Рабочая программа
курса внеурочной деятельности
«Робототехника»
7 класс
Рабочая программа составлена на основе программы учебного курса по
выбору «Первый шаг в робототехнику». М.С. Цветкова, О.Б. Богомолова.
Информатика. Математика. Программы внеурочной деятельности для
начальной и основной школы 6-8 классы, созданной на базе «Точка Роста».
Издательство Москва; Бином «Лаборатория знаний» 2014 г.
Данная программа предполагает обучение решению задач конструкторского
характера, а также программированию, моделированию при использовании на
уроках конструктора LEGOEV3 и программного обеспечения
LEGOMINDSTORMSEducationEV3.
Использование конструктора LEGOEV3 позволяет создать уникальную
образовательную среду, которая способствует развитию инженерного,
конструкторского мышления. В процессе работы с LEGOEV3 обучающиеся
приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по
конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в
команде способствует формированию умения взаимодействовать с
учениками, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать
свои идеи. При дальнейшем освоении LEGOEV3 становится возможным
выполнение серьезных проектов, развитие самостоятельного технического
творчества.
Актуальность курса заключается в том, что он направлен на формирование
творческой личности, живущей в современном мире. Наборы
LEGOMINDSTORMSEV3 ориентированы на изучение основных физических
принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех
современных конструкций и устройств.
Общество находимся на пороге новой эры: персональный компьютер
позволяет нам слышать и видеть, а в скором будущем и трогать предметы,
путешествовать по всему миру, погружаться в глубины океана.
Бурно развивается новая отрасль промышленности - робототехника. Сегодня
робототехника входит в нашу повседневную жизнь.
Роботы могут выполнять опасные ремонтные работы, управлять
нефтепроводами, работать с вредными для человека веществами,
диагностировать и лечить людей и т.п.
Роботы скоро станут привычными и доступными для нас, окажут большое
влияние на процесс нашего обучения, работы, отдыха и общения.
В процессе изучения курса, обучающиеся знакомятся с проблемами и
вопросами, которые специалисты решают сегодня. Проводя исследования и
выполняя задания, школьники узнают, как создавать программы для
управления простыми и сложными роботизированными механизмами,
приобретают общее представление об интереснейшей науке -робототехнике.
Цель:
формирование
культуры
конструкторско-исследовательской
деятельности и освоение приемов конструирования, программирования и
управления робототехническими устройствами (базовый набор конструктора
LEGOMINDSTORMSEducationEV3).
Задачи:
• Знакомство со средой программирования EV3;
• Усвоение основ программирования, составление алгоритмов;
• Умение использовать системы регистрации сигналов датчиков,
понимание принципов обратной связи;
• Проектирование роботов и программирование их действий;
• Создание собственных проектов по робототехнике и прослеживание
пользы применения роботов в реальной жизни;
• Расширение области знаний о профессиях.
Общая характеристика изучаемого предмета
Основной формой организации учебного процесса является внеурочная. Виды
деятельности: активная лекция, выполнение проектов и исследовательских
работ, работа осуществляется в группах, в парах и индивидуально с правом
выбора вида деятельности. По результатам выполненной деятельности
учащиеся представляют готовый проект (готовая модель конструктора,
составленная к ней программа с заданным алгоритмом действий и корректное
выполнение этой программы роботом).
Отметочная система оценивания результата не предполагается. По желанию
учеников они готовят презентации по изучаемому материалу для размещения
на сайте школы, а также фото и видеоматериалы проектов.
Деятельность — это первое условие развития у обучающегося познавательных
процессов. Чтобы ребенок активно развивался, необходимо его вовлечь в
деятельность. Образовательная задача заключается в создании условий,
которые бы провоцировали детское действие. Такие условия легко
реализовать в образовательной среде LEGO.
Лего-конструирование — это вид моделирующей творческо-продуктивной
деятельности. Диапазон использования ЛЕГО с точки зрения конструктивноигрового средства для детей довольно широк.
Основным содержанием данного курса являются постепенное усложнение
занятий от технического моделирования до сборки и программирования
роботов с использованием материалов книги Д. Г. Копосов «Первый шаг в
робототехнику».
Конструктор LEGOEV3 обеспечивает простоту при сборке начальных
моделей, что позволяет школьникам получить результат в пределах одной
пары уроков. И при этом возможности в изменении моделей и программ-очень
широкие, и такой подход позволяет учащимся усложнять модель и программу,
проявлять самостоятельность в изучении темы. Программное обеспечение
LEGO MINDSTORMS EV3 обладает очень широкими возможностями, в
частности, позволяет вести рабочую тетрадь и представлять свои проекты
прямо в среде программного обеспечения
LEGOMINDSTORMSEV3.
