СОГЛАСОВАНО РАССМОТРЕНО УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора Руководитель Директор МБОУ «СОШ № 6»
по УВР Методического ____________ С. А. Ефимова
объединения «___»__________20___ г.
_______________ _________________ приказ № _____
ФИО, роспись ФИО, роспись
«___»______20__ г. «___»______20___г.
(указать предмет, курс, модуль)
Уровень общего образования, класс _основное общее образование 7 класс
(начальное общее, основное общее, среднее общее образование с указанием классов)
Количество часов _______ Уровень ________
Учитель ___________________Токарева Наталья Николаевна
Программа разработана на основе программы курса «Первый шаг в робототехнику» Д. Г. Копосов.
(указать примерную или авторскую программу/программы, издательство, год издания при наличии)
2016 – 2017 учебный год
1. Овладение навыками начального технического конструирования,
2. Всестороннее развитие личности учащегося:
– развитие индивидуальных способностей ребенка;
– повышение интереса к учебным предметам посредством конструктора Lego;
– формирование творческого подхода к решению поставленной задачи, а также представления о том, что большинство задач имеют несколько решений;
– формирование целостной картины мира;
– развитие умения довести решение задачи до работающей модели;
– развитие логического, абстрактного и образного мышления;
– развитие регулятивной структуры деятельности, включающей целеполагание, планирование (умение составлять план действий и применять его для решения практических задач), прогнозирование (предвосхищение будущего результата при различных условиях выполнения действия), контроль, коррекцию и оценку;
– развитие научно-технического и творческого потенциала личности ребенка путем организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно-технического конструирования и основ робототехники.
программа педагогически целесообразна, поскольку содержание программы реализуется во взаимосвязи с предметами школьного цикла. Теоретические и практические знания по лего-конструированию и робототехнике значительно углубят знания учащихся по ряду разделов физики, черчения, литературы, технологии, математики и информатики.
Место курса в учебном плане: В учебном плане на изучение элективного курса “Робототехника” отводится 1 час в неделю в 7 классе, всего- 34 часов. Программа составлена на основе программы курса «Первый шаг в робототехнику» Д. Г. Копосов.
Срок реализации рабочей программы: 1 год; всего – 34 часов. Используемый учебно-методический комплекс для реализации рабочей программы элективного курса: Данный курс не предусматривает использование УМК. Для учащихся предлагается перечень Интернет-ресурсов, позволяющих успешно освоить данный курс.
Основной технологией обучения в элективном курсе является метод проектов. Метод проектов – способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы, которая должна завершиться вполне реальным, осязаемым практическим результатом, оформленным тем или иным образом.
Технология ориентирована на самостоятельную (индивидуальную, парную, групповую) деятельность учащихся при выполнении практических заданий и творческих проектов в течение определенного отрезка времени. Выполнение творческих проектных работ завершается их защитой и рефлексивной оценкой.
Курс включает в себя две части: лекционную и практическую. Теоретическая часть организована в форме лекций. Лекции проводятся с обязательным использованием иллюстративных материалов. Практическая часть – в форме самостоятельных заданий (практических работ на компьютере) и творческих работ, что является важной составляющей всего курса. Теоретическая и прикладная часть курса изучается параллельно, чтобы сразу же закреплять теоретические вопросы на практике.
В ходе выполнения индивидуальных работ, учитель консультирует учащихся и при необходимости оказывает им помощь. Выполняя практические задания, учащиеся не только закрепляют навыки работы с программами, но и развивают свои творческие способности. Каждое занятие начинается с мотивационного этапа, ориентирующего учащегося на выполнение практического задания по теме.
Тема урока определяется приобретаемыми навыками, например «Создание рисунков из кривых». Изучение нового материала носит сопровождающий характер, ученики изучают его с целью создания запланированного образовательного продукта (рисунка, логотипа, плаката и др.).
