РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА ВНЕУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

«Робототехника»

Направление: ____________________

Возраст учащихся: 2-5 классы

Срок реализации: 2016-2017 год (68 часов)

Автор//составитель:

ФИО Мартынова Маргарита Анатольевна,

учитель информатики

Петрозаводск 2016

Содержание

Раздел 1. Пояснительная записка (характеристика программы),

Раздел 2. Планируемые результаты освоения курса внеурочной деятельности,

Раздел 3. Тематическое планирование,

Раздел 4. Содержание курса внеурочной деятельности с указанием форм организации и видов деятельности,

Раздел 5. Учебно-методическое обеспечение.

Раздел 1. Пояснительная записка (характеристика программы)

Программа представляет уникальную возможность для детей освоить основы робототехники, создавая действующие модели роботов.  

Конструктор в линейке роботов LEGO WEDO, предназначен, в первую очередь, для детей младшего возраста. Работая индивидуально, парами или в командах, учащиеся могут учиться, создавая и программируя модели, проводя исследования, составляя отчёты и обсуждая идеи, возникающие во время работы с этими моделями.

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

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

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

1.        Творческое мышление при создании действующих моделей.

2.        Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели.

3.        Установление причинно-следственных связей.

4.        Анализ результатов и поиск новых решений.

5.        Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.

6.        Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.

7.        Проведение систематических наблюдений и измерений.

8.        Использование таблиц для отображения и анализа данных.

9.        Построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.

10.        Логическое мышление и программирование заданного поведения модели.

11.        Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и  драматургического эффекта.

Обучение с LEGO® Education всегда состоит из 4 этапов: Установление взаимосвязей, Конструирование, Рефлексия и 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. Используйте эти анимации, чтобы 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. При желании можно специально отвести время для усовершенствования предложенных моделей, или для создания и программирования своих собственных.

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. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

Есть множество способов организовать занятия с материалами LEGO® Education WeDoTM. Здесь мы остановимся только на двух из них.

Каждое занятие может занять один урок, а может и больше – все зависит от того, сколько будет затрачено времени на обсуждение, сборку модели, освоение компьютера, экспериментирование.

На занятиях учащиеся могут работать как индивидуально, так и небольшими группами, или в командах.

Автор программы выбрал способ: «Сначала «Первые шаги», затем задание Комплекта».

Предварительное знакомство с основными идеями построения и программирования моделей помогает учащимся освоиться с конструктором и программным обеспечением. Затем можно переходить к выполнению задания Комплекта.

Предложите ученикам выбрать одно из трёх заданий каждого раздела Комплекта, как показано на схеме А, или, при наличии достаточного времени – предложите попробовать выполнить все задания. Отдельные группы учеников могут работать быстрее остальных и выполнить все три задания, в то время как другие успеют завершить только одно или два.

По завершении работы над проектами можно устроить выставку моделей̆.

Основные учебные цели:

Занятия конструированием, программированием, исследованиями, написание отчётов, а также общение в процессе работы способствуют разностороннему развитию учащихся. Интегрирование различных школьных предметов в учебном курсе ЛЕГО открывает новые возможности для реализации новых образовательных концепций, овладения новыми навыками и расширения круга интересов. В Комплекте заданий содержатся ссылки на учебные цели по каждому предмету, но у каждого задания Комплекта есть основной̆ учебный̆ предмет, находящийся в фокусе деятельности учащихся.

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 потребностей̆ живых существ.

Технология. Проектирование

Создание и программирование действующих моделей̆. Интерпретация двухмерных и трехмерных иллюстраций и моделей̆. 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 моделей̆. Изменение поведения модели путём модификации её конструкции или посредством обратной̆ связи при помощи датчиков. Организация мозговых штурмов для поиска новых решений. Обучение принципам совместной̆ работы и обмена идеями.

