Файл: Протокол 1 от 30. 08. 2022 г. Утверждаю Директор мбоу Лицей р п. Земетчино Панькина О. А.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 88
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Отдел образования администрации Земетчинского районаМуниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение«Лицей» р.п. Земетчино
Дополнительная общеобразовательнаяобщеразвивающая программатехнической направленности«Робототехника»Возраст обучающихся: 12-16 летСрок реализации: 1 год Составитель: Куликова Н. Аучитель информатикир.п. Земетчино2022 годПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКАПрограмма кружка «Робототехника» на основе платформы LEGO MINDSTORMS Education EV3 с использованием авторской программы Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий «Курс программирования робота EV3 в среде LegoMindstormsEV3». Направленность – научно-техническая. Программа модифицирована для сельской школы, т.к. предполагает участие детей разных возрастов (12-16 лет) и с разным уровнем знаний информатики и технологии. Одной из важных проблем в России являются её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Сейчас необходимо вести популяризацию профессии инженера. Интенсивное использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит развивать новые, умные, безопасные и более продвинутые автоматизированные системы. Необходимо прививать интерес учащихся к области робототехники и автоматизированных систем.Также данная программа даст возможность школьникам закрепить и применить на практике полученные знания по таким дисциплинам, как математика, физика, информатика, технология. На занятиях по техническому творчеству учащиеся соприкасаются со смежными образовательными областями. За счет использования запаса технических понятий и специальных терминов расширяются коммуникативные функции языка, углубляются возможности лингвистического развития обучающегося. Данная программа позволяет создать уникальную образовательную среду, которая способствует развитию инженерного, конструкторского мышления. В процессе работы с LEGO EV3 ученики приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в команде способствует формированию умения взаимодействовать с соучениками, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать свои идеи.
Цель: Развитие интереса школьников к технике и техническому творчеству.Задачи:
- умение оценивать свою работу и работы членов коллектива; планировать свою деятельности и деятельность группы в ходе творческого проектирования; аргументировано отстаивать свою точку зрения и представлять творческий проект.Предметные:- знать правила безопасной работы при конструировании робототехнических устройств и электроцепей; - уметь собирать модели роботов на базе конструктора LEGO EV3 - владеть навыками работы с блоком управления роботом EV3 - знать этапы выполнения творческого проекта;- владеть навыками поэтапного ведения творческой работы: от идеи до реализации;- создавать модели роботов, отвечающие заданным техническим условиям; совершенствовать конструкцию роботов на основе анализа их практического применения, использования в соревнованиях, конкурсах; - самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования робототехнических систем.Подведение итогов работы проходит в форме общественной презентации (выставка, конкурс). Участие в конкурсах технической направленности, обмен опытом с другими школами.Тематическое планирование
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕВведение (1 ч.) Знакомство с миром Lego. История создания и развития компании Lego. Введение в предмет. Изучение материальной части курса.Конструирование (25 ч.)Инструктаж по технике безопасности. Сборка опытной модели. Конструирование полигона. Знакомство с программированием. Написание простейшего алгоритма и его запуск. Применение алгоритма и модели на полигоне. Повторение изученного. Развитие модели и сборка более сложных моделей.Программирование (19ч.)История создания языка Lego. Визуальные языки программирования Разделы программы, уровни сложности. Знакомство с RCX. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Команды визуального языка программирования Lego. Изучение Окна инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. Работа с пиктограммами, соединение команд. Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп. Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы.Составление программы. Сборка модели с использованием мотора. Составление программы, передача, демонстрация. Сборка модели с использование лампочки. Составление программы, передача, демонстрация. Линейная и циклическая программа. Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками. Условие, условный переход. Датчик касания (знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий). Датчик освещенности Датчик освещенности. Влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности. Проектная деятельность в группах (23ч.)Разработка собственных моделей в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с ЛЕГО. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект. Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков. Презентация моделей. Выставки. Соревнования.Формы контроля
Методы обучения
Спроектируйте и постройте автономного робота, который может перемещаться и:
Спроектируйте и постройте автономного робота, который может передвигаться:
Спроектируйте, постройте и запрограммируйте робота, который может двигаться вверх по как можно более крутому уклону.
Спроектируйте, постройте и запрограммируйте робота, который может передвигаться по траектории, которая образует повторяемую геометрическую фигуру (например: треугольник или квадрат).
