Рабочая программа Робототехника, срок реализации 2 года

Муниципальное автономное образовательное учреждение

дополнительного образования детей

«Центр информационных и коммуникационных технологий»

Образовательная программа

дополнительного образования детей

«Робототехника»

Программа ориентирована на детей

от 10 до 16 лет

Срок реализации - 2 года

Автор - Павлов Валерий Юрьевич

Педагог дополнительного

образования

С. Карагай

2012

Виды программ: простая

Типы программ: типовая (примерная)

Направления деятельности: научно-техническое

Первый год обучения

Учебно-тематический план

№ раздела

Название раздела и его содержание

№

темы

Тема

Количество часов

Всего

Теория

Практика

1

Вводный.

(Цели и задачи курса. Обсуждение работы на текущий уч. г. Правила ТБ)

1-2

Введение. Техника безопасности.

Роботы вокруг нас.

2

2

-

Знакомство с оборудованием конструктора LEGO NXT Mindstorms 8547: электронные компоненты, соединительные и конструкционные элементы.

2

1

1

2

«Основы конструирования»

3-16

Эксперимент №1.

Прочность конструкции и способы повышения прочности. «Мост»

4

1

3

Эксперимент №2.

Блок и рычаг. Устройство и назначение. «Качели», «Удочка».

4

2

2

Эксперимент №3.

Ременная передача. Устройство и назначение. «Измеритель расстояния».

4

1

3

Эксперимент №4.

Шасси для мобильного робота. «4-х колесная платформа», «3-х колесная платформа», «Гусеничная платформа».

8

2

6

Эксперимент №5.

Устойчивость модели. Распределение веса.

8

2

6

3

«Альтернативные источники энергии»

17-24

Эксперимент №6.

Преобразование энергии ветра и воды. «Ветряная мельница», «Водяное колесо», «Ветряной подъемный кран»

8

2

6

Эксперимент №7.

Применение силы ветра для движения модели. «Ветромобиль»

8

2

6

4

«Первое знакомство с программой LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0»

25-28

Что такое NXT? Подключение NXT.

2

1

1

Знакомство с программой LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0. Команды, палитры инструментов.

2

2

Эксперимент №8.

Блок Дисплей. Использование дисплея NXT. Создаем анимацию.

4

2

2

5

«Программируем серводвигатель»

29-44

Эксперимент №9.

Серводвигатель. Устройство и применение.

Зубчатые передачи.

2

2

-

Эксперимент №10.

Блок Движение. Разработка программ «Движение вперед-назад», «Робот-волчок», «Движение с ускорением», «Изучаем тормоза». «Робот-волчок», «Робот-пятиминутка».

8

2

6

Итоговое занятие за 1 полугодие.

2

-

2

Эксперимент №11.

Плавный поворот, движение по кривой. Разработка программ «Восьмерка», «Змейка», «Поворот на месте», «Спираль». «Робот-танцор».

10

2

8

Блок Цикл. Первая подпрограмма.

2

1

1

Эксперимент №12.

Разработка программ «Парковка», «Выход из лабиринта». «Трехколесный бот».

8

2

6

6

«Создание и программирование роботов с одним датчиком»

45-68

Эксперимент 13.

Управление роботом с помощью микрофона. Блок Переключатель. «Бот внедорожник».

6

2

4

Эксперимент №14.

Датчик касания. Обнаружение препятствия с помощью
датчика касания. «Пульт дистанционного управления моделью», «Лабиринт 1».

12

2

10

Эксперимент №15.

Датчик освещенности. Ограничение движения линией. «Распознаватель цветов», «Измеритель освещенности»,

«Робот-толкатель».

10

2

8

Эксперимент 16. Движение вдоль линии с применением датчика освещенности. «Линейный ползун».

6

1

5

Эксперимент 17.

Ультразвуковой датчик. Определение роботом расстояния до препятствия. «Робот-прилипала», «Робот-охранник».

6

1

5

Срез знаний за год.

2

-

2

Изготовление роботов для состязаний «Движение по линии», «Лестница» с использованием одного датчика.

6

-

6

Итоговое занятие в форме состязания роботов.

4

-

4

Итого:

136

38

96

Второй год обучения

Учебно-тематический план

№ раздела

Название раздела и его содержание

№

темы

Тема

Количество часов

Всего

Теория

Практика

1

Вводный.

(Цели и задачи курса. Обсуждение работы на текущий уч. г. Правила ТБ)

1

Вводный раздел.

Повторение изученного за 1 год обучения. Инструктаж.

2

2

-

2

«Создание и программирование роботов с несколькими датчиками»

2-28

Эксперимент №1(18).

Движение по линии 2. Модель с применением двух датчиков освещенности. «Линейный ползун 2».

8

2

6

Эксперимент №2 (19).

Робот, исследующий местность. Конструкция с применением ультразвукового датчика и датчика освещенности. «Робот-исследователь».

10

2

8

Эксперимент №3 (20).

«Горячо - Холодно». Обнаружение источников тепла. «Робот-журавль».

4

2

2

Эксперимент №4 (21).

Создание робота с использованием датчика температуры и датчика света. «Робот-пожарный».

8

2

6

Эксперимент №5 (22).

Создание робота с применением датчиков магнитного поля и освещенности. «Робот-сапёр».

12

2

10

Эксперимент №6 (23).

Создание робота с применением датчика магнитного поля и ультразвукового датчика.

