Рабочая программа вд "Робототехника"

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Рабочая программа «Робототехника» составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта начального образования и реализуется в рамках внеурочной деятельности. Программа разработана на основе правовых документов:

• Федерального закона от 29.12.2012 г. № 273-ФЗ «Закон об образовании в Российской Федерации» (п. 22 ст. 2, ч. 1,5 ст.12, ч. 7 ст. 28, ст. 30, п. 5 ч. 3 ст. 47, п. 1 ч. 1 ст. 48);

• Федерального государственного образовательного стандарта начального общего

образования, утв. приказом Минобрнауки России от 06.10.2009 № 373 с изменениями от 26 ноября 2010 г., 22 сентября 2011 г., 18 декабря 2012 г. (п.19.5);

• Концепцией духовно-нравственного развития и воспитания личности гражданина России (стандарты второго поколения) М.: Просвещение 2011.

• Учебного плана внеурочной деятельности школы

• Положения о структуре, порядке разработки и утверждения рабочих программ по внеурочной деятельности.

Характерная черта нашей жизни – нарастание темпа изменений. Мы живем в мире, который постоянно изменяется, темп изменений нарастает с каждым днём.

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 знания, так и деятельностный аспекты содержания образования.

Таким требованиям отвечает робототехника.

Актуальность данной программы состоит в том, что робототехника в школе представляет учащимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают. При проведении занятий по робототехнике этот факт не просто учитывается, а реально используется на каждом занятии.

Реализация этой программы в рамках начальной школы помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.

Цели программы:

1. Организация занятости школьников во внеурочное время.

2. Всестороннее развитие личности учащегося:

• развитие навыков конструирования, моделирования, элементарного программирования;

• развитие логического мышления;

• развитие мотивации к изучению наук естественнонаучного цикла.

1. Формирование у учащихся целостного представления об окружающем мире.

2. формирование знаний, умений и навыков обучающихся в области образовательной робототехники с использованием конструктора Lego Wedo.

3. Ознакомление    учащихся    с    основами    конструирования    и    моделирования.

4. Развитие способности творчески подходить к проблемным ситуациям.

5. Развитие познавательного интереса и мышления учащихся.

6. Овладение навыками начального технического конструирования и программирования.

Комплект заданий WeDo предоставляет средства для достижения целого комплекса образовательных задач:

- развитие творческого мышления при создании действующих моделей;

- развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;

- установление причинно-следственных связей;

- анализ результатов и поиск новых решений;

- коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них;

- экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов;

- проведение систематических наблюдений и измерений;

- построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам;

- развитие логического мышления и программирование заданного поведения модели;

- написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургии.

Структура программы состоит из 4 этапов:

1.Установление взаимосвязей

При установлении взаимосвязей ребята как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса.

2. Конструирование

Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей.

3.Рефлексия

Обдумывая и осмысливая проделанную работу, обучающиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретѐнным опытом. В разделе «Рефлексия» дети исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, проводят презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, задействуя в них свои модели. На этом этапе педагог получает прекрасные возможности для оценки достижений детей.

4. Развитие

Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют обучающихся на дальнейшую творческую работу. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

Программное обеспечение конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора. Раздел «Первые шаги» программного обеспечения WeDo знакомит с принципами создания и программирования LEGO-моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo. Комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.

Он ориентирован на обучающихся начальных классов.

В программе «Робототехника» включены содержательные линии:

- аудирование - умение слушать и слышать, т.е. адекватно воспринимать инструкции;

- чтение – осознанное самостоятельное чтение языка программирования;

- говорение – умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления;

- пропедевтика – круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование;

- творческая деятельность - конструирование, моделирование, проектирование.

Занятия конструированием, программированием, исследованиями, а также общение в процессе работы способствуют разностороннему развитию детей. Интегрирование различных школьных предметов в учебном курсе ЛЕГО открывает новые возможности для реализации новых образовательных концепций, овладения новыми навыками и расширения круга интересов учащихся.

У каждого задания Комплекта есть основной учебный предмет, находящийся в фокусе деятельности обучающихся.

Естественные науки

Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в машине. Идентификация простых механизмов, работающих в модели, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи.

Ознакомление с более сложными типами движения, использующими кулачок, червячное и коронное зубчатые колеса. Понимание того, что трение влияет на движение модели. Понимание и обсуждение критериев испытаний. Понимание потребностей живых существ.

Технология. Проектирование

Создание и программирование действующих моделей. Интерпретация двухмерных и трехмерных иллюстраций и моделей. Понимание того, что животные используют различные части своих тел в качестве инструментов. Сравнение природных и искусственных систем. Использование программного обеспечения для обработки информации. Демонстрация умения работать с цифровыми инструментами и технологическими системами.

Технология. Реализация проекта

Сборка, программирование и испытание моделей. Изменение поведения модели путѐм модификации еѐ конструкции или посредством обратной связи при помощи датчиков. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной работы и обмена идеями.

Математика

Измерение времени в секундах с точностью до десятых долей. Оценка и измерение расстояния. Усвоение понятия случайного события. Связь между диаметром и скоростью вращения. Использование чисел для задания звуков и для задания продолжительности работы мотора. Установление взаимосвязи между расстоянием до объекта и показанием датчика расстояния. Установление взаимосвязи между положением модели и показаниями датчика наклона. Использование чисел при измерениях и при оценке качественных параметров.

Развитие речи

Общение в устной или в письменной форме с использованием специальных терминов. Подготовка и проведение демонстрации модели. Использование интервью, чтобы получить информацию и написать рассказ. Написание сценария с диалогами. Описание логической последовательности событий, создание постановки с главными героями и еѐ оформление визуальными и звуковыми эффектами. Участие в групповой работе в качестве «мудреца», к которому обращаются со всеми вопросами.

Структура и содержание программы

В структуре изучаемой программы выделяются следующие основные разделы:

Забавные механизмы Звери

1. Танцующие птицы 1.Голодный аллигатор

2. Умная вертушка 2. Рычащий лев

3. Обезьянка-барабанщица 3. Порхающая птица

Курс носит сугубо практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические умения и навыки работы на компьютере и с конструктором.

Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий (сборка и программирование своих моделей).

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КУРСА

В настоящее время образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность. Ребенок должен ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, постоянно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться.

Одной из важных черт словесно-логического мышления и высшей ступенью абстрагирования выступает символизация. В младшем школьном возрасте способность к символизации в норме развита недостаточно высоко. Однако дети имеют готовность к развитию этой характеристики мышления. Поэтому использование графического языка программирования способствует развитию символизации.

В программе большое количество заданий направлено на развитие исследовательского поведения. Ребят увлекает занятие проектной деятельностью. Ведь сборка каждой серии моделей - это небольшой проект. А для того чтобы изобрести и создать что-то новое, своё, дети включаются в процесс исследования, идет развитие УУД (познавательных, личностных, регулятивных, коммуникативных). Ребенок мыслит мотивацией удовлетворения, он готов к преобразованию. Но для него ведущей деятельностью является игра.

В качестве платформы для создания роботов используется конструктор Lego WeDo. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO WeDo. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется графический язык программирования G.

Образовательные конструкторы LEGO WeDo 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.

Занятия по программе формируют специальные технические умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат.

Отличительные особенности программы: реализация программы осуществляется с использованием методических пособий, специально разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического конструирования на основе своих конструкторов. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов Lego WeDo как инструмента для обучения конструированию, моделированию и компьютерному управлению на занятиях робототехники. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей.

Курс предполагает использование компьютеров совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Обучающиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Методические особенности реализации программы предполагают сочетание возможности развития индивидуальных творческих способностей и формирование умений взаимодействовать в коллективе, работать в группе.

Комплект заданий WeDo позволяет учащимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков и даже писателей, предоставляя им инструкции, инструментарий и задания для межпредметных проектов.

Ребята собирают и программируют действующие модели, а затем используют их для выполнения задач, являющихся упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики, развития речи.

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 начальной школе не готовят инженеров, технологов и других специалистов, соответственно робототехника в начальной школе 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 внеурочной деятельности 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.

3. МЕСТО КУРСА «РОБОТЕХНИКА» В УЧЕБНОМ ПЛАНЕ

В соответствии с планом внеурочной деятельности курс «Робототехника» рассчитан на 17 часов (одно полугодие) по 1 часу в неделю во 2 классе.

1. ЦЕННОСТНЫЕ ОРИЕНТИРЫ СОДЕРЖАНИЯ КУРСА «РОБОТОТЕХНИКА»

Устойчивое развитие воспитательных результатов внеурочной деятельности предполагает три уровня результатов.

Первый уровень результатов – приобретение школьником социальных знаний, понимания социальной реальности и повседневной жизни.

Второй уровень результатов – формирование позитивных отношений школьника к базовым ценностям общества (человек, семья, Отечество, природа, мир, знания, труд, культура), ценностного отношения к социальной реальности в целом. Для достижения данного уровня результатов особое значение имеет равноправное взаимодействие школьника с другими школьниками на уровне класса, школы, то есть в защищенной, дружественной ему просоциальной среде. Именно в такой близкой социальной среде ребенок получает (или не получает) первое практическое подтверждение приобретенных социальных знаний, начинает их ценить (или отвергает).

Третий уровень результатов – получение школьником опыта самостоятельного социального действия. Для достижения данного уровня результатов особое значение имеет взаимодействие школьника с социальными субъектами за пределами школы, в открытой общественной среде.

