Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: "Робототехника"
Автор: Каширин Алексей Юрьевич
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: "Робототехника"
Автор: Каширин Алексей Юрьевич
Дополнительная образовательная программа «Робототехника»Программа рассчитана на 1 год обучения для обучающихся 12-15 лет.Пояснительная запискаПредмет робототехники - это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения.Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития и самих этих наук. В кибернетике это связано, прежде всего, с интеллектуальным направлением и бионикой как источником новых, заимствованных у живой природы идей, а в механике – с многоступенными механизмами типа манипуляторов. Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники.В педагогической целесообразности этой темы не приходиться сомневаться, т.к. дети научатся объединять реальный мир с виртуальным. В процессе конструирования и программирования кроме этого дети получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.Робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.На занятиях по Робототехнике осуществляется работа с образовательными конструкторами серии LEGO Mindstorms EV3. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальные языки программирования.Программа обучения началам робототехники в настоящий момент актуальна для учащихся, так как в обществе растет интерес к научно-техническим достижениям, в особенности в области робототехники, программирования, информатики, технического конструирования.Новизна данной программы состоит в том, что впервые в практике учреждения дополнительного образования детей применяется новые для учащихся образовательные технологии, интегрированные в школьный учебный процесс и объединяющие в себе ряд дисциплин школьного курса. В рамках Программы на базе наборов для конструирования роботов различных марок от простого к сложному происходит изучение азов робототехники, приобретаются умения и навыки продуктивного уровня освоения Программы.Цель:1. Организация объединения учащихся в кружке научно-технической направленности «Робототехника»;2. Развитие творческих способностей и формирование раннего профессионального самоопределения подростков и юношества в процессе конструирования и проектирования.2. Участие в мероприятиях технической направленности различного уровня.Задачи:Обучающие:1. Познавательная задача: развитие межпредметных связей и познавательного интереса к робототехнике и предметам естественнонаучного цикла – физике, технологии, информатике.2. Образовательная задача: формирование умений и навыков конструирования, приобретение первого опыта при решении конструкторских задач по механике, знакомство и освоение программирования в компьютерной среде MINDSTORMS EV3 EDU. Дать первоначальные знания по устройству робототехнических устройств;- научить основным приемам сборки и программирования робототехнических средств;- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;- ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами необходимыми при конструировании робототехнических средств.3. Развивающая задача: развитие творческой активности, самостоятельности в принятии оптимальных решений в различных ситуациях, развитие внимания, оперативной памяти, воображения, мышления (логического, комбинаторного, творческого), развивать творческую инициативу и самостоятельность;- развивать психофизиологические качества обучающихся: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.4. Воспитательная задача: воспитание ответственности, высокой культуры, дисциплины, коммуникативных способностей, формировать творческое отношение по выполняемой работе, воспитывать умение работать в коллективе.Образовательная программа по робототехнике - это один из интереснейших способов изучения компьютерных технологий и программирования. Во время занятий обучающиеся научаться проектировать, создавать и программировать роботов. Командная работа над практическими заданиями способствует глубокому изучению составляющих современных роботов, а визуальная программная среда позволит легко и эффективно изучить алгоритмизацию и программирование.В распоряжении детей будут предоставлены конструкторы, оснащенные специальным микропроцессором, позволяющим создавать программируемые модели роботов. С его помощью обучаемый может запрограммировать робота на выполнение определенных функций.Дополнительным преимуществом изучения робототехники является создание команды единомышленников и ее участие в олимпиадах по робототехнике, что значительно усиливает мотивацию ребят к получению знаний.Образовательная программа «Робототехника» является модифицированной. Направленность данной программы научно-техническая, так как в наше время робототехники и компьютеризации ребенка необходимо учить решать задачи с помощью робототехнических устройств, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать.КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАНЯТИЯХСрок реализации программы - 1 год.Основные формы занятий:– Аудиторные, состоящие из теоретической и практической частей.– Внеаудиторные, для участия в экскурсиях, соревнованиях, мастер-классах по робототехнике.Количество учебных часов в год – 72 часов в течение 36 учебных недель.Количество учебных часов в неделю – 2 часа. Наполняемость групп до 6 человек. ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:По окончанию курса обучения ребята должныЗНАТЬ:правила безопасной работы; основные компоненты конструкторов; 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 передавать программы; как использовать созданные программы; приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д. УМЕТЬ: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; создавать программы на компьютере; корректировать программы при необходимости; демонстрировать технические возможности роботов; излагать логически правильно действие своей модели (проекта); творчески подходить к решению поставленной задачи; излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений; работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности. Ожидаемые результаты программы дополнительного образования и способы определения их результативности заключаются в следующем:- результаты работ учеников будут зафиксированы на фото и видео в момент демонстрации созданных ими роботов из имеющихся в наличии учебных конструкторов по робототехнике;- фото и видео материалы по результатам работ учеников будут представлены для участия на фестивалях и олимпиадах разного уровня.Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы:- соревнования;- учебно-исследовательские конференции (например: научно практическая конференция городских учебно-исследовательских работ)- отзывы преподавателя и родителей на сайте образовательного учреждения дополнительного образования.ФОРМЫ ПОДВЕДЕНИЯ ИТОГОВ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ- местные, муниципальные, региональные состязания;- турниры на звание лучшего программиста и конструктора.- участие в конференциях по обмену опытом.СОДЕРЖАНИЕ КУРСАПрограмма направлена на формирование у учащихся 12-15 инженерного мышления, навыков конструирования, программирования;знакомство учащихся 12-15 лет с основами робототехнических технологий;формирование основ информационной культуры, навыков решения познавательных задач средствами программирования.Занятия направлены на овладение опытом конструирования, программирования и моделирования технических устройств в области «Робототехника».ЭТАПЫ ЗАНЯТИЯТеоретические занятия по изучению робототехники строятся следующим образом:- заполняется журнал присутствующих на занятиях обучающихся;- объявляется тема занятий;- раздаются материалы для самостоятельной работы и повторения материала или указывается где можно взять этот материал;- теоретический материал педагог дает обучающимся, помимо вербального, классического метода преподавания, при помощи различных современных технологий в образовании (аудио, видео лекции, экранные видео лекции, презентации, интернет, электронные учебники);- проверка полученных знаний осуществляется при помощи тестирования обучающихся.Практические занятия проводятся следующим образом:- педагог показывает конечный результат занятия, т.е. заранее готовит (собирает робота или его часть) практическую работу;- далее педагог показывает, используя различные варианты, последовательность сборки узлов робота;- педагог отдает обучающимся, ранее подготовленные самостоятельно мультимедийные материалы по изучаемой теме, либо показывает где они размещены на его сайте посвященном именно этой теме;- далее ребята самостоятельно в группах проводят сборку узлов робота;- практические занятия начинаются с правил техники безопасности при работе с различным инструментом и с электричеством и разбора допущенных ошибок во время занятия в обязательном порядке.ПРИЕМЫ И МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЗАНЯТИЙI. Методы организации и осуществления занятий1. Перцептивный акцент:а) словесные методы (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной литературы);б) наглядные методы (демонстрации мультимедийных презентаций, фотографии);в) практические методы (упражнения, задачи).2. Гностический аспект:а) иллюстративно - объяснительные методы;б) репродуктивные методы;в) проблемные методы (методы проблемного изложения) дается часть готового знания;г) эвристические (частично-поисковые) большая возможность выбора вариантов;д) исследовательские – дети сами открывают и исследуют знания.3. Логический аспект:а) индуктивные методы, дедуктивные методы, традуктивный;б) конкретные и абстрактные методы, синтез и анализ, сравнение, обобщение, абстрагирование, классификация, систематизация, т.е. методы как мыслительные операции.4. Управленческий аспект:а) методы учебной работы под руководством учителя;б) методы самостоятельной учебной работы учащихся.II Методы стимулирования и мотивации деятельности1.Методы стимулирования мотива интереса к занятиям:познавательные задачи, учебные дискуссии, опора на неожиданность, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д.2.Методы стимулирования мотивов сознательности, ответственности, настойчивости: убеждение, требование, приучение, упражнение, поощрение.МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕДля реализации программы «Робототехника» необходимо следующее материально-техническое обеспечение:1. Компьютерный класс – на момент программирования робототехнических средств, программирования контроллеров конструкторов, настройки самих конструкторов, отладки программ, проверка совместной работоспособности программного продукта и модулей конструкторов (LEGO Mindstorms EV3).2. Наборы конструкторов:- наборы LEGO Mindstorms EV3– 1 шт;- программный продукт – по количеству компьютеров в классе;- поля для проведения соревнования роботов –1 шт.;- ящик для хранения конструкторов – 2 шт.УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАНСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:Robotis OLLO. Методические рекомендации для ученика. К.В. Ермишин, И.И. Мацаль. Москва, 2014. Курс программирования роботов Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства / Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий. – Челябинск: ИП Мякотин И.В., 2014. – 204 с. Вязовов С.М. Соревновательная робототехника: примеры программирования в среде EV3: учебно-практическое пособие. – М.: Издательство «Перо», 2014. – 132 с. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2010, 195 стр. http://www.roboclub.ru (РобоКлуб. Практическая робототехника.) http://www.robot.ru (Портал Robot.Ru Робототехника и Образование.) (Сайт Министерства образования и науки Российской Федерации/Федеральные государственные образовательные стандарты.) (Сайт Института новых технологий/ ПервоРобот LEGO WeDo.)
