- Главная
- Направления
- Техническая
- Робототехника
- Программа «Робототехника»
Рекомендуем посмотреть
Программа «Робототехника»
- (1)
С началом нового тысячелетия в большинстве стран робототехника стала занимать существенное место в образовании, подобно тому, как информатика появилась в конце прошлого века и потеснила обычные предметы.
По всему миру проводятся конкурсы и состязания роботов для обучающихся: научно-технический фестиваль «Мобильные роботы» им. профессора Е.А. Девянина с 1999 г., игры роботов «Евробот» – с 1998 г., международные состязания роботов в России – с 2002 г., всемирные состязания роботов в странах Азии – с 2004 г., футбол роботов Robocup с 1993 г. и т.д. Лидирующие позиции в области образовательной робототехники на сегодняшний день занимает фирма Lego (подразделение Lego Education) с образовательными конструкторами серии Mindstorms. В некоторых странах (США, Япония, Корея и др.) при изучении робототехники используются и более сложные кибернетические конструкторы.
В настоящее время активное развитие образовательной робототехники наблюдается в Москве в результате целевого финансирования правительства столицы, в Челябинской области и некоторых других регионах России.
Новосибирск существенно отстает по количеству кружков, занимающихся робототехникой, хотя уровень подготовки отдельных преподавателей и учащихся достаточно высокий. Назрела необходимость в некотором движущем центре, способном вовлечь в процесс как детей и педагогов, так и администрации образовательных организаций.
Педагоги
Легостаева Ксения Сергеевна, педагог высшей квалификационной категории, аттестация в 2017 году.
Общий педагогический стаж: 8 лет.
Образование: Новосибирский государственный педагогический университет по специальности учитель физики в 2011 г.
- Призёр Окружного конкурса: «Новой школе – современный учитель», 2014 г.
- Победитель окружного этапа конкурса профессионального мастерства «Сердце отдаю детям», 2018 г.
Лейман Эдуард Викторович, педагог высшей квалификационной категории, аттестация в 2017 году.
Общий педагогический стаж: 7 лет.
Образование: Новосибирский государственный педагогический университет по специальности учитель физики и информатики в 2010 году.
- Призёр конкурса «Всероссийский педагогический конкурс в номинации «Авторский предметный сайт»», 2016 г.
Содержание программы
Содержание программы первого года обучения :
- Знакомство с компьютером (16 часов)
- Работа с информацией (28)
- Знакомство с программным обеспечением (16)
- Простейшие механизмы (20)
- Моторные механизмы (16)
- Управление мобильным роботом (48)
Итого: 144
Содержание программы второго года обучения:
- Элементы теории информации (8 часов)
- Алгоритм и исполнитель (36)
- Программирование исполнителей (36)
- Простейшие механизмы (16)
- Управление мобильным роботом (32)
- Удаленное управление (16)
Итого: 144
Содержание программы третьего года обучения:
- Среда программирования RobotC (40 часов)
- Алгоритмы и программы (44)
- Моторные механизмы, манипуляторы (32)
- Управление мобильным роботом (36)
- Работа над проектом (64)
Итого: 216
Цели программы
Цель программы – создание условий для мотивации, подготовки и профессиональной ориентации обучающихся для возможного продолжения учебы в ВУЗах и последующей работы на предприятиях по специальностям, связанным с робототехникой.
Задачи программы.
Образовательные:
- Использование современных разработок по робототехнике в области образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности учащихся.
- Ознакомление учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых при создании роботов.
- Реализация межпредметных связей с физикой, информатикой и математикой.
- Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из которых будет работающий механизм или робот с автономным управлением.
Развивающие:
- Развитие у обучающихся инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования кибернетических систем.
- Развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности и изобретательности.
- Развитие креативного мышления и пространственного воображения учащихся.
- Организация и участие в играх, конкурсах и состязаниях роботов в качестве закрепления изучаемого материала и в целях мотивации обучения.
Воспитательные:
- Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию собственных роботизированных систем.
- Формирование у учащихся стремления к получению качественного законченного результата.
- Формирование навыков проектного мышления, работы в команде.
- Формирование у учащихся нравственно-патриотического воспитания.
- Повышение чувства гордости за собственную страну.
Результат программы
Личностные, метапредметные и предметные результаты изучения курса «Робототехника».
Личностные результаты (к личностным результатам освоения курса можно отнести):
- критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
- осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
- развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
- развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;
- развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
- воспитание чувства справедливости, ответственности;
- начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.
Метапредметные результаты:
Регулятивные универсальные учебные действия:
- принимать и сохранять учебную задачу;
- планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
- формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели;
- осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
- адекватно воспринимать оценку учителя;
- различать способ и результат действия;
- вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;
- в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;
- проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
- осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;
- оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.
