Отдел образования администрации Земетчинского района
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Лицей» р.п. Земетчино

Программа принята на заседании педагогического совета Протокол №1 от 30.08.2022 г.

Утверждаю: Директор МБОУ «Лицей» р.п. Земетчино __________Панькина О.А. Приказ №147-А от 01.09.2022 г.

Дополнительная общеобразовательная

общеразвивающая программа

технической направленности

«Робототехника»
Возраст обучающихся: 12-16 лет

Срок реализации: 1 год

Составитель: Куликова Н. А

учитель информатики

р.п. Земетчино

2022 год
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа 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:

1. 
   Познакомить со средой программирования EV3;
   
2. 
   Проектирование роботов и программирование их действий;
   
3. 
   Выявить и развить природные задатки и способности детей, помогающие достичь успеха в техническом творчестве;
   
4. 
   Расширение области знаний о профессиях;
   
5. 
   Умение учеников работать в группах.
   

Для реализации программы используются образовательные конструкторы фирмы Lego, конструктор LEGO MINDSTORMS Education EV3. Он представляет собой набор конструктивных деталей, позволяющих собрать многочисленные варианты механизмов, набор датчиков, двигатели и микрокомпьютер EV3, который управляет всей построенной конструкцией. Cконструктором LEGO MINDSTORMS Education EV3идет необходимое программное обеспечение.

LEGO EV3 обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет ученикам получить результат в пределах одного занятия. И при этом возможности в изменении моделей и программ – очень широкие, и такой подход позволяет учащимся усложнять модель и программу, проявлять самостоятельность в изучении темы.

Программа предназначенадля детей среднего и старшего школьного звена, возраст которых 12-16 лет.

Срок реализации – 1 год
Распределение часов на учебный год:

Количество часов - 68

Количество учебных недель - 34

Количество часов в неделю –2

Планируемый результат:

Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность.

Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, формировать навыки коллективного труда.

Сформировать навыки конструирования и программирования роботов.

Сформировать мотивацию к осознанному выбору инженерной направленности обучения в дальнейшем.

Результаты освоения программы:

Личностные:

- умение работать в коллективе, в команде;

- взаимопомощь, взаимовыручка;

- слаженная работа в коллективе и команде;

- чувство уважения и бережного отношения к результатам своего труда и труда окружающих;

- нравственные качества: отзывчивость, доброжелательность, честность, ответственность.
Метапредметные:

- развитие самостоятельной познавательной деятельности; коммуникативных навыков; памяти, внимания; пространственного воображения; мелкой моторики; волевых качеств: настойчивость, целеустремленность, усердие;

---

- 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

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

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 СОДЕРЖАНИЕ
Введение (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

1. 
   Практические занятия
   
2. 
   Творческие проекты
   

При организации практических занятий и творческих проектов формируются малые группы, состоящие из 2-3 учащихся. Для каждой группы выделяется отдельное рабочее место, состоящее из компьютера и конструктора.

Преобладающей формой текущего контроля выступает проверка работоспособности робота:

• 
  выяснение технической задачи, 
  
• 
  определение путей решения технической задачи  
  

Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ. 

---

Методы обучения

1. 
   Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения материалов);
   
2. 
   Метод проектов  (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей)
   
3. 
   Контрольный метод  (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий)
   
4. 
   Групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также при разработке проектов)
   

Формы организации учебных занятий

• 
  урок-консультация;
  
• 
  практикум;
  
• 
  урок-проект;
  
• 
  урок проверки и коррекции знаний и умений.
  
• 
  выставка; 
  
• 
  смотр.
  

Разработка каждого проекта реализуется в форме выполнения конструирования и программирования модели робота для решения предложенной задачи.
Учебные материалы:

1. 
   НаборконструкторовLEGO MINDSTORMS Education EV3
   
2. 
   Программное обеспечениеLEGO
   
3. 
   Материалы сайта http://www.prorobot.ru/lego.php
   
4. 
   Средства реализации ИКТ материалов на уроке (компьютер, проектор, экран)
   

Примерные темы проектов:

1. 
   Спроектируйте и постройте автономного робота, который движется по правильному многоугольнику и измеряет расстояние и скорость
   
2. 
   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.

---

Смотрите также файлы

• Качество знаний Уровень обученности.docx

• Безопасность в сети Интернет.doc

• Проверки технического состояния пожарного гидранта, противопожарного водоснабжения.doc

• Учебникомхрестоматией Литература 5 класс.doc

• Строевая подготовка.docx