Робототехника 2

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Новодраченинская средняя общеобразовательная школа»

Заринского района Алтайского края

Рабочая программа

по внеурочной деятельности

«Основы робототехники»

для учащихся 2 класса

на 2020-2021 учебный год

срок реализации 1 год

Составлена на основе
авторской программы Н.В. Филонович,
Е.М. Гутник— М. : Дрофа, 2017.

Разработал

учитель физики

Гавшин А.Е.

с. Новодраченино 2020

Пояснительная записка

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.

Образовательные конструкторы LEGO EducationWeDo 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 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.

Нормативные правовые документы, на основании которых разработана рабочая программа.

Рабочая программа по внеурочной деятельности «Робототехника» составлена на основании:

• учебного плана МБОУ СОШ№ 12;

• закона об образовании;

• решении Коллегии Министерства образования РСФСР.

Место курса «Роботехника» в учебном плане

Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на 165 часов (5 часов в неделю) в первом классе и на 170 часов (5 часов в неделю) во 2 – 4 классах.

Для реализации программы данный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего серии Образование "Конструирование первых роботов" (Артикул: 9580 Название:WeDo™ RoboticsConstructionSet Год выпуска: 2009) и диском с программным обеспечением для работы с конструктором ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDo), компьютерами, принтером, сканером, видео оборудованием. 

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.

3. Формирование у учащихся целостного представления об окружающем мире.

4. Ознакомление    учащихся    с    основами    конструирования    и    моделирования.

5. Развитие способности творчески подходить к проблемным ситуациям.

6. Развитие познавательного интереса и мышления учащихся.

7. Овладение навыками начального технического конструирования и программирования.

Задачи:

• расширение знаний учащихся об окружающем мире, о мире техники;

• учиться создавать и конструировать механизмы и машины, включая самодвижущиеся;

• учиться программировать простые действия и реакции механизмов;

• обучение   решению   творческих,   нестандартных   ситуаций   на   практике  при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

• развитие коммуникативных способностей учащихся, умения работать в группе, умения аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения;

• создание завершенных проектов с использованием устройств серии PowerFunction (PF).

Обоснование выбора данной примерной программы.

В основе обучающего материала лежит изучение основных принципов механической передачи движения и элементарное программирование. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся младшего школьного возраста могут учиться создавать и программировать модели, проводить исследования, составлять отчёты и обсуждать идеи, возникающие во время работы с этими моделями.

На каждом уроке, используя привычные элементы LEGO, а также мотор и датчики, ученик конструирует новую модель, посредством USB-кабеля подключает ее к ноутбуку и программирует действия робота.  В ходе изучения курса учащиеся развивают мелкую моторику кисти, логическое мышление, конструкторские способности, овладевают совместным творчеством, практическими навыками сборки и построения модели, получают специальные знания в области конструирования и моделирования, знакомятся с простыми механизмами.

Ребенок получает возможность расширить свой круг интересов и получить новые навыки в таких предметных областях, как Естественные науки, Технология, Математика, Развитие речи.

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

• творческое мышление 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;

• использование таблиц для отображения и анализа данных;

• написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта;

• развитие мелкой мускулатуры пальцев и моторики кисти младших школьников.

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

Футбол Приключения

1.Нападающий 1.Спасение самолета

2. Вратарь 2. Спасение от великана

3. Ликующие болельщики 3. Непотопляемый парусник

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).

Обучение с LEGO® Education всегда состоит из 4 этапов:

• Установление взаимосвязей,

• Конструирование,

• Рефлексия,

• Развитие.

Установление взаимосвязей. При установлении взаимосвязей учащиеся 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. Использование этих анимаций, позволяет проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия.

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. В каждом задании комплекта для этапа«Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.

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

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

Программное обеспечение конструктораПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDoSoftware) предназначено для создания программ путёмперетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы.Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующиеБлоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера,микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживаеткаждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора. Раздел «Первыешаги» программного обеспечения WeDo знакомит с принципами создания ипрограммирования LEGO-моделей 2009580 ПервоРобот LEGO WeDo. Комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией ипошаговыми сборочными инструкциями.

Богатый интерактивный обучающий материал действительно полезен детям, таким образом, курс может заинтересовать большой круг любителей Лего, в первую очередь, младших школьников ценителей TECHICS. Он ориентирован на учащихся 1-4 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.

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:

1. Устный.

2. Проблемный.

3. Частично-поисковый.

4. Исследовательский.

5. Проектный.

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

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

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

9. Создание ситуаций творческого поиска.

10. 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).

Ожидаемые результаты изучения курса

Осуществление целей и задач программы предполагает получение конкретных результатов:

В области воспитания:

• адаптация ребёнка к жизни в социуме, его самореализация;

• развитие коммуникативных качеств;

• приобретение уверенности в себе;

• формирование самостоятельности, ответственности, взаимовыручки и взаимопомощи.

В области конструирования, моделирования и программирования:

• знание основных принципов механической передачи движения;

• умение работать по предложенным инструкциям;

• умения творчески подходить к решению задачи;

• умения довести решение задачи до работающей модели;

• умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;

• умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Требования к уровню подготовки обучающихся:

Учащийся должен знать/понимать:

• влияние технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;

• область применения и назначение инструментов, различных машин, технических устройств (в том числе компьютеров);

• основные источники информации;

• виды информации и способы её представления;

• основные информационные объекты и действия над ними;

• назначение основных устройств компьютера для ввода, вывода и обработки информации;

• правила безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером.

Уметь:

• получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);

• создавать и запускать программы для забавных механизмов;

• основные понятия, использующие в робототехнике: мотор, датчик наклона, датчик расстояния, порт, разъем, USB-кабель, меню, панель инструментов.

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

• поиска, преобразования, хранения и применения информации (в том числе с использованием компьютера) для решения различных задач;

• использовать компьютерные программы для решения учебных и практических задач;

• соблюдения правил личной гигиены и безопасности приёмов работы со средствами информационных и коммуникационных технологий.

Литература и средства обучения.

Методическое обеспечение программы

1.    Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDo модели 2009580)  -  1 шт.

2.     Программное обеспечение «LEGO EducationWeDoSoftware »

3.     Инструкции по сборке (в электронном виде CD)

4.     Книга для учителя (в электронном виде CD)

5. Ноутбук - 1 шт.

6. Интерактивная доска.

Список литературы

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

2. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с.

2 класс – 34 часа