Спроектируйте и постройте более умного робота, который реагирует на окружающую обстановку. Запрограммируйте его для использования датчиков цвета, касания, и ультразвукового датчика для восприятия различных данных.
| Утверждаю: Директор МБОУ «Лицей» р.п. Земетчино __________Панькина О.А. Приказ №147-А от 01.09.2022 г. |
Цель: Развитие интереса школьников к технике и техническому творчеству.Задачи:
-
Познакомить со средой программирования EV3; -
Проектирование роботов и программирование их действий; -
Выявить и развить природные задатки и способности детей, помогающие достичь успеха в техническом творчестве; -
Расширение области знаний о профессиях; -
Умение учеников работать в группах.
- умение оценивать свою работу и работы членов коллектива; планировать свою деятельности и деятельность группы в ходе творческого проектирования; аргументировано отстаивать свою точку зрения и представлять творческий проект.Предметные:- знать правила безопасной работы при конструировании робототехнических устройств и электроцепей; - уметь собирать модели роботов на базе конструктора LEGO EV3 - владеть навыками работы с блоком управления роботом EV3 - знать этапы выполнения творческого проекта;- владеть навыками поэтапного ведения творческой работы: от идеи до реализации;- создавать модели роботов, отвечающие заданным техническим условиям; совершенствовать конструкцию роботов на основе анализа их практического применения, использования в соревнованиях, конкурсах; - самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования робототехнических систем.Подведение итогов работы проходит в форме общественной презентации (выставка, конкурс). Участие в конкурсах технической направленности, обмен опытом с другими школами.Тематическое планирование
| № | Наименование разделов и тем | Всего часов | Теория /практика | ||
| 1 | Введение в робототехнику | 1 | 1/0 | ||
| 2 | Конструирование | 25 | 15/10 | ||
| 3 | Программирование | 19 | 12/7 | ||
| 4 | Проектная деятельность в малых группах | 23 | 13/10 | ||
| ВСЕГО | 68 | 41/17 | |||
| Дата | № занятия | Раздел/ Тема | Предметные результаты | Виды контроля |
| Тема 1. Введение в робототехнику (1 ч) | ||||
| | 1 | Введение в робототехнику.Роботы. Виды роботов. Значение роботов в жизни человека. Основные направления применения роботов. Правила работы с конструктором LEGO. Языки программирования. Среда программирования модуля, основные блоки. | Иметь общие представления о значение роботов в жизни человека. Знать правила работы с конструктором. Знание понятия алгоритма, исполнителя алгоритма, системы команд исполнителя (СКИ). Иметь общее представление о среде программирования модуля, основных блоках. | Беседа, Зачет по правилам работы с конструктором LEGO. |
| Тема 2. Конструирование (25 ч) | ||||
| | 2 3 | Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Правила обращения с роботами. Основные механические детали конструктора и их назначение. | Знание составных частей универсального комплекта LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и их функций. Способность учащихся воспроизвести этапы сборки и ответить на вопросы. | Беседа Зачет по правилам техники безопасности |
| | 4 5 6 7 | Модуль EV3. Обзор, экран, кнопки управления модулем, индикатор состояния, порты. Установка батарей, способы экономии энергии. Включение модуля EV3. Запись программы и запуск ее на выполнение. | Знание назначение кнопок модуля EV3.Умение составить простейшую программу по шаблону, сохранять и запускать программу на выполнение | Беседа, практикум |
| | 8 9 | Основные механизмы конструктора LEGOEV3. Сервомоторы EV3, сравнение моторов. Мощность и точность мотора. Механика механизмов и машин. Виды соединений и передач и их свойства. | Знание параметров мотора и их влияние на работу модели. Иметь представление о видах соединений и передач. | Беседа, практикум |
| | 101112131415 | Сборка модели робота по инструкции. Программирование движения вперед по прямой траектории. Расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния. | Способность учащихся воспроизвести этапы сборки и ответить на вопросы.Умение выполнить расчет числа оборотов колеса для прохождения заданного расстояния. | Беседа, практикум |
| | 16 17 | Датчик касания. Устройство датчика. Практикум. Решение задач на движение с использованием датчика касания. | Умение решать задачи на движение с использованием датчика касания. | Беседа, практикум |
| | 18 19 | Датчик цвета, режимы работы датчика. Решение задач на движение с использованием датчика | Знание влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности | Собранная модель, выполняющая действия. |
