close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

- Главная

код для вставкиСкачать
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
МЕЖШКОЛЬНЫЙ УЧЕБНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМБИНАТ
ТРУДОВОГО ОБУЧЕНИЯ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ
УЧАЩИХСЯ НОВО-САВИНОВСКОГО РАЙОНА ГОРОДА КАЗАНИ
СОГЛАСОВАНО
Заместитель директора
По УВР МБОУ МУК
_____________ А.Т. Асхадуллина
УТВЕРЖДАЮ
Директор МБОУ МУК
_____________ Р.А. Идрисов
Приказ № __________
от __________________2013г.
Модифицированная образовательная программа
«Робототехника»
Педагог доп. образования:
Абызова Е.Ю.
Продолжительность реализации программы:
3 года
Казань 2013 год.
Содержание
1.
Паспорт модифицированной образовательной программы…………………………………3
2.
Структура и содержание модифицированной образовательной программы………………9
3.
Список использованной литературы………………………………………………………...17
1
Пояснительная записка
Настоящая программа является трехгодичной программой дополнительного образования
детей. Программа реализуется в рамках образовательной программы МУК робототехнической
направленности.
Программа утверждена Методическим советом МБОУ МУК Ново-Савиновского района
г. Казань и реализуется в МУК с 2013/2014 учебного года.
Программно – методическое обеспечение
Среди предметов робототехнического цикла важное место занимает проектная и трудовая
деятельность.
Применение конструкторов LEGO во внеурочной деятельности в школе, позволяет
существенно
повысить
мотивацию
учащихся,
организовать
их
творческую
и
исследовательскую работу. А также позволяет школьникам в форме познавательной игры
узнать многие важные идеи и развивать необходимые в дальнейшей жизни навыки.
Целью использования «Робототехники» в системе дополнительного образования
является овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой
моторики, координацию «глаз-рука», изучение понятий конструкций и ее основных свойствах
(жесткости, прочности и устойчивости), навык взаимодействия в группе.
Данная программа представляет уникальную возможность для детей школьного возраста
освоить основы робототехники, создав действующие модели роботов.
Весь курс делится на беседы и практические работы. Как правило, беседы предшествуют
практическим работам - всё зависит от темы задания и задач всего курса в каждом годе
обучения. При этом предусматриваются различные виды конструкторской деятельности
школьников, связанные с проектированием роботов из подручных средств окружающей
предметной среды.
Практические работы выполняются из бумаги, картона, конструктора, конструктора
LEGO. При необходимости используются чертёжные инструменты, клей, ножницы.
Время на беседы, практические занятия распределяются в зависимости от темы задания,
его сложности, уровня подготовки.
На практические занятия отводится подавляющее количество учебных часов (не менее
трёх четвёртых всего времени).
Очень важно на занятиях робототехники активно использовать знания, умения и навыки,
полученные школьниками на уроках труда, математики, и черчения.
2
Для активизации познавательной деятельности учащихся, развития их интереса к
робототехнике используются разнообразные типы занятий, формы и методы проведения
занятий.
Сообщение новых знаний (занятия-лекции, беседы, занятия с элементами выступлений
учащихся и т.д.).
Комбинированные занятия (сообщение новых знаний + практикум: повтор с вариациями;
сообщение новых знаний + практикум: импровизация и т.д.).
Обобщающие (викторины, тематические кроссворды, занятия-путешествия).
Организуются экскурсии в университеты, в конструкторское бюро, проектные мастерские,
к памятникам архитектуры, в центры народного творчества, на выставки различных
технических средств связи. Организовываются соревнования между одноклассниками по
робототехнике.
Многие учебные работы выполняются коллективно. Коллективное выполнение проектов,
моделей, конструкций всегда рождает повышенный интерес, творческий настрой, желание
успешно завершить работу.
Очень важно, чтобы знания и навыки способствовали развитию уверенности,
самоутверждению, чтобы не потерялась индивидуальность ребёнка, для этого нагрузка и
задания для школьников дифференцируются с учетом способностей личностных пристрастий и
возможностей.
Данная программа предполагает занятия со всей группой (не более 15 человек), возраст
детей: 13 – 17 лет. Весь курс рассчитан на три года обучения, по четыре часа в неделю.
В течении года с целью отслеживания качества усвоения школьником программы
проводится диагностическое исследование:
-Тестирование
-Наблюдение за выполнением учебных и творческих работ
-Сравнительный анализ результатов деятельности школьника.
-Итоговая выставка и соревнования.
3
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Основная цель обучения
– всестороннее развитие мышления школьников, их
пространственного воображения.
