МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НОВОЧАНОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА
СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по ВР Директор
_________________Уханёва И.А. ________________Женгульдинова И.А.
Протокол №_________________ Приказ №
от «______»____________2023 г. от «______»_____________2023 г.
Рабочая программа курса внеурочной деятельности
«Робототехника»
Уровень основного общего образования.
Срок освоения: 1 год (8-9 классы) Направление: общеинтеллектуальное
Составила:
Савчиц Алина Владимировна,
учитель математики
с. Новочановское, 2023 год ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа «Робототехника» предназначена для организации внеурочной деятельности по общеинтеллектуальному направлению развития личности и реализуется в форме кружковой деятельности в 8-9 классах основной школы.
Актуальность программы внеурочной деятельности «Робототехника» состоит в том, что она предназначена для формирования у обучающихся основной школы целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Реализация данной программы позволяет стимулировать интерес и любознательность, развивать способности к решению проблемных ситуаций, умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их, расширить технический и математический словари ученика, формировать устойчивый интерес к поисковой творческой деятельности, повысить мотивацию у обучающихся к получению технического образования. Кроме этого, занятия робототехникой помогают развитию коммуникативных навыков обучающихся за счет активного взаимодействия в ходе групповой проектной деятельности.
Цель образовательной программы «Робототехника»: развитие способностей технического творчества у обучающихся посредством конструкторской и проектной деятельности.
Задачи программы: Обучающие:
ознакомление с устройством роботов;
ознакомление с правилами безопасной работы с инструментами необходимыми при конструировании роботов;
обучение основным технологиям сборки и программирования робототехнических устройств;
формирование общенаучных и технологических приемов конструирования и проектирования;
формирование целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире;
формирование технической грамотности;
реализация межпредметных связей с физикой, математикой, информатикой, технологией.
Развивающие:
развитие умений работать по предложенным инструкциям;
развитие умений довести решение задачи до работающей модели;
развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности;
развитие смекалки, находчивости, изобретательности;
развитие исследовательских умений;
развитие инженерного мышления, навыков эффективного использования роботов;
развитие коммуникативных навыков;
развитие умений излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
Воспитывающие:
деятельности;
приобретение навыков коллективного и конкурентного труда;
повышение мотивации обучающихся к получению технического образования.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ КУРСА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Личностные результаты освоения курса внеурочной деятельности
− критическое отношение к робототехнике и избирательность её восприятия;
− осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
− развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
− развитие внимательности, настойчивости, целеустремлённости, умения преодолевать трудности;
− развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
− освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной жизни в группах и сообществах;
− формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве с другими обучающимися.
Метапредметные результаты освоения курса внеурочной деятельности Регулятивные универсальные учебные действия:
− умение принимать и сохранять учебную задачу;
− умение планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
− умение ставить цель (создание творческой работы), планировать достижение этой цели;
− умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
− способность адекватно воспринимать оценку наставника и других обучающихся;
− умение различать способ и результат действия;
− умение вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе её оценки и учёта характера сделанных ошибок;
− умение в сотрудничестве ставить новые учебные задачи;
− способность проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
− умение осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;
− умение оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.
Познавательные универсальные учебные действия: Обучающийся научится:
простейшим основам механики
различать виды конструкций однодетальные и многодетальные, неподвижное соединение деталей;
технологическому последовательному изготовлению несложных конструкций Сможет научиться:
с помощью учителя анализировать, планировать предстоящую практическую работу, осуществлять контроль качества результатов собственной практической деятельности; самостоятельно определять количество деталей в конструкции моделей. - реализовывать творческий замысел.
Коммуникативные универсальные учебные действия:
− умение аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;
− умение выслушивать собеседника и вести диалог;
− способность признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
− умение планировать учебное сотрудничество с наставником и другими обучающимися: определять цели, функции участников, способы взаимодействия;
− умение осуществлять постановку вопросов: инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
− умение разрешать конфликты: выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;
− умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
− владение монологической и диалогической формами речи.
Результаты освоения курса внеурочной деятельности В результате освоения программы обучающиеся должны
знать:
− понимать роль и место робототехники в жизни современного общества;
− основные сведения из истории развития робототехники в России и мире;
− основные понятия робототехники, основные технические термины, связанные с процессами конструирования и программирования роботов;
− правила и меры безопасности при работе с электроинструментами;
− общее устройство и принципы действия роботов и основные характеристики основных классов роботов;
− порядок отыскания неисправностей в различных роботизированных системах;
− методику проверки работоспособности отдельных узлов и деталей;
− владеть основными навыками работы в визуальной среде программирования, программировать собранные конструкции под задачи начального уровня сложности.
уметь:
− овладеть общей методикой расчета основных кинематических схем;
− знать основные принципы компьютерного управления, назначение и принципы работы цветового, ультразвукового датчика, датчика касания, различных исполнительных устройств;
− самостоятельно проектировать и собирать из готовых деталей манипуляторы и роботов различного назначения;
− владеть основными навыками работы в визуальной среде программирования, программировать собранные конструкции под задачи среднего уровня сложности;
− разрабатывать и записывать в визуальной среде программирования типовые управления роботом;
− пользоваться компьютером, программными продуктами, необходимыми для обучения программе;
− подбирать необходимые датчики и исполнительные устройства, собирать простейшие устройства с одним или несколькими датчиками, собирать и отлаживать конструкции базовых роботов;
− правильно выбирать вид передачи механического воздействия для различных технических ситуаций, собирать действующие модели роботов, а также их основные узлы и системы;
− выполнять индивидуальные и групповые исследовательские работы. владеть:
− основной терминологией в области робототехники;
− основными навыками программирования на языке Sckratch, Arduino.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ С УКАЗАНИЕМ ФОРМ ОРГАНИЗАЦИИ И ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Тема 1 Введение в робототехнику
Вводное занятие. Основы безопасной работы. Инструктаж по технике
безопасности. Применение роботов в современном мире: от детских игрушек, до серьезных научных исследовательских разработок. Демонстрация передовых технологических разработок, представляемых в Токио на Международной выставке роботов. Основные робототехнические соревнования.
Форма организации: беседа; вводная презентация. Вид деятельности: познавательная.
Тема 2 Первичные сведения о роботах
История робототехники от глубокой древности до наших дней. Идея создания роботов. Что такое робот. Определение понятия «робота». Классификация роботов по назначению. Виды современных роботов. Знакомство с набором Lego Education SPIKE Prime и Образовательный набор по электронике, электромеханике и микропроцессорной технике. Конструктор программируемых моделей инженерных систем. Расширенный. Образовательный набор для изучения многокомпонентных робототехнических систем и манипуляционных роботов. Образовательный робототехнический комплект "СТЕМ Мастерская". Расширенный Основные элементы, основные приёмы соединения и конструирования. Конструирование первого робота.
Форма организации: беседа; практикум.
Вид деятельности: познавательная, творческая.
Тема 3 Изучение среды управления и программирования
Виды и назначение программного обеспечения. Основы работы в среде программирования Lego и Arduino. Изучение блоков: движение, ждать, сенсор, цикл и переключатель. Создание простейших линейных программ: движение вперед, назад, поворот на заданный угол, движение по кругу.
Форма организации: беседа; практикум.
Вид деятельности: познавательная, творческая.
Тема 4 Конструирование роботов Lego и Arduino
Способы передачи движения при конструировании роботов на базе конструкторов Lego и Arduino. Основы проектирования и моделирования электронного устройства на базе Lego и Ардуино. Механическая передача. Передаточное отношение. Волчок. Редуктор.
Тестирование моторов и датчиков. Управление моторами. Состояние моторов. Встроенный датчик оборотов. Синхронизация моторов. Режим импульсной модуляции. Зеркальное направление. Датчики. Настройка моторов и датчиков. Тип датчиков.
Форма организации: практикум, решение задач. Вид деятельности: познавательная, творческая.
Тема 5 Создание индивидуальных и групповых проектов
Разработка проекта Распределение по группам. Формулировка задачи на разработку проекта группе. Описание моделей, распределение обязанностей в группе по сборке, отладке, программированию модели. Описание решения в виде блок-схем, или текстом. Созданию действующей модели. Уточнение параметров проекта. Дополнение проекта схемами, условными чертежами, описательной частью. Обновление параметров Представление проекта. Разработка презентации для защиты проекта. Публичная защита проектов.
Форма организации: беседа; практикум.
Вид деятельности: познавательная, творческая.
Тема 6 Участие в соревнованиях
Изучение правил соревнований Конструирование робота Программирование робота. Сборка робота по памяти на время. Продолжительность сборки: 30-60 минут.
Проведение соревнования. Рассматриваем и изучаем конструкцию робота победителя. Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы робота.
Зачет - Выполнение комплексной работы по предложенной модели. Форма организации: соревнования роботов.
Вид деятельности: познавательная, творческая.
ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
| № п/п | Наименование разделов и тем | Количество часов |
| 1 | Введение в робототехнику | 2 |
| 1.1 | Вводное занятие. Основы безопасной работы | 1 |
| 1.2 | Основные робототехнические соревнования | 1 |
| 2 | Первичные сведения о роботах | 7 |
| 2.1 | История робототехники. Виды конструкторов | 1 |
| 2.2 | Знакомимся с набором Lego и Arduino. Основные элементы, основные приёмы соединения и конструирования | 3 |
| 2.3 | Конструирование первого робота | 3 |
| 3 | Изучение среды управления и программирования | 13 |
| 3.1 | Виды и назначение программного обеспечения | 1 |
| 3.2 | Основы работы в среде программирования Lego и Arduino. | 4 |
| 3.3 | Создание простейших линейных программ на Lego. Среда программирования для Ардуино (IDE Arduino) и язык программирования Processing | 8 |
| 4 | Конструирование роботов Lego иArduino | 20 |
| 4.1 | Способы передачи движения приконструировании роботов на базе конструкторов Lego и Arduino. | 10 |
| 4.2 | Тестирование моторов и датчиков | 10 |
| 5 | Создание индивидуальных и групповых проектов | 22 |
| 5.1 | Разработка проекта | 19 |
| 5.2 | Представление проекта | 3 |
| 6 | Участие в соревнованиях | 3 |
| 6.1 | Изучение правил соревнований | 1 |
| 6.2 | Конструирование робота | 1 |
| 6.3 | Программирование робота | 1 |
| 7 | Итоговое занятие | 1 |
|
| Итого | 68 |
Текущий контроль
Освоение данной дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы сопровождается текущим контролем успеваемости. Текущий контроль успеваемости обучающихся - это систематическая проверка образовательных достижений обучающихся, проводимая педагогом дополнительного образования в ходе осуществления образовательной деятельности в соответствии с дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программой.
В рамках текущего контроля после окончания каждого полугодия обучения предусмотрено представление собственного проекта, оцениваемого по следующим критериям:
конструкция робота
перспективы его массового применения;
написание программы;
демонстрация робота
новизна в выполнении творческих заданий
презентация проекта.
Также уровень освоения программы контролируется с помощью соревнований, которые проводятся в группах, оценка соревнований проходит по следующим критериям:
Соревнования на городском, районном и областном уровнях оцениваются по критериям прописанных в соответствующих положениях и регламентах соревнований.
Список литературы
| 1. Бейктал, Дж. Конструируем роботов на Arduino. Первые шаги / Дж. Бейктал. - М.: Лаборатория знаний, 2016. - 320 c.
2. Бербюк, В. Е. Динамика и оптимизация робототехнических систем / В.Е. Бербюк. - М.: Наукова думка, 2014. - 192 c.
3. Бройнль, Томас Встраиваемые робототехнические системы. Проектирование и применение мобильных роботов со встроенными системами управления / Томас Бройнль. - Москва: РГГУ, 2012. - 520 c.
4. Каляев, И. А. Однородные нейроподобные структуры в системах выбора действий интеллектуальных роботов / И.А. Каляев, А.Р. Гайдук. - М.: Янус-К, 2015. - 280 c.
5. Каляев, И. А. Однородные нейроподобные структуры в системах выбора действий интеллектуальных роботов / И.А. Каляев, А.Р. Гайдук. - Москва: Гостехиздат, 2009. - 280 c.
6. Конструируем роботов на ScratchDuino. Первые шаги. - Москва: Мир, 2016. - 183 c.
7. Корсункий, В. А. Выбор критериев и классификация мобильных робототехнических систем на колесном и гусеничном ходу. Учебное пособие / В.А. Корсункий, К.Ю. Машков, В.Н. Наумов. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. - 862 c.
8. Корягин, А. В. Образовательная робототехника Lego WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов / А.В. Корягин. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 254 c.
9. Краснова, С. А. Блочный синтез систем управления роботами-манипуляторами в условиях неопределенности / С.А. Краснова, В.А. Уткин, А.В. Уткин. - М.: Ленанд, 2014. - 208 c.
10. Крейг, Джон Введение в робототехнику. Механика и управление: моногр. / Джон Крейг. - М.: Институт компьютерных исследований, 2013. - 564 c.
11. Куафе, Ф. Взаимодействие робота с внешней средой / Ф. Куафе. - Москва: ИЛ, 2009. - 465 c.
12. Мобильные роботы. Робот-колесо и робот-шар: моногр. - Москва: Гостехиздат, 2013. - 532 c.
13. Перспективные направления развития информационно-коммуникационных технологий. - М.: Научная книга, 2007. - 272 c.
14. Потапова, Р. К. Речевое управление роботом. Лингвистика и современные автоматизированные системы / Р.К. Потапова. - Москва: СИНТЕГ, 2012. - 328 c.
15. Рэндал, У. Биард Малые беспилотные летательные аппараты. Теория и практика / Рэндал У. Биард, Тимоти У. МакЛэйн. - М.: Техносфера, 2015. - 312 c.
16. Тимофеев, А. В. Роботы и искусственный интеллект / А.В. Тимофеев. - М.: Наука, 2005. - 192 c.
17. Тывес, Л. И. Механизмы робототехники. Концепция развязок в кинематике, динамике и планировании движений / Л.И. Тывес. - М.: Ленанд, 2014. - 208 c.
18. Удивительная техника. - М.: Эксмо, Наше слово, 2016. - 176 c.
19. Форд, Мартин Роботы наступают. Развитие технологий и будущее без работы: моногр. / Мартин Форд. - М.: Альпина нон-фикшн, 2016. - 430 c.
20. Хиросэ, Шигео Бионические роботы. Змееподобные мобильные роботы и манипуляторы / Шигео Хиросэ. - М.: Институт компьютерных исследований, 2014. - 256 c. |
12 718
3 104 