| | 2021 | Ультразвуковой датчик. Решение задач на движение с использованием датчика расстояния | Знание особенностей работы датчика. Умение решать задачи на движение с использованием датчика расстояния. | Собранная модель, выполняющая действия. |
| | 2223 | Гироскопический датчик. Инфракрасный датчик, режим приближения, режим маяка. | Умение решать задачи на движение с использованием гироскопического датчика. | Беседа, практикум |
| | 2425 | Подключение датчиков и моторов.Интерфейс модуля EV3.Приложения модуля. Представление порта. Управление мотором. | Умение называть датчики, их функции и способы подключения к модулю; правильно работать с конструктором | Беседа, практикум |
| | 26 | Проверочная работа № 1 по теме «Знакомство с роботами LEGOMINDSTORMS EV3». | Обобщение и систематизация основных понятий по теме | Проверочная работа № 1 |
| Тема 3. Программирование (19 ч) | ||||
| | 2728 29 3031 | Среда программирования модуля EV3. Создание программы. Удаление блоков. Выполнение программы. Сохранение и открытие программы. | Способность учащихся воспроизвести этапы программирования и ответить на вопросы. | Беседа, практикум |
| | 32 33 | Счетчик касаний. Ветвление по датчикам. Методы принятия решений роботом. Модели поведения при разнообразных ситуациях. | Умение использовать ветвления при решении задач на движение | Индивидуальный, собранная модель, выполняющая действия. |
| | 34 3536 | Программное обеспечение EV3. Среда LABVIEW. Основное окно. Свойства и структура проекта. Решение задач на движение вдоль сторон квадрата. Использование циклов при решении задач на движение. | Умение использовать циклы при решении задач на движение | Беседа, практикум |
| | 37 38 | Программные блоки и палитры программирования. Страница аппаратных средств Редактор контента. Инструменты. Устранение неполадок. Перезапуск модуля | Способность учащихся воспроизвести этапы сборки и программирования и ответить на вопросы учителя. | Беседа, практикум |
| | 39 | Решение задач на движение по кривой. Независимое управление моторами. Поворот на заданное число градусов. Расчет угла поворота. | Способность учащихся воспроизвести этапы программирования и выполнять расчет угла поворота. | Практикум |
| | 40 | Использование нижнего датчика освещенности. Решение задач на движение с остановкой на черной линии. | Умение решать задачи на движение с остановкой на черной линии | Практикум |
| | 41 | Решение задач на движение вдоль линии. Калибровка датчика освещенности. | Умение решать задачи на движение вдоль черной линии | Практикум |
| | 4243 | Программирование модулей. Решение задач на прохождение по полю из клеток | Умение решать задачи на прохождение по полю из клеток. | Беседа, практикум |
| | 4445 | Смотр роботов на тестовом поле. Зачет времени и количества ошибок. | Обобщение и систематизация основных понятий по теме «Основы программирования» | Смотр роботов |
| Тема 4. Проектная деятельность (23 ч) | ||||
| | 46 47 | Измерение освещенности. Определение цветов. Распознавание цветов. Использование конструктора в качестве цифровой лаборатории. | Знание назначения и основных режимов работы датчика цвета | Беседа, практикум |
| | 4849 | Измерение расстояний до объектов. Сканирование местности. | Знание назначение и основных режимов работы ультразвукового датчика. | Беседа, практикум |
| | 50 51 | Сила. Плечо силы. Подъемный кран. Счетчик оборотов. Скорость вращения сервомотора. Мощность. | Умение выполнять расчеты при конструировании подъемного крана. | Беседа, практикум |
| | 5253 | Управление роботом с помощью внешних воздействий. Реакция робота на звук, цвет, касание. Таймер. | Умение программировать робота, останавливающегося на определенном расстоянии до препятствия | Собранная модель, выполняющая предполагаемые действия. |
| | 5455 | Движение по замкнутой траектории. Решение задач на криволинейное движение. | Написание программы для движения по кругу через меню контроллера. Запуск и отладка программы. Написание других простых программ на выбор учащихся и их самостоятельная отладка. | Собранная модель, выполняющая предполагаемые действия. |
| | 5657 | Конструирование моделей роботов для решения задач с использованием нескольких разных видов датчиков. | Написание программы для движения по контуру треугольника, квадрата. Робот, записывающий траекторию движения и потом точно её воспроизводящий | Собранная модель, выполняющая предполагаемые действия. |
| | 58 59 | Решение задач на выход из лабиринта. Ограниченное движение. | Создание и отладка программы для движения робота внутри помещения и самостоятельно огибающего препятствия. | Собранная модель, выполняющая действия. |
