: 7-11 лет
срок реализации программы:
составитель: Юданов Д. С., педагог доп. образования
В окружающем нас мире встречается много роботов: в производстве автомобилей, различные манипуляторы, роботы помощники в медицине они повсюду сопутствуют человека. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволяет развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.
Чтобы достичь высокого уровня творческого и технического мышления, дети должны пройти все этапы конструирования. Необходимо помнить, что такие задачи ставятся, когда учащиеся имеют определённый уровень знаний, опыт работы, умения и навыки. Юные исследователи, войдя в занимательный мир роботов, погружаются в сложную среду информационных технологий, позволяющих роботам выполнять широчайший круг функций.
«Робототехника» – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. В общем виде это достаточно сложная дисциплина, которая вбирает в себя научные знания из электроники, механики и программирования. В наиболее полном смысле робототехника применяется на предприятиях различной сферы для автоматизации процесса.
Большую значимость среди учебных роботов в настоящее время имеют LEGO – конструкторы. Они приглашают ребят в увлекательный мир роботов, позволяют погрузиться в сложную среду информационных технологий.
Программа составлена в соответствии с требованиями Федерального Государственного Образовательного Стандарта второго поколения.
Настоящая программа предлагает использование образовательных конструкторов LEGO Education WeDo Работая индивидуально, парами, или в командах, ребята могут создавать и программировать модели. Работа с конструкторами позволяет детям в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – что является вполне естественным. Программируемые конструкторы и обеспечение к нему предоставляет возможность учиться ребенку на собственном опыте. Всё это вызывает у детей желание продвигаться по пути открытий и исследований, а любой успех добавляет уверенности в себе.
Обучение происходит особенно успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного проекта, который представляет для него интерес. Знакомство детей с основами программирования происходит на основе стандартного программного обеспечения, которое отличается понятным интерфейсом, позволяющим ребёнку постепенно входить в систему программирования. Данная компьютерная программа совместима со специальными блоками конструктора. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Ребята получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.
Формы и методы обучения
Программа рассчитана на 1 год. Курс предназначен для детей, которые впервые будут знакомиться с LEGO – технологиями. Занятия проводятся в группах (по 10-15 человек), 2 раза в неделю по 2 часа в день. Продолжительность учебного часа занятия – 45 минут, продолжительность времени отдыха между занятиями – 10 мин. Всего на изучение программы предусмотрено 136 часов. Форма занятий – групповая, индивидуальная. Курс направлен на овладение первого опыта конструирования, программирования и моделирования технических конструкций.
Все занятия с образовательными конструкторами ЛЕГО предусматривают, что учебный процесс включает в себя четыре составляющих:
установление взаимосвязей, конструирование, рефлексия, развитие.
Устанавливая связи между уже имеющимся и новым опытом, полученным в процессе обучения, ребёнок приобретает знания. Конструктор помогает детям изучать основы информационных технологий, устанавливая взаимосвязи между идеями и подходами, которые применяются при выполнении заданий, представленными в видеофильмах и фотографиях, иллюстрирующих реально применяемые технологии.
Обучение в процессе практической деятельности предполагает создание моделей и практическую реализацию идей. Занятия с образовательными конструкторами ЛЕГО знакомят детей с тремя видами конструирования:
Возможность обдумать то, что они построили и запрограммировали, помогает ученикам более глубоко понять идеи, с которыми они сталкиваются в процессе своей деятельности на предыдущих этапах. Размышляя, дети устанавливают связи между полученной ими новой информацией и уже знакомыми им идеями, а также предыдущим опытом.
Творческие задачи, представляющие собой адекватный вызов способностям ребёнка, наилучшим образом способствуют его дальнейшему обучению и развитию. Радость свершения, атмосфера успеха, ощущение хорошо выполненного дела – всё это вызывает желание продолжать и совершенствовать свою работу. На этом этапе ученикам предлагаются дополнительные творческие задания по конструированию или программированию.
Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора LEGO Education WeDo позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. Собирая простые механизмы, ребята работают руками (что помогает развитию мелкой моторики), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.
Этап – обучение. На этом этапе ребята собирают модели по заданным схемам. Стараются понять принцип соединений деталей, чтобы в последующем использовать его для сборки собственных проектов. Схемы сборки конструкторов LEGO Education WeDo – представлены просто, грамотно, их поэтапное изучение понятно детям.
В процессе работы над проектами последовательно решаются задачи различного характера:
Для эффективности реализации образовательной программы «необходимы материальные ресурсы
2. Программное обеспечение 2000095 LEGO® Education WeDo™.
3. Комплект заданий LEGO Education WeDo.
4. Персональный компьютер.
В результате обучения обучающиеся узнают:
В результате обучения обучающиеся научатся:
КАЛЕНДАРНО – ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Содержание рабочей программы «Робототехника».
Правила поведение и техника безопасности в кабинете и при работе с конструктором.
Правило работы с конструктором. Основные детали конструктора Lego Education WeDо: 9580 – коммуникатор, мотор, датчик наклона, датчик расстояния. 4 этапа обучения – установление взаимосвязи, конструирование, рефлексия и развитие.
: лекция, беседа, индивидуальная работа, работа в группе, решение проблемы, практическая работа.
Знакомство со средой программирования (блоки, палитра, пиктограммы, связь блоков программы с конструктором). Изучение принципа построения программ. Обзор: вкладка связь, вкладка проект, вкладка содержание, вкладка экран и т.д. Перечень терминов и их обозначение. Сочетания клавиш для быстрого доступа к некоторым функциям. Звуки – Блок «Звук» и перечень звуков которые он может воспроизводить. Фоны экрана которые можно использовать при работе. Составление программ.
