Пояснительная записка

Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах - сиделках, роботах - нянечках, роботах - домработницах, роботах - всевозможных детских и взрослых игрушках и т.д. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно школе и с самого младшего возраста. Поэтому, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.

Программа предназначена для обучающихся 6 классов. Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано по 1 часу в неделю, всего 35 часов. Для реализации программы в кабинете имеются наборы конструктора Lego Mindstorms базовые детали, компьютеры, принтер, проектор.

Цель и задачи курса

Цель: создание условий для изучения основ алгоритмизации и программирования с использованием робота Lego Mindstorms NXT, развития научно-технического и творческого потенциала личности ребёнка путём организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно-технического конструирования и основ робототехники.

Задачи:

• оказать содействие в конструировании роботов на базе микропроцессора NXT;

• углубить знания в среде программирования ПервоРобот NXT;

• оказать содействие в составлении программы управления Лего-роботами;

• развивать творческие способности и логическое мышление обучающихся;

• развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным результатом;

• развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;

• развивать умения работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;

• развивать умения творчески подходить к решению задачи;

• развивать применение знаний из различных областей знаний;

• развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;

• стимулировать мотивацию обучающихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка.

• способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям.

Описание ценностных ориентиров содержания курса

Обучение творческому применению осваиваемых технологий позволяет развивать широкие познавательные интересы и инициативу обучающихся в области современных информационных технологий.

Заложенный в основу изучения новых технологий выбор из предлагаемых жизненных ситуаций или возможность придумывать свою тематику жизненных ситуаций, завершающиеся созданием творческих работ с применением изучаемой технологии позволяет ориентировать обучающихся на формирование:

• способности к организации своей учебной деятельности,

• самоуважения и эмоционально-положительного отношения к себе,

• целеустремленности и настойчивости в достижении целей,

• готовности к сотрудничеству и помощи тем, кто в ней нуждается.

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса

Предметные образовательные результаты

В результате обучения учащиеся должны освоить:

• 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;
  основные приемы конструирования роботов;

• конструктивные особенности различных роботов;

• как использовать созданные программы;

• самостоятельное решение технических задач в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);

• основные понятия «программа», «алгоритм», «исполнитель», «данные» и др.

научиться:

• работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);

• самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);

• создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;

• составлять алгоритмы для исполнителей;

• создавать программы на компьютере;

• корректировать программы при необходимости;

• демонстрировать технические возможности роботов.

Личностные образовательные результаты:

• широкие познавательные интересы, инициатива и любознательность; готовность и способность учащихся к саморазвитию и реализации творческого потенциала в духовной и предметно-продуктивной деятельности за счет развития их образного, алгоритмического и логического мышления;

• готовность к повышению своего образовательного уровня и продолжению обучения с использованием средств и методов информатики и ИКТ;

• стремление использовать полученные знания в процессе обучения другим предметам и в жизни;

• основы информационного мировоззрения - научного взгляда на область информационных процессов в живой природе, обществе, технике как одну из важнейших областей современной действительности;

• готовность к осуществлению индивидуальной и коллективной деятельности;

• способность к избирательному отношению к получаемой информации за счет умений ее анализа и критичного оценивания; ответственное отношение к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения;

Метапредметные образовательные результаты:

• Основные метапредметные образовательные результаты, достигаемые в процессе пропедевтической подготовки школьников в области робототехники:

• уверенная ориентация учащихся в различных предметных областях за счет осознанного использования при изучении школьных дисциплин таких общепредметных понятий как «объект», «система», «модель», «алгоритм», «исполнитель» и др.;

• владение основными общеучебными умениями информационно-логического характера: анализ ситуаций; синтез как составление целого из частей и самостоятельное достраивание недостающих компонентов; выбор оснований и критериев для сравнения, обобщение и сравнение данных; построение логических цепочек рассуждений и т.д.,

• владение умениями организации собственной учебной деятельности; планирование - определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата, разбиение задачи на подзадачи; прогнозирование - предвосхищение результата; контроль - интерпретация полученного результата, его соотнесение с имеющимися данными с целью установления соответствия или несоответствия (обнаружения ошибки); коррекция - внесение необходимых дополнений и корректив в план действий в случае обнаружения ошибки; оценка - осознание учащимся того, насколько качественно им решена поставленная задача;