Познавательные универсальные учебные действия:
- осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах учащегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;
- использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;
- ориентироваться на разнообразие способов решения задач;
- осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;
- проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;
- строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте;
- устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;
- моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая);
- синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;
- выбирать основания и критерии для сравнения, классификации объектов.
Коммуникативные универсальные учебные действия:
- аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;
- выслушивать собеседника и вести диалог;
- признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
- планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками – определять цели, функций участников, способов взаимодействия;
- осуществлять постановку вопросов – инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
- разрешать конфликты – выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;
- управлять поведением партнера – контроль, коррекция, оценка его действий;
- уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
- владеть монологической и диалогической формами речи.
Предметные результаты:
В результате реализации программы обучающиеся будут 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;
- конструктивные особенности различных роботов;
- как передавать программы NXT;
- как использовать созданные программы;
- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;
- основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.
В результате реализации программы обучающиеся будут уметь:
- использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
- конструировать различные модели; использовать созданные программы;
- применять полученные знания в практической деятельности.
В результате реализации программы обучающиеся будут владеть:
- навыками работы с роботами;
- навыками работы в среде ПервоРобот NXT.
В результате освоения программы обучающиеся научатся строить роботов и управлять ими.
Ожидаемые результаты первого года реализации программы:
Образовательные:
- освоение принципов работы простейших механизмов;
- расчет передаточного отношения;
- понимание принципа устройства робота как кибернетической системы;
- использование простейших регуляторов для управления роботом;
- решение задачи с использованием одного регулятора;
- умение собрать базовые модели роботов и усовершенствовать их для выполнения конкретного задания;
- навыки программирования в графической среде.
Развивающие:
- изменения в развитии мелкой моторики, внимательности, аккуратности и особенностей мышления конструктора-изобретателя проявляется на самостоятельных задачах по механике;
- строительство редуктора с заданным передаточным отношением и более сложных конструкций из множества мелких деталей является регулярной проверкой полученных навыков.
Воспитательные:
- воспитательный результат занятий робототехникой можно считать достигнутым, если учащиеся проявляют стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов;
- участие в научных конференциях для обучающихся, открытых состязаниях роботов и просто свободное творчество во многом демонстрируют и закрепляют его.
Кроме того, простым, но важным результатом будет регулярное содержание своего рабочего места и конструктора в порядке, что само по себе непросто.
Ожидаемые результаты второго года реализации программы:
Образовательные:
- использование регуляторов для управления роботом;
- решение задачи с использованием двух регуляторов или дополнительного задания для робота;
- умение конструировать сложные модели роботов с использованием дополнительных механизмов;
- расширенные возможности графического программирования.
- навыки программирования исполнителей в текстовой среде.
Развивающие:
- изменения в развитии мелкой моторики, внимательности, аккуратности и особенностей мышления конструктора-изобретателя проявляется на самостоятельных задачах по механике;
- новые алгоритмические задачи позволяют научиться выстраивать сложные параллельные процессы и управлять ими.
Воспитательные:
- воспитательный результат занятий робототехникой можно считать достигнутым, если учащиеся проявляют стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов;
- самостоятельная подготовка к состязаниям, стремление к получению высокого результата.
Ожидаемые результаты третьего года реализации программы:
Образовательные:
- Знакомство с языком Си.
- Расширенные возможности текстового программирования.
- Умение составить программу для решения многоуровневой задачи.
- Процедурное программирование.
- Использование нестандартных датчиков и расширений контроллера.
- Умение пользоваться справочной системой и примерами.
Развивающие:
- Способность к постановке задачи и оценке необходимых ресурсов для ее решения.
- Планирование проектной деятельности, оценка результата.
- Исследовательский подход к решению задач, поиск аналогов, анализ существующих решений.
Воспитательные:
- воспитательный результат занятий робототехникой можно считать достигнутым, если учащиеся проявляют стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов;
- участие в научных конференциях для обучающихся, открытых состязаниях роботов и просто свободное творчество во многом демонстрируют и закрепляют его. Способность работать в команде является результатом проектной деятельности.
Особые условия проведения
Не предусматриваются.
Материально-техническая база
- Учебное помещение.
- Отдельный кабинет
- Учебные парты, стулья, доска
- Материально-техническое обеспечение.
- Конструктор Lego «Перворобот», наборы № 9786 – 15 шт.
- Конструктор Lego «Перворобот», ресурсные наборы −10 шт.
- LEGO Mindstorms EV3 с программным обеспечением LEGO Mindstorms EV3 – 10 шт.
- LEGO Mindstorms EV3 с программным обеспечением LEGO Mindstorms EV3, ресурсный набор – 10 шт.
- LEGO 9686 Набор технология и физика – 5 шт.
- Электромеханический конструктор LEGO Education WeDo 2.0 45300 Базовый набор – 6 шт.
- Ноутбуки – 16 шт.
- Информационное обеспечение
- ПО WeDo
- ПО Ev3
- ПО LegoDigitalDesign