Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Олимпиадная робототехника Lego We Do»

1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ЦЕНТР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ

«МАЛАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ГОРОДА СЕВАСТОПОЛЯ»

РАССМОТРЕНОУТВЕРЖДАЮ

на методическом советеДиректор ГБОУ ЦДОД

протокол № ___«МАН г. Севастополя»

от_____________2017 г.___________ А.Л. Сонин

«____»________2017 г.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОБШЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

«Олимпиадная робототехника Lego We Do»

возраст детей 9 -11 лет, срок реализации 1 год (72 часа)

Автор-составитель: Лобанова Т. К.

педагог дополнительного образования

Севастополь

2017

Оглавление

Пояснительная записка……………………………………..…….....3

Учебно – тематический план……………………………………….10

Содержание программы……………………………………….… ...18

Методическое обеспечение образовательного процесса…. ……19

Материально-техническое и программное обеспечение программы………………………………………………………………… .. ..20

Формы и способы выявления, фиксации и предъявления результатов освоения программы…………………………………………….21

Литература…………………………………………………………...22

План воспитательной работы…………………………………....…24

План повышения профессионального уровня педагога………….25

План взаимодействия педагога с родителями…………………….26

Календарно-тематическое планирование………………………….27

Пояснительная записка

Научно-технический прогресс очень быстро движется, и поэтому изменяются задачи образования. В настоящее время трудно представить современное образование без компьютерного класса оборудованного самыми новейшими ПК и другими средствами IT- технологий (интерактивная доска, проектор и др).

По словам Д.А. Медведева: «Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире». Такую стратегию образования легко реализовать в образовательной среде робототехника.

«Робототехника» – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. В общем виде это достаточно сложная дисциплина, которая вбирает в себя научные знания из электроники, механики и программирования. В наиболее полном смысле робототехника применяется на предприятиях различной сферы для автоматизации процесса.

Интенсивное использование роботов в жизни человека требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволяет развивать новые, умные, безопасные и более совершенные автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес к области робототехники и автоматизированных систем уже с младшего школьного возраста.

Юные исследователи, войдя в занимательный мир роботов, погружаются в сложную среду информационных технологий, позволяющих роботам выполнять широчайший круг функций.

Большую значимость среди учебных роботов в настоящее время имеют LEGO – конструкторы. Программное обеспечение представляет графическую среду программирования с помощью иконок. Есть возможность пошагово строить 12 проектов. И прежде чем переходить на другой набор, можно остаться на WeDo, но сменить среду программирования. Так, Scratch позволяет управлять электронной начинкой WeDo, причем как моторами, так и датчиками.

Scratch — это детский язык программирования. Он очень похож на конструктор Lego, программы собираются из разноцветных «кирпичиков» – блоков. Не смотря на простоту освоения, Scratch позволяет создавать сложные проекты. Например, мультфильмы, игры, презентации, слайдшоу, управлять роботами Lego We Do 2.0 и т.д.

Чтобы достичь высокого уровня творческого и технического мышления, дети должны пройти все этапы конструирования.Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Олимпиадная робототехника Lego We Do» (далее – Программа) вводит ребенка в удивительный мир творчества, дает возможность поверить в себя, в свои способности. Она предусматривает развитие у учащихся художественно-конструкторских способностей, нестандартного мышления, творческой индивидуальности.

Программа имеет техническую направленность, является модифицированной(на основе авторской программы С. Шапошниковой «Введение в Scratch» иобразовательной Программы основного общего образования по информатике в 5-7 классах Босовой Л. Л.), суглубленным уровнем освоения материала, по форме организации содержания и процесса педагогической деятельностиинтегрированная.

Новизнаизучения данного курса, его специфика.

Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с развитием инженерного творчества.

Внедрение технологий образовательной робототехники в учебный процесс способствует формированию личностных, регулятивных, коммуникативных и, без сомнения, познавательных универсальных учебных действий, являющихся важной составляющей ФГОС.

Актуальность данной Программы состоит в том, чтозанятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают у ребят интерес к научно-техническому творчеству. Заметно способствуют целенаправленному выбору профессии инженерной направленности.

Педагогическая целесообразность.Образование должно соответствовать целям опережающего развития, другими словами, обеспечивать изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем, ориентироваться как на знаниевый, так и деятельностный аспекты. Образовательная робототехника в полной мере реализует эти задачи.

Цель Программы – развитие у детей интереса к техническому творчеству и обучение их конструированию через создание роботизированных моделей и управление готовыми моделями с помощью простейших компьютерных программ.

