Рабочая программа по Робототехнике (внеурочная деятельность) для 8 класса

Пояснительная записка

Данная рабочая программа курса внеурочной деятельности общекультурного направления «Робототехника» для 8 класса средней общеобразовательной школы составлена на основе:

• Основной образовательной программы основного общего образования МОУ Хмельниковской СОШ, рабочая программа по «Робототехнике».
• Модульной программы «Школа робототехники», Москва 2013 г.

Выбор программы обусловлен следующими факторами:

• программа полностью реализует требования, предъявляемые ФГОС к уровню подготовки обучающихся;
• программа реализует системно-деятельностный подход к изучению предмета по внеурочной деятельности «Робототехника», обеспечивает формирование и развитие УУД обучающихся.

Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой и эксплуатацией интеллектуальных автоматизированных технических систем для реализации их в различных сферах человеческой деятельности. Современные робототехнические системы включают в себя микропроцессорные системы управления, системы движения, оснащены развитым сенсорным обеспечением и средствами адаптации к изменяющимся условиям внешней среды. Новизна программы заключается в инженерной направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром научно-технического творчества. Авторское воплощение замысла в автоматизированные модели и проекты особенно важно для школьников, у которых наиболее выражена исследовательская компетенция.

Цель программы

Развитие способностей к творческому самовыражению через овладение навыками конструирования в процессе создания робототехнических систем; формирование технической грамотности и учебно-познавательной компетенции на базе интеграции робототехники со школьными предметами и за счет выполнения исследовательских и творческих проектов различной направленности.

Задачи программы

Обучающие:

• Познакомить учащихся с основными терминами и понятиями в области робототехники и научить использовать специальную терминологию.
• Сформировать представление об основных законах робототехники.
• Сформировать первоначальные представления о конструировании роботов.
• Познакомить учащихся с основами разработки алгоритмов при создании робототехнических конструкций.
• Усовершенствовать или привить навыки сборки и отладки простых робототехнических систем.
• Познакомить с основами визуального языка для программирования роботов.
• Систематизировать и/или привить навыки разработки проектов простых робототехнических систем.
• Усовершенствовать навыки работы с компьютером и офисными программами и/или обучить использованию прикладных программ для оформления проектов.

Развивающие:

• Стимулировать интерес к смежным областям знаний: математике, геометрии, физике, биологии.
• Способствовать заинтересованности в самостоятельном расширении кругозора в области конструирования робототехнических систем.
• Формировать информационную культуру, умение ориентироваться и работать с разными источниками информации.
• Поддерживать выработку эффективных личных методик использования внимания и памяти, обработки и анализа сведений, конспектирования и наглядного представления информации (подготовки презентаций, в том числе мультимедийных).
• Поощрять стремление к применению своего потенциала в поиске оригинальных идей, обнаружении нестандартных решений, развитию творческих способностей.
• Развивать способности работы индивидуально и в командах разного качественного и количественного состава группы. 
• Прививать навыки к анализу и самоанализу при создании робототехнических система.
• Содействовать саморазвитию в формировании успешных личных стратегий коммуникации и развитию компетенций при участии учеников в командной работе.

Воспитательные:

• Формировать интерес к практическому применению знаний, умений и навыков в повседневной жизни и в дальнейшем обучении.
• Поощрять целеустремленность, усердие, настойчивость, оптимизм, веру в свои силы.
• Способствовать развитию способности конструктивной оценки и самооценки, выработке критериев оценок и поведенческого отношения к личным и чужим успехам и неудачам.
• Подтверждать высокую ценность таких способностей и качеств, как эмоциональная уравновешенность, рассудительность, эмпатия.
• Поддерживать представление учащихся о значимости общечеловеческих нравственных ценностей, доброжелательности, сотрудничества.
• Укреплять спортивный дух, способность сохранять уважение к соперникам, и преодолевать стресс во время обучения и соревнований.
• Прививать культуру организации рабочего места, правила обращения со сложными и опасными инструментами.
• Воспитывать бережливость и сознательное отношение к вверенным материальным ценностям.

Планируемые результаты освоения учебного предмета

Личностные:

Учащиеся смогут:

• получить социальный опыт участия в индивидуальных и командных состязаниях;
• найти свои методы и востребованные навыки для продуктивного участия в командной работе;
• убедиться в ценности взаимовыручки, поддержания доброжелательной обстановки в коллективе;
• научиться использовать навыки критического мышления в процессе работа над проектом, отладки и публичном представлении созданных роботов;
• укрепить и усовершенствовать в себе чувство самоконтроля и ответственности за вверенные ценности;
• развить внимательное и предупредительное отношение к окружающим людям и оборудованию в процессе работы.

Метапредметные:

Учащиеся смогут:

• найти практическое применение и связь теоретических знаний, полученных в рамках школьной программы;
• получить практические навыки планирования своей краткосрочной и долгосрочной деятельности;
• выработать стиль работы с ориентацией на достижение запланированных результатов;
• использовать творческие навыки и эффективные приемы для решения простых технических задач;
• использовать на практике знания об устройствах механизмов и умение составлять алгоритмы решения различных задач;
• использовать полученные навыки работы различным инструментом в учебной и повседневной жизни.

Предметные:

Учащиеся:

• будут иметь представление о роли и значении робототехники в жизни;
• поймут смысл принципов построения робототехнических систем и смогут объяснять их значение;
• овладеют основными терминами робототехники и смогут использовать их при проектировании и конструировании робототехнических система;
• освоят основными принципы и этапы разработки проектов и смогут самостоятельно и/или с помощью учителя создавать проекты;
• освоят принципы работы механических узлов и смогут понять назначение и принципы работы датчиков различного типа;
• смогут выполнить алгоритмическое описание действий применительно к решаемым задачам;
• смогут использовать визуальный язык для программирования простых робототехнических систем;
• смогут отлаживать созданных роботов самостоятельно и/или с помощью учителя.

Содержание учебного курса

1. 1. Роботы. (5 ч.).

Что такое робот: суть термина робот; кто первый придумал термин; что такое робот-андроид; где применяются роботы; микропроцессор; как управляют роботом; первый робот – луноход; важные характеристики робота. (1 ч.).

Робот конструктора EV3: описание конструктора; его основные части; назначение основных частей; способы подключения датчиков, моторов и блока управления; подключение робота; правила программирования роботов. (1 ч.).

Сборочный конвейер: суть модульного принципа для сборки сложных устройств; конвейерная автоматизированная сборка; достоинства применения модульного принципа. (1 ч.).

Практическая работа №1: «Создание робота «Валли»». (1 ч.).

Культура производства: современные предприятия и культура производства; что подразумевается под культурой производства; для чего она нужна, что она дает. (1 ч.).

1. 1. Робототехника (8 ч.).

Робототехника и ее законы: кто ввел понятие «робототехника»; три закона (правила) робототехники, их смысл; что представляет собой современная робототехника; производство роботов; где они используются. (1 ч.).

Передовые направления в робототехнике: основные области и направления использования роботов в современном обществе. (1 ч.).

Программа для управления роботом: что такое программирование, для чего необходимо знать язык программирования; что представляет собой визуальное программирование в робототехнике; основные команды визуального языка программирования; что такое контекстная справка. (1 ч.).

Графический интерфейс пользователя: что такое интерфейс, графический интерфейс и в чем его достоинство; взаимодействие пользователя с роботом; достоинство графического интерфейса. (1 ч.).

Практическая работа №2: «Создание программы выполнения задач для робота «Незнайки»». (1 ч.).

Первая ошибка: почему возникают ошибки в программах, как их исправить; может ли робот выполнять действия не по программе; память робота; как очистить память робота от предыдущей программы. (1 ч.).

Практическая работа №3: «Очистка памяти робота от предыдущей программы». (1 ч.).

Как выполнять несколько дел одновременно: как робот выполняет несколько команд одновременно; что такое задача для робота и как они выполняются; что такое параллельные задачи; сколько задач может решать робот одновременно; как одна выполняемая задача может мешать другой. (1 ч.).

1. 1. Автомобили. (4 ч.).

Минимальный радиус поворота: что такое тележка и радиус поворота тележки; как вычисляется минимальный радиус поворота тележки или автомобиля. (1 ч.).

Как может поворачивать робот: способы поворота робота (быстрый, плавный и нормальный); схема и настройки поворота. (1 ч.).

Практическая работа №4: «Настройка поворотов для автомобилей». (1 ч.).

Кольцевые автогонки: знакомство с понятиями «Кольцевые автогонки»; «Автопробег». (1 ч.).

1. 1. Роботы и экология. (2 ч.).

Нормативы: что такое нормативы (нормы времени); комментарии к проведению исследования по решению экологической проблемы очистки территории. (1 ч.).

Практическая работа №5: «Разработка проекта по решению одной из экологических проблем». (1 ч.).

1. 1. Роботы и эмоции. (5 ч.).

Эмоциональный робот: социальные функции робота; способы передачи эмоций роботом на базе платформы EV3; блоки «Экран» и Звук» функции и особенности.  (1 ч.).

Практическая работа №6: «Настройка программных блоков «Экран» и «Звук»». (1 ч.).

Практическая работа №7: «Разработка программы для робота, который должен установить контакт с представителем внеземной цивилизации». (1 ч.).

Конкурентная разведка: суть конкурентной разведки, цель ее работы; к чему приводит недооценка конкурентной разведки. (1 ч.).

Практическая работа №8: «Разработка программы для робота-сапера». (1 ч.).

1. 1. Первые отечественные роботы. (1 ч.).

Первый робот в нашей стране: первые российские роботы, краткая характеристика роботов; правила создания модуля «Рука» из конструктора, используя блоки «Звук», «Экран», «Средний мотор». (1 ч.).

1. 1. Имитация. (5 ч.).

Роботы-симуляторы: роботы-тренажеры; виды роботов – имитаторы и симуляторы, назначение и основные возможности. (1 ч.).

Алгоритмы и композиция: что такое алгоритм; откуда появилось это слово; композиция – это линейный алгоритм, особенности линейного алгоритма; программа для линейного алгоритма. (1 ч.).

Свойства алгоритма: признаки линейного алгоритма – начало и конец; свойства алгоритмов. (1 ч.).

Система команд исполнителя: знакомство с понятиями «команда», «исполнитель», «система команд исполнителя»; свойство системы команд исполнителя. (1 ч.).

Практическая работа №9: «Разработка программы поведения робота-имитатора по заданному алгоритму».

1. 1. Звуковые имитации. (3 ч.).

Звуковой редактор и конвертер: основные понятия «звуковой редактор», «конвертер». (1 ч.).

Практическая работа №10: «Послание для робота». (1 ч.).

Практическая работа №11: «Пароль и отзыв». (1 ч.).

Итоговое повторение. (1 ч.).

Презентация выполненных роботов на практических работах. (1 ч.).

Место учебного курса в учебном плане

Программа рассчитана на 34 учебных часа из расчета 1 учебный час в неделю, в соответствии с учебным планом школы, предусматривающем 34 учебные недели.

Тематическое планирование

           Календарно-тематическое планирование