Одной из форм работы могут быть занятия – семинары (занятия-исследования), где учащиеся, разбившись на группы, самостоятельно исследуют определенные возможности программы, затем обмениваются полученными знаниями. В итоге учащиеся должны овладеть полным спектром возможностей работы с программой.
Примерный порядок изложения материала:
Для реализации рабочей программы по информатике в 7 классе используется следующий методический комплекс:
Перечень учебно – методического обеспечения
Характерная черта нашей жизни – нарастание темпа изменений. Мы живем в мире, который совсем не похож на тот, в котором мы родились. И темп изменений продолжает нарастать.
Сегодняшним школьникам предстоит
• работать по профессиям, которых пока нет,
• использовать технологии, которые еще не созданы,
• решать задачи, о которых мы можем лишь догадываться.
Школьное образование должно соответствовать целям опережающего развития. Для этого в школе должно быть обеспечено:
• изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем,
• обучение, ориентированное как на знаниевый, так и деятельностный аспекты содержания образования.
Таким требованиям отвечает робототехника. Сегодня все чаще педагоги задаются вопросом, как подготовить человека к полноценной жизни и труду, как сформировать гармоничную творческую личность. Работа с конструктором Лего – это один из многочисленных путей к решению этой задачи. В непринужденной обстановке дети могут общаться друг с другом, играя учатся выполнять серьезную работу – создавать проекты. Изучение основ программирования и конструирования – это и начальная профессиональная ориентация. Дети узнают на собственном опыте о работе программиста и конструктора, дизайнера, художника и т.д. Ведь выбор темы для проекта ничем неограничен.
Образовательные конструкторы LEGO представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка “игрушку”. Причем, в процессе игры и обучения ученики собирают своими руками игрушки, представляющие собой предметы, механизмы из окружающего их мира. Таким образом, ребята знакомятся с техникой, открывают тайны механики, прививают соответствующие навыки, учатся работать, иными словами, получают основу для будущих знаний, развивают способность находить оптимальное решение, что несомненно пригодится им в течении всей будущей жизни.
С каждым годом повышаются требования к современным инженерам, техническим специалистам и к обычным пользователям, в части их умений взаимодействовать с автоматизированными системами. Интенсивное внедрение искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами.
В школе не готовят инженеров, технологов и других специалистов, соответственно робототехника это достаточно условная дисциплина, которая может базироваться на использовании элементов техники или робототехники, но имеющая в своей основе деятельность, развивающую общеучебные навыки и умения.
Использование Лего-конструкторов во дополнительном образовании повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия ЛЕГО как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования, а именно для первоначального знакомства с этим непростым разделом информатики вследствие адаптированности для детей среды программирования.
Данная программа представляет уникальную возможность для школьников освоить основы робототехники, создавая действующие модели роботов.
Настоящая программа предлагает использование образовательных конструкторов Lego Mindstorms NXT как инструмента для обучения детей конструированию и моделированию, а также управлению роботом на занятиях по робототехнике.
Данная программа имеет научно-техническиую направленность. Отличительной особенностью данной программы от существующих программ является ее направленность не только на конструирование программирование Lego-моделей, сколько на умение анализировать и сравнивать различные модели, искать методы исправления недостатков и использования преимуществ, приводящих в итоге к созданию конкурентно способной модели.
Содержание данной программы построено таким образом, что обучающиеся под руководством педагога смогут не только создавать роботов посредством конструктора Lego NXT Mindstorms 9797, следуя предлагаемым пошаговым инструкциям, но и, проводя эксперименты, узнавать новое об окружающем их мире. Полученное знание служит при этом и доказательством истинности (или ложности) выдвинутых юными экспериментаторами тех или иных теоретических предположений, поскольку именно в ходе творчества они подтверждаются или опровергаются практикой. Отличительной особенностью данной программы является то, что она построена на обучении в процессе практики.
