ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА «Основы конструирования и программирования LegoEV3»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АМУРСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ»

(ГАУ ДПО «АМИРО»)

ДЕТСКИЙ ТЕХНОПАРК «КВАНТОРИУМ-28»

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

«Основы конструирования и программированияLegoEV3»

Направленность:техническая

Возраст обучающихся: 9 – 12 лет

Объем программы: 72 часа

Срок реализации: 1 год

Автор-составитель:

Бондарик Надежда Валерьевна,

педагог дополнительного образования

Свободный, 2024

СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы конструирования и программирования Lego EV3» разработана согласно требованиям следующих нормативных документов:

• Федеральный Закон от 29.12.2012г. № 273-ФЗ «Об образовании в

Российской Федерации» (далее – ФЗ 273) (ред. от 02.07.2021);

• Стратегия развития воспитания в РФ на период до 2025 года (распоряжение Правительства РФ от 29 мая 2015 г. № 996-р);

• Постановление главного государственного врача Российской Федерации об утверждении санитарных правил С.П.2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организации воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи» от 28.09. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 2 «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685- 21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» (рзд.VI. Гигиенические нормативы по устройству, содержанию и режиму работы организаций воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»);

• Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года (распоряжение Правительства РФ от 31.03.2022 № 678-р);

• Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (далее – Приказ №196) (редакция 30.09.2020);

• Программа Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, утверждённой Указом Президента Российской Федерации от 01.12.2016 № 642 «О стратегии научно-технологического развития Российской Федерации».

Настоящая дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа имееттехническую направленность и ориентирована на развитие технических и творческих способностей обучающихся, абстрактного мышления, ознакомление с основами алгоритмизации, изобретательности, умение работать в команде, работать с информацией. формирование знаний, умений, и навыков в области технического конструирования и программирования на конструкторе LEGO MINDSTORMS Education EV3 (овладение базовыми знаниями технического конструирования и умениями блочного программирования).

Актуальность программы

Актуальность программы состоит в том, что активизация познавательного процесса позволяет учащимся младшего школьного возраста более полно выражать свой творческий потенциал и реализовывать собственные идеи в изучаемой области знаний, создаёт предпосылки по применению информационных компетенций в других учебных программах.

Новизна программы

Специфика предполагаемой деятельности детей обусловлена в создании условий для развития знаний, умений, навыков учащихся через включение их в процесс изучения конструирования и программирования различных объектов из области робототехники на конструкторе LEGO MINDSTORMS Education EV3 .

Цель программы: формирование технических и творческих способностей обучающихся в процессе изучения основ конструирования и программирования при помощи конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3.

Задачи программы:

Обучающие:

– изучить принципы работы робототехнических элементов;

– обучить технической терминологии и грамотности;

– обучить основам конструирования робототехнических устройств;

– изучить приемы и технологии разработки простейших алгоритмов и программирования на конструкторе LEGO MINDSTORMS Education EV3.

– формироватьнавыки программирования движений по различным траекториями и работы с основными датчиками

– формировать умение пользоваться технической литературой, работать с информацией.

Развивающие:

– способствовать развитию критического и творческого мышления;

– формировать интерес к техническим знаниям;

– стимулировать познавательную и творческую активность обучающихся посредством включения их в различные виды соревновательной и конкурсной деятельности;

– развивать навыки исследовательской и проектной деятельности.

Воспитательные:

– воспитывать дисциплинированность, ответственность, самоорганизацию;

– формировать чувство коллективизма и взаимопомощи, навыки командного взаимодействия.

Адресат программы обучающиеся 3-6 классов (9 – 12 лет).

Объём и срок освоения программы

Объём программы – 72 часа. Программа рассчитана на 1 год обучения.

Уровни программы

Данная программа включает в себя один модуль: вводный (72 часа).

