Версия для слабовидящих
217-86-87
Наш адрес: ул.Кирова, 44/1
Обратная связь

Робототехника



С началом нового тысячелетия в большинстве стран робототехника стала занимать существенное место в образовании, подобно тому, как информатика появилась в конце прошлого века и потеснила обычные предметы.

По всему миру проводятся конкурсы и состязания роботов для обучающихся: научно-технический фестиваль «Мобильные роботы» им. профессора Е.А. Девянина с 1999 г., игры роботов «Евробот» – с 1998 г., международные состязания роботов в России – с 2002 г., всемирные состязания роботов в странах Азии – с 2004 г., футбол роботов Robocup с 1993 г. и т.д. Лидирующие позиции в области образовательной робототехники на сегодняшний день занимает фирма Lego (подразделение Lego Education) с образовательными конструкторами серии Mindstorms. В некоторых странах (США, Япония, Корея и др.) при изучении робототехники используются и более сложные кибернетические конструкторы.

В настоящее время активное развитие образовательной робототехники наблюдается в Москве в результате целевого финансирования правительства столицы, в Челябинской области и некоторых других регионах России.

Новосибирск существенно отстает по количеству кружков, занимающихся робототехникой, хотя уровень подготовки отдельных преподавателей и учащихся достаточно высокий. Назрела необходимость в некотором движущем центре, способном вовлечь в процесс как детей и педагогов, так и администрации образовательных организаций.

ПЕДАГОГИ

Легостаева Ксения Сергеевна, педагог высшей квалификационной категории, аттестация в 2017 году.

Общий педагогический стаж: 8 лет.

Образование: Новосибирский государственный педагогический университет по специальности учитель физики в 2011 г.

Призёр Окружного конкурса: «Новой школе – современный учитель», 2014 г.

Победитель окружного этапа конкурса профессионального мастерства «Сердце отдаю детям», 2018 г.

 

Лейман Эдуард Викторович, педагог высшей квалификационной категории, аттестация в 2017 году.

Общий педагогический стаж: 7 лет.

Образование: Новосибирский государственный педагогический университет по специальности учитель физики и информатики в 2010 году.

Призёр конкурса «Всероссийский педагогический конкурс в номинации «Авторский предметный сайт»», 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Содержание программы первого года обучения (144 часа):

*Знакомство с конструктором, основными деталями и принципами крепления.

*Создание простейших механизмов, описание их назначения и принципов работы.

*Создание трехмерных моделей механизмов в среде визуального проектирования.

*Силовые машины.

*Использование встроенных возможностей микроконтроллера: просмотр показаний датчиков, простейшие программы, работа с файлами.

*Знакомство со средой программирования Robolab, базовые команды управления роботом, базовые алгоритмические конструкции.

*Простейшие регуляторы: релейный, пропорциональный.

*Участие в учебных состязаниях.

 

Содержание программы второго года обучения:

*Использование регуляторов.

*Решение задач с двумя контурами управления или с дополнительным заданием для робота (например, двигаться по линии и объезжать препятствия).

*Программирование виртуальных исполнителей.

*Текстовые среды программирования.

*Более сложные механизмы: рулевое управление, дифференциал, манипулятор и др.

*Двусоставные регуляторы.

*Участие в учебных состязаниях.

 

Содержание программы третьего года обучения:

*Освоение текстового программирования в среде RobotC.

*Исследовательский подход к решению задач.

*Использование памяти робота для повторения комплексов действий.

*Элементы технического зрения.

*Расширения контроллера для получения дополнительных возможностей робота.

*Работа над творческими проектами.

*Выступления на детских научных конференциях.

*Участие в учебных состязаниях.

*Решение задач на сетевое взаимодействие роботов.

ЦЕЛИ ПРОГРАММЫ

Цель программы – создание условий для мотивации, подготовки и профессиональной ориентации обучающихся для возможного продолжения учебы в ВУЗах и последующей работы на предприятиях по специальностям, связанным с робототехникой.

 

Задачи программы.

Образовательные:

*Использование современных разработок по робототехнике в области образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности учащихся.

*Ознакомление учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых при создании роботов.

*Реализация межпредметных связей с физикой, информатикой и математикой.

*Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из которых будет работающий механизм или робот с автономным управлением.

 

Развивающие:

*Развитие у обучающихся инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования кибернетических систем.

*Развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности и изобретательности.

*Развитие креативного мышления и пространственного воображения учащихся.

*Организация и участие в играх, конкурсах и состязаниях роботов в качестве закрепления изучаемого материала и в целях мотивации обучения.

 

Воспитательные:

*Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию собственных роботизированных систем.

*Формирование у учащихся стремления к получению качественного законченного результата.

*Формирование навыков проектного мышления, работы в команде.

*Формирование у учащихся нравственно-патриотического воспитания.

*Повышение чувства гордости за собственную страну.

РЕЗУЛЬТАТ ПРОГРАММЫ

Личностные, метапредметные и предметные результаты изучения курса «Робототехника».

 

Личностные результаты (к личностным результатам освоения курса можно отнести):

*критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;

*осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;

*развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;

*развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека;

*развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;

*воспитание чувства справедливости, ответственности;

*начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой.

