна К.И. ©Учреждение образования «Республиканский центр инновационного и технического творчества» 3 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение Цыркун К.И. 4 Программа кружка «Робототехника» Кулакова Е.П. 5 Программа кружка «Нейроуправление» Кулакова Е.П., Ракова Ж.Е. 15 Программа кружка «Технологии беспилотных летательных аппаратов» Яковлев Д.С. 24 Программа кружка «Инженерный дизайн CAD» Матюшко И.Н. 33 Программа кружка «Web-дизайн» Тылецкий И.В. 39 Программа кружка «Графический дизайн» Борисевич А.Ю. 46 Программа кружка «Прототипирование» 60 Мосейчук А.А. Программа кружка «3D моделирование» 67 Мосейчук А.А. 4 ВВЕДЕНИЕ На современном этапе наиболее важным направлением в работе учреждений дополнительного образования детей и молодежи является профессиональная ориентация учащихся на инженерно-технические специальности цифровой экономики XXI века и инновационные рабочие профессии будущего. В целях совершенствования системы профессиональной ориентации среди учащихся учреждений образования, создания возможностей для освоения основ профессиональных компетенций в Республике Беларусь проводится республиканский конкурс по основам профессиональной подготовки среди учащихся учреждений образования «JuniorSkills Belarus». Учреждения образования, реализующие программу дополнительного образования детей и молодежи имеют уникальную возможность расширить спектр образовательных услуг, включившись в движение «JuniorSkills Belarus». В учебно-методическом пособии представлены программы объединений по интересам по некотрым направлениям, соответствующим номинациям конкурса «JuniorSkills Belarus». Реализация программ объединений по интересам «Робототехника», «Технологии беспилотных летательных аппаратов», «Инженерный дизайн CAD», «Нейроуправление», «Web-дизайн», «Графический дизайн», «Прототипирование», «3D моделирование» позволит учащимся не только приобрести опыт проектной, исследовательской деятельности, освоить основы современных и будущих профессий, но и подготовиться к участию в этапах проведения конкурса «JuniorSkills Belarus» в соответствующих номинациях. Предложенные программы объединений по интересам разработаны в соответствии с Кодексом Республики Беларусь об образовании, Концепцией непрерывного воспитания детей и учащейся молодежи, Санитарными нормами и правилами «Требования к учреждениям дополнительного образования детей и молодежи, специализированным учебно-спортивным учреждениям», Положением об учреждении дополнительного образования детей и молодежи, типовыми программами дополнительного образования детей и молодежи. Разработчики программ – педагоги дополнительного образования, имеющие многолетний опыт работы в учреждениях дополнительного образования детей и молодежи. Программы объединений по интересам апробированы в учреждении образования «Республиканский центр инновационного и технического творчества». 5 ПРОГРАММА КРУЖКА «РОБОТОТЕХНИКА» ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Программа кружка «Робототехника» (далее – программа кружка) разработана на основе типовой программы дополнительного образования детей и молодежи (технический и естественно-математический профили), образовательные области «Робототехника», «Техническое конструирование». LEGO-конструирование – современное учебное средство для детского технического творчества. Образовательные конструкторы LEGO Education WeDo дают возможность обучения в процессе игры. Учащиеся собирают своими руками модели объектов, которые окружают их в повседневной жизни. В ходе занятий ребята знакомятся с техникой, основами конструирования, программирования и робототехники, открывают тайны механики, учатся регулировать работу устройств, формируют соответствующие умения и навыки, развивают определенные личностные качества. Цельреализации программы кружка – обеспечение условий для обучения, воспитания и развития познавательной и творческой деятельности учащихся средствами технического творчества. Задачи: углубление знаний учащихся об окружающем мире, о мире техники; обучение проектированию и конструированию робототехнических систем; обучение программированию простых действий и реакций робототехнических систем на основе типовых алгоритмов и программных решений; обучение решению творческих нестандартных задач не только теоретически, но и практически (при конструировании и моделировании технических объектов); развитие коммуникативных способностей учащихся, умения работать в группе, аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения; профессиональное ориентирование учащихся на выбор технических специальностей. Срок реализации программы кружка составляет 2 года. Занятия проходят 1 раз в неделю по 2 часа. Программа предназначена для учащихся младшего школьного возраста (6-10 лет). 