ЗадачиПрограммы:

Образовательные:

формирование умений и навыков работы с ПК;

приобретение опыта при решении конструкторских  задач по механике;

знакомство и освоение программирования в компьютерной среде моделирования LEGOWEDO;

знакомство и освоение программирования в компьютерной среде Scratch;

формирование умения достаточно самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей;

обучение основам конструирования и программирования;

стимулирование мотивации учащихся к получению знаний, помощь в формировании творческой личности ребенка.

Личностные:

развитие творческой активности,  самостоятельности в принятии решений в различных ситуациях;

развитие интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям;

развитие внимания, памяти, воображения, мышления (логического, творческого);

умение излагать мысли в четкой логической последовательности;

развитие конструкторских, инженерных и вычислительных навыков;

развитие мелкой моторики.

Метапредметные:

- формирование у учащихся познавательных универсальных учебных действий (УУД), связанных с исследовательской деятельностью, таких как наблюдение, сравнение, сопоставление, эксперимент, установление аналогий, классификация, установление причинно-следственных связей;

- формирование коммуникативных УУД, таких как: умение участвовать в дискуссиях, сознательно ориентироваться на позиции других людей (прежде всего, партнера по общению или деятельности), умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми.

Воспитательные:

формирование качества творческой личности с активной жизненной
позицией;

воспитание гармонично развитой, общественно активной личности, сочетающей в себе духовное богатство, моральную чистоту и физиологическое совершенство;

воспитание личностных качеств: целеустремленности, настойчивости, самостоятельности, чувства коллективизма и взаимной поддержки, чувство такта.

Отличительные особенности Программы от уже существующих.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Учащиеся овладевают основами курса пользователя ПК, изучают основы программированияScratch и получают возможность конструировать моделиLEGO и запускать их при помощи программирования на LEGOWeDo и Scratch.

Возраст учащихся: 9-11 лет. Это период становления нового типа деятельности, переводящий ребенка на новый этап развития. На занятиях объединения ребенку дается возможность приобщиться к новому типу деятельности и развить творческое воображение, способности.

Срок реализации Программы: 1 год.

Количество детей в группе: 8-10 человек. Проводится вступительное тестирование и собеседование.

Формы организации деятельности учащихся: индивидуальная, групповая.

Методы обучения: информационно-рецептивные, репродуктивные, проблемного изложения, эвристические, исследовательские, словесные, наглядные, практические.

Формы обучения: беседа, праздник, конкурс, занятие-игра, соревнование, защита проектов и другие.

Типы занятий:занятия усвоения, закрепления, обобщения знаний, умений и навыков.

Режим проведения занятий: Занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 часа (72 часа в год). Каждый час занятия проходит в режиме 45 мин. занятие и 15 мин. организованный отдых.

Предполагаемые результаты освоения Программы.

В результате обучения учащиеся будут знать и понимать:

правила безопасной работы;

основные правила работы с компьютерной техникой;

работу с текстовой, графической информацией:

как создавать, редактировать и сохранять документы созданные в MicrosoftWord,Paint,PowerPoint:

основные компоненты конструктора LEGOWeDo;

виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов, роботов;

компьютерную среду, включающую в себя графические языки программированияLEGOWeDo и Scratch;

основные приемы конструирования роботов;

самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);

создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;

создавать программы на компьютере для различных роботов;

корректировать программы при необходимости;

демонстрировать технические возможности роботов.

В результате обучения учащиеся будут уметь:

работать с компьютерной техникой;

создавать, редактировать и сохранять документы созданные в MicrosoftWord,Paint,PowerPoint:

самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применение полученных знаний, приемов и опыта конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);

создавать действующие модели роботов на основе конструктораLEGO;

создавать программы на компьютере на основе компьютерной программыLEGOWeDo и Scratch;

корректировать программы при необходимости;

излагать мысли, находить ответы на вопросы анализировать рабочий процесс;

демонстрировать технические возможности роботов.

Формы подведения итогов:

Входной контроль: Собеседование, тестирование для определения уровня развития детей и их творческих способностей.

Промежуточный контроль: Тематическое компьютерное тестирование;

Соревнования, турниры, выставки, конкурсы.

Учебно-тематический план

Содержание программы

Введение

Теория. Знакомство с планом работы объединения. Правила поведения и техника безопасности.

Практическая работа. Игра на знакомство. Тестирование на творческое воображение.

Раздел 1. Что такое робототехника

Теория.Знакомство с понятиями: робот, робототехника.

Практическая работа. Творческая работа: «Робот моей мечты».

