Программа кружка. Программа Vex IQ. Пояснительная записка учебный курс программы дополнительного образования Робототехника vex iq (базовый уровень)
 Скачать 0.83 Mb.
|
|
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Учебный курс программы дополнительного образования «Робототехника VEX IQ (базовый уровень)» предназначен для начинающих и не требует специальных входных знаний. Робототехнический конструктор VEX IQ – это удачное образовательное решение, позволяющее показать все базовые принципы робототехники и воплотить в реальности самые смелые идеи. Содержание программы направлено на формирование у детей начальных научно-технических знаний, профессионально-прикладных навыков и создание условий для социального, культурного и профессионального самоопределения, творческой самореализации личности ребенка в окружающем мире. Актуальность программы. Робототехника является перспективной областью для применения образовательных методик в процессе обучения за счет объединения в себе различных инженерных и естественнонаучных дисциплин. Программа даёт возможность обучить детей профессиональным навыкам в области робототехники и предоставляет условия для проведения педагогом профориентационной работы. Кроме того, обучение по данной программе способствует развитию творческой деятельности, конструкторско-технологического мышления детей, приобщает их к решению конструкторских, художественно-конструкторских и технологических задач. Новизна данной дополнительной образовательной программы заключается в том, что по форме организации образовательного процесса она является модульной. Возраст детей, участвующих в реализации данной дополнительной образовательной программы, от 10 до 16 лет. Сроки реализации программы: 1 год. Режим занятий ‒ 2 раза в неделю по 1 и 2 академических часа, наполняемость в группе ‒ 5 учащихся. Цель: введение в начальное инженерно- техническое конструирование и основы робототехники с использованием робототехнического образовательного конструктора VEX IQ. Задачи образовательного курса: − ознакомить с конструктивным и аппаратным обеспечением платформы VEX IQ: джойстиком, контроллером робота и их функциями; − дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств; − научить приемам сборки и программирования с использованием робототехнического образовательного конструктора VEX IQ; − обучить проектированию, сборке и программированию устройства; − способствовать формированию творческого отношения к выполняемой работе; − воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности; − развивать творческую инициативу и самостоятельность; − развивать психофизиологические качества обучающихся: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном; − развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений. Нормативно-правовая база Программа разработана в соответствии со следующими нормативными документами: - Федеральным законом Российской Федерации от 29.12.2012г. № 273 «Об образовании в Российской Федерации»; - Приказом Министерства Просвещения Российской Федерации от 09 ноября 2018г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»; - Санитарно-эпидемиологическими требованиями к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей СанПиН 2.4.3648-20 (утвержден Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2020года № 28); - Методическими рекомендациями по разработке и оформлению дополнительных общеобразовательных программ.- Москва, 2015; - с учетом положений Концепции развития дополнительного образования детей от 04.09.2014г. № 1726-р; - Уставом МБОУ Верхнеигринская СОШ. Применение конструкторов позволяет существенно повысить мотивацию обучающихся, организовать их творческую и исследовательскую работу. А также позволяет детям в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развивать необходимые в дальнейшей жизни навыки. Использование конструктора является великолепным средством для интеллектуального развития детей, обеспечивающее интеграцию различных видов деятельности. Адресат программы: Программа рассчитана на возрастную категорию детей 10-16 лет. В данной программе используется групповая форма организации деятельности учащихся на занятии. Количество учащихся в группе – 5 человек. Программа рассчитана на 1 год обучения. В группы принимаются все желающие. Специального