Курс «Робототехника» является базовым и не предполагает наличия у обучаемых навыков в области робототехники и программирования. Уровень подготовки учащихся может быть разным. Многие работы в лего-конструировании и робототехнике направлены на улучшение, преобразование окружающего мира, что позволяет ориентировать детей на социально-преобразующую добровольческую деятельность. Выполняя различные задания по лего-конструированию и робототехнике, дети овладевают техническими навыками, получают необходимые знания о способах соединения лего-деталей, учатся работать с технологическими картами, понимать схемы, планировать свою работу, приобретают навык трудовой производственной деятельности.
В учебном плане на изучение элективного курса “Робототехника” отводится 1 час в неделю в 7 классе, всего- 34 часа.
Срок реализации рабочей программы: 1 год; всего – 34 часа. Используемый учебно-методический комплекс для реализации рабочей программы элективного курса: Данный курс не предусматривает использование УМК. Для учащихся предлагается перечень Интернет-ресурсов, позволяющих успешно освоить данный курс.
Актуальность и практическая значимость данной программы обусловлена тем, что полученные на занятиях знания становятся для ребят необходимой теоретической и практической основой их дальнейшего участия в техническом творчестве, выборе будущей профессии, в определении жизненного пути. Овладев же навыками творчества сегодня, они, в дальнейшем, сумеют применить их с нужным эффектом в своих трудовых делах. Данная программа помогает раскрыть творческий потенциал обучающегося, определить его резервные возможности, осознать свою личность в окружающем мире, способствует формированию стремления стать мастером, исследователем, новатором.
Целью использования «Робототехники» в системе образования является овладение навыками начального технического конструирования через изучение понятий конструкций и их основных свойств. Применение конструкторов Lego в школе, позволяет существенно повысить мотивацию учащихся, организовать их творческую и исследовательскую работу.
Содержание учебного факультатива по информатике «Робототехника» в 7 классе соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов, целям и задачам образовательной программы учреждения.
При реализации рабочей программы по предмету информатика и икт в 7 классе осуществляется контроль за результатами освоения программы:
Планируемые результаты обучения (освоения учебного предмета, курса)
Система контроля за освоением планируемого содержания образования
Для оценки планируемых результатов данной программой предусмотрено использование:
– тестовых заданий для самоконтроля;
– вопросов и заданий для самостоятельной подготовки;
– практических работ (компьютерного практикума);
– заданий для организации домашнего проекта или исследования.
Система вопросов и заданий к курсу позволяет учитывать индивидуальные особенности обучающихся. В курс включены задания, способствующие формированию навыков сотрудничества учащегося с педагогом и сверстниками (общение в форуме).
Работа преподавателя и ребенка дает возможности оперативного контроля и самоконтроля выполненных заданий, а значит формирования самооценки обучающегося на основе видимых критериев успешности учебной деятельности. Совместное движение с учителем от вопроса к ответу – это возможность научить ребенка рассуждать, сомневаться, задумываться, стараться и самому найти выход-ответ. Дети получают возможность довести решение задачи до конца, опираясь на необходимую помощь. В этих условиях создаѐтся необходимый уровень качества, вариативности, дифференциации и индивидуализации обучения.
Результатом обучения будет являться изменение в познавательных интересах обучающихся и профессиональных направлениях, в психических механизмах (мышление, воображение), в практических умениях и навыках, в проявлении стремления к техническому творчеству и овладение приемами создания роботов посредством конструктора Lego NXT Mindstorms 9797.
Итоговая оценка результатов изучения элективного курса осуществляется по результатам защиты специальной зачетной работы ученика. Итоговая оценка может быть накопительной, когда результаты выполнения всех предложенных заданий оцениваются в баллах, которые суммируются по окончании курса. Каждое практическое задание оценивается определенным количеством баллов. Итоговая оценка выставляется по сумме баллов за все тесты и практические задания по следующей примерной схеме:
«2» – менее 30% от общей суммы баллов;
«3» – от 30 до 59% от общей суммы баллов;
«4» – от 60 до 79% от общей суммы баллов;
«5» – от 80% до 100% от общей суммы баллов.