Основные учебно-воспитательные задачи курса:

Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать
творческую личность ребенка

Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию,
высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда

Прививать навыки программирования через разработку программ в визуальной среде
программирования, развивать алгоритмическое мышление
Программа работы кружка рассчитана на 3 года. Обучение проводится с учетом
индивидуальных
способностей
детей,
их
уровня
знаний
и
умений.
Учебный год в кружке продолжается с сентября по май, включая осенние, зимние и весенние
каникулы.
Количество воспитанников в 1-ой группе - 15 человек.
Объединение формируется из учеников 5-7 классов. В течение учебного года учащиеся
изготавливают макеты, с которыми участвуют в региональных соревнованиях. После этого
ребята изготавливают простую кордовую модель самолета и, запуская ее, приобретают навыки
пилотирования. Очень важным моментом является оценка руководителем физических и
психических способностей каждого учащегося с целью выбора наиболее подходящего для него
макета.
Обучающиеся
второго
года
обучения
принимают
участие
в
городских
и
республиканских соревнованиях.
В рамках программы работа строится таким образом, что учащиеся постепенно
переходят от простейших и занимательных форм работы к более узким и специальным.
Кружковцы приучаются к самостоятельному конструированию макетов.
Одновременно с практической работой проводятся беседы и лекции по робототехнике
Школьник идет в кружок, когда у него пробудился интерес к конструированию,
появилось желание строить макеты роботов своими руками. Поэтому в основе всей работы
кружка лежат практические занятия. Но практическая работа не должна быть самоцелью.
Проводя занятия и сообщая воспитанникам различные теоретические сведения,
руководитель не должен дублировать или механически продолжать уроки математики, физики
4
и других предметов. Предусмотренные программой сведения дополняют, углубляют и
расширяют знания, полученные учащимися в школе.
Готовясь к очередному занятию, руководитель составляет план занятий, который
предусматривает как теоретический материал, так и практическую работу.
Основное место в практической работе занимает изготовление макетов роботов.
Практическую работу по изготовлению макетов следует проводить по плану, с учетом
индивидуальной
подготовленности
кружковцев,
их
склонностей,
способностей
и
производственных навыков, то есть умения владеть инструментом и приемами обработки
материалов.
На каждом занятии педагог проводит инструктаж по технике безопасности.
Воспитательная система
Тип воспитательной системы: воспитательная система рационально –
познавательной ориентации. В её основе – следующий комплекс приоритетных ценностей:
знание, познание, истина, интеллект, разум, наука. В данной воспитательной системе
воспитание трактуется как процесс развития интеллектуальной сферы человека через
передачу полезной информации и освоение навыков решения проблем различной степени
сложности.
Вид воспитательной системы:
Основные компоненты
Вид воспитательной системы
ценностно –
Основные характеристики данного
вида воспитательной системы
смыслового ядра
компетентность и знание
Воспитательная система
Использование различных способов
формирования компетентности
передачи знаний и формирование
компетентности.
Цель воспитания
Цель воспитания в данной системе направлена на воспитание «человека разумного»,
которого можно охарактеризовать следующими качествами:
 Высокий уровень развития интеллекта;
 Рационально – мыслящий;
 Владеющий жизненно необходимым запасом знаний;
5
 Обладающий
исследовательскими
способностями,
способный
к
самостоятельному
процессу познания;
Компоненты воспитательной системы
Ведущими педагогическими технологиями в данной воспитательной системе являются
технологии развивающего обучения, формирование познавательного интереса, эвристического
и проблемного обучения, интеллектуального развития, совместного научного исследования,
дифференцированного и индивидуального обучения.
Компоненты воспитательной системы:
 логически продуманный набор научно – познавательных проектов, содержанием которых
является освоение разнообразных знаний, а целью – формирование познавательной мотивации
и создание условий для самореализации и интеллектуального развития обучающихся;
 специализированные подгруппы с углубленным изучением отдельных тем, учащиеся
которых являются основными помощниками педагогов в образовательном процессе;
 свод норм и правил поведения в объединении, который конкретизирует требования к
учащимся и задает стиль жизни;
 широкое использование технологий (работа на базе компьютерного центра, создание сайта
объединения в Интернете и т.д.);
Работа с родителями воспитательной системе рационально – познавательной ориентации
включает в себя:
 предъявление родителям четких аргументированных требований к ним и их детям;
 учет пожеланий родителей в учебно – воспитательном процессе.
