Файл: Направленность модульной программы.pdf

14
- выполнять упражнения самостоятельно;
- участвовать в конкурсах и выставках внутриучрежденческого и районного уровня.
№
п\п
Наименование модулей,
разделов, тем
Количество часов
Формы
контроля и
аттестации
теория
практика
всего
Образовательный модуль «Робототехника +»
1
Вводное занятие
1 1
2
Тестирование
Раздел 1. «Сортировка строительных блоков»
2
Применение деталей и запасных частей нестандартных форм
2 2
4
Практические задания
Раздел 2. Микроконтроллер LEGO MINDSTORMS EV3
3
Условия подключения двух блоков управления между собой и применение их в конструкциях
2 5
7
Педагогическое наблюдение
Раздел 3. «Применение двигателей «LEGO»
4
Конструкции мотор - колеса и мотор - генератора
1 9
10
Составление простой и сложной конструкции
Раздел 4. «Сложные программы»
5
Основы автоматики
2 7
9
Опрос
Итого по модулю:
8
24
32
Образовательный модуль «Робо-автоматы»
Раздел 1. «Системы автоматики»
6
Разновидности автоматических систем
1 7
8
Практическое задание
7
Элементы систем автоматики
1 5
6
Педагогическое наблюдение.
Анализ выполнения практических заданий
8
Составление сложных программ и введение в законы регулирования
1 17 18
Самостоятельная работа
Итого по модулю:
3
29
32
Образовательный модуль «Техно-механизмы»
Раздел 1. «Изучение механизмов»
9
Механизм «Гидравлический привод»
4 12 16
Педагогическое наблюдение.
Опрос
10
Генератор и Мотор – генератора.
Мотор - колесо
4 13 17
Практическая работа
11
Элементы строительной техники
(Ковш, Квик – каплер)
4 9
13
Демонстрация конструкций моделей
12
Конструкции подвески и
-
10 10
Демонстрация

15 трансмиссии различных машин из конструктора «LEGO» конструкций моделей
13
Производственные машины.
Конвейер – сортировщик деталей
-
13 13
Демонстрация конструкций моделей
14
Построение моделей «Кегельринг
– квадро» и «Траектория – профи»
-
13 13
Демонстрация конструкций моделей
15
Построение собственной модели
6 12 18
Практическая работа
16
Итоговое занятие
-
4 4
Итоговое тестирование.
Выставка моделей
Итого по модулю:
18
86
104
ИТОГО:
29
139
168
Содержание программы модулей
Образовательный модуль «Робототехника +»
Тема. Вводное занятие
Теория. Введение в программу. Ознакомление с основными разделами программы, режимом занятий. Инструктаж по технике безопасности.
Практика. Систематизация материальной базы: конструкторов и схем. Подготовка учебного места для удобства в работе. Вводное тестирование.
Раздел 1. «Сортировка строительных блоков»
Тема № 1. Применение деталей и запасных частей нестандартных форм
Теория. Функциональная составляющая деталей сложной формы «LEGO».
Практика. Построение простейших конструкций нестандартных форм.
Раздел 2. «Микроконтроллер LEGO MINDSTORMS EV3»
Тема № 1. Условия подключения двух блоков управления между собой и применение
их в конструкциях
Теория. Порядок подключения двух блоков для создания более сложных систем и конструкций. Применение блоков в конструкциях.
Практика. Изготовление различных конструкций с большим количеством подключаемых периферийных устройств. Различное подключение двух блоков, их одновременная работа.
Раздел 3. «Применение двигателей «LEGO»
Тема №1. Конструкции мотор - колеса и мотор - генератора
Теория. Устройства мотор – генератора и мотор – колеса. Основные функции устройств.
Применение, видовое разнообразие конструкций. Возобновляемые источники энергии.
Преимущества мотора – колеса перед другими подобными устройствами.
Практика. Построение мотора – генератора при использовании двух и более двигателей
«LEGO». Использование полученного устройства в качестве «Динамо – машины» либо в конструкции «Ветряной мельницы».
Раздел 4. «Сложные программы»
Тема №1. Основы автоматики
Теория. Теоретические основы, основные элементы автоматик, понятия и определения.
Практика. Апробирование проведенной работы на собранной системе на базе конструктора
«LEGO MINDSTORMS», на примере системы уличного освещения. Наглядная оценка работы построенной системы, определение объекта управления, устройства управления, исполнительного устройства, устройства сравнения.

