Робототехника. Программа элективного курса Робототехника
 Скачать 41.8 Kb.
|
|
«Солтүстік Қазақстан облысы Мамлют ауданының Воскресеновка орта мектебі» КММ КГУ «Воскресеновская средняя школа Мамлютского района Северо-Казахстанской области» Авторская программа элективного курса «Робототехника» для 7 класса Автор: учитель информатики Мухамбетбакиев Т.Б. (год составления программы 2018) Утверждена на заседании методического совета КГУ «Воскресеновская средняя школа» 28 августа 2018 года Пояснительная записка Основным содержанием данного курса являются постепенное усложнение занятий от технического моделирования до сборки и программирования роботов. Актуальность курса заключается в том, что он направлен на формирование творческой личности живущей в современном мире. Технологические наборы LEGO MINDSTORMS EV3 ориентированы на изучение основных физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств. На уроках используются конструктор “45544 Базовым набором LEGO MINDSTORMS Education EV3” серии LEGO MINDSTORMS EV3 с программным обеспечением LME EV3. Используя персональный компьютер, либо нетбук или ноутбук с ПО LME EV3, LEGO-элементы из конструктора ученики могут конструировать управляемые модели роботов. Загружая управляющую программу в специальный LEGO-компьютер EV3 и присоединяя его к модели робота, робот функционирует автономно. EV3 работает независимо от настольного компьютера, на котором была написана управляющая программа; получая информацию от различных датчиков и обрабатывая ее, он управляет работой моторов. Итоги изученных тем подводятся созданием учениками собственных автоматизированных моделей, с написанием программ, используемых в своих проектах, и защитой этих проектов. Актуальность Данная программа актуальна тем, что раскрывает для школьника мир техники. LEGO-конструирование больше, чем другие виды деятельности, подготавливает почву для развития технических способностей детей. LEGO–конструирование объединяет в себе элементы игры с экспериментированием, а следовательно, активизирует мыслительно-речевую деятельность школьников, развивает конструкторские способности и техническое мышление, воображение и навыки общения, способствует интерпретации и самовыражению, расширяет кругозор, позволяет поднять на более высокий уровень развитие познавательной активности школьников, а это – одна из составляющих успешности их дальнейшего обучения в школе. Использование LEGO-конструктора является великолепным средством для интеллектуального развития школьников, обеспечивающее интеграцию различных видов деятельности. Программа носит интегрированный характер и строится на основе деятельностного подхода в обучении. Новизна Новизна программы заключается в том, что позволяет дошкольникам в форме познавательной деятельности раскрыть практическую целесообразность LEGO-конструирования, развить необходимые в дальнейшей жизни приобретенные умения и навыки. Интегрирование различных образовательных областей в LEGO, открывает возможности для реализации новых концепций школьников, овладения новыми навыками и расширения круга интересов. Программа нацелена не столько на обучение детей сложным способам крепления деталей, сколько на создание условий для самовыражения личности ребенка. Каждый ребенок любит и хочет играть, но готовые игрушки лишают ребенка возможности творить самому. LEGO-конструктор открывает ребенку новый мир, предоставляет возможность в процессе работы приобретать такие социальные качества как любознательность, активность, самостоятельность, ответственность, взаимопонимание, навыки продуктивного сотрудничества, повышения самооценки через осознание «я умею, я могу», настроя на позитивный лад, снятия эмоционального и мышечного напряжения. Развивается умение пользоваться инструкциями и чертежами, схемами, формируется логическое, проектное мышление. В ходе образовательной деятельности дети становятся строителями, архитекторами и творцами, играя, они придумывают и воплощают в жизнь свои идеи. Педагогическая целесообразность Педагогическая целесообразность программы обусловлена развитием конструкторских способностей детей через практическое мастерство. Целый ряд специальных заданий на наблюдение, сравнение, домысливание, фантазирование служат для достижения этого. Принципы построения программы На занятиях сформирована структура деятельности, создающая условия для развития конструкторских способностей воспитанников, предусматривающая их дифференциацию по степени одаренности. Основные дидактические принципы программы: доступность и наглядность, последовательность и систематичность обучения и воспитания, учет возрастных и индивидуальных особенностей детей. Обучаясь по программе, дети проходят путь от простого к сложному, возвращаясь к пройденному материалу на новом, более сложном творческом уровне. Цель: Научить использовать средства информационных технологий, чтобы проводить исследования и решать задачи в межпредметной деятельности. Задачи: Знакомство со средой программирования LME EV3; Усвоение основ программирования, получить умения составления алгоритмов; Умение использовать системы регистрации сигналов датчиков, понимание принципов обратной связи; Проектирование роботов и программирование их действий; Через создание собственных проектов прослеживать пользу применения роботов в реальной жизни; Расширение области знаний о профессиях; Умение учеников работать в группах. Концепция курса Изучение робототехники имеет политехническую направленность – дети конструируют механизмы, решающие конкретные задачи. Лего – технология на основе конструктора Mindstorms EV3 позволяет развивать навыки конструирования у детей всех возрастов, поэтому средние школы, не имеющие политехнического профиля, остро испытывают потребность в курсе робототехники и любых других курсах, развивающих научно-техническое творчество детей. Процесс освоения, конструирования и программирования роботов выходит за рамки целей и задач, которые стоят перед средней школой, поэтому данный курс является инновационным направлением в образовании детей. В таком виде робототехника может стать частью курса технологии в средних классах. По сравнению с программированием виртуального исполнителя, Лего - робот вносит в решение задач элементы исследования и эксперимента, повышает мотивацию учащихся, что будет положительно оценено учителем. Сроки реализации курса, режим занятий Программа рассчитана 1 год обучения. Годовая нагрузка на ученика составляет 34 часа. Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 часу – 40 мин. Формы и режимы занятий При проведении занятий используются следующие формы работы: лекционная (получение учащимися нового материала); самостоятельная (ученики выполняют индивидуальные задания в течение части занятия или одного-двух занятий); проектная деятельность (получение новых знаний, реализация личных проектов); соревнования (практическое участие детей в разнообразных мероприятиях по техническому легоконструированию). Содержание образовательного процесса Занятия, на которых «шум» – это норма, «разговоры» – это не болтовня, «движение» – это необходимость. Но LEGO не просто занимательная игра, это работа ума и рук. Любимые детские занятия «рисовать» и «конструировать» выстраиваются под руководством воспитателя в определенную систему упражнений, которые в соответствии с возрастом носят, с одной стороны, игровой характер, с другой – обучающий и развивающий. Создание из отдельных элементов чего-то целого: домов, машин, мостов и, в конце концов, огромного города, заселив его жителями, является веселым и вместе с тем познавательным увлечением для детей. Игра с LEGO-конструктором не только увлекательна, но и весьма полезна. С помощью игр малыши учатся жить в обществе, социализируются в нем. Совместная деятельность педагога и детей по LEGO-конструированию направлена в первую очередь на развитие индивидуальности ребенка, его творческого потенциала, занятия основаны на принципах сотрудничества и сотворчества детей с педагогом и друг с другом. Работа с LEGO деталями учит ребенка созидать и разрушать, что тоже очень важно. Разрушать не агрессивно, не бездумно, а для обеспечения возможности созидания нового. Ломая свою собственную постройку из LEGO–конструктора, ребенок имеет возможность создать другую или достроить из освободившихся деталей некоторые ее части, выступая в роли творца. Для обучения детей LEGO-конструированию использую разнообразные методы и приемы.
В начале совместной деятельности с детьми включаются серии свободных игр с использованием LEGO-конструктора, чтобы удовлетворить желание ребенка потрогать, пощупать эти детали и просто поиграть с ними. Затем обязательно проводится пальчиковая гимнастика. Пальчиковая гимнастика, физкультминутка подбирается с учетом темы совместной деятельности. В наборах LEGO-конструктора много разнообразных деталей и для удобства пользования можно придумать с ребятами названия деталям и другим элементам: кубики (кирпичики), юбочки, сапожок, клювик и т.д. LEGO-кирпичики имеют разные размеры и форму (2х2, 2х4, 2х8). Названия деталей, умение определять кубик (кирпичик) определенного размера закрепляются с детьми и в течение нескольких занятий, пока у ребят не зафиксируются эти названия в активном словаре. На занятиях предлагается детям просмотр презентаций, видеоматериалов с сюжетами по теме, в которых показаны моменты сборки конструкции, либо представлены задания интеллектуального плана. При планировании совместной деятельности отдается предпочтение различным игровым формам и приёмам, чтобы избежать однообразия. Дети учатся конструировать модели «шаг за шагом». Такое обучение позволяет им продвигаться вперёд в собственном темпе, стимулирует желание научиться и решать новые, более сложные задачи. Работая над моделью, дети не только пользуются знаниями, полученными на занятиях по математике, окружающему миру, развитию речи, изобразительному искусству, но и углубляют их. Темы занятий подобраны таким образом, чтобы кроме решения конкретных конструкторских задач ребенок расширял кругозор: сказки, архитектура, животные, птицы, транспорт, космос. В совместной деятельности по LEGO-конструированию дети пробуют установить, на что похож предмет и чем он отличается от других; овладевают умением соизмерять ширину, длину, высоту предметов; начинают решать конструкторские задачи «на глаз»; развивают образное мышление; учатся представлять предметы в различных пространственных положениях. В процессе занятий идет работа над развитием воображения, мелкой моторики (ручной ловкости), творческих задатков, развитие диалогической и монологической речи, расширение словарного запаса. Особое внимание уделяется развитию логического и пространственного мышления. Ребята учатся работать с предложенными инструкциями, схемами, делать постройку по замыслу, заданным условиям, образцу. Работу с детьми следует начинать с самых простых построек, учить правильно, соединять детали, рассматривать образец, «читать» схему, предварительно соотнеся ее с конкретным образцом постройки. При создании конструкций дети сначала анализируют образец либо схему постройки находят в постройке основные части, называют и показывают детали, из которых эти части предмета построены, потом определяют порядок строительных действий. Каждый ребенок, участвующий в работе по выполнению предложенного задания, высказывает свое отношение к проделанной работе, рассказывает о ходе выполнения задания, о назначении конструкции. После выполнения каждого отдельного этапа работы проверяем вместе с детьми правильность соединения деталей, сравниваем с образцом либо схемой. В зависимости от темы, целей и задач конкретного занятия предлагаемые задания могут быть выполнены индивидуально, парами. Сочетание различных форм работы способствует приобретению детьми социальных знаний о межличностном взаимодействии в группе, в коллективе, происходит обучение, обмен знаниями, умениями и навыками. Межпредметные связи.