6 Материальное обеспечение: конструктор ПервоРобот LEGO WeDo (LEGO Education WeDo модели 9580); ресурсный набор ПервоРобот LEGO WeDo (артикул 9585); ноутбук с программным обеспечением «LEGO Education WeDo Software»; инструкции по сборке (в электронном виде, CD); книга для педагога (в электронном виде, CD); интерактивная доска; телевизор; проектор. Программное обеспечение конструктора ПервоРобот LEGO WeDo (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путем перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния предусмотрены соответствующие Блоки. Также имеются Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO-коммутатора. Оно знакомит с принципами создания и программирования LEGO-моделей ПервоРобот LEGO WeDo. Комплект содержит: 12 заданий с видеороликами; 6 заданий без видеороликов; картинки и пошаговые сборочные инструкции по сборке и программированию. Основной формой организации образовательного процесса при реализации программы кружка является занятие (теоретическое и практическое). Занятия проводятся в соответствии с инструкциями по охране труда, санитарными нормами и правилами. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Первый год обучения № п/п Название разделов, тем Количество часов Всего часов В том числе Теоретических Практических 1. Вводное занятие 2 2 0 2. Изучение механизмов: 2.1. «Танцующие птицы» 2 1 1 2.2. «Умная вертушка» 2 1 1 3. Конструирование и программирование моделей: 7 3.1. «Обезьянка-барабанщица» 2 1 1 3.2. «Голодный аллигатор» 2 1 1 3.3. «Рычащий лев» 2 1 1 3.4. «Порхающая птица» 2 1 1 3.5. «Болельщики» 2 1 1 3.6. Лего-футбол 2 1 1 4. Проектирование: 4.1. «Спасение самолета» 2 1 1 4.2. «Спасение от великана» 2 1 1 4.3. «Непотопляемый парусник» 2 1 1 4.4. «Колесо обозрения» 2 1 1 4.5. «Карусель» 2 1 1 4.6. «Линия финиша» 2 1 1 5. Проектная деятельность 26 10 16 6. Подготовка и участие в соревнованиях 14 6 8 7. Заключительное занятие 2 1 1 Итого: 72 31 41 СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ 1. Вводное занятие Знакомство с конструктором LEGO. Организация рабочего места. Правила безопасного поведения на занятиях. Обучение безопасным приемам работы. Робототехника: понятие, назначение. Особенности работы с инструкцией. Проектирование моделей-роботов. Терминология. Среда конструирования. Сборка и программирование. Знакомство с подключением датчиков. 2. Изучение механизмов 2.1. «Танцующие птицы». Знакомство с проектом «Танцующие птицы». Изучение особенностей передачи энергии с помощью шкивов. Изучение влияния положения ремня на направление вращения «птиц». Практические занятия. Сборка «птиц», которые вращаются за счет вращения оси и передачи энергии шкиву. Передача энергии другому механизму с помощью шкивов и ремней. Эксперименты с различными положениями ремня. 2.2. «Умная вертушка». Знакомство с кулачковой передачей. Знакомство с понятием случайных чисел. Обеспечение энергосбережения с помощью датчика движения. Практические занятия. Сборка волчка и механизма, приводящего его в движение. Программирование с условием наличия датчика. 8 3. Конструирование и программирование моделей 3.1. «Обезьянка-барабанщица». Знакомство с рычажной передачей энергии, кулачковой передачей. Практические занятия. Сборка «обезьяны». Изучение влияния длины рычага на передачу энергии. Изучение влияния положения кулачков на ритм музыки. 3.2. «Голодный аллигатор». Знакомство с датчиком движения. Повторение принципов передачи энергии с помощью шкивов. Практические занятия. Сборка «аллигатора». Начальное моделирование поведенческих ситуаций. Открытие и закрытие пасти «аллигатора» как реакция на датчик движения. 3.3. «Рычащий лев». Знакомство с датчиком наклона, с влиянием силы тяжести на скорость мотора. Возможность записи своего звука. Практические занятия. Сборка «льва». Действия модели (встает / ложится) как реакция на датчик движения. 3.4. «Порхающая птица». Знакомство с механизмами, использующими только датчики. Знакомство с модификацией проектов по собственному усмотрению. Практические занятия. Сборка «птицы». Программирование датчика движения. 3.5. «Болельщики». Подготовка к соревновательной деятельности. Разработка и программирование речевок и других способов поддержки своей команды. Практические занятия. Сборка проекта «Болельщики». Программирование звуковых и визуальных эффектов. 3.6. Лего-футбол. Знакомство с человекоподобными механизмами на примере нападающего и вратаря. Программирование их действий, в том числе с использованием случайных чисел (вратарь). Соревнования. Практические занятия. Сборка конструкции «Нападающий и вратарь», программирование их действий. Мини-соревнования. 4. Проектирование 4.1. «Спасение самолета». Знакомство с управлением скоростью движения мотора датчиками. Углубление знаний о системах управления звуком и программировании зависимых от датчиков значений. Продумывание сценариев поведения самолета. Практические занятия. Сборка модели самолета и программирование датчика наклона. 4.2. «Спасение от великана». Моделирование поведения андроидного робота на примере «великана». Изучение понятия допустимой нагрузки при использовании механизмов с червячной зубчатой передачей для рычажных механизмов. 9 Практические занятия. Сборка модели «великана» и программирование датчика наклона. 4.3. «Непотопляемый парусник». Моделирование влияния природных условий на окружающую среду. Теоретические основы программирования синхронных процессов. Практические занятия. Сборка модели парусника. Программирование синхронных процессов (практикум). 