Диагностика достижения воспитательных результатов
Основными результатами воспитательной деятельности являются:
 большое количество победителей районных, городских и республиканских конкурсов и
соревнований;
 высокое качество творческих работ обучающихся;
 результаты психологических тестов, показывающие высокий интеллектуальный уровень
развития обучающихся;
Методы отслеживания прогресса в достижении воспитательных результатов:
 результаты участия воспитанников в олимпиадах и других творческих конкурсах
городского и республиканского уровней;
 тестирование уровня интеллектуального развития обучающихся;
6
 оценка, совместно с внешними экспертами, уровня сформированности технической
грамотности.
УЧЕБНО- ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН 1-го года ОБУЧЕНИЯ
На 1 году обучения программой предусматривается годовая нагрузка 153 часа. Кружок
работает 2 раза в неделю по 2 часа.
№
тема
теория
практика
всего
1.
Введение .Знакомство с программой всего
6
-
6
года обучения, с материалами, которые
необходимы в процессе обучения.
2.
Основы робототехники
5
10
15
3
НТМ с элементами ТРИЗ – первая ступень
4
11
15
3
12
15
2
13
15
5
25
30
6
28
34
2
3
5
5
-
5
-
5
5
6
6
на пути к робототехнике
4
Основы
технического
примере
работ
с
творчества
на
радиоуправляемыми
моделями автомобилей и самолетов
5.
Управление средствами робототехники
человеком-оператором
6.
Применение средств робототехники в
промышленности
7.
Применение промышленных роботов на
основных технологических операциях
8.
Применение промышленных роботов при
вспомогательных операциях
9
Особенности применения средств
робототехники в немашиностроительных и
непромышленных отраслях
10.
Экстремальная робототехника
11
Творческая конференция.
Защита рефератов
Итоговое занятие
12.
2
итого
42
Содержание программы 1 года обучения
I. Введение (6 часов)
7
2
111
153
Предыстория робототехники. Возникновение и развитие современной робототехники. Развитие
отечественной робототехники. Социально-экономическое значение робототехники.
II Основы робототехники (15 часов)
Управление движениями человека. Постановка задачи. Общая схема управления движением
человека. Динамические уровни управления движением. Тактический уровень управления
движением. Стратегический уровень управления движением. Интеллект и творчество.
Устройство роботов. Состав, параметры и классификация роботов по уровню вводимой
информации по способу обучения и механическим признакам.
Манипуляционные системы.
Рабочие органы манипуляторов. Системы передвижения мобильных роботов.
системы.
Устройства управления роботов.
Сенсорные
Особенности устройства других средств
робототехники.
III. НТМ с элементами ТРИЗ – первая ступень на пути к робототехнике. (15 часов)
Задача нахождения оптимальной конструкции робота. Построение конструкций роботов с
помощью бумаги и конструктора. Решение простейших логических задач.
IV. Основы технического творчества на примере работ с радиоуправляемыми моделями
автомобилей и самолетов. (15 часов)
Создание моделей автомобилей и самолетов из картона и подручных средств. Решение
изобретательских задач.
V. Управление средствами робототехники человеком-оператором (15 часов)
Человеко-машинные системы. Классификация системы управления средствами робототехники
человеком-оператором. Системы командного управления. Системы копирующего управления
манипулятором.
Системы управления с задающей рукояткой. Системы супервизорного и
интерактивного управления. Особенности управления человеком-оператором средствами
передвижения.
VI. Применение средств робототехники в промышленности. (30 часов)
Классификация
технологических
комплексов
с
применением
роботов.
Компоновки
технологических комплексов с роботами. Управление технологическими комплексами. Этапы
проектирования технологических комплексов. Особенности роботизации технологических
комплексов в действующих производствах. Гибкие производственные системы.
8
VII. Применение промышленных роботов на основных технологических операциях. (34
часов)
Классификация технологических комплексов с роботами на основных технологических
операциях.
Сборочные
робототехнические
комплексы.
Сварочные
робототехнические
комплексы. Робототехнические комплексы для нанесения покрытий.
VIII. Применение промышленных роботов при вспомогательных операциях. (5 часов)
Классификация
роботизированных
технологических
комплексов.
Роботизированные
технологические комплексы механообработки. Роботизированные технологические комплексы
холодной
штамповки.
Роботизированные
технологические
комплексы
в
кузнечно-
штамповочном производстве. Роботизированные технологические комплексы литья под
давлением.
IX. Особенности применения средств робототехники в не машиностроительных и
непромышленных отраслях. (5 часов)
Робототехника в не машиностроительных отраслях промышленности.
Робототехника в
непромышленных отраслях.
X. Экстремальная робототехника. (5 часов)
Экстремальная робототехника в промышленности. Космическая робототехника. Подводные
роботы. Военная робототехника. Микроробототехника.
XI. Творческая конференция. (6 часов)
Защита рефератов.