отбора не проводится. Объем программы: занятия проводятся 2 раза в неделю: 1 занятие по 40 минут и 2 занятия по 40 минут спаренно. Всего 3 занятия в неделю. Программа рассчитана на 102 часа. Уровень сложности программы: Базовый Основные методы работы: словесные (рассказ, беседа, инструктаж), наглядные (демонстрация), репродуктивные (применение полученных знаний на практике), практические (конструирование), поисковые (поиск разных решений поставленных задач). Основные формы работы: Формы проведения занятий подбираются с учетом цели и задач, познавательных интересов и индивидуальных возможностей обучающихся, специфики содержания образовательной программы и возраста воспитанников: рассказ, беседа, просмотр познавательных презентаций и фильмов по теме, учебная познавательная игра, самостоятельная работа учащихся с программой Vex IQ Могут также использоваться дискуссия, мозговой штурм как методы доказательств поставленных гипотез. Планируемые результаты обучения Личностные: владеть: навыками сотрудничества со взрослыми и сверстниками, навыками по совместной работе, коммуникации и презентации в ходе коллективной работы над проектом. знать: способы выражения и отстаивания своего мнения, правила ведения диалога; уметь: работать в паре/группе, распределять обязанности в ходе проектирования и программирования модели; формирование умения понимать причины успеха/неуспеха учебной деятельности и способности конструктивно действовать даже в ситуациях неуспеха: Предметные: знать: основные элементы конструктора, технические особенности различных моделей, сооружений и механизмов; знать: этапы проектирования и разработки модели; знать: способы составления технического паспорта модели, способы записи алгоритма, способы разработки программы в среде программирования Vex IQ; знать: элементы и базовые конструкции модели, этапы и способы построения и программирования модели; уметь: применять знания основ механики и алгоритмизации в творческой и проектной деятельности; владеть: навыками создания и программирования действующих моделей, владеть: навыками проектирования и программирования собственных моделей/роботов с применением творческого подхода; владеть: навыками начального технического моделирования; владеть: навыками работы с разными источниками информации, подготовки творческих проектов к выставкам; владеть: навыками совместной проектной деятельности, навыками организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Метапредметные: использование приобретенных знаний и умений для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских (дизайнерских), технологических и организационных задач; приобретение первоначальных представлений о компьютерной грамотности; овладение основами логического и алгоритмического мышления, пространственного воображения и математической речи, измерения, пересчета, прикидки и оценки, наглядного представления данных и процессов, записи и выполнения алгоритмов; На основании Положения об аттестации обучающихся МБОУ Верхнеигринская СОШ, проводится аттестация обучающихся. Результаты образовательной деятельности отслеживаются путем проведения итогового этапа аттестации обучающихся – защитой творческих проектов. Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации образовательной программы: выставка, соревнование, презентация проектов обучающихся. Содержание курса программы Программа дополнительного образования ориентирована на изучение основ конструирования и программирования с использованием робототехнического образовательного конструктора VEX IQ. Объём программы составляет 102 часа. Содержание курса представлено в составе пяти модулей: «Состав образовательного робототехнического модуля», «Работа с основными устройствами и комплектующими», «Разработка моделей робота», «Сборка робота Clawbot», «Сборка мобильного робота». Учебный план программы ДОП «Робот VEX IQ» № п / п Название модуля Количество часов всего теория Практика 1 Состав образовательного робототехническ ого модуля 20 7 13 2 Работа с основными устройствами и комплектующими 20 10 10 3 Разработка моделей робота 20 10 10 4 Сборка робота Clawbot 24 4 20 5 Сборка мобильного робота 18 9 9 Всего: 102 40 62 Учебно-тематическое планирование № п/ п Наименование темы Количество часов Фо рма организа ции Фо рмы аттестац