16
Образовательный модуль «Робо-автоматы»
Раздел 1. «Системы автоматики»
Тема № 1. «Разновидности автоматических систем»
Теория. Простейшая совокупность автоматических устройств.
Практика. В ходе проектной работы определение к какому виду автоматики относятся собранные конструкции; построение программы на основе блоков переменных и программы
«сравнивающие управляемые величины с заданными».
Тема № 2. «Элементы систем автоматики»
Теория. Понятия систем: контроля, блокировки, защиты, сигнализации, регулирования, управления. Характеристики, классификации.
Практика. Ознакомление на примере промышленного оборудования с методами регулирования и законами (пропорциональный, интегральный, дифференциальный), а также систем автоматического регулирования. На компьютере в среде программирования «LEGO», построение программы с целью управления системы автоматического полива растений.
Тема № 3. «Составление сложных программ и введение в законы регулирования»
Теория. Основные понятия и определения сложных программ, принципы их построения.
Характеристики, классификации, законы регулирования.
Практика. Построение программы на основе блоков переменных и программы
«сравнивающие управляемые величины с заданными». Апробирование проведенной работы на собранной системе на базе конструктора «LEGO MINDSTORMS».
Образовательный модуль «Техно-механизмы»
Раздел 1. «Изучение механизмов»
Тема №1. «Механизм «Гидравлический привод»
Теория. Изучение гидравлического привода. Основные этапы работы с исполнительным механизмом по схеме.
Практика. Изготовление сложных механизмов в разных конструкциях, принцип действия.
Внедрение привода в конструкцию для последующего управления. Применение двух или более двигателей для создания источника электричества (генератора), соединив их между собой для функционирования лампочки освещения.
Тема №2. «Генератор и Мотор – генератора»
Теория. Основы и представления устройств мотор – генератора и мотор – колеса. Основные функции устройств. Применение, и конструкции на их основе. Определение преимущества мотор – колеса перед другими подобными устройствами.
Практика. Построение мотора – генератора при использовании двух и более двигателей
«LEGO». Использование полученного устройства в качестве «Динамо – машины» или в конструкции «Ветряной мельницы». Определение основных выводов о проделанной роботе.
Мотор – колесо. Сборка нескольких габаритных конструкций, используя один двигатель
«LEGO» и другие комплектующие, внедрив в готовое или собранное колесо при условии, что на один двигатель должно идти одно колесо. Установка узла на выбранную машину, демонстрация полученной модели, определение преимуществ перед моделью, собранной по обычной схеме.
Тема №3. «Элементы строительной техники (Ковш, Квик – каплер)»
Практика. Изучение и демонстрация работы механизмов строительной техники, в частности землеройных машин. Изготовление внешнего вида ковша экскаватора для обеспечения его съёмным механизмом (Квик – каплер).
Тема №4. «Конструкции подвески и трансмиссии различных машин из конструктора
«LEGO»
Практика. Изучение трансмиссии автомобиля на примере заднего моста. Изготовление при помощи шестерен дифференциала заднего моста автомобиля, апробирование на простейшей модели на бездорожье; создание подвески для модели; проработка применения пружинной и

17 торсионной подвески (для пружинной подвески используются готовые пружины «LEGO», для торсионной подвески используются оси «LEGO»).