Математика

Измерение времени в секундах с точностью до десятых долей̆. 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 устной̆ или в письменной̆ форме с использованием специальных терминов. Подготовка и проведение демонстрации модели. Использование интервью, чтобы получить информацию и написать рассказ. Написание сценария с диалогами. Описание логической̆ последовательности событий, создание постановки с главными героями и её оформление визуальными и звуковыми эффектами. Применение мультимедийных технологий для генерирования и презентации идей. Участие в групповой̆ работе в качестве «мудреца», к которому обращаются со всеми вопросами.

Основными задачами программы являются:

Обучающие: освоить понятия баланса конструкции, ее оптимальной формы, прочности, устойчивости, жесткости и подвижности, а также передачи движения внутри конструкции.

Развивающие: развить творческие способности и логическое мышление детей; развить образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел; развить умения работать по предложенным инструкциям по сборке моделей; развить умения творчески подходить к решению задачи; развить умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Воспитывающая: Воспитать сплоченный коллектив, сочетающий в себе   разнообразные интересы и способности.

Поэтапная реализация программы предусматривает обучение учащихся в течение одного года с первого по пятые классы.

Методы обучения

•        Объяснительно-иллюстративный метод обучения

Учащиеся получают знания в ходе беседы, объяснения, дискуссии, из учебной или методической литературы, через экранное пособие в "готовом" виде.

•         Репродуктивный метод обучения

Деятельность обучаемых носит алгоритмический характер, выполняется по инструкциям, предписаниям, правилам в аналогичных, сходных с показанным образцом ситуациях.

•        Метод проблемного изложения в обучении

Прежде чем излагать материал, перед учащимися необходимо поставить проблему, сформулировать познавательную задачу, а затем, раскрывая систему доказательств, сравнивая точки зрения, различные подходы, показать способ решения поставленной задачи. Учащиеся становятся свидетелями и соучастниками научного поиска.

•         Частичнопоисковый, или эвристический

метод обучения заключается в организации активного поиска решения выдвинутых в обучении (или самостоятельно сформулированных) познавательных задач в ходе подготовки и реализации творческих проектов.

•         Исследовательский метод обучения

обучаемые самостоятельно изучают основные характеристики простых механизмов и датчиков, работающих в модели, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи, ведут наблюдения и измерения и выполняют другие действия поискового характера. Инициатива, самостоятельность, творческий поиск проявляются в исследовательской деятельности наиболее полно.

Формы и режим занятий

        В данной программе используется групповая форма организации деятельности учащихся на занятии. Занятия проводятся =1 раз в неделю длительностью 2 академических часа.

        Формы проведения занятий подбираются с учетом цели и задач, познавательных интересов и индивидуальных возможностей обучающихся, специфики содержания образовательной программы и возраста воспитанников: рассказ, беседа, дискуссия, учебная познавательная игра, мозговой штурм, и др.

        Выполнение образовательной программы предполагает активное  участие в олимпиадах, конкурсах, выставках ученического технического творчества.

Раздел 2. «Планируемые результаты освоения курса внеурочной деятельности» Личностные:

• формирование уважительного отношения к иному мнению; развитие навыков сотрудничества с взрослыми и сверстниками в разных социальных ситуациях, умения не создавать конфликтов и находить выходы из спорных ситуаций:

1. знать: способы выражения и отстаивания своего мнения, правила ведения диалога;
2. уметь: работать в паре/группе, распределять обязанности в ходе проектирования и программирования модели;
3. владеть: навыками сотрудничества со взрослыми и сверстниками, навыками по совместной работе, коммуникации и презентации в ходе коллективной работы над проектом.  

Метапредметные:

• освоение способов решения проблем творческого и поискового характера:

1. знать: этапы проектирования и разработки модели, источники получения информации, необходимой для решения поставленной задачи;
2. уметь: применять знания основ механики и алгоритмизации в творческой и проектной деятельности;
3. владеть: навыками проектирования и программирования собственных моделей/роботов с применением творческого подхода.

• формирование умения понимать причины успеха/неуспеха учебной деятельности и способности конструктивно действовать даже в ситуациях неуспеха:

1. знать: способы отладки и тестирования разработанной модели/робота;
2. уметь: анализировать модель, выявлять недостатки в ее конструкции и программе и устранять их;
3. владеть: навыками поиска и исправления ошибок в ходе разработки, составления технического паспорта, проектирования и программирования собственных моделей.

