Программа «Робототехника для детей 11-13 лет»

Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Внешние условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей в биологическом отношении безграничный потенциал. Образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время. Практика показывает, что робототехнике можно учить с младшего школьного возраста.

 

Задача построения в стране новой инновационной экономики и достижения технологического уровня, запланированного прогнозом научно-технологического развития Российской Федерации до 2025 года, не может быть решена без существенных изменений системы дополнительного образования детей – создания общеразвивающих программ технической направленности, в том числе – по робототехнике. Актуальность предлагаемой программы определяется и запросом со стороны детей и их родителей на программы технического развития младших школьников, материально-технические условия для реализации которых имеются на базе Центра детского творчества "Мечта".

 

Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов LEGO EV3 как инструмента для обучения конструированию и компьютерному управлению на занятиях робототехники. Простота использования конструктора в сочетании с большими конструктивными возможностями позволяют детям увидеть результат своего труда: сделанного своими руками робота, который выполняет поставленную ему задачу.

 

К отличительным особенностям можно отнести то, что программа допускает творческий, импровизированный подход со стороны детей и педагога, это касается возможной замены порядка раздела, введения дополнительного материала, методики проведения занятий. Руководствуясь данной программой, педагог имеет возможность увеличить или уменьшить объем и степень технической сложности материала в зависимости от состава группы и конкретных условий работы.

 

Новизна данной программы состоит в том, что впервые в практике учреждения дополнительного образования детей применяются новые для учащихся образовательные технологии, интегрированные в учебный процесс и объединяющие в себе ряд дисциплин. В рамках Программы на базе наборов для конструирования роботов различных марок, от простого к сложному, происходит не только изучение азов робототехники, приобретаются умения и навыки продуктивного уровня освоения программы. Также данная программа способствует ранней технической профориентации обучающихся.

Педагоги

Кривченко Александр Николаевич – педагог дополнительного образования.

Уровень образования:Высшее. НГПУ, 2018 год
Направление подготовки и/или специальность :Учитель информатики

Расписание

Программа рассчитана на детей, мальчиков и девочек, начального школьного возраста 7-10 лет, мотивированных к данному виду деятельности. Предварительной подготовки детей не требуется. Учебные группы комплектуются из детей одного возраста, либо разновозрастные. Поскольку игра все еще является значимой деятельностью для детей младшего школьного возраста, то игровая деятельность с конструктором Lego EV3 поможет увлечь ребят и тем самым способствовать развитию их мотивации к техническим видам деятельности. Внимание в этом возрасте становится произвольным, происходит переход от наглядно-образного к словесно-логическому мышлению, совершенствуется память. Словесно-логическое мышление становится центральной функцией. Развитие мышления подстегивает процесс обучения, где ребенку приходится включаться в решение различных дидактических и практических задач по конструированию и программированию роботов.

 

Количество обучающихся в группе ограничено до 8 человек. Зачисление осуществляется при желании ребёнка по заявлению его родителей (законных представителей).

 

Программа рассчитана на 2 года обучения. Общий объем программы – 288 часов: первый год обучения – 144 часа; второй год обучения – 144 часа. Программа реализуется в течение каждого учебного года – с сентября по май. Количество недель в учебном году – 36.

 

Содержание программы

Первый год обучения:

  • Вводное занятие. Основы работы с NXT.
  • Среда конструирования – знакомство с деталями конструктора.
  • Способы передачи движения. Понятия о редукторах.
  • Программа Lego Mindstorm.
  • Понятие команды, программа и программирование.
  • Дисплей. Использование дисплея NXT.
  • Знакомство с моторами и датчиками. Тестирование моторов и датчиков.
  • Сборка простейшего робота, по инструкции.
  • Программное обеспечение NXT. Создание простейшей программы.
  • Управление одним мотором. Движение вперёд-назад. Использование команды "Жди«.
  • Загрузка программ в NXT.
  • Самостоятельная творческая работа учащихся.
  • Управление двумя моторами. Езда по квадрату. Парковка.
  • Использование датчика касания. Обнаружения касания.
  • Использование датчика звука. Создание двухступенчатых программ.
  • Использование датчика освещённости. Калибровка датчика. Обнаружение черты. Движение по линии.
  • Составление программ с двумя датчиками освещённости. Движение по линии.
  • Использование датчика расстояния. Создание многоступенчатых программ.
  • Составление программ включающих в себя ветвление в среде NXT-G.
  • Блок «Bluetooth», установка соединения.
  • Загрузка с компьютера.
  • Изготовление робота исследователя.
  • Датчик расстояния и освещённости.
  • Работа в Интернете. Поиск информации о Лего-состязаниях, описаний моделей,
  • Разработка конструкций для соревнований.
  • Составление программ для «Движение по линии». Испытание робота.
  • Составление программ для «Кегельринг». Испытание робота.
  • Прочность конструкции и способы повышения прочности.
  • Разработка конструкции для соревнований "Сумо".
  • Подготовка к соревнованиям.
  • Итоговое занятие.