Структура непосредственной образовательной деятельности Первая часть занятия – это упражнение на развитие логического мышления. Цель первой части – развитие элементов логического мышления. Основными задачами являются: Совершенствование навыков классификации. Обучение анализу логических закономерностей и умению делать правильные умозаключения на основе проведенного анализа. Активизация памяти и внимания. Ознакомление с множествами и принципами симметрии. Развитие комбинаторных способностей. Закрепление навыков ориентирования в пространстве. Вторая часть – собственно конструирование. Цель второй части – развитие способностей к наглядному моделированию. Основные задачи: Развитие умения анализировать предмет, выделять его характерные особенности, основные функциональные части, устанавливать связь между их назначением и строением. Обучение планированию процесса создания собственной модели и совместного проекта. Стимулирование конструктивного воображения при создании постройки по собственному замыслу, по предложенной или свободно выбранной теме. Формирование умения действовать в соответствии с инструкциями педагога и передавать особенности предметов средствами конструктора LEGO. Развитие речи и коммуникативных способностей. Третья часть – обыгрывание построек, выставка работ. Ожидаемый результат реализации программы: Появится интерес к самостоятельному изготовлению построек, умение применять полученные знания при проектировании и сборке конструкций, познавательная активность, воображение, фантазия и творческая инициатива. Сформируются конструкторские умения и навыки, умение анализировать предмет, выделять его характерные особенности, основные части, устанавливать связь между их назначением и строением. Совершенствуются коммуникативные навыки детей при работе в паре, коллективе, распределении обязанностей. Сформируются предпосылки учебной деятельности: умение и желание трудиться, выполнять задания в соответствии с инструкцией и поставленной целью, доводить начатое дело до конца, планировать будущую работу. Выявление уровня освоения содержанияТребования к знаниям, умениям и способам действия По окончании программы учащийся будет: знать основы механики, автоматики и программирования в среде MINDSTORMS EV3; уметь собирать модели, используя готовую схему сборки, а также по эскизу; уметь создавать собственные проекты и при необходимости программировать роботизированные модели. Предъявляемый результат в конце учебного года: осуществление сборки не менее 5 моделей роботов; создание не менее двух индивидуальных конструкторских проектов; создание коллективного выставочного проекта; участие в соревнованиях и мероприятиях различного уровня. Форма представления результатов Открытые занятия для педагогов и родителей; Выставки по LEGO-конструированию; Конкурсы, соревнования, фестивали; Олимпиады по робототехнике. Информационное обеспечение программы: «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филипов – Санкт-Петербург: «Наука», 2010. - 195 стр. www.legoeducation.com, http://robotics.nis.edu.kz/ LEGO Dacta: The educational division of Lego Group. 1998. – 39 pag. LEGO Technic 1. Activity Centre. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 2000 г. – 143 pag. LEGO Technic 1. Activity Centre. Useful Information. – LEGO Group, 1998.- 23 pag. LEGO DACTA. Early Control Activities. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1998. - 43 pag. LEGO DACTA. Motorised Systems. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1998. - 55 pag. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с. legoengineering.com, robosport.ru learning.9151394.ru/course/view.phpid=280 http://www.kazrobotics.org/ ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ФАКУЛЬТАТИВНЫХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ «Робототехника» 7 КЛАСС. (34 ЧАСА, 1 ЧАС В НЕДЕЛЮ). Учебно-методический комплект: Робототехника для детей и их родителей. Книга для учителя. С.А. Филиппов, - 263 с., илл., Руководство пользователя LEGO MINDSTORMS EV3, - 64 стр., илл. Образовательный Лего-конструктор: LEGO MINDSTORMS EV3 версии 45544. В наборе ЛЕГО-элементы, включая EV3-блок, датчик цвета, 2 датчика касания, 1 ультразвуковой датчик, сервомоторы 9 В. ЦОР: Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS LME EV3, язык интерфейса русский и английский, сайт с инструкциями и уроками: http://www.prorobot.ru/lego.php , http://robotics.nis.edu.kz/, http://www.kazrobotics.org/
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||