• использование знаково-символических средств представления информации для создания моделей изучаемых объектов и процессов, схем решения учебных и практических задач:

1. знать: способы составления технического паспорта модели, способы записи алгоритма, способы разработки программы в среде программирования LEGO;
2. уметь: уметь читать технологическую карту модели, составлять технический паспорт модели, разрабатывать и записывать программу средствами среды программирования LEGO;
3. владеть: навыками начального технического моделирования, навыками использования таблиц для отображения и анализа данных, навыками построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.

• активное использование речевых средств и средств информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных и познавательных задач:

1. знать: способы описания модели, в том числе способ записи технического паспорта модели;
2. уметь: составлять технический паспорт модели, подготавливать творческие проекты и представлять их в том числе с использованием современных технических средств;
3. владеть: навыками использования речевых средств и средств информационных и коммуникационных технологий для описания и представления разработанной модели.

• использование различных способов поиска (в справочных источниках и открытом учебном информационном пространстве сети Интернет), сбора, обработки, анализа, организации, передачи и интерпретации информации в соответствии с коммуникативными и познавательными задачами и технологиями учебного предмета; в том числе умение вводить текст с помощью клавиатуры, фиксировать (записывать) в цифровой форме измеряемые величины и анализировать изображения, звуки, готовить свое выступление и выступать с аудио-, видео- и графическим сопровождением; соблюдать нормы информационной избирательности, этики и этикета:

1. знать: основные способы поиска, сбора, обработки, анализа, организации, передачи и интерпретации информации в ходе технического творчества и проектной деятельности;
2. уметь: готовить свое выступление и выступать с аудио-, видео- и графическим сопровождением в ходе представления своей модели;
3. владеть: навыками работы с разными источниками информации, подготовки творческих проектов к выставкам.

• овладение логическими действиями сравнения, анализа, синтеза, обобщения, классификации по родовидовым признакам, установления аналогий и причинно-следственных связей, построения рассуждений, отнесения к известным понятиям:

1. знать: элементы и базовые конструкции модели, этапы и способы построения и программирования модели;
2. уметь: составлять технический паспорт модели, осуществлять анализ и сравнение моделей, выявлять сходства и различия в конструкции и поведении разных моделей;
3. владеть: навыками установления причинно-следственных связей, анализа результатов и поиска новых решений в ходе тестирования работы модели.

• определение общей цели и путей ее достижения; умение договариваться о распределении функций и ролей в совместной деятельности; осуществлять взаимный контроль в совместной деятельности, адекватно оценивать собственное поведение и поведение окружающих:

1. знать: основные этапы и принципы совместной работы над проектом, способы распределения функций и ролей в совместной деятельности;
2. уметь: адаптироваться в коллективе и выполнять свою часть работы в общем ритме, налаживать конструктивный диалог с другими участниками группы, аргументированно убеждать в правильности предлагаемого решения, признавать свои ошибки и принимать чужую точку зрения в ходе групповой работы над совместным проектом;
3. владеть: навыками совместной проектной деятельности, навыками организация мозговых штурмов для поиска новых решений.

Предметные:

• использование приобретенных знаний и умений для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских (дизайнерских), технологических и организационных задач; приобретение первоначальных представлений о компьютерной грамотности:

1. знать: основные элементы конструктора LEGO WeDo, технические особенности различных моделей, сооружений и механизмов; компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
2. уметь: использовать приобретенные знания для творческого решения несложных конструкторских задач в ходе коллективной работы над проектом на заданную тему;
3. владеть: навыками создания и программирования действующих моделей/роботов на основе конструктора LEGO WeDo, навыками модификации программы, демонстрации технических возможностей моделей/роботов.