Тема №5. «Производственные машины. Конвейер – сортировщик деталей»
Практика. Изготовление модели «Конвейер», сортировка стандартных деталей «LEGO» по цветам (тестовое задание является творческим, не несет конкретных указаний для обучающихся). Создание механизма или готового робота для начертания фигуры на листе бумаги и составление программы. Изготовление конструкции для захвата карандаша, фломастера или ручки. Создание механизма движения робота для зарисовки любой простейшей или сложной фигуры (круг, квадрат, звезда и т. д.). через такие механические движения как вращение механизма или робота, возвратно – поступательные движения, езда по определенной траектории и т. д.
Тема № 6. «Построение моделей «Кегельринг – квадро» и «Траектория – профи»
Практика. Изготовление роботов из конструктора «LEGO» для соревнований «Кегельринг – квадро» и «Траектория – профи». Практическое программирование роботов с использованием всего перечня инструментов; программирование роботов на сложные алгоритмы действий, с использованием блоков переменных. При наличии простейшей конструкции робота с необходимым количеством датчиков программировать в работе с компьютером и в среде программирования «LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition»; предварительное составление алгоритма действий робота, практическое повторение процесса в других средах программирования.
Тема №7. «Построение собственной модели»
Теория. Определение модели для построения, ее размеров, внешнего вида, функций; составление перечня деталей и комплектующих.
Практика. Размещение всех механизмов на выбранной платформе для изготовления; применение механики из невостребованных компьютерных агрегатов либо других удобных в работе запчастей; самостоятельное изготовление элементов систем управления и электроники, либо использование готовых. Изготовление узлов и механизмов по отдельности с учетом размеров; сооружение конструкции; соединение воедино при помощи невостребованных блоков и кубиков «LEGO».
Тема. Итоговое занятие
Практика. Итоговое тестирование. Демонстрация лучших моделей обучающихся за период обучения
Примечание: количество учебных часов тем занятий носит рекомендательный
характер с учетом возрастных особенностей обучающихся. Но в обязательном порядке
должно быть обеспечено общее количество учебных часов в год.
Организационно – педагогические условия
(методическое обеспечение) модульной программы
Учебно – методическое обеспечение
Модульной программой предусматриваются занятия стандартные и нестандартные: занятие-практикум, занятие-зачет, занятие – конкурс, занятие-испытание.
Теоретические занятияпо изучению робототехники строятся следующим образом:
- заполняется журнал присутствующих на занятиях обучаемых;
- объявляется тема занятий;
- раздаются материалы для самостоятельной работы и повторения материала или указывается где можно взять этот материал;
- теоретический материал педагог дает обучаемым, помимо вербального, классического метода преподавания, при помощи различных современных технологий в образовании
(аудио, видео лекции, экранные видео лекции, презентации, интернет, электронные учебники);- проверка полученных знаний осуществляется при помощи тестирования обучаемых.
Практические занятия проводятся следующим образом:

18
- педагог показывает конечный результат занятия, т.е. заранее готовит (собирает робота или его часть) практическую работу;
- далее педагог показывает, используя различные варианты, последовательность сборки узлов робота;
- педагог отдает обучаемым, ранее подготовленные самостоятельно мультимедийные материалы по изучаемой теме, либо показывает где они размещены на его сайте посвященном именно этой теме;
- далее обучаемые самостоятельно (и, или) в группах проводят сборку узлов робота;
- весь процесс работы педагог снимает на видео, ранее установленную в аудитории;
- видеоматериалы выкладываются на сайт в качестве поощрения и повторения материала, материалы так или иначе становятся методическим материалом, который можно в дальнейшем использовать в учебном процессе;
- практические занятия начинаются с правил техники безопасности при работе с различным инструментом и с электричеством и разбора допущенных ошибок во время занятия в обязательном порядке.
Основными принципами обучения являются:
1. Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.
2. Доступность. Предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены.
3. Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.
4. Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывает ученик, 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.
5. Наглядность. Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а так же материалы своего изготовления.
6. 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.
7. Прочность закрепления знаний, умений и навыков. Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и навыки учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой.
8. 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.
На занятиях педагог применяет комплекс разнообразных педагогических методов, в
частности по классификации С.А. Смирновой:
Методы получения новых знаний
• рассказ, объяснение, беседа, организация наблюдения.
Методы выработки учебных умений и накопление опыта учебной деятельности
• практическая деятельность, упражнения.