ии/контр оля всего теори я практи ка Модуль 1«Состав образовательного робототехнического модуля» 1 Конструктивные элементы и комплектующие конструкторов VEX 3 1 2 Беседа Выполнение лабораторной работы 2 Исполнительные механизмы конструкторов VEX 3 1 2 Ознакомлени е, беседа Выполнение лабораторной работы 3 Базовые принципы проектирования роботов 3 1 2 Беседа, показ Выполнение лабораторной работы 4 Программируемы й контроллер 3 1 2 Беседа, показ Выполнение лабораторной работы 5 Основы работы в ArduinoIDE 3 1 2 Беседа, показ Выполнение лабораторной работы 6 Программировани е контроллеров Arduino 5 2 3 Беседа, показ Выполнение лабораторной работы Итого: 20 7 13 Модуль 2 «Работа с основными устройствами и комплектующими» 1 Подключение и работа с тактильными датчиками, концевыми выключателями и кнопками 2 1 1 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 2 Подключение и работа с датчиком освещенности 2 1 1 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 3 Подключение и работа с ИК- датчиком линии 2 1 1 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 4 Подключение управления моторами 2 1 1 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 5 Подключение и управление сервоприводом 2 1 1 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 6 Подключение и работа с УЗ- сонаром 2 1 1 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 7 Подключение и работа с оптическим энкодером 2 1 1 Беседа, демонстрация Выполнение лабораторной учителя, практическая работа работы 8 Подключение и работа с инкрементным энкодером 2 1 1 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 9 Работа со встроенным Bluetooth-модулем 4 2 2 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы Итого: 20 10 10 Модуль 3 «Разработка моделей робота» 1 Движение робота вперед-назад и осуществление поворотов 4 2 2 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 2 Управление манипулятором робота 4 2 2 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 3 Подключение ультразвукового дальномера 4 2 2 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 4 Работа с ИК- датчиками для обнаружения линии 4 2 2 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы 5 Разработка комплексной системы управления робота 4 2 2 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Выполнение лабораторной работы Итого: 20 10 10 Модуль «Сборка робота Clawbot» 1 Сборка робота Clawbot 10 2 8 Беседа, Выполнение демонстрация учителя, практическая работа лабораторной работы 2 Подготовка к соревнованиям BankShot 10 2 8 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Испытание своего робота 3 Проведение школьных соревнований BankShot 4 - 4 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Участие в соревнованиях Итого: 24 4 20 Модуль 5 «Сборка мобильного робота» 1 Сборка мобильного робота с манипулятором 6 3 3 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Представление и техническое описание робота 2 Сборка мобильного робота повышенной проходимости 6 3 3 Беседа, демонстрация учителя, практическая работа Представление и техническое описание робота 3 Сборка мобильного робота на базе гусениц 6 3 3 Демонстрация работ Представлени е и техническое описание робота Итого: 18 9 9 Итого по программе: 102 часа 40 62 Содержание модулей. Модуль 1 «Состав образовательного робототехнического модуля» Реализация этого модуля направлена на ознакомление обучающихся с конструктивным и аппаратным обеспечением платформы VEX IQ: джойстиком, контроллером робота и их функциями. Модуль разработан с учетом личностно-ориентированного подхода и составлен так, чтобы каждый обучающийся имел возможность свободно выбрать конкретный объект работы, наиболее интересный и приемлемый для него. Цель модуля: ознакомление с составом образовательного робототехнического модуля платформы VEX IQ. Задачи модели: − изучить назначение компонентов робототехнического конструктора Vex IQ; − научить строить простейшие модели; − научить решать задачи конструктивного характера по изменению вида и способа соединения деталей: на достраивание, придание новых свойств конструкции; − научить правилам организации рабочего места и правилам безопасной работы. Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующих компетенций: способность анализировать устройство изделия, выделять детали, их форму, определять взаимное расположение, виды соединения деталей и программировать контроллер Arduino. Модуль 2 «Работа с основными устройствами и комплектующими» Данный модуль направлен на ознакомление обучающихся с датчиками Vex IQ, их функциями и программирование. Обучающиеся будут проводить конструирование механизмов, простейших роботов, позволяющих решать конкретные задачи с помощью стандартных простых механизмов и материального конструктора. Цель модуля: ознакомление с основными устройствами и комплектующими робототехнического набора. Задачи модуля: − изучить комплектующие набора: состав, назначение, применение; − научить различать датчики и их применение в составе комплекса; −н а учить простейшим правилам организации рабочего места и безопасной работы. Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующих компетенций: способность работать с основными устройствами и комплектующими робототехнического набора, различать типы соединения, читать простые схемы. Модуль 3 «Разработка моделей робота» Реализация данного модуля направлена на ознакомление обучающихся со сборкой базовой модели робота в соответствии с пошаговыми инструкциями, в результате чего она научатся понимать общие правила создания роботов и робототехнических систем: соответствие изделия обстановке, удобство (функциональность), прочность, эстетическая выразительность, подключение и работа датчиков, и руководствоваться ими в практической деятельности. Готовый робот послужит основой для изучения пространственных отношений, расположения объектов друг к другу. Обучающиеся познакомятся с простыми механизмами, маятниками, цепными реакциями, со всеми видами датчиков и соответствующей терминологией. Цель модуля: ознакомление с порядком и принципом работы датчиков робототехнического набора. Задачи модуля: − изучить особенности работы датчиков; − научить программированию датчиков; − разобрать варианты использования датчиков. Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующую компетенцию: способность собирать базовую модель робота в соответствии с пошаговыми инструкциями. Модуль 4 «Сборка робота Clawbot» Данный модуль посвящен ознакомлению с процессами проектирования и сборки робота Clawbot на основе изучения сборки: базы, захвата, башни и/или держателя мячей. Проектирование и сборка автономного робота для участия в испытании/соревновании BankShot (или аналогичного испытания для автономных роботов). Цель модуля: проектирование и сборка робота для участия в соревнованиях BankShot. Задачи модуля: − изучить конструкцию робота Clawbot; − произвести сборку робота Clawbot готового к участию в соревнованиях BankShot; − принять участие в соревнованиях BankShot. Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующую компетенцию: способность проектировать и собирать роботов Clawbot для участия в соревнованиях BankShot. Модуль 5 «Сборка мобильного робота» Данный модуль направлен на ознакомление с процессом усовершенствования обучающимися своих навыков работы с датчиками Vex IQ и с расширением возможностей для программирования робота. Цель модуля: разработка собственного усовершенствованного робота. Задачи модуля: − разработать конструкцию мобильного робота; − произвести сборку мобильного робота с датчиками Vex IQ; − произвести усовершенствование конструкции робота с учетом определенных задач. Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующую компетенцию: способность производить разработку и сборку мобильных роботов на основе датчиков Vex IQ для выполнения конкретных практических задач. По окончании обучения обучающиеся должны: знать/понимать -роль и место робототехники в жизни современного общества; -основные сведение из истории развития робототехники в России и мире; -основные понятия робототехники, основные технические термины, связанные с процессами конструирования и программирования роботов; -правила и меры безопасности при работе с электроинструментами; -общее устройство и принципы действия роботов; -основные характеристики основных классов роботов; -правила техники безопасности при работе в кабинете оснащенным электрооборудованием; -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; виды и назначение механических захватов; уметь -собирать простейшие модели с использованием Lego