• овладение основами логического и алгоритмического мышления, пространственного воображения и математической речи, измерения, пересчета, прикидки и оценки, наглядного представления данных и процессов, записи и выполнения алгоритмов;

1. знать: конструктивные особенности модели, технические способы описания конструкции модели, этапы разработки и конструирования модели;
2. уметь: выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным результатом, составлять технический паспорт модели, логически правильно и технически грамотно описывать поведение своей модели, интерпретировать двухмерные и трёхмерные иллюстрации моделей, осуществлять измерения, в том числе измерять время в секундах с точностью до десятых долей, измерять расстояние, упорядочивать информацию в списке или таблице, модифицировать модель путем изменения конструкции или создания обратной связи при помощи датчиков;
3. владеть: навыками проведения физического эксперимента, навыками начального технического конструирования, навыками составления программ.

Раздел 3. «Тематическое планирование»

Календарно-тематическое планирование

(2 час в неделю, всего 68 часа)                Учитель: Мартынова М.А

Раздел 4. «Содержание курса внеурочной деятельности с указанием форм организации и видов деятельности» 

в соответствии с последовательностью, заданной тематическим планированием, содержит реферативное описание разделов и тем программы, указание теоретических и практических (интерактивных) занятий, видов деятельности учащихся.

Тема 1: Знакомство с набором LEGO WEDO и программным обеспечением. Техника безопасности.

Тема 2: Рассмотрение функций мотора. Какую функцию выполняет Блок «Начало». Что делает Блок «Мотор по часовой стрелке». Какую функцию выполняет Блок «Мотор против часовой стрелки».

Тема 3: Построить модель «Промежуточное зубчатое колесо». Рассмотреть, как ведущее зубчатое колесо (первое 24-зубое колесо) вращается против часовой стрелки. Меньшее, промежуточное зубчатое колесо, вращается по часовой стрелке. Второе 24-зубое колесо вращается против часовой стрелки.

Тема 4: Построить модели «Понижающая зубчатая передача.

Повышающая зубчатая передача». Рассмотреть, как меньшее, ведущее зубчатое колесо быстро вращается в одном направлении. Большее, ведомое зубчатое колесо, вращается медленнее и в противоположном направлении. Мотор включен на одну секунду. Меньшее, ведомое зубчатое колесо, вращается с большей скоростью в противоположном направлении. Мотор включается на две секунды, после чего выключается.

Тема 5: Рассмотреть функции датчика наклона.

Тема 6: Построить модели «Шкивы и ремни. Перекрестная ременная передача». Рассмотреть, как шкив, насаженный на ось мотора, начинает вращаться. Шкив вращает ремень. Ремень вращает второй шкив. При этом скорость вращения ниже нормальной, которая соответствует 10.

Тема 7: Построить модель «Снижение скорости. Увеличение скорости». Сравнить поведение шкивов.

Тема 8: Рассмотреть функции датчика расстояния.

Тема 9: Построить модели «Коронное зубчатое колесо. Червячная зубчатая передача». Сравнить , как вращаются зубчатые колёса. Сравнить, как вращаются зубчатые колёса в данном занятии с тем, как они вращались в предыдущих занятиях: «Зубчатые колёса», «Промежуточное зубчатое колесо», «Повышающая зубчатая передача», «Понижающая зубчатая передача» и «Коронное зубчатое колесо».

Тема 10: Построить модели «Кулачок. Рычаг». Понаблюдать за движением модели. Как ведёт себя колесо, установленное над кулачком?

Тема 11: Построить модели «Кулачок. Рычаг». Понаблюдать за движением модели. Как ведёт себя колесо, установленное над кулачком?

Тема 12: Рассмотреть блок программы «Блок «Цикл». Блок «Прибавь к экрану». Блок «Вычесть из экрана»». Составить программу по образцу. Проследить выполнение программы.

Тема 13: Рассмотреть блок программы «Блок начать при получении письма. Маркировка». Составить программу по образцу. Проследить выполнение программы.

Тема 14: Учащиеся должны сконструировать двух механических птиц, которые способны издавать звуки и танцевать, и запрограммировать их поведение. В модели используется система ременных передач.

Тема 15: На этом занятии учащиеся должны построить модель механического устройства для запуска волчка и запрограммировать его таким образом, чтобы волчок освобождался после запуска, а мотор при этом отключался.