9
УЧЕБНО- ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН 2-го года ОБУЧЕНИЯ
На 2 году обучения программой предусматривается годовая нагрузка 153 часа. Кружок
работает 2 раза в неделю по 2 часа.
№
тема
теория
практика
всего
1.
Знакомство с ЛЕГО
6
-
6
2.
Путешествие по ЛЕГО-стране. Изучение
5
8
13
механизмов.
3
Робот LEGO Mindstorms NXT
4
9
13
4
3
10
13
5.
Конструкторы LEGO Mindstorms NXT 2.0
8547, 9797, ресурсный набор.
Проектирование рабочих органов
4
9
13
6.
Микрокомпьютер NXT
5
8
13
7.
Датчики NXT
5
15
20
8.
Сервомотор NXT
5
10
15
9
-
31
31
10.
Программное обеспечение LEGO®
MINDSTORMS® Education NXT
Основы программирования NXT
6
-
6
11
Моя первая программа
8
8
12.
Итоговое занятие
2
итого
45
2
108
153
Содержание программы 2 года обучения
I.
Знакомство с ЛЕГО.( 6 часов.)
Информация о имеющихся конструкторах компании ЛЕГО, их функциональном назначении и
отличии, демонстрация имеющихся наборов.
II. Путешествие по ЛЕГО-стране. Изучение механизмов. (13 часов)
Зубчатые колёса. Промежуточное зубчатое колесо. Коронные зубчатые колёса.
III. Робот LEGO Mindstorms NXT . (13 часов)
Роботы LEGO: от простейших моделей до программируемых. Появление роботов Mindstorms
NXT в России, Алтайском крае. Виды, артикулы, комплектация конструкторов, стоимость
наборов.
10
IV. Конструкторы LEGO Mindstorms NXT 2.0 8547, 9797, ресурсный набор..(13 часов)
Знакомство с конструкторами LEGO Mindstorms NXT 2.0 /8547, 9797, Ресурсный набор.
V. Проектирование рабочих органов (13часов)
Классификация рабочих органов. Силовой расчет захватного устройства. Технологические
инструменты.
VI. Микрокомпьютер NXT. (13 часов)
Характеристики NXT.Установка аккумуляторов в блок микрокомпьютера. Технология
подключения к NXT (включение и выключение, загрузка и выгрузка программ, порты USB,
входа и выхода). Интерфейс и описание NXT (пиктограммы, функции, индикаторы). Главное
меню NXT (мои файлы, программы, испытай меня, вид, настройки).
VII. Датчики NXT. (20 часов)
Датчик касания (Touch Sensor, подключение и описание). Датчик звука (Sound Sensor,
подключение и описание). Датчик освещенности (Light Sensor, подключение и описание).
Датчик цвета (Color Sensor, подключение и описание). Датчик расстояния (Ultrasonic Sensor,
подключение и описание.
VIII. Сервомотор NXT.(15 часов)
Встроенный датчик оборотов (Измерения в градусах и оборотах). Скорость вращения колеса
(Механизм зубчатой передачи и ступица). Подключение сервомоторов к NXT. Испытание
программой меню Try Me.
IX. Программное обеспечение LEGO® MINDSTORMS® Education NXT (31 часов)
Установка программного обеспечения LEGO Mindstorms NXT Software c CD диска на
персональный компьютер.
X. Основы программирования NXT. (6 часов)
Общее знакомство с интерфейсом ПО LEGO Mindstorms NXT. Самоучитель. Мой портал.
Панель инструментов. Палитра команд
(Common palette, Complete palette, Custom palette).
Рабочее поле. Окно подсказок. Окно NXT. Панель конфигурации. Пульт управления роботом.
XI. Моя первая программа (8 часов)
11
Понятие «программа», «алгоритм». Алгоритм движения робота по кругу, вперед-назад,
«восьмеркой». Написание программы для движения по кругу через меню контроллера. Запуск и
отладка программы. Написание других простых программ на выбор учащихся и их
самостоятельная отладка
УЧЕБНО- ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН 3-го года ОБУЧЕНИЯ
На 2 году обучения программой предусматривается годовая нагрузка 153 часа. Кружок
работает 2 раза в неделю по 2 часа.
№
тема
теория
практика
всего
1.
Первый робот
-
15
15
2.
Движения и повороты
5
10
15
3
4
11
15
3
17
20
2
28
30
6.
Воспроизведение звуков и управление
звуком
Движение робота с ультразвуковым
датчиком и датчиком касания
Обнаружение роботом черной линии и
движение вдоль черной линии. Игра
«Кегельбан»
Проект «Робот-сумоист»
5
23
28
7.