| | 6061 | Проверочная работа №2 по теме «Виды движений роботов» | Обобщение и систематизация основных понятий по теме «Виды движений роботов» | Проверочная работа №2 |
| | 6263 | Работа над проектами. Правила соревнований. | Умение составлять план действий для решения сложной задачи | Конкурс |
| | 64 | Соревнование роботов на тестовом поле. Зачет времени и количества ошибок. | Умение составлять план действий для решения сложной задачи конструирования робота | Конкурс |
| | 65 | Конструирование собственной модели робота. | Разработка собственных моделей в группах. | Решение задач (инд. и групп) |
| | 66 | Программирование и испытание собственной модели робота. | Программирование модели в группах | Решение задач (инд. и групп) |
| | 6768 | Презентации и защита проекта «Мой уникальный робот» | Презентация моделей | Защита проекта |
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕВведение (1 ч.) Знакомство с миром Lego. История создания и развития компании Lego. Введение в предмет. Изучение материальной части курса.Конструирование (25 ч.)Инструктаж по технике безопасности. Сборка опытной модели. Конструирование полигона. Знакомство с программированием. Написание простейшего алгоритма и его запуск. Применение алгоритма и модели на полигоне. Повторение изученного. Развитие модели и сборка более сложных моделей.Программирование (19ч.)История создания языка Lego. Визуальные языки программирования Разделы программы, уровни сложности. Знакомство с RCX. Инфракрасный передатчик. Передача программы. Запуск программы. Команды визуального языка программирования Lego. Изучение Окна инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. Работа с пиктограммами, соединение команд. Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп. Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы.Составление программы. Сборка модели с использованием мотора. Составление программы, передача, демонстрация. Сборка модели с использование лампочки. Составление программы, передача, демонстрация. Линейная и циклическая программа. Составление программы с использованием параметров, зацикливание программы. Знакомство с датчиками. Условие, условный переход. Датчик касания (знакомство с командами: жди нажато, жди отжато, количество нажатий). Датчик освещенности Датчик освещенности. Влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности. Проектная деятельность в группах (23ч.)Разработка собственных моделей в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с ЛЕГО. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект. Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков. Презентация моделей. Выставки. Соревнования.Формы контроля
-
Практические занятия -
Творческие проекты
-
выяснение технической задачи, -
определение путей решения технической задачи
Методы обучения
-
Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения материалов); -
Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей) -
Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий) -
Групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также при разработке проектов)
-
урок-консультация; -
практикум; -
урок-проект; -
урок проверки и коррекции знаний и умений. -
выставка; -
смотр.
-
НаборконструкторовLEGO MINDSTORMS Education EV3 -
Программное обеспечениеLEGO -
Материалы сайта http://www.prorobot.ru/lego.php -
Средства реализации ИКТ материалов на уроке (компьютер, проектор, экран)
-
Спроектируйте и постройте автономного робота, который движется по правильному многоугольнику и измеряет расстояние и скорость -
Спроектируйте и постройте автономного робота, который может передвигаться:
-
на расстояние 1 м -
используя хотя бы один мотор -
используя для передвижения колеса -
а также может отображать на экране пройденное им расстояние
Спроектируйте и постройте автономного робота, который может перемещаться и:
-
вычислять среднюю скорость -
может отображать на экране свою среднюю скорость
Спроектируйте и постройте автономного робота, который может передвигаться:
-
на расстояние не менее 30 см -
используя хотя бы один мотор -
не используя для передвижения колеса
Спроектируйте, постройте и запрограммируйте робота, который может двигаться вверх по как можно более крутому уклону.
Спроектируйте, постройте и запрограммируйте робота, который может передвигаться по траектории, которая образует повторяемую геометрическую фигуру (например: треугольник или квадрат).
Спроектируйте и постройте более умного робота, который реагирует на окружающую обстановку. Запрограммируйте его для использования датчиков цвета, касания, и ультразвукового датчика для восприятия различных данных.