Раздел 2. Введение в курс пользователя ПК

2.1. Компьютер – универсальная машина для работы с информацией.

Теория.Знакомство с основными блоками компьютера Правила безопасной работы.

Практическая работа. Игры и тестирование на знание устройств ввода, вывода и хранения информации. Изучение правил включения, выключения компьютера. Создание, сохранение документа.

2.2. Клавиатура.

Теория.Знакомство с общим видом клавиатуры, основными группами клавиш и их предназначением.

Практическая работа.Работа на ПК в программе MicrosoftWord.

2.3. Основы работы в текстовом редактореMicrosoftWord.

Теория.Правила работы с панелью инструментов. Знакомство с горячими клавишами.

Практическая работа. Работа на ПК в программе Microsoft Word. Создание, сохранение документа.

2.4.Рисование в редакторе MicrosoftWord.

Теория.Ознакомление с возможностями рисования вMicrosoftWord; панель инструментов. Использование редактора.

Практическая работа.Нарисовать картинки по образцу.

2.5. Графический редактор Paint.

Теория.Ознакомление с пользовательским интерфейсом графического редактора Paint; панель инструментов в графическом редакторе Paint. Использование редактора, запуск графического редактора.

Практическая работа.Нарисовать пейзаж времени года дня рождения учащегося.

Раздел 3. Введение в Scratch программирование

3.1. Знакомство с визуальной средой Scratch.

Теория.Интерфейс программы Scratch. Возможности программы Scratch. Главное меню программы.

Практическая работа. Знакомство с главным меню программы. Создание первой программы.

3.2. Управление несколькими объектами.

Теория. Координаты. Сцена. Новые объекты. Слои.

Практическая работа. Повторение программы на движение объекта. Добавление нрового объекта.

3.3. Последовательное и одновременное выполнение программ.

Теория. Одновременное выполнение скриптов (программ). Последовательное выполнение скриптов (программ). Изменение размеров объектов.

Практическая работа.Создание программ на одновременное и последовательное выполнение. Создание программы когда новый объект должен сначала постепенно уменьшаться, а затем постепенно увеличиваться до прежних размеров.

3.4. Интерактивность, условия и переменные

Теория. Интерактивность - возможность взаимодействия между объектами, принадлежащими разным средам. Переменные и условный оператор.

Практическая работа. Составьте программу в среде Scratch, при выполнении которой пользователь может управлять объектом с помощью стрелок на клавиатуре, а при нажатии каких-нибудь других клавиш, объект “думает” разные “мысли”.

3.5. Случайные числа

Теория. Движение одного объекта за другим в Scratch. Появление объекта в случайном месте сцены.

Практическая работа. Придумать сценарий, в котором необходимо было бы использовать случайные числа. Попробвать реализовать его в среде Scratch.

3.6. Рисование в Scratch

Теория. Рисование мышью. Скрипт рисующего карандаша в Scratch. Рисование с помощью клавиатуры. Управление пером с помощью стрелок клавиатуры. Управляемая печать.

Практическая работа. Написать программу в Scratch, в результате выполнения которой на холсте появлялись бы две геометрические фигуры (например, окружность и пятиугольник).

3.7. Диалог с программой

Теория. Диалоговое окно в Scratch. Ввод данных пользователем в Scratch.

Практическая работа. Составить в среде Scratch программу, которая спрашивала бы у пользователя, на сколько процентов увеличить или уменьшить кота. После чего изменяла бы размер объекта на холсте.

Написать программу в Scratch, запрашивающую у пользователя количество сторон фигуры и угол между сторонами, а затем рисующую полученную фигуру на холсте.

3.8. Создание объектов и костюмов

Теория. Описание графического редактора. Создание объектов. Создание костюмов. Создание программы.

Практическая работа. Составить скрипты, чтобы определить цвет для команды-сенсора касается цвета …надо щелкнуть по цвету в ней, появится пипетка, после этого надо щелкнуть по нужному цвету на пульте.

3.9. Использование библиотеки объектов

Теория. Объекты со скриптами, которые уже есть в стандартной библиотеке. Экспортирование объекта. Моделирование физических законов в Scratch.

Практическая работа. Создать два-три оригинальных объекта с программами и экспортируйте их в общую библиотеку.

3.10. Смена фона

Теория.Смена фона в Scratch.Фоны для сцены.Движение объекта с помощью мыши в Scratch.Событие, ведущее к смене фона.

Практическая работа.Запрограммировать самостоятельно переход из комнаты в комнату.