Тема 16: На этом занятии учащиеся должны построить модель механической обезьянки с руками, которые поднимаются и опускаются, барабаня по поверхности.

Тема 17: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать модели по своему желанию, в предложенных номинациях.

Тема 18: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать механического аллигатора, который мог бы открывать и захлопывать свою пасть и одновременно издавать различные звуки.

Тема 19: На этом занятии учащиеся должны построить модель механического льва и запрограммировать его, чтобы он издавал звуки (рычал), поднимался и опускался на передних лапах, как будто он садится и ложится.

Тема 20: На этом занятии учащиеся должны построить модель механической птицы и запрограммировать ее, чтобы она издавала звуки и хлопала крыльями, когда ее хвост поднимается или опускается.

Тема 21: На этом занятии учащиеся должны построить все модели из предыдущего раздела. Нарисовать фон и антураж для создания сценки «Животные в зоопарке».

Тема 22: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать механического футболиста, который будет бить ногой по бумажному мячу.

Тема 23: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать механического вратаря, который был бы способен перемещаться вправо и влево, чтобы отбить бумажный шарик.

Тема 24: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать механических футбольных болельщиков, которые будут издавать приветственные возгласы и подпрыгивать на месте.

Тема 25: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать механические модели из предыдущего раздела (2 болельщика, 2 вратаря, 2 нападающих). Разместить модели на «футбольном поле». Играть до победы одной из команд.

Тема 26: Учащиеся построят и запрограммируют модель самолета, скорость вращения пропеллера которого зависит от того, поднят или опущен нос самолета.

Тема 27: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать модель механического великана, который встает, когда его разбудят.

Тема 28: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать модель парусника, которая способна покачиваться вперёд и назад, как будто она плывёт по волнам, что будет сопровождаться соответствующими звуками.

Тема 29: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать механические модели из предыдущего раздела. Разбиться на две группы: журналисты и путешественники и проиграть роли с моделями.

Тема 30, 31: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать модель механического дома, в котором находиться подвижный балкон.

Тема 32: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать модель механической качели.

Тема 33,34: Учащиеся должны сконструировать и запрограммировать модель механического автомобиля.

Раздел 5. «Учебно-методическое обеспечение»

Для достижения прогнозируемых в программе образовательных результатов необходимы следующие ресурсные компоненты:

Методическое обеспечение дополнительной образовательной программы

Обеспечение программы предусматривает наличие следующих методических видов продукции:

•        инструкции по сборке (в электронном виде CD)

•        книга для учителя (в электронном виде CD)

•        экранные видео лекции, видео ролики;

•        информационные материалы на сайте, посвященном данной дополнительной образовательной программе;

•        мультимедийные интерактивные домашние работы, выдаваемые обучающим-ся на каждом занятии;

По результатам работ всей группы будет создаваться мультимедийное интер-активное издание, которое можно будет использовать не только в качестве отчетно-сти о проделанной работе, но и как учебный материал для следующих групп обу-чающихся.

Дидактическое обеспечение

Дидактическое обеспечение программы представлено конспектами занятий и пре-зентациями к ним.

Материально-техническое обеспечение программы

•        Компьютерный класс.

•        Наборы конструкторов:

o        конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo мо-дели 2009580)  - 15  шт.;

o        ресурсный набор LEGO Education WeDo – 6 шт.

•        Программное обеспечение LEGO Education WeDo v.1.2, комплект занятий.

Техника безопасности

Обучающиеся в первый день занятий проходят инструктаж по правилам тех-ники безопасности и расписываются в журнале. Педагог на каждом занятии напо-минает обучаемым об основных правилах соблюдения техники безопасности.

Список использованной литературы:

1.        ПервоРобот LEGO WeDo, Книга для учителя.

2.        http://education.lego.com/ru-ru/preschool-and-school/lower-primary/7plus-education-wedohttp://www.wroboto.org/ 

3.        http://www.roboclub.ru/ 

4.        http://robosport.ru/ 

5.        http://lego.rkc-74.ru/ 

6.        http://www.int-edu.ru/