Кроме этого в качестве бонуса могут засчитываться удачно выполненные творческие проекты. Оценке подлежит в первую очередь уровень достижения учеником минимально необходимых результатов, обозначенных в целях и задачах курса.
Принято на Согласовано Утверждаю
методическом совете Ст. методист директор МБОУ
МБОУ «Новопокровская СОШ №7» Шинкоренко Н. А._______ «Новопокровская СОШ №7»
протокол №.____________ Куклина В. А.__________
« » августа 2022 г. приказ № ______от _____________
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
Возраст обучающихся: 10 – 14 лет
Срок реализации 1 год
Уровень программы: ознакомительный
Педагог дополнительного образования:
Нормативно-правовая база программы
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» (далее программа) разработана согласно требованиям следующих нормативно правовых документов и в связи с открытием центра естественнонаучной и технической направленности «Точка Роста» и оснащением образовательной организации оборудованием
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» имеет техническую направленность, разработана для обучающихся разновозрастных групп от 10-14 лет, направлена на расширение знаний у обучающихся в области программирования робототехники.
Программа по содержанию является по функциональному предназначению —по форме организации — по времени реализации —
программа реализуется на стартовом (ознакомительном) уровне.
В конструкторе появилось много новых деталей. Умная электроника смногопортовым программируемым Хабом, в который встроен гироскоп. Гироскопумеет определять положение Хаба в пространстве: ориентацию, наклон, крен,определение грани сверху, состояние падения и т. д. Встроенная память позволяетзагружать и хранить до 20 программ. Номер программы отображается напиксельном экране 5х5, куда также выводятся пользовательские изображения истатус работы Хаба. Также появились новые датчики (силы и цвета). Программная среда создана на основе детского языка программированияScratch. Она состоит из набора команд, каждая из которых представляет собойграфический блок определенной формы и цвета с параметрами, которые можноизменять вручную, например, скорость и дальность движения, угол вращения и т.д. При этом наборы команд, связанных с различными компонентами решения
Комплект LEGO Education SPIKE Prime помогает стимулировать интерес школьников к естественным наукам и инженерному искусству. В основеобучения лежит формирование универсальных учебных действий, а такжеспособов деятельности, уровень усвоения которых предопределяет успешностьпоследующего обучения ребёнка. Это одна из приоритетных задач образования.
На первый план выступает деятельностно-ориентированное обучение: учение, направленное на самостоятельный поиск решения проблем и задач, развитиеспособности ученика самостоятельно ставить учебные цели, проектировать путиих реализации, контролировать и оценивать свои достижения. Для этогоиспользуются моторизированные модели LEGO и простое программирование. LEGO Education SPIKE Prime обеспечивает решение для практического,«мыслительного» обучения, которое побуждает учащихся задавать вопросы ипредоставляет инструменты для решения задач из обычной жизни. Учащиесязадают вопросы и решают задачи.
данной программы состоит в том, что она решает не только конструкторские, научные, но и эстетические вопросы. Программа ориентирована на целостное освоение материала: ребёнок эмоционально и чувственно обогащается, приобретает художественно-конструкторские навыки, совершенствуется в практической деятельности, реализуется в творчестве.
Отличительная особенность программы
Данная программа реализуется на основе системно-деятельностного подхода, где центральное место занимает проектная деятельность, в ходе которой учащиеся осваивают конструирование и начальное программирование робототехнических моделей, учащиеся начинают понимать, как соотносится реальная жизнь и абстрактные научные теории и факты.
Целевая аудитория программы, условия приема учащихся
Программа предназначена для обучающихся 5-8 классов (10-14 лет). Формируются одновозрастные или разновозрастные группы, численностью до 12 человек. Набор учащихся в группу осуществляется на основе свободного выбора детьми и их родителями (законными представителями), без отбора и предъявления требований к наличию у них специальных умений у ребенка.