4.4. «Колесо обозрения». Знакомство с привычными механизмами и их естественными ограничениями, принципами их применения. Практические занятия. Сборка модели колеса обозрения. Изучение принципов пониженной и повышенной передач. 4.5. «Карусель». Сравнение естественных ограничений для похожих явлений (сравнение особенностей и ограничений моделей колеса обозрения, и карусели). Практические занятия. Сборка модели карусели. 4.6. «Линия финиша». Знакомство с транспортными средствами, механизмами преобразования энергии для движения транспортного средства на примере гоночных машинок. Практические занятия. Сборка линии финиша и гоночных машинок с использованием датчика движения. 5. Проектная деятельность Создание творческого проекта. Разработка индивидуального задания по правилам одного из международных конкурсов. Составление графика работы над проектом. Практические занятия. Создание конструкторской модели в среде виртуального проектирования для LEGO-конструкторов. Написание программы для проекта. Тестирование. Представление и защита проекта. 6. Подготовка и участие в соревнованиях Правила безопасного поведения на соревнованиях. Изучение регламента соревнований, заданий, критериев оценки выступлений. Практические занятия. Подготовка и участие в соревнованиях. 7. Заключительное занятие Подведение итогов работы за год, поощрение учащихся. Практические занятия. Сборка модели по выбору. 10 УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Второй год обучения № п/п Название разделов, тем Количество часов Всего часов В том числе Теоретических Практических 1. Вводное занятие 2 2 - 2. Работа с набором технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo 12 6 6 3. Устройство компьютера. Программное обеспечение LEGO Education WeDo 8 4 4 4. Сборка базовых моделей 4.1. Трехколесная модель 2 1 1 4.2. Четырехколесная модель 2 1 1 4.3. Сборка модели по замыслу 2 1 1 5. Роботы-помощники 5.1. Трамбовщик 2 1 1 5.2. Манипулятор 2 1 1 5.3. Подъемник-погрузчик 2 1 1 5.4. Перевозчик груза 2 1 1 5.5. Творческая мастерская «Выставка моделей роботов-помощников» 2 - 2 6. Транспорт 8 3 5 7. Чудесные изобретения 6 2 4 8. Творческие модели 8 2 6 9. Подготовка и проведение выставки, участие в конкурсах 10 2 8 10. Заключительное занятие 2 2 - Итого: 72 30 42 СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ 1. Вводное занятие Роль и место робототехники в жизни современного общества, разновидности роботов и их применение в жизни человека. Правила безопасной работы на компьютере и с набором технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo. Правила организации рабочего места. Повторение основных понятий, устройств и деталей LEGO- конструктора. 11 2. Работа с набором технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo Повторение основных деталей набора технического конструктора ПервоРобот LEGO WeDo. Практические занятия. Суперслучайное ожидание. Управление с клавиатуры. Управление голосом. Управление мощностью мотора при помощи датчика наклона. Все звуки. Случайный порядок воспроизведения звуковых файлов. Все фоны экрана. Случайный выбор фона экрана. 3. Устройство компьютера. Программное обеспечение LEGO Education WeDo Дополнительные сведения о компьютере, внутренние и внешние устройства компьютера. Клавиатура. Функциональные клавиши. Основные принципы работы с программойLEGO Education WeDo. Обзор. Перечень терминов. Практические занятия. Практикумы по программированию: «Основные элементы интерфейса», «Базовые блоки и команды», «Операторы управления». 4. Сборка базовых моделей 4.1. Трехколесная модель. Создание, программирование и испытание действующих трехколесных моделей. 4.2. Четырехколесная модель. Создание, программирование и испытание действующих четырехколесных моделейс заменой червячной передачи на ременную для увеличения скорости. 4.3. Сборка модели по замыслу. Анализ заданий, выполненных на предыдущих занятиях. Сборка модели по замыслу, анализ полученных результатов. 5. Роботы-помощники 5.1. Трамбовщик. Теоретическое изучение способов передачи движения модели с помощью зубчатых колес за счет изменения их радиуса. Практические занятия. Сборка модели трамбовщика. Разработка программы управления трамбовщиком. 5.2. Манипулятор. Знакомство с видами манипуляторов. Понятие степени свободы. Практические занятия. Сборка модели манипулятора. 12 5.3. Подъемник-погрузчик. Изучение видов подъемных механизмов и блочной системы. Практические занятия. Сборка и программирование модели подъемника-погрузчика. 5.4. Перевозчик груза. Виды передач (червячная, зубчатая), соединение их с мотором и колесами (трансмиссия). Практические занятия. Сборка модели для перевоза груза. 5.5. Творческая мастерская «Выставка моделей роботов- помощников». Организацияработы творческой мастерской «Выставка моделей роботов-помощников». 6. Транспорт Виды транспорта, способы его движения. Разработка проектов: «Луноход», «Вертолет», «Самолет-истребитель». Практические занятия. Сборка, программирование и испытание действующих моделей: «Луноход», «Вертолет», «Самолет-истребитель». Творческая мастерская «На крутых виражах». |