Раздел 4. Знакомство с историей и деталями конструктора LEGOWeDo 2.0

Теория.История создания конструкторов LEGO. Знакомство с набором конструктора LEGOWeDo 2.0

Практическая работа. Изучение деталей набора, их названия и назначения.

Раздел 5. Программное обеспечение LEGOWeDo

5.1. Обзор. Перечень терминов. Сочетания клавиш.

Теория.Обзор: библиотека проектов, библиотека проектирования, инструмент документирования. Перечень терминов и их обозначение. Сочетания клавиш для быстрого доступа к некоторым функциям.

Практическая работа. Работа в группе по изучению программного обеспечения.

5.2. Панель инструментов.

Теория.Изучение возможностей панели инструментов. Введение в программные строкиWeDo2.0.

Практическая работа. Работа в группе по изучению возможностей панели инструментов.

Раздел 6. Возможности среды Scratch 1.4 для программирования моделей собранных из конструктора LEGO We Do.

Теория.Набор специальных блоков в среде Scratch для управления мотором и снятия показаний с датчиков и включения.Три варианта совместного использования конструктора LEGO We Do и среды программирования Scratch:

- непосредственно программирование моделей LEGO WeDo в Scratch;

- взаимодействие физической модели LEGO WeDo и виртуальных «спрайтов»;

- управление виртуальными «спрайтами» при помощи датчиков LEGO WeDo.

Практическая работа.Подключить к компьютеру через контроллер мотор и датчик расстояния, и посмотреть, какие варианты программирования возможны в Scratch в этом случае.

Раздел 7. Конструирование моделей LEGOWeDo с пошаговыми инструкциями и их Scratch программирование:

7.1. Проект «Тяга», «Скорость»

Теория. Что такое состояние покоя, каким способом можно привести объект в движение, сила трения, скольжения, уравновешенные и неуравновешенные силы. Что такое скорость объекта, что влияет на скорость. Требования, применяемые к гоночному автомобилю.

Практическая работа. Создание и программирование модели тягача, исследование результата действия уравновешенных и неуравновешенных сил, документирование. Создание модели гоночного автомобиля; изучение факторов, увеличивающих скорость автомобиля; документирование.

7.2. Проект «Прочность конструкции», «Растения и опылители»

Теория. Определение прочности. Факторы, влияющие на прочность конструкций. Землетрясение, правила поведения при землетрясениях. Теория размножения растений. Опылители и их значение.

Практическая работа. Создание модели симулятора землетрясений, для исследования зданий на прочность, проведение исследований (экспериментов), документирование. Создание модели цветка и опылителя, проведение исследований (экспериментов), документирование.

7.3. Проект «Метаморфоз лягушки»

Теория. Определение метаморфоза. У кого существует метаморфоз, его стадии. Характеристики организма на каждой стадии.

Практическая работа. Создание модели головастика и взрослой лягушки, проведение исследований (экспериментов), документирование.

7.4. Проект «Защита от наводнения», «Спасательный десант»

Теория. Что такое наводнение. Причины наводнений и методы их предотвращения. Опасные для жизни человека ситуации, способы спасения, эвакуации людей.

Практическая работа. Создание модели автоматического паводкового шлюза, проведение исследований (экспериментов), документирование. Создание модели спасательного вертолета, проведение исследований (экспериментов), документирование.

7.5. Проект «Переработка мусора»

Теория. Загрязнение окружающей среды, его влияние на человека, методы борьбы с загрязнениями.

Практическая работа. Создание модели сортировщика мусора, проведение исследований (экспериментов), документирование.

Раздел 8. Конструирование моделейLEGOWeDo по 3 проекциям и Scratch программирование:

8.1. Использование модели «колебания», «езда»

Теория. Что такое колебания. Устройства создающие колебательные движения. Механические устройства, применяемые для движения объектов. Использование датчиков.

Практическая работа. Создание модели дельфина, проведение исследований (экспериментов), документирование. Создание модели вездехода, проведение исследований (экспериментов), документирование.

8.2. Использование модели «рычаг», «ходьба»

Теория. Что такое рычаг, его назначение и применение. Механические устройства, применяемые для создания шагающей модели. Где могут применяться такие устройства, их значение.

Практическая работа. Создание модели динозавра с открывающейся пастью, проведение исследований (экспериментов), документирование. Создание модели «горилла», проведение исследований (экспериментов), документирование.

8.3. Использование модели «вращение», «изгиб»

Теория. Что такое вращательное движение. Какие механизмы применяются для создания вращения. Использование вращения в жизни. Изгиб. Аналоги механизма изгиба из животного мира. Использование механизмов изгиба в жизни человека.