Возрастные и психологические особенности учащихся
Программа рассчитана на детей от 10 до 14 лет. Данный возраст характеризуетсянеобходимостью вхождения ребёнка в новый для него мир отношений в связисо сменой ведущего вида деятельности. Ребёнок переходит от свободногопроявления своих потребностей к обязательной общественно-значимойдеятельности, обретая новые права и возможности активного развития приведущей роли учебного труда. Приоритетом образования является развитие иформирование позитивного отношения к самому себе, к учебной деятельностии окружающему миру на основе освоения художественного, правового, исторического, социального, экологического опыта. Обучающиеся самостоятельно моделируют программные упражнения, отдельные комбинации в написании траектории программ для работы с конструктором.
Особенности организации образовательного процесса
В качестве обучающей среды в программе используются конструкторы LEGO. Конструкторы LEGO помогают учащимся почувствовать себя настоящими исследователями – изобретателями. В них содержится всё необходимое для решения поставленных перед детьми задач, которые пробуждают у них любознательность, развивают творческую фантазию. Во время занятий дети формулируют гипотезы, проводят испытания построенных объектов, записывают результаты и демонстрируют
свои первые технические «открытия»Каждое занятие имеет несколько этапов:
Установление взаимосвязей: Каждое занятие начинается с короткого рассказа, который помогает детям понять проблему и попытаться найти самый удачный способ её решения.
На этом этапе начинается собственно деятельность – дети собирают модели. При этом реализуется известный принцип «обучение через действие».
Обучающиеся проводят собственные исследования с помощью созданных ими моделей. В процессе этих исследований они учатся делать выводы и сопоставлять результаты опытов, а также знакомятся с такими понятиями, как измерение, скорость, равновесие, механическое движение, конструкции, сила и энергия.
Объем и сроки освоения программы:Программа рассчитана на 1 год обучения. Объем учебных часов: 34 часа в год.
Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 академическому часу (45минут).
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Развитие технических способностей и формирование раннего профессионального самоопределения учащихся в процессе проектирования, моделирования, конструирования и программирования на конструкторе LEGO Education Spike Prime.
ФОРМЫ И МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ
Занятия проводятся в форме, но также применяются с муниципальным бюджетным общеобразовательным учреждением «Далайская средняя общеобразовательная школа №11». В процессе занятий используются следующие формы занятий:
Ожидаемые результаты обучения
Учащиеся получат возможность научиться: работать в команде; устанавливать причинно-следственные связи; решать задачи практического содержания; моделировать и исследовать процессы; использовать переменные и массивы, работать с облачными данными; отстаивать свое мнение; планировать и организовывать; строить гипотезы и проверять их;Результаты освоения программы курса: оценивать жизненные ситуации (поступки, явления, события) с точки зрениясобственных ощущений (явления, события), в предложенных ситуациях отмечатьконкретные поступки, которые можно оценить, как хорошие или плохие; называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять своё отношение кпоступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей; самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы определять, различать и называть детали конструктора, конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу, позаданной схеме и самостоятельно строить схему. ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного. перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результатесовместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их образы; уметь работать по предложенным инструкциям. умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаиватьсвою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы навопросы путем логических рассуждений. определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощьюпедагога; уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке. уметь работать над проектом в команде, эффективно распределятьобязанности. В результате обучения, учащиеся знают: простейшие основы механики; правила безопасной работы; компьютерную среду программирования и моделирования LEGO SPIKE Prime; виды конструкций, неподвижное и подвижное соединение деталей; технологическую последовательность изготовления конструкцийВ результате обучения, учащиеся умеют: работать по предложенным инструкциям, анализировать, планироватьпредстоящую практическую работу
Формы подведения итогов
Результаты образовательной деятельности по программе «Робот и Я» отслеживаются путем проведения первичного, промежуточного итогового контролей и диагностики учащихся.