Свободное моделирование.
18
18
8.
Участие в соревнованиях
10
10
9.
Итоговое занятие
4
5.
2
итого
21
2
132
153
Содержание программы 3 года обучения
I. Первый робот. (15 часов)
Сборка, программирование и испытание первого робота Castor Bot.
II. Движения и повороты.(15 часов)
Команда Move. Настройка панели конфигурации команды Move. Особенности движения робота
по прямой и кривой линиям. Повороты робота на произвольные углы. Примеры движения и
поворотов робота Castor Bot..
12
III. Воспроизведение звуков и управление звуком. (15 часов)
Команда Sound. Воспроизведение звуков и слов. Настройка панели конфигурации команды
Sound. Составление программы и демонстрация начала и окончания движения робота Castor
Bot по звуковому сигналу. Составление программы и демонстрация движения робота.
IV. Движение робота с ультразвуковым датчиком и датчиком касания. (20 часов)
Устройство и принцип работы ультразвукового датчика. Команда Distance. Настройки в панели
конфигурации для ультразвукового датчика. Примеры простых команд и программ с
ультразвуковым датчиком. Устройство и принцип работы датчика касания. Команда Touch.
Настройки в панели конфигурации для датчика касания. Примеры простых команд и программ
с
датчиком
касания.
Демонстрация
подключения
к
NXT
ультразвукового
датчика.
Демонстрация подключения к NXT датчика касания.
V. Обнаружение роботом черной линии и движение вдоль черной линии. Игра
«Кегельбан». (30 часов)
Алгоритм движения робота вдоль черной линии.. Команда Light. Применение и настройки
датчик освещенности. Примеры программ для робота, движущегося вдоль черной линии.
Испытание робота на черной линии. Установка на робота датчика освещенности. Настройка
программы «Polinii». Испытание робота при движении вдоль черной линии.
VI. Проект «Робот-сумоист». (28 часов)
Ознакомление с конструкцией самого простого робота сумоиста. Сборка робота по инструкции:
бот - сумоист.. Тестирование собранного робота. Управление им с ноутбука/нетбука.
VII. Свободное моделирование. (18 часов)
Сборка модели робота по желанию.
Примерный перечень практических работ.
1.
Робот «Линейный ползун»
2.
Робот «Трёхколёсный бот».
3.
«Бот-внедорожник»
4.
«Гусеничный бот»
5.
«Бот - сумоист»
6.
Робот с несколькими датчиками
7.
Робот-прилипала
8.
Робот, определяющий расстояние до препятствия
13
9.
Робот, повторяющий воспроизведенные действия
10. Робот рисует многоугольник
11. Робот-танцор
Формируемые знания и умения
В результате обучения учащиеся должны знать:
 правила безопасной работы;
 основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
 конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
 компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
 виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
 основные приемы конструирования роботов;
 конструктивные особенности различных роботов;
 как передавать программы;
 как использовать созданные программы;
 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
Уметь:
 правила безопасной работы;
 основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
 конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
 компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
 виды
подвижных
и
неподвижных
соединений
в
конструкторе;
основные приемы конструирования роботов;
 конструктивные особенности различных роботов;
 как передавать программы;
 как использовать созданные программы;
 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;
Концепция курса «Образовательная робототехника» предполагает внедрение инноваций в
дополнительное техническое образование учащихся. Поэтому основными планируемыми
результатами курса являются:
14



Развитие интереса учащихся к роботехнике и информатике;
Развитие навыков конструирования роботов и автоматизированных систем;
Получение опыта коллективного общения при конструировании и соревнованиях роботов.
В учебно- методический комплект входит:
1.
http://9151394.ru/?fuseaction=proj.lego
2.
http://9151394.ru/index.php?fuseaction=konkurs.konkurs
3.
http://www.lego.com/education/
4.
http://www.wroboto.org/
5.
http://www.roboclub.ru/
6.
http://robosport.ru/
7.
http://lego.rkc-74.ru/
8.
http://legoclab.pbwiki.com/
9.
http://www.int-edu.ru/
Список литературы
1.
2.
3.
4.
Руководство «ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику». 2006 г. The Lego Group.
«Уроки Лего – конструирования в школе», Злаказов А.С., Горшков Г.А., 2011 г., БИНОМ.
«Робототехника для детей и родителей», Филиппов С.А., 2010 г.
http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=17
5.
http://do.rkc-74.ru/course/view.php?id=13
6.
http://robotclubchel.blogspot.com/
7.
http://legomet.blogspot.com/
8.
http://httpwwwbloggercomprofile179964.blogspot.com/
15
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа