Дополнительная общеобразовательная программа "Робототехника" : Информатика

Дополнительная общеобразовательная программа "Робототехника" : Информатика

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

В настоящее время на рынке труда одними из самых востребованных являются инженерные кадры высокого профессионального уровня, поэтому необходимость популяризации профессии инженера очевидна. Быстро растущая потребность создания роботизированных систем, используемых в экстремальных условиях, на производстве и в быту, предполагает, что даже обычные пользователи должны владеть знаниями в области робототехники. Получение таких знаний позволит обучающимся получить опыт познавательной и творческой деятельности; понять смысл основных научных понятий и законов физики, усвоить взаимосвязи между ними. При этом особая роль отводится школьной робототехнике.

Актуальность настоящей программы определяется повышенным спросом на профессии hi-tech сектора, одновременно связанные с традиционной инженерией и программированием устройств. Роботы являются основой современного массового производства, а умение их строить и программировать постепенно замещает традиционные навыки конструкторов и технологов.

Педагогическая целесообразность данной дополнительной образовательной программы заключается в том, что её курс позволяет в доступной и наглядной форме почувствовать преимущества инновационных технологий, получить реальный опыт построения высокотехнологичных устройств.

Отличительной особенностью данной дополнительной образовательной программы является то, что она нацелена на вовлечение детей и молодежи в техническое творчество, воспитание инженерной культуры, выявление и продвижение перспективных инженерно-технических кадров.

Цель курса: изучение основ конструирования и программирования роботов.

Задачи курса

обучающие:

  • дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;
  • научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;
  • сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;

воспитательные:

  • воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности;
  • воспитывать творческое отношение к выполняемой работе.

развивающие:

  • развивать творческую инициативу и самостоятельность;
  • развивать психофизиологические качества воспитанников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном.
  • развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Курс “Робототехника” технической направленности, рекомендуется для обучающихся 12-16 лет (6 - 9 классов), рассчитан на 2 год (144 ч) по 2 часа в неделю и включает в себя темы: конструирование и моделирование, программирование задач для робота и состязания роботов

Занятия проводятся в форме практических работ, дискуссий.

Рекомендуемые формы контроля могут быть следующие:

  • при текущем контроле: беседа; индивидуальные задания; самостоятельные и практические работы;
  • при промежуточном контроле: тестирование по пройденным темам и выполнение зачетных работ;
  • при итоговом контроле: соревнования роботов.

Ожидаемые результаты

У обучающихся должны быть сформированы основы общекультурных, общеучебных и предметных (инженерных) компетенций, которые обеспечат ему комфортное вхождение в образовательную и социальную среду на следующем этапе обучения и жизнедеятельности.

Требования к знаниям и умениям.

Обучающиеся должны знать:

  • основы разработки алгоритмов и составления программ управления;
  • основы конструирования роботов.

Обучающиеся должны уметь:

  • применять необходимые для построения моделей знания принципов действия и математического описания составных частей мехатронных и робототехнических систем (информационных, электромеханических, электронных элементов и средств вычислительной техники);
  • реализовывать модели средствами вычислительной техники;
  • проводить настройку и отладку конструкции робота;
  • проводить предварительных испытаний составных частей опытного образца мехатронной или робототехнической системы по заданным программам и методикам.

При составлении поурочного планирования на основе данной программы количество часов по темам и разделам, а также последовательность их изложения может варьироваться в зависимости от уровня подготовки обучающихся, форм и методов обучения.

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН (приложение 1).

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ (приложение 2).

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ

Целесообразными методами, используемыми в процессе реализации курса по конструированию и программированию роботов, являются: метод проектов, метод взаимообучения и метод проблемного обучения.

Е.С. Полат трактует метод проектов как способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы, которая должна завершиться вполне реальным, осязаемым практическим результатом, оформленным тем или иным образом. Использование метода проектов позволяет развивать познавательные и творческие навыки обучающихся при разработке конструкций роботов по заданным функциональным особенностям для решения каких-либо социальных и технических задач. Самостоятельная работа над техническим проектом дисциплинирует обучающихся, заставляет мыслить критически и дает возможность определить обучающемуся свою роль в команде. Работа над проектом разработки модели робота предполагает два взаимосвязанных направления: конструирование и программирование, таким образом, обучающийся имеет возможность самостоятельного выбора сферы деятельности.