: лекция, беседа, индивидуальная работа, работа в группе, решение проблемы, практическая работа.
Знакомство с мотором: определение, назначение. Изучение способов соединения мотора с механизмом. Подключение мотора к компьютеру. Маркировка моторов. Датчик расстояния: определение, назначение, процесс подключения к компьютеру. Знакомство с датчиком наклона: определение, назначение, процесс подключения к компьютеру. Практика. Составление элементарной программы работы мотора и датчиков расстояния и наклона. Запуск программы и ее проверка.
Знакомство с зубчатым колесом. Изучение видов передач: понижающая и повышающая зубчатые передачи; изучить передачи движения двигателя модели: промежуточная передача, коронное зубчатое колесо. Презентация: зубчатые колеса, виды передач. Практика. Сборка моделей с передачами и составление программы.
Изучение зубчатой передачи. Презентация: зубчатая передача. Практика. Сборка модели прямой и понижающей зубчатой передачи. Составление программы для модели и ее запуск.
Знакомство и изучение модели с коронным зубчатым колесом. Практика. Сборка модели с коронным зубчатым колесом. Составление программы для модели и ее запуск.
Знакомство с моделью «понижающим и повышающим коронным зубчатым колесом». Изучение принципа её работы на практике. Практика. Сборка модели с понижающим и коронным зубчатым колесом. Составление программы для модели и ее запуск. Сборка модели с повышающим коронным колесом. Составление программы для модели и ее запуск.
: лекция, беседа, работа в группе, индивидуальная работа, решение проблемы, практическая работа.
Знакомство с понятиями «Шкивы и ремни». Изучение типов передач: прямая
ременная передача и перекрестная ременная передача. Повышающая и понижающая ременные передачи. Презентация: «Шкивы и ремни». Практика. Сборка модели с прямой переменной передачей и перекрестной ременной передачей, составление программы для модели и ее запуск. Сборка модели, повышающей и понижающей ременной передачи, составление программы для модели и ее запуск.
: работа в группе, индивидуальная работа, решение проблемы, практическая работа.
Знакомство с червячной передачей. Изучение её назначение. Презентация: «Червячная передача». Практика. Сборка модели прямой червячной передачи, составление программы для модели и ее запуск. Сборка модели обратной червячной передачи, составление программы для модели и ее запуск.
Знакомство с понятием «Кулачковая передача». Изучение принципа её работы. Презентация: «Кулачковая передача». Практика. Сборка модели кулачковой передачи, составление программы для модели и ее запуск. Сборка модели рычажной
Знакомство с предложенной моделью по схеме. Сборка модели с использованием инструкции по сборке. Изучение процесса работы и особенности программы модели. Набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели.
Изучение алгоритма работы на компьютере программы, подключения модели к компьютеру и запуск программы. Практика. Внесение изменений в конструкцию и
программу модели. Анализ работы модели.
Разработка собственных моделей в группах. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализоваться проект. Конструирование модели, её программирование. Презентация моделей. Выставка. Соревнования.
: групповая работа, индивидуальная работа, решение проблемы, практическая работа.
Критерии оценки творческих проектов
– соответствие формы и содержания проекта поставленной цели;
– понимание обучающимся проекта в целом (не только своей части групповой работы).
– проработка темы проекта;
– умение находить, анализировать и обобщать информацию;
– доступность изложения и презентации.
– уровень дизайнерского решения;
– форма представления (модель, видео, компьютерная презентация, и т.п.)
– возможность использования проекта в разных областях деятельности;
– междисциплинарная применимость.
– степень самостоятельности в процессе работы;
– успешность презентации.
– доля индивидуального вклада в коллективный труд;
Защита проектов, их презентация:
– предварительная – в присутствии членов творческого объединения и родителей,
– участие в конкурсах различного уровня – городских, республиканских, межрегиональных и т.д.
Основной организационной формой обучения в ходе реализации данной образовательной программы является занятие. Это форма обеспечивает организационную чёткость и непрерывность процесса обучения. Знание педагогом индивидуальных особенностей воспитанников позволяет эффективно использовать стимулирующее влияние коллектива на учебную деятельность каждого обучающегося.
Неоспоримым преимуществом занятия, является возможность соединения фронтальных, групповых и индивидуальных форм обучения.
: соревнования, выставки, конкурсы, практикум, занятие – консультация, занятие – ролевая игра, занятие – презентация, занятие проверки и коррекции знаний и умений.
Методы организации учебного процесса.
В организации учебной познавательной деятельности педагог использует также словесные, наглядные и практические методы.
. Словесные методы педагог применяет тогда, когда главным источником усвоения знаний обучающимися является слово (без опоры на наглядные способы и практическую работу). К ним относятся: рассказ, беседа, объяснение и т.д.
. К ним относится методы обучения с использованием наглядных пособий.
Методы, связанные с процессом формирования и совершенствования умений и навыков обучающихся. Основным методом является практическое занятие.
В ходе реализации образовательной программы педагогом используются дидактические средства: учебные наглядные пособия, демонстрационные устройства, технические средства.
Формы подведения итогов: соревнования, выставки, зачёт, конкурсы.
Для эффективности реализации образовательной программы «Компьютерное Lego – конструирование» необходимы материальные ресурсы
1. L EGO Education WEDO – конструкторы
3. Комплект заданий 2009580 LEGO Education WeDo Activity Pack. 4. Персональный компьютер.
Список литературы для педагога
Список литературы для учащегося