Режим занятий

Занятия обучающихся проводятся 1 раз в неделю по 2 академических часа (обучающиеся 3 – 4 классов 30 минут, 5 – 6 классов 45 минут) с перерывом 10 минут.

Форма обучения очная.

Планируемыерезультаты

В результате освоения программы учащиеся должны знать:

–правила безопасного пользования оборудованием,

–основную техническую терминологию в области робототехники и программирования;

–оборудование, используемое в области робототехники;

–основные принципы работы с робототехническими наборами LEGO MINDSTORMS Education EV3;

– основы программирования движений по различным траекториями и работы с основными датчиками

уметь:

–соблюдать технику безопасности;

–организовывать рабочее место;

–разрабатывать простейшие системы с использованием электронных компонентов и робототехнических элементов;

–разрабатывать простейшие алгоритмы и системы управления робототехническими устройствами;

–работать в команде;

–подготовить и представить грамотную презентацию для защиты проектной работы;

– применять ранее полученные знания на практике и при выполнении самостоятельных работ и для участия в соревнованиях;

2. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

2.1.Учебный (тематический) план

2.2. Содержание учебного (тематического) плана

Раздел 1. Знакомство с LEGO MINDSTORMS EV3

Тема 1.1 Правила поведения и техника безопасности в кабинете и при работе с оборудованием. Знакомство с конструктором.

Теория (1 ч): Правила поведения и техника безопасности в кабинете и при работе с ноутбуками, конструктором.

Практика (1 ч): Знакомство с конструктором Lego EV3 MINDSTORMS.

Раздел 2. Конструирование и программирование

Тема 2.1. Модели без мотора.

Теория (3 ч): Знакомство с зубчатой передачей и храповым механизмом.

Практика (3 ч): Упражнение 1. Одометр, курвиметр и дорожное колесо. Курвиметр из Lego EV3 (зубчатая передача).

Упражнение 2. Машинка Lego EV3 на резиномоторе c многоступенчатой зубчатой передачей.

Упражнение 3. Катапульта из Lego EV3 с храповым механизмом.

Тема 2.2. Обзор среды программирования.

Теория (1 ч): Знакомство со средой программирования MINDSTORMS EV3. Палитра блоков. Проект. Новая программа. Сохранение проекта, программы. Основательный разбор палитры блоков. Соединения блоков. Параллельные программы.

Практика (1 ч): Практическая работа «Первая программа».

Тема 2.3. Модуль EV3

Теория (2 ч): Включение/выключение модуля EV3. Выбор и запуск программ. Дистанционное управление роботом. Экран. Звук.

Практика (2 ч): Практическая работа с модулем EV3.

Тема 2.4. Двухмоторная тележка

Теория (2 ч): Знакомство с большими моторами. Управление тележки модулем EV3.

Практика (2 ч): Сборка и составление программы для двухмоторной тележки.

Тема 2.5. Программирование движений по различным траекториям

Теория (2 ч): Понятие сервомотор. Устройство сервомотора. Порты для подключения сервомоторов. Зелёная палитра блоков (Действия). Положительное и отрицательное движение мотора. Определение направления движения моторов. Блоки «Большой мотор» и «Средний мотор». Выбор порта, выбор режима работы, мощность двигателя. Выбор режима остановки мотора.

Практика (2 ч): Упражнение 1. Отработка основных движений моторов. Упражнение 2. Расчет движения робота на заданное расстояние. Упражнение 3. Расчет движений по ломаной линии.

Тема 2.6 Цикл

Теория (1 ч): Оранжевая программная палитра (Управление операторами). Счетчик итераций. Номер цикла. Условие завершения работы цикла. Прерывание цикла. Варианты выхода из цикла. Прерывание выполнения цикла из параллельной ветки программы.

Практика (1 ч): Создание программы с использованием циклов.

Тема 2.7. Переключатель

Теория (1 ч): Блок «Переключатель». Переключатель на вид вкладок (полная форма, краткая форма). Дополнительное условие в структуре «Переключатель».

Практика (1 ч): Использование блоков в программе. Промежуточный контроль.

Тема 2.8 Работа с датчиками.

Теория (5 ч): Датчик касания. Внешний вид. Режим измерения. Режим сравнения. Режим ожидания. Изменение в блоке ожидания. Работа блока переключения с проверкой состояния датчика касания.

Датчик цвета и программный блок датчика. Области корректной работы датчика. Выбор режима работы датчика.

Датчик гироскоп и программный блок датчика. Направление вращения. Режимы работы датчика гироскоп.

Датчик ультразвука и программный блок датчика. Определение разброса пуска волн. Структура блока ультразвука в режиме измерения.

Инфракрасный датчик, маячок и их программные блоки. Режим определения относительного расстояния до объекта. Режим определения расстояния и углового положения маяка. Максимальные углы обнаружения инфракрасного маяка. Режимы программного блока инфракрасного датчика. Режим дистанционного управления.

Практика (15 ч): Практическая работа с датчиками.

Раздел 3. Подготовка к соревнованиям

Тема 3.1. Соревнования «Сумо»

Теория (2 ч): Регламент состязаний. Соревнования роботов-сумоистов. Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов.

Практика (2 ч): Упражнение «Сумо».

Тема 3.2. Соревнования «Кегельринг»

Теория (2 ч): Регламент состязаний. Соревнование «Кегельринг». Размеры робота. Вес робота. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов

Практика (2 ч): Упражнение «Кегельринг».

Тема 3.3. Подготовка к региональным соревнованиям

Теория (2 ч): Регламент к региональным соревнованиям. Варианты конструкций. Примеры алгоритмов.

Практика (6 ч): Подготовка к региональным соревнованиям по робототехнике.

Раздел 4.Введение в проектную деятельность

Тема 4.1. Творческий проект. Подготовка к защите

Теория (2 ч): Определение проектной команды, тематики, проблематики для создания инженерного проекта или индивидуальная проектная работа.

Практика (6 ч): Создание собственного проекта. Подготовка к защите.

Тема 4.2. Защита проектов

Практика (2 ч): Защита в виде презентации проектов на открытом занятии, конференции, родительском собрании или других мероприятиях. Рефлексия.

3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

3.1. Календарный учебный график

3.2.Формы аттестации

3.3. Материально-техническое и кадровое обеспечение

Материально-техническое обеспечение:

Информационное обеспечение:

Кадровое обеспечение:

Дополнительную общеобразовательную общеразвивающую программу «Основы конструирования и программирования Lego EV3» реализуют педагоги дополнительного образования, имеющие знания в области робототехники и программирования. Педагоги, соответствующие требованиям Профессионального стандарта педагога дополнительного образования детей и взрослых, утверждённым приказом Министерства труда и социальной защиты РФ от 22.09.2021 №652-н.

3.4. Список литературы

Литература для педагога

1. Лоренс Валк. Большая книга LEGOMINDSTORMSEV3. – Мск.:Издательство «Э», 2017. – 408 с.

2. Хохлова Т.Г., Серова Ю.А. Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Сборник 1 – Мск.: «Лаборатория знаний», 2019. – 251 с.

3. Хохлова Т.Г., Серова Ю.А. Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Сборник 2 – Мск.: «Лаборатория знаний», 2020. – 285 с.

Список электронных ресурсов и печатной литературы для обучающихся:

1. Лоренс Валк. Большая книга LEGOMINDSTORMSEV3. – Мск.:Издательство «Э», 2017. – 408 с.

2. Хохлова Т.Г., Серова Ю.А. Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Сборник 1 – Мск.: «Лаборатория знаний», 2019. – 251 с.

3. Хохлова Т.Г., Серова Ю.А. Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Сборник 2 – Мск.: «Лаборатория знаний», 2020. – 285 с

Приложение 1

ЛИСТ КОРРЕКТИРОВКИ