• владение основными универсальными умениями информационного характера: постановка и формулирование проблемы; поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска; структурирование и визуализация информации; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера;

• владение базовыми навыками исследовательской деятельности, владение способами и методами освоения новых инструментальных средств;

• владение основами продуктивного взаимодействия и сотрудничества со сверстниками и взрослыми: умение правильно, четко и однозначно сформулировать мысль в понятной собеседнику форме; умение осуществлять в коллективе совместную информационную деятельность, в частности при выполнении проекта; умение выступать перед аудиторией, представляя ей результаты своей работы с помощью средств ИКТ; использование коммуникационных технологий в учебной деятельности и повседневной жизни.

Методы обучения

1. Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения демонстрируемых материалов);

2. Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)

3. Эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.)

4. Проблемный - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;

5. Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу, беседа, упражнения по аналогу),

6. Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;

7. Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий)

Формы организации учебных занятий

Среди форм организации учебных занятий в данном курсе выделяются

• практикум;

• беседа;

• моделирование;

• творческая работа;

• исследование.

• проектная деятельность.

Ожидаемые результаты

Участие обучающихся в соревнованиях , конкурсах, фестивалях различного уровня.

Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ.

Содержание курса

Микрокомпьютер NXT (5ч)

Файлы и память устройства NXT

Горячие клавиши NXT

Обновление операционной системы NXT

Мультизагрузка NXT

Кнопки NXT

Конструирование и программирование (4ч)

Движение вперед, назад.

Ускорение.

Разворот на месте.

Проект «Разминирование».

Звуковые имитации (7ч)

Копирование действий.

Управление по звуку.

Звуковой редактор.

Звуковые имитации.

Как измерить звук.

Проект «Измеритель уровня шума».

Конкатенация.

Датчик освещённости (10 ч.)

Датчик освещённости -1ч.

Измерение окружающей освещенности - 1ч.

Калибровка сенсора освещенности-1ч.

Движение по линии -2ч.

Движение с 2 датчиками освещённости-2ч.

Датчик цвета- 1ч.

Регистрация данных о скорости-1ч.

Состязания роботов-1ч.

Датчик касания (2 ч.)

Датчик касания. Решение задач с использованием датчика касания -2ч.

Робот - сумоист (7 ч.)

Конструирование Робот - сумоист-2ч.

Программирование робота-сумоиста-2ч.

Соревнование роботов сумоистов-1ч.

Свободное моделирование. -2ч.

Календарно-тематическое планирование объединения «Робототехника»

№ п/п

Наименование разделов, тем

Кол-во часов

Хар-ка основных видов деятельности обучающихся

Планируемые результаты (УУД)

Формы контроля

особенности

Учебные недели

Дата проведения

I четверть (1 час в неделю, всего 9 часов)

1

Файлы и память устройства NXT

1

Иметь представление о памяти NXT.

Знать о доступном объёме памяти NXT.

Уметь управлять файлами устройства NXT.

Л: Учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новой задачи.

Р:- Формирование алгоритмического мышления - умение планировать последовательность действий для достижения какой-либо цели (личной, коллективной, учебной, игровой и др.);

П.-Умение выделять информационный аспект задачи, оперировать данными, использовать модель решения задачи

К: планирование сотрудничества с учителем и сверстниками, умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;

Практикум

Примеры хранения типов файлов

в устройстве

NXT.

02.09.2013-07.09.2013

2

Горячие клавиши NXT

1

Знать о назначении горячих клавиш при работе в среде программирования NXT.

Л.Учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новой задачи.

Р. Ставить новые учебные задачи в сотрудничестве с учителем; проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве.

П. Самостоятельно делать выводы, перерабатывать информацию.

К. задавать вопросы необ-ходимые для организации собственной деятельности и сотрудничества с парт-нёром.

Практикум

09.09.2013-14.09.2013

3

Обновление операционной системы NXT

1

Знать о причинах обновлений операционной системы NXT

Уметь работать по инструкциям.

Беседа

16.09.2013-21.09.2013

4

Мультизагрузка NXT

1

Знакомство с возможностью использования функции мультизагрузка.

Практикум

23.09.2013-28.09.2013

5

Кнопки NXT

1

Знать, что nxt оперирует цифрами 1, 2 и 3 (правая левая и средняя кнопки)

Л.: Ориентация на самоанализ и самоконтроль результата, на анализ соответствия результатов требованиям конкретной задачи, на понимание предложений и оценок учителей, товарищей, родителей.

Р- ставить новые учебные задачи в сотрудничестве с учителем.

-проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

- различать способ и результат действия.

П.: -анализировать, сравнивать программируемые действия.

К.:- аргументировать свою позицию и координировать её с позициями партнёров.

Сообщение «Управление Bluetooth»

30.09.2013-05.10.2013

6

Движение вперед, назад

1

Вспомнить алгоритмы составления программы для движения робота

Анализ алгоритмов.

07.10.2013-12.10.2013

7

Ускорение

1

Понимать как можно увеличивать скорость движения, для чего необходимо ускорение.

Уметь работать с настройками блока «Движение».

Практикум

Сообщение «Датчик ускорения»

14.10.2013-19.10.2013

8

Разворот на месте

1

Знать способы разворота, их преимущества и недостатки.

Уметь работать с настройками блока «Движение».

Исследование

21.10.2013-26.10.2013

9

Проект «Разминирование»

1

Составлять программы, для конкретной задачи загружать их в память робота, добиваться выполнения точных команд робота.

Моделирование

28.10.2013-02.11.2013

II четверть (1 час в неделю, всего7 часов)

10

Копирование действий

1

Познакомиться с блоком Писать/играть

Уметь применять этот блок при составлении программ.

Л.:Учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новой задачи.

Р. Ставить новые учебные задачи в сотрудничестве с учителем; проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве.

П:Самостоятельно делать выводы, перерабатывать информацию.

К. задавать вопросы необ-ходимые для организации собственной деятельности и сотрудничества с парт-нёром.

Практикум

11.11.2013-16.11.2013

11

Управление по звуку

1

Вспомнить назначение датчика звука. Составить программу движение робота на звук.

Практикум

18.11.2013-23.11.2013

12

Звуковой редактор

1

Познакомиться со звуковым редактором Audacity, изучить интерфейс программы, научить конвертировать звуковые файлы в nxt

Беседа

25.11.2013-30.11.2013

13

Звуковые имитации

1

Запись фраз с использованием звуковых эффектов и загрузка их в nxt.

Л.: Ориентация на самоанализ и самоконтроль результата, на анализ соответствия результатов требованиям конкретной задачи, на понимание предложений и оценок учителей, товарищей, родителей.

Р.: ставить новые учебные задачи в сотрудничестве с учителем, проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

различать способ и результат действия.

П.: анализировать, сравнивать программируемые действия.

К.: аргументировать свою позицию и координировать её с позициями партнёров

Практикум

02.12.2013-07.12.20130

14

Как измерить звук

1

Познакомиться с единицами измерения звука, диапазоном громкости звука.

Научиться находить проценты от числа и определять показания звукового сенсора в децибелах

Беседа

Практикум

Сообщение «Александр Белл»

9.12.2013-14.12.2013

15

Проект «Измеритель уровня шума»

1

Составить программу для робота, показывающего уровень окружающего шума в децибелах.

Анализ результатов

16.12.2013-21.12.2013

16

Конкатенация

1

Познакомиться с понятием «конкатенация», определять результат операций по предлагаемым настройкам блоков.

23.12.2013-28.12.2013

III четверть (1 час в неделю, всего 10 часов)

17

Датчик освещённости

1

Познакомиться с единицами измерения освещенности.

Уметь сравнивать освещённость на улице и в помещении.

Л.:-способность к самооценке на основе критериев успешности выполняемой деятельности;

-устойчивость учебно-познавательного интереса к новым общим способам решения задач.

Р.:-в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;

-проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве.