 

Метапредметные результаты:

Регулятивные универсальные учебные действия:

*принимать и сохранять учебную задачу;

*планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;

*формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели;

*осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;

*адекватно воспринимать оценку учителя;

*различать способ и результат действия;

*вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;

*в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи;

*проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;

оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла. 

Познавательные универсальные учебные действия:

*осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах учащегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;

*использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;

*ориентироваться на разнообразие способов решения задач;

*осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;

*проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;

*строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте;

*устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;

*моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая);

*синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;

*выбирать основания и критерии для сравнения, классификации объектов. 

Коммуникативные универсальные учебные действия:

*аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;

*выслушивать собеседника и вести диалог;

*признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;

*планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками – определять цели, функций участников, способов взаимодействия;

*осуществлять постановку вопросов – инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;

*разрешать конфликты – выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;

*управлять поведением партнера – контроль, коррекция, оценка его действий;

*уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;

владеть монологической и диалогической формами речи.

 

Предметные результаты:

В результате реализации программы обучающиеся будут 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;

*конструктивные особенности различных роботов;

*как передавать программы NXT;

*как использовать созданные программы;

*приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;

*основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ. 

В результате реализации программы обучающиеся будут уметь:

*использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;

*конструировать различные модели; использовать созданные программы;

*применять полученные знания в практической деятельности.

В результате реализации программы обучающиеся будут владеть:

*навыками работы с роботами;

*навыками работы в среде ПервоРобот NXT. 

В результате освоения программы обучающиеся научатся строить роботов и управлять ими.

 

Ожидаемые результаты первого года реализации программы:

Образовательные:

*освоение принципов работы простейших механизмов;

*расчет передаточного отношения;

*понимание принципа устройства робота как кибернетической системы;

*использование простейших регуляторов для управления роботом;

*решение задачи с использованием одного регулятора;

*умение собрать базовые модели роботов и усовершенствовать их для выполнения конкретного задания;

*навыки программирования в графической среде.

Развивающие:

*изменения в развитии мелкой моторики, внимательности, аккуратности и особенностей мышления конструктора-изобретателя проявляется на самостоятельных задачах по механике;

*строительство редуктора с заданным передаточным отношением и более сложных конструкций из множества мелких деталей является регулярной проверкой полученных навыков.

Воспитательные:

*воспитательный результат занятий робототехникой можно считать достигнутым, если учащиеся проявляют стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов;

*участие в научных конференциях для обучающихся, открытых состязаниях роботов и просто свободное творчество во многом демонстрируют и закрепляют его.

Кроме того, простым, но важным результатом будет регулярное содержание своего рабочего места и конструктора в порядке, что само по себе непросто.

 

Ожидаемые результаты второго года реализации программы:

Образовательные:

*использование регуляторов для управления роботом;

*решение задачи с использованием двух регуляторов или дополнительного задания для робота;

*умение конструировать сложные модели роботов с использованием дополнительных механизмов;

*расширенные возможности графического программирования.

*навыки программирования исполнителей в текстовой среде.

Развивающие:

*изменения в развитии мелкой моторики, внимательности, аккуратности и особенностей мышления конструктора-изобретателя проявляется на самостоятельных задачах по механике;

*новые алгоритмические задачи позволяют научиться выстраивать сложные параллельные процессы и управлять ими.

Воспитательные:

*воспитательный результат занятий робототехникой можно считать достигнутым, если учащиеся проявляют стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов;

*самостоятельная подготовка к состязаниям, стремление к получению высокого результата.

 

Ожидаемые результаты третьего года реализации программы:

Образовательные:

*Знакомство с языком Си.

*Расширенные возможности текстового программирования.

*Умение составить программу для решения многоуровневой задачи.

*Процедурное программирование.

*Использование нестандартных датчиков и расширений контроллера.

*Умение пользоваться справочной системой и примерами.

Развивающие:

*Способность к постановке задачи и оценке необходимых ресурсов для ее решения.

*Планирование проектной деятельности, оценка результата.

*Исследовательский подход к решению задач, поиск аналогов, анализ существующих решений.

Воспитательные:

*воспитательный результат занятий робототехникой можно считать достигнутым, если учащиеся проявляют стремление к самостоятельной работе, усовершенствованию известных моделей и алгоритмов, созданию творческих проектов;

*участие в научных конференциях для обучающихся, открытых состязаниях роботов и просто свободное творчество во многом демонстрируют и закрепляют его. Способность работать в команде является результатом проектной деятельности.

ОСОБЫЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

Не предусматриваются.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА

*Конструктор Lego «Перворобот», наборы № 9786 – 15 шт.

*Конструктор Lego «Перворобот», ресурсные наборы −10 шт.

*LEGO Mindstorms EV3 с программным обеспечением LEGO Mindstorms EV3 – 10 шт.

*LEGO Mindstorms EV3 с программным обеспечением LEGO Mindstorms EV3, ресурсный набор – 10 шт.

*LEGO 9686 Набор технология и физика – 5 шт.

*Электромеханический конструктор LEGO Education WeDo 2.0 45300 Базовый набор — 6 шт.

*Ноутбуки — 16 шт.

Решаем вместе
Есть предложения по организации учебного процесса или знаете, как сделать Дворец творчества лучше?