Второй год обучения:

  • Знакомство с творческой средой "ROBOLAB".
  • Установка программы
  • Язык программирования Lab View.
  • Изучение Окна инструментов.
  • Самостоятельное конструирование простейшего робота.
  • Команды визуального языка программирования Lab View.
  • Управление-уровень 1.
  • Управление-уровень 2.
  • Управление-уровень 3.
  • Управление-уровень 4.
  • Работа в режиме Конструирования.
  • Конструирование – уровень 1,2.
  • Самостоятельная творческая работа.
  • Конструирование уровень 3.
  • Самостоятельная творческая работа.
  • Конструирование уровень 4.
  • Самостоятельная творческая работа.
  • Подготовка к показательным выступлениям, соревнованиям. Соревнования.
  • Итоговое занятие.

 

Цели программы

Цель программы – создание условий для развития познавательной активности и технического творчества детей через занятия робототехникой в среде "LEGO EV3«.

Задачи программы:

Обучающие (предметные):

• способствовать получению начальных знаний, умений и навыков в области конструирования и программирования в среде LEGO;

• формировать навыки работы с простыми и сложными механизмами в среде LEGO;

• формировать навыки изготовления конструкций LEGO-роботов;

• формировать умения самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей LEGO-роботов.

Воспитательные (личностные):

• воспитывать общую культуру личности ребенка;

• воспитывать личностные качества, такие как трудолюбие, усидчивость, упорство в достижении результата;

• воспитывать умение работать в парах и в большей группе; разделять обязанности при работе в малой группе, контролировать действия своей «пары», разрешать конфликты;

• мотивировать детей на более активное саморазвитие и самообучение, что является ключевой особенностью обучающего подхода LEGO-образования.

Развивающие (метапредметные):

• развивать конструкторские, инженерные и программно-вычислительные навыки и стратегическое мышление;

• развивать интерес к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям;

• развивать психические процессы личности: воображение, образное мышление, зрительную память, объемное восприятие и пространственное мышление;

• выявлять и раскрывать наклонности и конструкторские и программно-математические способности личности ребёнка;

  • • развивать творческий нестандартный подход к решению конструкторских и технических задач.

Результат программы

В результате реализации программы обучающиеся будут знать:

• принципы работы простейших механизмов;

• особенностей мышления конструктора-изобретателя;

• язык Lab View;

• возможности графического программирования;

• навыки программирования исполнителей в текстовой среде.

 

В результате реализации программы обучающие будут уметь:

• собирать базовые модели роботов и усовершенствовать их для выполнения конкретного задания;

• использовать регуляторы для управления роботом;

• конструировать сложные модели роботов с использованием дополнительных механизмов;

• выстраивать сложные параллельные процессы и управлять ими.

 

У обучающихся будут развиты следующие личностные качества:

• стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов;

• опыт участие в открытых состязаниях роботов, навыки свободного творчества;

• самостоятельная подготовка к состязаниям, стремление к получению высокого результата.

 

Формы аттестации:

Аттестация учащихся включает в себя:

– входную диагностику учащихся. Форма – тестирование;

- промежуточная аттестация успеваемости учащихся, проводится по окончании 1-го года обучения. Форма промежуточной аттестации – наблюдение;

– итоговую аттестацию учащихся после освоения всего объема дополнительной общеразвивающей программы. Формы итоговой аттестации – практическая работа, тестирование.

Материально-техническая база

Занятия проходят в просторном оборудованном помещении, для реализации программы имеется достаточное количество мебели, технического и IT-оборудования.

Наборы Лего – конструкторов и другого оборудования:

1. Lego Mindstorms NXT – 4 набора

2. Набор ресурсный средний – 4 набора

3. Датчики освещённости – 4 шт.

4. Зарядные устройства – 4 шт.

5. Компьютеры для учащихся – 4 шт.

6. Интерактивная доска −1 шт.

7. АРМ педагога (компьютер, проектор, сканер, принтер).

 

Информационное обеспечение

1. Программное обеспечение ПервоРобот NXT 2.0.

2. Руководство пользователя ПервоРобот NXT 2.0.

3. Загрузки программ и дополнительных заданий LEGO Education.

Источник: https://www.exoforce.ru/lego-downloads.

4. LEGO® EducationРесурсы и поддержка.

Источник: https://education.lego.com/ru-ru/support.