wedo 2.0; -самостоятельно проектировать и собирать из готовых деталей манипуляторы и роботов различного назначения; -владеть основными навыками работы в визуальной среде программирования, - программировать собранные конструкции под задачи начального уровня сложности; -подбирать необходимые датчики и исполнительные устройства, собирать простейшие устройства с одним или несколькими датчиками, собирать и отлаживать конструкции базовых роботов -вести индивидуальные и групповые исследовательские работы. Условия реализации программы Данная программа может быть реализована при взаимодействии следующих составляющих ее обеспечения: Методическое обеспечение Обеспечение программы предусматривает наличие следующих методических видов продукции: экранные видео лекции, видео ролики; информационные материалы на сайте, посвященном данной дополнительной образовательной программе; мультимедийные интерактивные домашние работы, выдаваемые обучающимся на каждом занятии; Программное обеспечение к конструктору Робот Vex IQ и инструкции по сборке роботов Материально-техническое обеспечение программы Ноутбук Проектор Экран Наборы конструктора Робот Vex IQ Календарный план воспитательной работы на 2022-2023уч.г. п/п Наименование мероприятия сроки 1. Месячник безопасности (беседы, инструктажи, тренировочные эвакуации, обновление стенда по безопасности). Ознакомление с правилами внутреннего распорядка обучающихся МБОУ Верхнеигринская СОШ ( знакомство с программой «Робот Vex IQ »: цели, задачи, история) сентябрь 2. май Награждение лучших обучающихся, выпускников года 3. Участие в конкурсах, мероприятиях различного уровня В течение года 4. Проведение родительских собраний в объединении Раз в полугодие 5. Отчетное открытое занятие с приглашением родителей март Ресурсное обеспечение программы 1. Материально-техническое обеспечение: − компьютеры с установленным необходимым программным обеспечением (RobotC, обновление встроенного программного обеспечения); − проектор; − интерактивная доска; − робототехнический конструктор VEX IQ; − источники питания. Календарный учебный график Триместр Месяц Неделя обучения Даты учебных недель Примечание 1 триместр Сентябрь 1 01.09.22- 03.09.22 2 05.09.22- 10.09.22 3 12.09.22- 17.09.22 4 19.09.22- 24.09.22 Октябрь 5 26.09.22- 01.10.22 6 03.10.22- 08.10.22 7 10.10.22- 15.10.22 8 17.10.22- 22.10.22 9 24.10.22- 28.10.22 Ноябрь 10 07.11.22- 12.11.22 11 14.11.22- 19.11.22 12 21.11.22- 26.11.22 13 28.11.22- 03.12.22 2 триместр Декабрь 14 05.12.22- 10.12.22 15 12.12.22- 17.12.22 16 19.12.22- 24.12.22 17 26.12.22- 30.12.22 Январь 18 09.01.23- 14.01.23 19 16.01.23- 21.01.23 20 23.01.23- 28.01.23 Февраль 21 30.01.23- 04.02.23 22 06.02.23- 11.02.23 23 13.02.23- 18.02.23 3 триместр Март 24 27.02.23- 04.03.23 25 06.03.23- 11.03.23 26 13.03.23- 18.03.23 27 20.03.23- 25.03.23 28 27.03.23- 01.04.23 Апрель 29 03.04.23- 08.04.23 30 17.04.23- 22.04.23 31 24.04.23- 29.04.23 Май 32 02.05.23- 06.05.23 33 10.05.23- 13.05.23 34 15.05.23- 20.05.23 35 22.05.23- 27.05.23 Список литературы для педагога: 1. Робототехника для детей и родителей С.А.Филиппов. СПб: Наука, 2010. 2. ФешинаЕ.В. Лего-конструирование . - М.: ТЦ Сфера, 2012.-114с. 3. http://www.int-edu.ru/ 4. http://www.lego.com/ru-ru/ 5. http://education.lego.com/ru-ru/preschool-and-school 6. https://learningapps.org/1458911 Список литературы для обучающихся: 1. Д.Г. Копосов «Первый шаг в робототехнику», Бином, М. 2015г. 2. Филиппов С.А. Легоконструирование для детей и родителей. - СПб.: Наука, 2010, Контрольно-измерительные материалы Презентация творческих работ. Защита проектов. Промежуточные мини-соревнования по темам и направлениям конструирования между группами. Соревнования роботов Выставки творческих достижений Способы выявления результатов: педагогическое наблюдение анализ приобретенных навыков (участие в творческих конкурсах, викторины, творческие задания, анкетирование) диагностика (заполнение диагностической карты) Основным методом диагностики является метод педагогическое наблюдение. В ходе диагностики осуществляется проверка: Навыки конструирования Навыки программирования Компьютерная грамотность Скорость усвоения знаний Навыки командной работы Самостоятельная и внеурочная деятельность Инициативность и творческий подход Интерес к обучению |