Практическая работа. Создание модели подъемного крана, проведение исследований (экспериментов), документирование. Создание модели рыбы, проведение исследований (экспериментов), документирование.

8.4. Использование модели «катушка», «подъем»

Теория. Устройство «катушка», его назначение и применение. Механические устройства, используемые для подъема. Их устройство и назначение.

Практическая работа. Создание модели паука, проведение исследований (экспериментов), документирование. Создание модели мусоровоза, проведение исследований (экспериментов), документирование.

Раздел 9. Конструирование и программирование творческих проектов

Теория.Как выбрать тему творческой работы. Требования к оформлению творческой работы.

Практическая работа. Выбор темы творческого проекта. Создание плана работы над проектом. Подбор материала. Создание компьютерной презентации

Подведение итогов

Теория. Повторение изученного ранее материала. Подведение итогов за год. Перспективы работы на следующий год.

Практическая работа. Демонстрация моделей и презентаций творческих проектов.

Методическое обеспечение образовательного процесса

К каждой теме разработаны конспекты занятий, презентации теоретического материала, практические задания (электронный вариант и карточки), тесты (электронный, бумажные) и перечень литературы.

Материально-техническое и

программное обеспечение программы

Формы и способы выявления, фиксации и предъявления результатов освоения программы

ЛИТЕРАТУРА

Перечень нормативных документов,

регламентирующих образовательную деятельность

1. Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».

2. Распоряжение Правительства РФ от 29.05. 2015 г. № 996-р г. «Стратегия развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года».

3. Распоряжение Правительства РФ от 04.09.2014г. № 1726-р «Концепция развития дополнительного образования детей».

4. Постановление Министерства здравоохранения РФ от 13.10.2014 г. № 27 «Новые эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей».

5. Письмо Министерства образовании и науки РФ от 11.12.2006г. № 06-1844 «О примерных требованиях к программам дополнительного образования детей».

6. Приказ Министерства Образования и науки РФ от 29.08.2013г. № 1008 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программ».

7. Письмо Министерства образования и науки РФ от 18.11 2015 г. № 09-3242 «Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ».

8. Паволяева М.Н.; Попова И.Н. Дополнительные образовательные программы нового поколения и оценка их результативности. Монография - М; ООО"Новое образование", Санкт - Петербург: Свое издательство, 2017 - 80 с.

9. Устав ГБОУ «ЦДОД «Малая академия наук города Севастополя».

Список литературы, использованной для написания Программы

1. Автоматизированное устройство. ПервоРобот. Книга для учителя. К книге прилагается компакт – диск с видеофильмами, открывающими занятия по теме. LEGOWeDo, – 177 с., илл.

2. Асмолов А.Г. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. – Москва : Просвещение, 2011. – 159 С.

3. Игнатьев, П.А. Программа курса «Первые шаги в робототехнику» [Электронный ресурс]: персональный сайт –www.ignatiev.hdd1.ru/informatika/lego.htm – Загл. с экрана

4. Книга учителя LEGOEducationWeDo (электронное пособие)

5. Комплект методических материалов «Перворобот». Институт новых технологий

6. Мир вокруг нас: Книга проектов: Учебное пособие. – Пересказ с англ. – М.: Инт, 1998

7.Примерные программы по внеурочной деятельности для начальной школы (Из опыта работы по апробации ФГОС)/ авт.-сост.:Н.Б.Погребова, О.Н.Хижнякова, Н.М.Малыгина, – Ставрополь: СКИПКРО, 2010

8. Чехлова А.В., Якушкин П.А.«КонструкторыLEGODAKTA в курсе информационных технологий.Введение в робототехнику». – М.: ИНТ, 2001 г.

Интернет ресурсы

http://www.lego.com/education/  

http://learning.9151394.ru

Список литературы, рекомендованной учащимся и родителям

1. Автоматизированное устройство. ПервоРобот. Книга для учителя. К книге прилагается компакт – диск с видеофильмами, открывающими занятия по теме. LEGOWeDo, – 177 с., илл.

2. Мир вокруг нас: Книга проектов: Учебное пособие. – Пересказ с англ. – М.: Инт, 1998.

План воспитательной работы

План повышения профессионального уровня педагога

План взаимодействия педагога с родителями

Дополнительно проводятся индивидуальные беседы с родителями обучающихся, в рамках которых решаются рабочие вопросы.

Календарно-тематическое планирование

1 полугодие 2017-2018 уч.год Группа L 0

Календарно-тематическое планирование

2 полугодие 2017-2018 уч.год Группа L 0

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/310114-dopolnitelnaja-obscheobrazovatelnaja-obschera