При освоении данного курса желательны наличие у учащихся знаний основ
работы с компьютером, личностных качеств - таких как старательность,
аккуратность, целеустремленность.
Используя персональный компьютер, LEGO-элементы из конструктора
ученики могут конструировать управляемые модели роботов. Робот
функционирует автономно, достаточно загрузить управляющую программу в
специальный LEGO-компьютер и присоединить его к модели робота, EV3
работает независимо от настольного компьютера, на котором была написана
управляющая программа;
получая информацию от различных датчиков и обрабатывая ее, он управляет
работой моторов.
Описание места в учебном плане
На реализацию учебного курса «Робототехнику» используется время,
отведенное на внеурочную деятельность. Форма реализации курса по выбору
- кружок.
Общий объем учебного времени 34 учебных часа, 1 час в неделю.
Содержание учебного курса
Содержание учебного курса представлено подборкой проектноисследовательских задач для учащихся 2-8 классов. В процессе работы
используется УМК, в составе которого:учебник-практикум Копосов Д. Г.
Первый шаг в робототехнику. — М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2014.,
рабочая тетрадь;
самоучитель (систематизированная подборка учебных материалов,
представленная в программном обеспечении, где в увлекательной форме идет
знакомство с обучающими программами LEGOMINDSTORMSEducationEV3).
Оборудование: компьютер с установленным ПО, набор лего-конструктора.
Все задания практикума — это те проблемы и вопросы, с которыми
специалисты сталкиваются сегодня. Проводя исследования и выполняя
задания, учащиеся шаг за шагом узнают, как создавать программы для
управления простыми и сложными роботизированными механизмами,
приобретают общее представление об интереснейшей науке — робототехнике.
1. Планируемые результаты освоения курса внеурочной деятельности.
Личностные результаты:
1.наличие представлений об информации как важнейшем стратегическом
ресурсе развития личности, государства, общества;
2.понимание роли информационных процессов в современном мире;
3.владение первичными навыками анализа и критичной оценки получаемой
информации;
4.ответственное отношение к информации с учетом правовых и этических
аспектов ее распространения;
5.развитие чувства личной ответственности за качество окружающей
информационной среды;
6.способность увязать учебное содержание с собственным жизненным
опытом, понять значимость подготовки в области информатики и ИКТ в
условиях развития информационного общества;
7.готовность к повышению своего образовательного уровня и продолжению
обучения с использованием средств и методов информатики и ИКТ;
8.способность и готовность к общению и сотрудничеству со сверстниками и
взрослыми в процессе образовательной, общественно-полезной, учебноисследовательской, творческой деятельности;
9.способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни за
счет знания основных гигиенических, эргономических и технических условий
безопасной эксплуатации средств ИКТ.
Метапредметные результаты:
1.владение общепредметными понятиями «объект», «система», «модель»,
«алгоритм», «исполнитель» и др.;
2.владение информационно-логическими умениями: определять понятия,
создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать,
самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации,
устанавливать причинно-следственные связи,
строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное
и по аналогии) и делать выводы;
3.владение умениями самостоятельно планировать пути достижения целей;
соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять
контроль своей деятельности, определять способы действий в рамках
предложенных условий, корректировать свои действия в соответствии с
изменяющейся ситуацией; оценивать правильность выполнения
учебной задачи;
4.владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и
осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной
деятельности;
5.владение основными универсальными умениями информационного
характера: постановка и формулирование проблемы; поиск и выделение
необходимой информации, применение методов информационного поиска;
структурирование и визуализация информации;
6. выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от
конкретных условий; самостоятельное создание алгоритмов деятельности при
решении проблем творческого и поискового характера;
7.владение информационным моделированием как основным методом
приобретения знаний: умение преобразовывать объект из чувственной формы
в пространственно- графическую или знаково-символическую модель; умение
строить разнообразные информационные структуры для описания объектов;
умение «читать» таблицы, графики, диаграммы, схемы и т.д., самостоятельно
перекодировать информацию из одной знаковой
системы в другую; умение выбирать форму представления информации в
зависимости от стоящей задачи, проверять адекватность модели объекту и
цели моделирования;
8.ИКТ-компетентность – широкий спектр умений и навыков использования
средств информационных и коммуникационных технологий для сбора,
хранения, преобразования и передачи различных видов информации, навыки
создания личного информационного пространства (обращение с устройствами
ИКТ; фиксация изображений и звуков; создание письменных сообщений;
создание графических объектов; создание музыкальных и
звуковых
сообщений;
создание,
восприятие
и
использование
гипермедиасообщений;
коммуникация и социальное взаимодействие; поиск и организация хранения
информации;
анализ информации.
Предметные результаты:
1.формирование
информационной
и
алгоритмической
культуры;
формирование представления о компьютере как универсальном устройстве
обработки информации;
развитие основных навыков и умений использования компьютерных
устройств;
2.формирование представления об основных изучаемых понятиях:
информация, алгоритм, модель – и их свойствах;
3.развитие
алгоритмического
мышления,
необходимого
для
профессиональной деятельности в современном обществе;
развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя;
формирование знаний об алгоритмических конструкциях,
логических значениях и операциях; знакомство с одним из языков
программирования и основными алгоритмическими структурами —
линейной, условной и циклической.
2. Содержание курса внеурочной деятельности
7 класс
Раздел 1. Введение в робототехнику.
Вводное занятие. Инструктаж по охране труда, пожарной безопасности.
Инструктаж по охране труда, пожарной безопасности и антитеррористической
защищенности. Формирование группы. Цели и задачи курса «Робототехника».
Планы на текущий учебный год. Возможности робототехнических устройств.
Три закона робототехники.
Раздел 2. Основы робототехники.
Устройство двигателей и модулей.
Введение в робототехнику: история развития робототехники, понятие
«робот», поколение роботов их классификация. Устройство двигателей и
модулей.
Инструменты необходимые для сборки-разборки моделей.
Основные меры безопасности при работе с инструментами. Разметочные
измерительные инструменты, плоскогубцы, пассатижи, круглогубцы,
отвёртки, шестигранные и рожковые ключи, плашки под болты и гайки и др.
Изучение и правила работы с инструкцией. Схемы электрической цепи.
Чтение чертежей.
Обучающие инструкционные и демонстрационные диски моделей роботов.
Конструкторский документ. Графическое изображение объекта. Технический
чертёж.
Формат, масштаб, линии чертежа, полки-выноски, шрифт, обозначение и т.д.
Разбор чертежей и схем выбранных к дальнейшей сборке роботов. Чтение
чертежей и схем.
Раздел 3. Сборка моделей роботов.
Сборка моделей роботов по готовым картам: Игра «Кто быстрее?»,
Знакомство с понятием «Инерция», Гаражный парктроник, Робот-светлячок,
Дом с привидениями.
Инструкция по сборке обычной машинки, Инструкция по сборке машинки с
датчиком поворота вала (энкодер), Инструкция по сборке машинки с датчиком
касания, Инструкция по сборке машинки с датчиком цвета, Инструкция по
сборке машинки с ИК-датчиками.
Тематическое планирование
№
Тема занятий
1
Знакомство с конструктором:презентация,
сборки действующих
роботов;изучение
деталей
и
методов
соединения;балки, кирпичи и
пластины;шестерни
и
оси,
шестереночные
передачи;соединительные и специальные детали.
Знакомство
с
программой
LEGOMINDSTORMSEducationEV3: общий вид
программы, как с ней работать;открыть готовый
проект;сборка робота по схеме; запуск готового робота.
Робототехника и её законы
Передовые направления в робототехнике. Программа
для управления роботом. Графический интерфейс
пользователя.
Проект «Незнайка». Первые ошибки.
Параллельное программирование. Как выполнять
несколько дел одновременно.
Искусственный интеллект.
Тест Тьюринга и премия Лёбнера. Интеллектуальные
роботы.
Справочные системы. Исполнительное устройство.
Блок «Движение».
Проект «Первые исследования».
Эмоциональный робот.
Блок «Экран». Блок «Звук». Роботы и эмоции.
Проявление эмоций.
Проект «Встреча».
Составление программ в среде mindstormsEV3,
выполнение заданий.
Конкурентная разведка.
Составление программ в среде mindstormsEV3,
выполнение заданий
Блок «Ожидание». Составление программ в среде
mindstormsEV3, выполнение заданий.
Проект «Разминирование».
Имитация.
Роботы симуляторы. Составление программ в среде
mindstormsEV3, выполнение заданий.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Количество
часов
видео, 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Алгоритм и композиция. Свойства алгоритма. Система
команд исполнителя.
Составление программ в среде mindstormsEV3,
выполнение заданий.
Проект «Выпускник».
Параллельные действия. Составление программ в
среде mindstormsEV3, выполнение заданий.
Звуковые имитации.
Звуковой редактор. Составление программ в среде
mindstormsEV3, выполнение заданий.
Космонавтика. Исследования Луны. Роботы в космосе.
Конструирование модели.
Проект «Первый спутник».
Проект «Послание». Конструирование модели.
Составление программ в среде mindstormsEV3,
выполнение заданий.
Проект «Живой груз». Конструирование модели.
Составление программ в среде mindstormsEV3,
выполнение заданий.
Проект «Пароль и отзыв». Составление программ в
среде mindstormsEV3, выполнение заданий.
Проект «Обратная сторона Луны».
Гравитационный маневр. Составление программ в
среде mindstormsEV3, выполнение заданий.
Проект «Квадрат».
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1