Рабочая программа робототехника. Описание

Новизна и оригинальность программы заключается в развитии межпредметных связей дисциплин «робототехника», «информатика», «физика» , «технология», «математика» и др., а также:

·   в развитии интереса к робототехнике через участие в соревнованиях,

·   в ориентации на проектный подход, разработка с учениками общественно полезных проектов (участие во всероссийских конкурсах «Шаг в будущее», «Старт в Науку» и др. ),

·   формирование у обучающихся устойчивого интереса к поисковой творческой деятельности, стремление самостоятельно разрабатывать роботов и автоматизированные системы.

В программе делается упор на межпредметные связи. Робототехника прививает интерес к научным дисциплинам, а  углубленное изучение  научных дисциплин в свою очередь расширяет возможности для построения более сложных робототехнических систем. В ходе реализации программы учащиеся обучаются и в группах разновозрастного состава, тем самым развиваются коммутативные, лидерские навыки старших учащихся. Происходит их социализация.

Важным моментом программы является вовлечение учеников 2 и 3 года обучения к реализации практически значимых высокотехнологичных проектов.  При работе над такими проектами ученики осваивают культуру проектного подхода, развивают навыки самостоятельного получения знаний. Разработка проектов, создание роботов, проведение научных и исследовательских экспериментов, выполнение совместных или групповых заданий позволит ребятам научиться работе в команде, постановке задач, контролю их решений, ведению статистики и отчётов, оформлению работ и презентаций, выступлению перед публикой, эмоциональному контролю на соревнованиях. Освоение робототехники — это командная работа. Проблемы сплачивают ребят. Решая задачи совместно, команда производит анализ проблемы, составляет план для её решения, определяет каждому роль для выполнения подзадач, ищет ресурсы от информационных до материальных. В процессе работы учащиеся имеют возможность проявить инициативу, лидерские и творческие способности.

Главный результат реализации программы  -  самостоятельный,  высоко эрудированный в области физики, информатики электроники, ученик, мотивированный на продолжение образования в области техники, стремящийся  достичь уровня высококлассного инженера.

Реализация данной программы основывается на следующих принципах:

·          от простого к сложному;

·           опережающее развитие учеников по предметам: информатика, физика, математика - базовым для приобретения инженерной специальности;

·          саморазвитие,

·          творчество,

·          проектно-исследовательский подход.

Программа рассчитана для обучающихся в возрасте от 10-18 лет (5-11 класс). Оптимальный период для начала обучения детей по программе -  5 класс.

Содержание образовательной программы построено по линейно-спиралеобразному принципу. Робототехника является основой для  спирального  развития личности. От простого к сложному.

Основные этапы,  витки спирали развития.

1.                  На первом витке развития с помощью простейших моделей развивается любовь к  физике, к  конструированию и научным исследованиям.

2.                  После освоения механики (передач, редукторов) мы возвращаемся к конструированию уже более сложных роботов. Для участия в соревнованиях. Соревнования являются не самоцелью, а средством  разработки более сложных программ.

3.                  Третий виток. Освоение начал электроники с помощью  конструктора «Знаток».

4.                  Четвертый виток.  Освоение микроконтроллеров  Arduino.

5.                  Пятый виток. На основе полученных ранее знаний опыта,  реализация учениками высоко технологических проектов, имеющих практическую значимость.

При реализации программы используются такие педагогические технологии, как обучение в сотрудничестве, индивидуализация и дифференциация обучения, проектные методы обучения, технологии использования в обучении игровых методов, информационно-коммуникационные технологии.

Формы контроля и оценки образовательных результатов. Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающихся практических  заданий. Итоговый контроль реализуется в форме соревнований (олимпиады) по робототехнике.

Ожидаемые результаты реализации программы

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения программы

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 проблемного и эвристического характера;

·                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 учителя;

·                различать способ и результат действия;

·                вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;

·                в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;

·                проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

·                осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;

·                оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Познавательные универсальные учебные действия:

·                осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах учащегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;

·                использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;

·                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 из чувственной формы в модель,  где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая);

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

·                выбирать основания и критерии для сравнения, сериации, классификации объектов;

Коммуникативные универсальные учебные действия:

·                аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;

·                выслушивать собеседника и вести диалог;

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

·                планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками — определять цели, функций участников, способов взаимодействия;

·                осуществлять постановку вопросов — инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;

·                разрешать конфликты – выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;

·                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 учащиеся должны знать:

·           правила безопасной работы;

·           основные компоненты  используемых конструкторов;

·           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;

·           приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;

уметь:

·           использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;

·           конструировать различные модели; использовать созданные программы;

·           применять полученные знания в практической деятельности;

владеть:

·           навыками работы с роботами;

·           навыками работы в среде ПервоРобот NXT.

 

Организация образовательного процесса.

Основной формой обучения являются внеурочные занятия.

Формы работы, используемые на занятиях: лекция; беседа; демонстрация; практика; творческая работа; проектная деятельность.

Ученики разделяются на команды, группы. Перед каждой командой ставится  задача  на занятие.

В образовательном процессе группам предлагается одинаковое задание для соревнования друг с другом. Пример такого задания - сборка робота и программирование на прохождение лабиринта. Побеждает та команда, чей робот быстрее преодолеет лабиринт.  Соревновательный дух занятий прививает  дополнительный интерес и мотивацию у учеников.

В группе по робототехнике, как правило, есть разделение на «конструкторов» и «программистов». «Конструкторы» - это ученики, которых привлекает конструирование роботов, «программисты»- это ученики, которым нравится программировать.  На более поздних стадиях обучения по программе, (2 или 3 год) грань между «программистами» и «конструкторами» нивелируются. Ученики становятся универсалами в области робототехники.

В результате первого года обучения ученики  будут знать:

·          основы программирования, основные виды алгоритмов,

·          основные конструкторские схемы роботов, виды механических передач полный привод,

·          условия и алгоритмы прохождения  основных соревнований робототехнике в классе Hello Robot: траектория, биатлон, сумо, шагающие роботы, кегельринг;

будут уметь: разрабатывать программы для  задач:  езда по траектории, сумо, биатлон, собирать роботов с различными видами приводов.

У обучающихся будут сформированы личностные качества:

настойчивость в достижении цели, желание добиваться хорошего результата, умение работать в команде;

В результате второго года обучения дети будут знать:

·          логические функции, обработку данных датчиков, собственные функции и процедуры,

·          основы радиотехники, устройство и принцип работы основных элементов: резистор, диод, транзистор, конденсатор;

будут уметь:

·          разрабатывать программы для сложных соревнований, творческих проектов;

·          создавать творческие проекты на основе конструктора Лего NXT или EV3;

·          собирать простейшие радиотехнические схемы на основе конструктора «Знаток».

Получат развитие  личностных качеств:

·          способность к саморазвитию  и самообучению,

·          ответственность, аккуратность, терпение, предприимчивость;

В результате третьего года обучения дети будут знать:

·          устройство  схем на микроконтроллерах, язык программирования микроконтроллеров, устройство  и работу сервоприводов и платформ для роботов на микроконтроллерах,

·          основы работы алгоритмов искусственного интеллекта

·          основы проектного подхода;

будут уметь:

·          собирать схемы на микроконтроллере Arduino, программировать автоматизированные системы на основе микроконтроллеров,

·          оформлять отчеты о проектах согласно требованиям проектного подхода.

Развитие личностных качеств:

·          самостоятельность; целеустремленность.

 Продолжение рабочей программы по робототехнике

Познакомиться со всеми методическими материалами по образовательной робототехнике

Поделиться: