Первый шаг в робототехнику
Пояснительная записка
Рабочая программа внеурочной деятельности «Первый шаг в робототехнику» разработана для учащихся 4 классов. Программа направлена на развитие интереса к инженерно-техническим и информационным технологиям, научно-техническому творчеству, формирование основ логического мышления, развитие любознательности и пространственного воображения учащихся.
Актуальность программы обусловлена необходимостью подготовки инженерно-технических кадров, востребованных в современном обществе. Робототехника является перспективным направлением развития науки и техники, которое объединяет в себе знания из области механики, электроники, программирования и других областей.
Цель программы: развитие интереса к инженерно-техническим и информационным технологиям, научно-техническому творчеству, формирование основ логического мышления, развитие любознательности и пространственного воображения учащихся через создание простейших моделей роботов с использованием наборов для конструирования и проектирования.
Задачи программы:
познакомить учащихся с основами робототехники;
научить собирать простейшие модели роботов;
развивать логическое мышление, пространственное воображение и творческие способности учащихся;
воспитывать интерес к инженерно-техническим и информационным технологиям.
Программа рассчитана на 34 часа (1 час в неделю).
Формы и методы работы:
лекции;
практические занятия;
проектная деятельность;
самостоятельная работа;
работа в группах.
Ожидаемые результаты:
учащиеся познакомятся с основами робототехники;
научатся собирать простейшие модели роботов;
разовьют логическое мышление, пространственное воображение и творческие способности;
проявят интерес к инженерно-техническим и информационным технологиям.
Календарно-тематическое планирование
№ урока | Наименование разделов и тем | Характеристика основных видов деятельности ученика (на уровне учебных действий) по теме | Форма проведения занятия | Плановые сроки прохождения (4а,в) | Фактическая дата (4а,в) |
Что такое робот? Робот Mindstorms NXT. ТБ и правила поведения в кабинете информатики | Правила техники безопасности при работе в кабинете ИВТ | Беседа | |||
Правила работы | Составить программу движение робота на звук (на изменение уровня звука). | Практикум | |||
Сборочный конвейер | Вспомнить, как производится запись голоса в файл. Воспроизведение звука. | Практикум | |||
Проект Валли. Культура производства | Познакомиться с единицами измерения звука, диапазоном громкости звука. Научиться находить проценты от числа и определять показания звукового сенсора в децибелах. | Беседа | |||
Робототехника и ее законы. Передовые направления в робототехнике | Составить программу для робота, показывающего уровень окружающего шума в децибелах. Познакомиться с понятием «конкатенация», определять результат операций по предлагаемым настройкам блоков. | Практикум | |||
Программа для управления роботом | Изучить блоки коммуникации. Познакомиться с возможностью соединяться по Bluetooth. | Беседа, практикум | |||
Графический интерфейс пользователя | Познакомиться с термином ВПК. Научиться наглядно описывать процессы происходящие в жизни через построение графика. | Беседа | |||
Проект «Незнайка» | Познакомиться с координатной плоскостью и обозначением координат на плоскости. Вспомнить, как создать вспомогательный алгоритм. | Игра, практикум | |||
Первая ошибка. Как выполнять несколько дел одновременно. | Познакомиться с единицами измерения освещенности. Уметь сравнивать освещённость на улице и в помещении. | Беседа | |||
Тест Тьюринга и премия Лебнера. Искусственный интеллект. | Реализация алгоритма в системе команд исполнителя. Формулирование обновленной задачи. | Практикум | |||
Интеллектуальные роботы. Справочные системы | Реализация последовательности действий. Использование для реализации алгоритма блока – Переключатель. | Практикум | |||
Исполнительное устройство (блок «Движение»). Проект «Первые исследования» | Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Практикум | |||
Эмоциональный робот. Экран и звук. Проект «Встреча» | Знакомство с понятием – люкс. Проанализировать предложенный материал и сделать вывод. | Игра | |||
Конкурентная разведка. Ожидание | Запрограммировать и реализовать поведение робота по описанию | Практикум | |||
Проект «Разминирование» | Научиться измерять освещенность в помещении. | Практикум | |||
Роботы симуляторы. Алгоритм и композиция | Уметь программировать действия робота на нажатие кнопки, её опускание и щелчок по ней. | Беседа | |||
Свойства алгоритма. Система команд исполнителя | Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Практикум | |||
Проект «Выпускник» | Создание системы контроля с использованием датчика касания. | Беседа, практикум | |||
Звуковой редактор и конвертер. Проект «Послание и отзыв» | Знакомство с компьютерными словарями и видами компьютерных переводчиков. Перевод тексов с использованием онлайновых переводчиков. | Беседа, практикум | |||
Космонавтика. Роботы в космосе. Проект «Первый спутник».ТБ и правила поведения в кабинете информатики | Знакомство с особенностям цветопередачи и режимом определения цвета. Понятие – эксперимент. Проведение эксперимента. | Эксперимент | |||
Проект «Живой груз | Проведение исследования с использованием датчика освещенности. | Исследование | |||
Исследования Луны. Гравитационный маневр. Проект «Обратная сторона Луны» | Знакомство с одной из характеристик звука – частота колебаний. Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Беседа, практикум | |||
Что такое концепт-кар. Минимальный радиус поворота | Вспоминаем понятия математики – окружность, радиус, диаметр. Проведение эксперимента с деталями конструктора. | Эксперимент | |||
Как может поворачивать робот NXT. Настройки для поворотов | Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Практикум | |||
Кольцевые автогонки | Знакомство с приборами курвиметр и одометр. Составление математической модели | Беседа | |||
Плотность автомобильного парка. Проблема парковки в мегаполисе. Проект «Парковка» | Программирование робота – одометра. Создание модели робота-курвиметра. Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Практикум | |||
Сервопривод. Тахометр. Проект «Тахометр» | Понятие – секунда. Работа с блоком – таймер (датчик времени). Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Беседа, практикум | |||
Модели и моделирование. Цифровой дизайнер | Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. Знакомство с устройством хронограф и системой «Стартовая калитка». | Практикум | |||
Первая 3D-модель | Вспомнить алгоритмы составления программы для движения робота | Практикум | |||
Углы правильных многоугольников. Проект «Квадрат» | Понимать, как можно увеличивать скорость движения, для чего необходимо ускорение. Уметь работать с настройками блока «Движение». | Эксперимент | |||
Метод пропорции. Проект «Пентагон». Проект «Пчеловод» | Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. Проведение исследования. | Исследование | |||
Итерации. Магия чисел. Проект «Счастливая восьмерка» | Познакомить с функциями датчика ультразвука, примерами его использования. Три основные составляющие науки бионика. | Беседа, практикум | |||
Вложенные циклы. Вспомогательные алгоритмы. | Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Практикум | |||
Проект «Правильный тахометр» | Реализация алгоритмов в системе команд исполнителя. | Практикум |
Ожидаемые результаты
Личностные результаты:
развитие любознательности и интереса к технике;
формирование мотивации к творческому труду, работе на результат, бережному отношению к материальным и духовным ценностям;
развитие навыков сотрудничества со взрослыми и сверстниками в разных социальных ситуациях, умения не создавать конфликтов и находить выходы из спорных ситуаций.
Метапредметные результаты:
освоение способов решения проблем творческого и поискового характера;
формирование умения планировать, контролировать и оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей и условиями её реализации;
использование знаково-символических средств представления информации для создания моделей изучаемых объектов и процессов, схем решения учебных и практических задач;
активное использование речевых средств и средств информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных и познавательных задач;
готовность слушать собеседника и вести диалог; готовность признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою; излагать своё мнение и аргументировать свою точку зрения и оценку событий.
Предметные результаты:
знание простейших основ механики и робототехники;
умение собирать простейшие модели роботов;
владение основами логического мышления, пространственного воображения и творческих способностей;
интерес к инженерно-техническим и информационным технологиям, научно-техническому творчеству.
Регулятивные универсальные учебные действия
Обучающийся научится:
целеполаганию, включая постановку новых целей, преобразование практической задачи в познавательную;
самостоятельно анализировать условия достижения цели на основе учета выделенных учителем ориентиров действия в новом учебном материале;
планировать пути достижения целей;
устанавливать целевые приоритеты;
уметь самостоятельно контролировать свое время и управлять им;
принимать решения в проблемной ситуации на основе переговоров.
Коммуникативные универсальные учебные действия
Обучающийся научится:
учитывать разные мнения и стремиться к координации различных позиций в сотрудничестве;
формулировать собственное мнение и позицию, аргументировать и координировать ее с позициями партнеров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельности;
устанавливать и сравнивать разные точки зрения, прежде чем принимать решения и делать выбор;
аргументировать свою точку зрения, спорить и отстаивать свою позицию не враждебным для оппонентов образом;
задавать вопросы, необходимые для организации собственной деятельности и сотрудничества с партнером;
осуществлять взаимный контроль и оказывать в сотрудничестве необходимую взаимопомощь.
Познавательные универсальные учебные действия
Обучающийся научится:
основам реализации проектно-исследовательской деятельности;
проводить наблюдение и эксперимент под руководством учителя;
осуществлять расширенный поиск информации с использованием ресурсов библиотек и Интернета;
создавать и преобразовывать модели и схемы для решения задач;
осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий;
объяснять явления, процессы, связи и отношения, выявляемые в ходе исследования.
Основы учебно-исследовательской и проектной деятельности
Обучающийся научится:
планировать и выполнять учебное исследование и учебный проект, используя оборудование, модели, методы и приемы, адекватные исследуемой проблеме;
выбирать и использовать методы, релевантные рассматриваемой проблеме;
распознавать и ставить вопросы, ответы на которые могут быть получены путем научного исследования, отбирать адекватные методы исследования, формулировать вытекающие из исследования выводы;
ясно, логично и точно излагать свою точку зрения, использовать языковые средства, адекватные обсуждаемой проблеме.
Способы проверки результатов:
Наблюдение за работой учащихся на занятиях и во время выполнения домашних заданий.
Анализ выполненных проектов и моделей роботов.
Проведение опросов и бесед с учащимися для выявления их интереса к робототехнике и понимания основных понятий.
Организация выставок и конкурсов работ учащихся для демонстрации их достижений.
Анкетирование учащихся и их родителей для оценки эффективности программы и выявления возможных проблем.
Эти способы помогут оценить уровень знаний и навыков учащихся, их мотивацию и интерес к робототехнике, а также определить, насколько успешно программа достигает своих целей.