Текущий контроль: осуществляется в процессе проведения опроса учащихся, выполнения практических работ, тестирования, а также выполнения индивидуальных заданий на каждом занятии, а так же по завершении каждой темы — контрольная (самостоятельная) работа;Промежуточный контроль: проверяется степень усвоения учащимися пройденного за первое полугодие материала; итоговая аттестация учащихся осуществляется в конце учебного года в виде итогового занятия (соревнования/выставки) с демонстрацией созданных проектов. Результаты аттестации оформляются протоколом (Приложение 1). выполнение практического задания тестирование и анкетирование; участие в конкурсах, олимпиадах, соревнованиях. Способом оценки достижений является гибкая рейтинговая система.
Организационные и образовательные мероприятия программы
Низкий (базовый) уровень освоения образовательной программы предполагает усвоение основных тем программы, выполнение типовых заданий по заданным схемам. Средний (повышенный) уровень предполагает усвоение основных тем программы, самостоятельность в выборе инструментария, способов работы при выполнении задания. Высокий (творческий) уровень предполагает возникновение самостоятельных идей у учащихся и реализацию их через участие в различных проектах, конкурсах, фестивалях и т.п.
2. К АЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК НА 2021-2022 УЧЕБНЫЙ ГОД
4. Содержание программы
Введение (2 часа)
Знакомство с конструктором LEGO Education Spike Prime. Обзор программного обеспечения.
Сборка моделей роботов (22 часа)
Сборка робота Блоха. Написание программы работы моторов. Мобильная платформа. Сборка передней части. Сборка задней части мобильной платформы. Конструирование ходовой части. Написание программы и программирование робота. Конструирование захвата. Программирование робота на работу с захватом. Носорог. Сборка и программирование робота. Роборука. Конструирование робота. Сборка робота Собака Кики. Станок с ЧПУ, сборка и программирование. Супер-безопасная сейфовая ячейка. Сборка робота. Программирование ячейки. Умная гиря. Программирование. Синоптик, сборка и программирование робота. Сборка робота службы контроля качества и его программирование. Робот-танцор, его сборка. Умный велосипед. Программирование умного велосипеда. Сборка устройства отслеживания. Шагомер, его сборка. Программирование шагомера.
Групповой проект (10 часов)
Выбор и обзор моделей роботов для транспортировки. Создание будущего макета робота. Создание мобильной платформы. Установка моторов для движения. Установка датчика цвета для робота по движению по прямой. Установка датчика расстояния на робота. Установка захвата для транспортировки грузов. Написание программы для робота. Презентация робота.
5. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ
Материально-техническое обеспечение программы
Для проведения занятий по программе используется специализированный класс (72 кв.м), имеющий специализированную мебель и технику для проведения занятий учебная зона кабинета: ученические столы на одно место – 10 шт.;стулья – 10 шт.; рабочее место преподавателя (компьютерный стол +компьютерный стул 1 место)наличие аудио-, видео-, фотоматериалов, интернет источников,плакатов, чертежей, технических рисунков.
Напиши названия деталей (10 баллов).
Количество набранных баллов_________
Литература для педагога1. Федеральный закон № 273-ФЗ от 29.12.2012 «Об образовании в Российской Федерации».2. СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей» (Главный государственный санитарный врач РФ, Постановление от 4 июля 2014 года№41).3. Автоматизированные устройства. ПервоРобот. Книга для учителя. L EGOGroup, перевод ИНТ, – 134 с, ил.4. Дополнительная общеобразовательная программа «Легоконструирование». Петрова Р. Ч., Бокатуев Д. А., Зорькин К. Ф. – Красноярск, КГБОУ ДОД ККДПиШ, 2011, 40с.5. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. L EGO Group, перевод ИНТ, – 87 с., ил.6. Методическое пособие для учителя: ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику. – MINDSTORMS NXT education, 2006. – 66 с.7. Методическое пособие для учителя: Технология и физика. LegoEducation. 2010. – 133 стр.
Петин В. А. Проекты с использованием контроллера Arduino. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2015. – 464 с.: ил. – (Электроника)
9. ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику. – MINDSTORMS NXT education, 2006. – 66 с10. Практикум для 5-6 классов: Первый шаг в робототехнику. Копосов Д. Г. – М., «БИНОМ». Лаборатория знаний, 2012. – 286 с.11. Робототехника для детей и родителей. С.А. Филиппов. – Спб.: «Наука», 2011. – 263 с.12. LEGO.com Education. Учебные пособия (CD) для набора «Технология и физика». Задания базового уровня13. LEGO.com Education. Учебные пособия (CD) для набора «Пневматика»
Литература для детей и родителей1. Мерзликин А. Н. Лего – конструирование для учащихся начальной школы. – М., 2012.2. Робототехника для детей и родителей. С.А. Филиппов. – Спб.: «Наука»,2011. – 263 с.3. Энциклопедический словарь юного техника. – М.,«Педагогика»,1988.- 463 с.4. Я, робот. Айзек Азимов. Серия: Библиотека приключений. М: Эксмо, 20005. Филиппов С. А. Робототехника для детей и взрослых. – СПб.: Наука, 2010
результатов итогового тестирования
Виртуальная робототехника в реальности
Разве можно заниматься робототехникой «виртуально» и зачем это нужно? Рассказывает Валентина Любимова, педагог дополнительного образования и методист Академии цифровых технологий (г. Санкт-Петербург). Подборка виртуальных сред проектирования и программирования роботов поможет вам перенести занятия в онлайн.
Симулятор Virtual Robotics Toolkit
Робототехника дистанционно?
Последние два месяца самыми актуальными вопросами для преподавателей образовательной робототехники являются вопросы «Как работать?»
Я еще несколько лет назад начала рассматривать разные варианты для возможности проведения занятия по робототехнике с детьми 7-13 лет не только с реальными конструкторами, но и с использованием разных симуляторов и других инструментов. Нельзя сказать, что выбор доступных средств достаточно широк. Однако, за последнее время мы видим тенденцию развития данных направлений. Появляются новые платформы. Уже существующие платформы снижают плату за свое использование или делают использование бесплатным на определенный период.
Зачем?
При этом остается вопрос — зачем заниматься робототехникой «виртуально»?
Даже если есть возможность использовать реальные конструкторы (да простят меня приверженцы ардуино – я данные робототехнические конструкции тоже отношу к конструкторам), использование симуляторов и других инструментов компьютерного моделирования дает существенное развитие ребенку, открывает новые возможности.
Платформы для дистанционных занятий
Образовательная робототехника включает в себя две главные части:
Систем автоматизированного проектирования (САПР), используемых в образовательной робототехнике, немало, и выбор инструмента зачастую зависит от робототехнической платформы, на которой работает преподаватель, возраста учащихся и целей занятий.
Системы САПР
Например, для подготовки проектной документации для Lego существует несколько:
Самая простая, которая подходит для «быстрого старта» и простого изучения с детьми — LDD, другие CAD-системы может быть и сложнее для изучения и использования, но имеют больший функционал.
Lego Digital Disigner
САПР для VEX
Для конструкторов VEX используют другие САПР. Наиболее популярная система на текущий момент SnapCAD для VEX IQ. Достаточно простая в использования, содержит библиотеку элементов VEX IQ, есть возможность создать свои детали и распечатать на 3D-принтере.
Если же вы проводите занятия на конструкторах «старших» серий VEX, то для проектирования можно использовать САПР с расширенным функционалом, такие как Inventor.
САПР для других платформ
Для занятий с детьми «продвинутого» уровня, которые создают свои модели, проектируя и впоследствии изготавливая на 3D-принтерах и лазерных станках, можно использовать различные популярные САПР.
Например, работая в tinkercad, можно не только создать 3D-модель для изготовления, но и создать виртуальную электронную схему с Arduino, которую потом и запрограммировать, и посмотреть работу в симуляторе. Таким образом, данная платформа удачно объединяет все возможности для виртуальной работы.