12

2

10

3

«Рука для робота»

29-49

Эксперимент №7 (24).

«Робот-художник»

8

2

6

Итоговое занятие за 1 полугодие.

2

-

2

Эксперимент №8 (25).

«Автопогрузчик».

8

2

6

Эксперимент №9 (26).

«Рука для кубиков».

6

2

4

Эксперимент №10 (27).

«Робот-манипулятор».

8

2

6

Эксперимент №11 (28).

«Робот-сортировщик».

10

2

8

4

«Имитируем способы передвижения живых организмов»

50-68

Эксперимент №12 (29).

«Робот-гусеница».

6

2

4

Эксперимент №13 (30).

«Робот-собака».

6

2

4

Эксперимент №14 (31).

«Сороконожка».

6

2

4

Эксперимент №15 (32).

«Робот-рыба».

8

2

6

Эксперимент №16 (33).

«Робот-гуманоид».

10

2

8

Срез знаний за год.

2

-

2

Итого:

136

34

102

Методическое обеспечение программы

В качестве главного метода программы избран творческий метод. Методическое обеспечение основано на материалах авторских разработок авторов-составителей программы: Ничкова Н.В., Ничковой Т.А. - с привлечением материалов руководства пользователя «ПервоРобот NXT 2.0»

Каждому уровню воспитательных результатов внеурочной деятельности соответствует своя образовательная форма (точнее - тип образовательной формы, т. е. ряд содержательно и структурно близких форм). Первый уровень результатов может быть достигнут в формах, устроенных по принципу «педагог - ученик», второй уровень - в формах, описываемых формулой «педагог - ученик - детская среда (коллектив)», третий уровень - в формах, устроенных по принципу «педагог - ученик - детская среда (коллектив) -общественная среда (социальные субъекты)». Невозможно достигнуть результата второго и тем более третьего уровня формами, соответствующими первому уровню результатов. В то же время в формах, нацеленных на результат высшего уровня, достижимы и результаты предшествующего уровня. Однако важно понимать: форсирование результатов и форм не обеспечивает повышения качества и эффективности деятельности. Педагог, не владеющий формами деятельности для достижения результатов первого уровня, не может действенно выйти на результаты и формы второго и тем более третьего уровня.

Творческий метод используется в данной программе как важнейший художественно-педагогический метод, определяющий качественно-результативный показатель ее практического воплощения. Творчество понимается как нечто сугубо своеобразное, уникальное, присущее каждому ребенку и поэтому всегда новое. Это новое проявляет себя во всех формах технической деятельности детей.

В процессе реализации программы кружкового объединения «Робототехника» применяются следующие подходы: системно-деятельностный, кибернетический, мотивационный и личностно ориентированный.

Системно-деятельностный подход направлен на достижение целостности и единства всех составляющих компонентов программы. Кроме того, системный подход позволяет координировать соотношение частей целого. Использование системного подхода допускает взаимодействие одной системы с другими.

Кибернетический подход предполагает в процессе обучения переход от отрицательной (некачественной) связи к положительной (качественной).

Мотивационный подход реализуется через осуществление следующих закономерностей:

а) образовательный процесс строится с целью удовлетворения познавательной потребности детей, обучающихся в кружковом объединении;

б) причинно-следственные связи, исходящие из смысла деятельности, побуждают к действиям.

Личностно ориентированный подход включает в себя такие условия развития личности ученика, как:

а) развитие личности обучающегося происходит только в деятельности обучающегося;

б) развитие личности эффективно при использовании субъектного опыта этой личности - и предполагает реализацию следующих закономерностей:

1) создание атмосферы заинтересованности в результатах учебно-познавательной деятельности;

2) обучение саморефлексии деятельности;

3) воспитание способности к самоопределению, к эффективным коммуникациям самореализации;

4) свобода мысли и слова как обучающегося, так и педагога;

5) ситуация успеха в обучении;

6) дедуктивный метод обучения (от частного к общему);

7) повышение уровня мотивации к обучению.

Литература для учителя

1. Белиовская Л.Г., Белиовский А.Е. Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW. - М.: ДМК, 2010, 278 стр.;

2. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab):Справочное пособие, - М.: ИНТ, 1998, 150 стр.

3. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab).Эксперименты с моделью вентилятора: Учебно-методическое пособие, - М.: ИНТ, 1998, 46 с.

4. Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. - М.: NT Press, 2007, 345 стр.;

5. ПервоРобот NXT 2.0: Руководство пользователя. - Институт новых технологий;

6. Применение учебного оборудования. Видеоматериалы. - М.: ПКГ «РОС», 2012;

7. Программное обеспечение LEGO Education NXT v.2.1.;

8. Рыкова Е. А. LEGO-Лаборатория (LEGO Control Lab). Учебно-методическое пособие. - СПб, 2001, 59 стр.

Литература для учащихся

1. Наука. Энциклопедия. - М., «РОСМЭН», 2001. - 125 с.

2. Энциклопедический словарь юного техника. - М., «Педагогика», 1988. - 463 с.

3. В. Гоушка. Дайте мне точку опоры. - Прага: Альбатрос, 1971. - 191 с.

Интернет-ресурсы

1. school.edu.ru/int

2. prorobot.ru

3. nnxt.blogspot.ru

4. ielf.ucoz.ru

5. fiolet-korova.ru

6. mindstorms.ru

7. lego56.ru

8. robot-develop.org

9. lego.detmir.ru