Метод взаимообучения своими истоками уходит в коллективный способ обучения. По мнению В.К. Дьяченко, обучение есть общение обучающих и обучаемых. Вид общения определяет и организационную форму обучения. Исторический анализ показывает, что развитие способов обучения основывалось на применении различных видов общения. На занятиях элективного курса по конструированию и программированию роботов метод взаимообучения реализуется воспитанниками самостоятельно, иногда даже без участия педагога. Разобравшись в решении какой-либо конструкторской задачи, обучающиеся с удовольствием делятся своими знаниями с теми, кто испытывает затруднения при решении подобных задач. Таким образом, может сложиться ситуация, в которой обучающиеся обучают самого педагога, что положительно влияет как на самооценку обучающихся, так и на отношения с педагогом.

Под проблемным обучением В. Оконь понимает совокупность таких действий, как организация проблемных ситуаций, формулирование проблем, оказание воспитанникам необходимой помощи в решении проблем, проверка правильности решений и руководство процессом систематизации и закрепления приобретенных знаний. Метод проблемного обучения основан на создании проблемной мотивации и требует особого конструирования дидактического содержания материала, который должен быть представлен как цепь проблемных ситуаций. Этот метод позволяет активизировать самостоятельную деятельность обучающихся, направленную на разрешение проблемной ситуации, в результате чего происходит творческое овладение знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей. Практически каждую задачу, решаемую в процессе конструирования и программирования роботов, можно представить в качестве проблемной ситуации. Активизируя творческое и критическое мышление, обучающиеся способны оптимизировать собственное решение задачи.

Основными принципами обучения являются:

  • Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.
  • Доступность. Предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития обучающихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены.
  • Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.
  • Воспитательный характер обучения. Процесс обучения является воспитывающим, ребёнок не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивает свои способности, умственные и моральные качества.
  • Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывает воспитанник, должны быть обоснованы. Нужно учить, обучаемых, критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения. Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошей теоретической и практической подготовкой и работой педагога.
  • Наглядность. Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а также материалы своего изготовления.
  • Систематичность и последовательность. Учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило этот принцип предусматривает изучение предмета от простого к сложному, от частного к общему.
  • Индивидуальный подход в обучении. В процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и опираясь на сильные стороны ребенка, доводит его подготовленность до уровня общих требований или же переходить на новый - более высокий уровень.

Занятия могут проводится в любом компьютерном классе, в разновозрастной группе. Руководитель может поделить обучающихся на подгруппы с учетом готовности их к практическому освоению сборки роботов и написанию программ.

Материальная база

  1. Базовый набор Lego Mindstorms EV3 (45544) Образовательная версия
  2. Ресурсный набор Lego Mindstorms EV3 (45560) Образовательная версия
  3. Mindstorms EV3 ПО + лицензия на 1 ПК (2000045) Образовательная версия
  4. Зарядное устройство (8887)
  5. Набор "Технология и физика" (9686)
  6. "Естественные науки и регистрация данных" Комплект заданий Lego (2009791)

Список литературы для учителя

  1. Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства / Пер. с англ. М. Ю. Евстегнеева и др. —- М.: Машиностроение, 1989. — 448 с: ил.
  2. Василенко Н. В., Никитин К. Д., Пономарев В. П., Смолин А. Ю. Основы робототехники. — Томск: МГП “РАСКО”, 1993.
  3. Вильяме Д. Программируемый робот, управляемый с КПК /Д. Вильяме; пер. с англ. А. Ю. Карцева. — М.: НТ Пресс, 2006. — 224 с; ил. (Робот — своими руками).
  4. Градецкий В. Г., Рачков М. Ю. Роботы вертикального перемещения, М.: Тип. Мин. Образования РФ, 1997. — 223 с.
  5. Комский Д. Кружок технической кибернетики. — М.: Просвещение, 1991.
  6. Конструирование роботов: Пер. с франц. / Андре П., Кофман Ж.-М., Лот Ф., Тайар Ж.-П. — М.: Мир, 1986. — 360 с, ил.
  7. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн. / Под ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. Кн. 3: Основы конструирования / Е. И. Воробьев, А. В. Бабич, К. П. Жуков и др. — М.: Высш. шк., 1989. — 383 с: ил.
  8. Ямпольский Л. С. Промышленная робототехника. - Киев: Техника, 1984.
  9. Янг Дж. Ф. Робототехника: Пер. с англ. / Ред. М. Б. Игнатьев. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. — 300 с, ил.
  10. Нетесова О. С. Особенности преподавания элективного курса “Конструирование и программирование роботов” в общеобразовательной школе\Вестник Томского государственного педагогического университета. – 2013. - №9. – С. 137.