Виртуальные симуляторы роботов
Однако, и работая с другими робототехническими конструкторами, можно использовать симуляторы, где можно отрабатывать как простые, так и сложные действия. В основном, все симуляторы, обладающие расширенным функционалом (возможностью создавать физическую среду, загружать собственные полигоны и модели роботов), можно назвать «условно бесплатными», т.е. у них есть или бесплатный период использования, или бесплатный период предоставляется сейчас, ввиду сложившейся ситуации в мире.
Наиболее известные в данной категории симуляторы:
Virtrual Robotics Toolkit
Отдельно стоит отметить среду программирования роботов с интерактивным режимом имитационного моделирования TRIK Studio https://trikset.com/products/trik-studio.
На данный момент разработчики предложили новый продукт TRIK Studio Junior, бесплатную среду программирования с «Исполнителем» для младших классов. Возможность загрузки кода в реального робота не предусмотрена.
У разработчиков TRIK есть огромное преимущество перед зарубежными аналогами – бесплатность и огромное количество методических материалов, позволяющих начинать работать, практически не имея базовой подготовки.
Однако, и у зарубежных разработчиков есть неплохие, простые, бесплатные симуляторы, позволяющие изучать робототехнику легко и просто.
Разработка немецких программистов Open Roberta Lab https://lab.open-roberta.org, созданная в 2002 году специально для популяризации робототехники. Предусмотрена возможность программирования Lego Mindstorms, WeDo 2.0, micro:bit и других платформ. Не для всех платформ есть симуляционные среды. Среда очень простая и позволяет начать программировать людям без специальных технических знаний. Есть возможность загрузки собственных 2d полигонов. Создатели платформы открыты к сотрудничеству и предоставляют возможность для расширения функционала.
Стоит также отметить интересную симуляционную среду для VEX IQ роботов https://vr.vex.com. Среда новая, недавно была русифицирована, что существенно облегчило работу с учащимися младшего возраста. Среда программирования скретч-подобная. Есть различные игровые поля, позволяющие отрабатывать алгоритмы разной сложности. Для ускорения обучения можно воспользоваться различными обучающими видео или уже готовыми примерами программ. Наличие маркера у виртуального робота, который может менять цвета, делает процесс обучения увлекательным и интересным, а педагог может давать различные задания, направленные на отработку движений робота, и при этом они будут оригинальными и нескучными.
Безусловно, рассматривая симуляторы в робототехнике, нельзя не отметить еще одну отечественную разработку от Центра робототехники из Владивостока – среду MUR IDE (Python), созданную для робототехнического конструктора Автономный подводный робот.
Обучающий курс можно посмотреть по ссылке.
Используя симулятор, можно подготовиться к различным соревнованиям, таким как ОНТИ, Олимпиада Innopolis Open и другие.
Среда MUR IDE (Python)
Также для подготовки к соревнованиям Innopolis Open и в качестве обучения на продвинутом уровне используют симулятор роботов CoppeliaSim. Познакомиться и научиться работать с данной платформой любой желающий может на серии вебинаров, которые провел методист по олимпиадной робототехнике Университета Иннополис Алексей Овсянников https://vk.com/videos-182653613?section=album_2. В симуляторе инструменты, позволяющие устанавливать физические характеристики среды, механизмы динамического моделирования, кинематику и другие параметры, наиболее приближающие движения робота в реальной среде.
Игры
В заключении хотелось бы отметить ряд игр, направленных на развитие алгоритмического мышления и конструирование. К первым традиционно относят такие игры как Colobot и Ceebot, которые наверняка известны многим.
А для развития конструкторского мышления стоит рассмотреть игру Bad Piggies – для смартфонов и планшетов, в которую с удовольствием играют и успешно осваивают основы физики и конструирования и дошкольники, и взрослые.
Игра Bad Piggies
Теги: headline, Валентина Любимова, обучение, робототехника, симулятор