1. ЛИЧНОСТНЫЕ, МЕТАПРЕДМЕТНЫЕ И ПРЕДМЕТНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ КУРСА «РОБОТОТЕХНИКА»

Личностные результаты

К личностным результатам освоения курса можно отнести:

критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;

осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;

развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий;

развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;

развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;

воспитание чувства справедливости, ответственности;

начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.

Метапредметные результаты

Регулятивные универсальные учебные действия:

принимать и сохранять учебную задачу;

планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;

формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели;

осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;

адекватно воспринимать оценку преподавателя;

различать способ и результат действия;

в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;

проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом.

Познавательные универсальные учебные действия:

ориентироваться на разнообразие способов решения задач;

осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;

проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;

строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте;

устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;

моделировать, преобразовывать объект;

составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;

выбирать основание и критерии для сравнения, классификации объектов.

Коммуникативные универсальные учебные действия:

аргументировать свою точку зрения;

выслушивать собеседника и вести диалог;

признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;

осуществлять постановку вопросов;

разрешать конфликты;

управлять поведением партнера — контроль, коррекция, оценка его действий;

уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;

владеть монологической и диалогической формами речи.

Предметные результаты

По окончании обучения обучающиеся должны знать:

- правила безопасной работы на занятии образовательной робототехникой;

- основные компоненты конструктора Lego Wedo;

- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

- компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

- конструктивные особенности различных роботов;

- как использовать созданные программы;

уметь:

- конструировать различные модели; использовать созданные программы;

- применять полученные знания в практической деятельности;

владеть:

- навыками работы с роботами;

- навыками работы в среде ПервоРобот We Do.

Контроль знаний и умений.

В ходе освоения программы, за счёт максимального сближения учебной и познавательной деятельности возрастают познавательные потребности ребенка. Судить об этом можно на основе наблюдений за динамикой детского отношения к процессу познания и по росту успешности основной учебной деятельности.

Занятия направлены не только на то, чтобы расширить кругозор ребенка, но и развивать его познавательные способности. Включаясь в процесс самостоятельной добычи и обработки новой информации, ребёнок не только приобретает новые знания, но и осваивает механизмы их самостоятельного получения.

Об уровне их развития можно судить по изменению характера познавательной деятельности ребёнка в сторону повышения степени самостоятельности.

Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающимися заданий. Промежуточный контроль осуществляется в форме тестирования после изучения некоторого теоретического блока. Итоговый контроль реализуется в форме тестирования по основам робототехники и в форме соревнований (олимпиады) по робототехнике.

1. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА КУРСА «РОБОТОТЕХНИКА»

1. Введение в предмет.

Теоретическая часть

Техника безопасности при работе в компьютерном классе. История робототехники. Состав конструктора. Обзор комплекта заданий. Перечень деталей, терминов.

Практическая часть

Знакомство с блоками. Сборка простейших моделей.

1. Забавные механизмы.

Теоретическая часть

Знакомство с ременными передачами. Эксперимент со шкивами разных размеров, прямыми и перекрестными и ременными передачами. Влияние размеров зубчатых колѐс на вращение волчка. Изучение принципа действия рычагов и кулачков, а также знакомство с основными видами движения.

Практическая часть

Сборка и программирование моделей.

1. Звери.

Теоретическая часть

Изучение датчика расстояния.

Практическая часть

Сборка и программирование моделей.

1. ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

Формы работы, используемые на занятиях:

• беседа;

• демонстрация;

• практика;

• творческая работа.

Формы организации занятий

Основными формами учебного процесса являются:

• групповые учебно-практические и теоретические занятия;

• работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);

• участие в соревнованиях между группами;

• комбинированные занятия.

Основные методы обучения, применяемые в прохождении программы в начальной школе:

• Устный.

• Проблемный.

• Частично-поисковый.

• Исследовательский.

• Проектный.

• Формирование   и   совершенствование   умений   и   навыков  (изучение   нового материала, практика).

• Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая работа, дискуссия).

• Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).

• Создание ситуаций творческого поиска.

• Стимулирование (поощрение).

Формы подведения итога реализации программы

• защита итоговых проектов;

• участие в конкурсах на лучший сценарий и презентацию к созданному проекту;

• участие в школьных и городских научно-практических конференциях (конкурсах исследовательских работ).

8.МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА «РОБОТОТЕХНИКА»

1.    Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™

2.    Программное обеспечение «LEGO Education WeDo Software »

3.    Инструкции по сборке (в электронном виде CD)

4.    Книга для учителя (в электронном виде CD)

5. Ноутбук

6. Интерактивная доска.

7. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.

8. Материалы сайта «Образовательная робототехника» http://robot.edu54.ru/content/1