Список литературы для обучающегося.

  1. Мацкевич. Занимательная анатомия роботов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь”, 1988. — 128 с; ил. — (Межизд. серия “Научно-популярная библиотека школьника”).
  2. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2010, 195 стр.
  3. Хейзерман Д. Как самому сделать робота: Пер. с англ. В. С. Гурфинкеля. — М.: Мир, 1979.
Читать еще:


Новые материалы:

"Происхождение искусства и формирование основ художественного мышления. Архетипические образы. Отражение первообразов в искусстве". 10-й класс :: Определение расстояния до звезд. Годичный параллакс" :: Факультатив экологического краеведения "Жизнь растений леса" :: Диспут "Подростковая наркомания - игры со смертью" :: Урок по биологии на тему: "Гигиена нервной системы" :: Тебя никогда здесь не было ( You Were Never Really Here ), 2017 :: Свет/Интерьерные светильники/Подвесные и потолочные светильники/Подвесные светильники / Kink Light / Подвесной светильник Миг 25 ::

Отзывы (через аккаунты в социальных сетях Вконтакте, Facebook или Google+):

Оставить отзыв с помощью аккаунта ВКонтакте:

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

Оставить отзыв с помощью аккаунта Google+:

Поддержите сайт - подпишитесь на канал в Яндекс.Дзене!

Самое популярное:
Звуко-буквенный разбор слов

Научить детей реально оперировать звуками, т.е. развивать фонетический слух.

Состояние воздуха: Интерактивная карта загрязнения воздуха онлайн, обновляется в режиме реального времени

Экологическая карта состояния воздуха, которым мы дышим. В режиме реального времени.

Тесты для задания 7 ЕГЭ по русскому языку

Представленные тесты дают возможность учащимся приобрести практические навыки, связанные с нахождением нарушений синтаксической нормы. Умение видеть и исправлять данный вид ошибок при построении предложений позволяет не только дать правильный ответ при выполнении этого задания, но и не допускать подобных ошибок в сочинительной части экзамена.

Водоемы Краснодарского края. Их использование и их охрана

Урок дает возможность сформировать представления учащихся о водоемах нашего края.

Урок по фольклору (предмет по выбору). Тема: "Хлеб на стол и стол - престол

Урок дает возможность сформировать представления учащихся о водоемах нашего края.

Урок истории в 5-м классе по теме "Жизнь египетского вельможи"

Данная статья включает организацию самостоятельной работы учащихся на разных этапах урока с использованием различных методов и приемов.

Задания для проведения школьной олимпиады по химии для учащихся 8–10-х классов

В работе представлены задачи для проведения школьного тура олимпиады по химии для обучающихся 8–10-х классов. Олимпиада может включать заочный и очный туры. Задания должны быть разнообразными по содержанию и типу. Уровень сложности заданий должен быть доступен для большинства школьников, но по своей форме задания должны отличаться от контрольной работы по химии необычностью постановки вопроса, а в ответах на них должны допускаться приемы решений, которые не являются стандартными.

Девятая жизнь Луи Дракса (The 9th Life of Louis Drax, Великобритания, 2016) - спойлеры, пересказ, трактовка

Этот фильм заслуживает растаскивания на цитаты. "С возрастом я сам научился понимать, чего от меня хотят", "Мужчины всегда думают, что раз она красивая - значит, она хорошая" - и много другого. Вообще очень достоверный фильм в отношении психологических деталей. Рекомендую к просмотру.


Школьные занятия:
 
Контакты Научно-популярный портал "Познание - XXI век".
111672, г. Москва, ул. Новокосинская, д. 15, корп. 7.
Для связи E-mail: . poznanie21@yandex.ru
 
ADD