-определять, формулировать учебную задачу на занятии в диалоге с учителем

П.:

-сравнивать, анализировать информацию или данные по заданным и самостоятельно выбранным основаниям.

К.:- учитывать разные мнения и интересы и обосновывать собственную позицию;

осуществлять взаимный контроль и оказывать в сотрудничестве необходимую взаимопомощь.

Беседа

Сообщение «Люкс»

13.01.2014-18.01.2014

18

Измерение окружающей освещенности

1

Научиться измерять с помощью nxt освещенность в помещении.

Исследование

20.01.2014-25.01.2014

19

Калибровка сенсора освещенности

1

Знать для чего необходима калибровка датчика.

Уметь производить настройку (калибровка) датчика Уметь вносить в программу изменения в зависимости от показателей освещённости. Восстанавливать значения калибровки по умолчанию.

Практикум

27.01.2014-01.02.2014

20

Движение по линии

2

Уметь составлять программу для движения по линии, учитывая освещенность окружающей среды.

Проанализировать движение по левой и правой границе черной линии.

Практикум

03.02.2014-08.02.201410.02.2014-15.02.2014

21

Движение с 2 датчиками освещённости

2

Рассмотреть возможные расположения датчиков над чёрной линией. Составить алгоритм движения и реализовать его.

Добиться максимально быстрого прохождения дистанции.

Практикум

17.02.2014-22.02.201424.02.2014-01.03.2014

22

Датчик цвета

1

Познакомить с функциями датчика, примерами его использования.

Сравнить с датчиком освещенности.

Л.:-способность к самооценке на основе критериев успешности учебной деятельности.

Р.:-планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей;

-самостоятельно адекватно оценивать правильность выполнения действия и вносить необходимые коррективы в исполнение, как по ходу его реализации, так и в конце действия.

П.:-осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий;

-осуществлять сравнение, самостоятельно выбирая основания и критерии для логических операций;

-осуществлять поиск необходимой информации для выполнения учебных заданий с использованием учебной литературы.

К.:- учитывать разные мнения и интересы и обосновывать собственную позицию;

Беседа

03.03.2014-08.03.2014

Регистрация данных о скорости

1

Познакомиться с блоком «Начать регистрацию данных»,

Уметь составлять программу, используя данный блок, регистрировать данные о скорости nxt

практикум

10.03.2014-15.03.2014

23

Состязания роботов

1

Совершенствование программы движения по линии

Соревнование

17.03.2014-22.03.2014

IV четверть (1 час в неделю, всего 9 часов)

24

Датчик касания. Решение задач с использованием датчика касания

2

Уметь программировать действия робота на нажатие кнопки, её опускание и щелчок по ней.

Л.: Ориентация на самоанализ и самоконтроль результата, на анализ соответствия результатов требованиям конкретной задачи, на понимание предложений и оценок учителей, товарищей, родителей.

Р.: ставить новые учебные задачи в сотрудничестве с учителем, проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

различать способ и результат действия.

П.: анализировать, сравнивать программируемые действия.

К.: аргументировать свою позицию и координировать её с позициями партнёров

Беседа.

Анализ действий

02.04.2014-05.04.2014

25

Робот - сумоист

2

Создание модели робота сумоиста на колёсах, гусеницах.

Практикум

07.04.2014-12.04.2014

26

Программирование робота-сумоиста

2

Уметь анализировать программы для робота, находить оптимальный вариант.

Практикум

14.04.2014-19.04.2014

27

Соревнование роботов сумоистов

1

Изучение конструкции робота победителя, выявление плюсов и минусов модели.

Соревнование

Обзор видов соревнований «Сумо»

21.04.2014-26.04.2014

28

Свободное моделирование.

2

Уметь собирать модели без инструкции.

Творчески работать

28.04.2014-31.05.2014

Итого 35

Литература

Д.Г. Копосов Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 класса. М.Бином. Лаборатория знаний -2012. 286 с.

Д.Г. Копосов Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5-6 класса. М.Бином. Лаборатория знаний -2012. 87 с

Программное и методическое обеспечение

1. Программное обеспечение ПервоРобот NXT 2.0. CD -диск.

2. ПервоРобот NXT 2.0. руководство пользователя CD -диск.