Департамент образования Администрации города Екатеринбурга
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 102
(МАОУ СОШ № 102)
СОГЛАСОВАНА
Педагогическим советом
МАОУ СОШ № 102
(протокол от 30.08.2024 № 1)
УТВЕРЖДЕНА
приказом МАОУ СОШ № 102
от 30.08.2024 № 3У
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА
«РОБОТОТЕХНИКА»
Направленность программы: техническая
Возраст: 8-10 лет
Срок реализации: 2 года
Составитель: учитель высшей
квалификационной категории
Вахмянина Алла Юрьевна
Екатеринбург 2024 г.
Пояснительная записка
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
«Робототехника» (далее – Программа) с использованием LEGO WeDo 1.0 и
2.0
разработана в рамках развития технической (инженерной)
направленности обучения в МАОУ СОШ № 102 и предусматривает развитие
творческих способностей обучающихся, развитие интереса к инженернотехническим и информационным технологиям, научно-исследовательской и
конструкторской деятельности, формирование начальных знаний и умений
в техническом направлении, а также овладение soft и hard компетенциями.
Программа направлена на привлечение обучающихся к изучению
современных
технологий
конструирования,
программирования
и
использования роботизированных устройств и их систем и относится к
программам стартового уровня.
Основной целью изучения программа технической направленности в
российской школе должно стать формирование у обучающихся целостного
представления о той части окружающей их действительности, которая
создаётся человеческим обществом. Современный человек участвует в
разработке, создании и потреблении огромного количества артефактов:
материальных, энергетических, информационных. Соответственно, он
должен уметь ориентироваться в окружающем мире как сознательный
субъект, адекватно воспринимающий появление нового, умеющий
ориентироваться в окружающем, постоянно изменяющемся мире, готовый
непрерывно учиться.
Жизнь современных детей протекает в быстро меняющемся мире,
который предъявляет серьезные требования к ним. Как добиться того, чтобы
знания, полученные в школе, помогали детям в жизни. Одним из вариантов
помощи являются междисциплинарные занятия, где дети комплексно
используют
свои
знания.
Реализация
Программы
предполагает
формирование у обучающихся целостного представления о мире техники,
устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем
мире, творческих способностей. Занятия по Программе позволят
стимулировать интерес и любознательность, развивать способности к
решению проблемных ситуаций – умению исследовать проблему,
анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и
реализовывать их, расширить технический и математический словари
ученика.
Занятия по Программе разрабатываются так, что обучающимся
требуется применение знаний практически из всех учебных дисциплин:
от искусства и истории до математики и естественных наук. Межпредметные
занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке
различных механизмов. Разнообразие конструкторов Лего позволяет
заниматься с обучающимися разного возраста и по разным направлениям
2
(конструирование, программирование, моделирование физических процессов
и явлений).
Программа технической направленности ориентирована на развитие
технических и творческих способностей и умений обучающихся,
организацию научно-исследовательской деятельности, профессионального
самоопределения обучающихся.
Новизна и актуальность Программы.
Развитие робототехники в настоящее время включено в перечень
приоритетных направлений технологического развития в сфере
информационных технологий. Важным условием успешной подготовки
инженерно-технических кадров является внедрение инженерно-технического
образования в образовательную деятельность младших школьников и даже
дошкольников. Образовательная робототехника позволяет вовлечь в процесс
технического творчества детей, начиная с младшего школьного возраста,
дает возможность обучающимся создавать инновации своими руками и
заложить основы успешного освоения профессии инженера в будущем.
Работа с образовательными конструкторами LEGO WeDo позволяет
обучающимся в форме игры исследовать основы механики, физики и
программирования. Разработка, сборка и построение алгоритма поведения
модели позволяет обучающимся самостоятельно осваивать целый набор
знаний из разных областей, в том числе робототехники, электроники,
механики, программирования, что способствует повышению интереса к
быстроразвивающейся науке робототехнике.
Педагогическая целесообразность.
Содержание программы выстроено таким образом, чтобы помочь
обучающемуся постепенно, шаг за шагом раскрыть в себе творческие
возможности и самореализоваться в современном мире.
В процессе конструирования и программирования управляемых
моделей обучающиеся получат дополнительные знания в области физики,
механики и информатики, что, в конечном итоге, изменит картину
восприятия ими технических дисциплин, переводя их из разряда
умозрительных в разряд прикладных.
С другой стороны, основные принципы конструирования простейших
механических систем и алгоритмы их автоматического функционирования
под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей
почвой для последующего освоения более сложного теоретического
материала на занятиях.
Возможность самостоятельной разработки и конструирования
управляемых моделей для обучающихся в современном мире является очень
мощным стимулом к познанию нового и формированию стремления к
самостоятельному созиданию, способствует развитию уверенности в своих
силах и расширению горизонтов познания. Занятия по Программе на базе
конструктора LEGO WeDo позволяют заложить фундамент для подготовки
3
будущих специалистов нового склада, способных к совершению
инновационного прорыва в современной науке и технике.
Педагогические принципы, на которых построено обучение:
1. Систематичность.
Принцип систематичности реализуется через структуру программы, а
также в логике построения каждого конкретного занятия. В программе
подбор тем обеспечивает целостную систему знаний в области начальной
робототехники, включающую в себя знания из областей основ механики,
физики и программирования. Последовательность же расположения тем
программы обуславливается логикой преемственного наращивания
количества и качества знаний о принципах построения и программирования
управляемых моделей на основе знаний об элементах и базовых
конструкциях модели, этапах и способах сборки.
2. Гуманистическая направленность педагогического процесса
Программа разработана с учетом одного из приоритетных направлений
развития в сфере информационных технологий и возрастающей потребности
общества в высококвалифицированных специалистах инженерных
специальностей, и реализует начальную профориентацию обучающихся.
3. Связь педагогического процесса с жизнью и практикой.
Обучение базируется на принципе практического обучения:
центральное место отводится разработке управляемых моделей на базе
конструктора LEGO WeDo и подразумевает сначала обдумывание, а затем
создание моделей.
4. Сознательность и активность обучающихся в образовательной
деятельности.
Принцип реализуется через целенаправленное активное восприятие
знаний в области конструирования и программирования, их самостоятельное
осмысление, творческую переработку и применение.
5. Прочность закрепления знаний, умений и навыков.
Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются
знания. Закрепление умений и навыков по конструированию и
программированию моделей достигается неоднократным целенаправленным
повторением и тренировкой в ходе анализа конструкции моделей,
составления технического паспорта, продумывания возможных модификаций
исходных моделей и разработки собственных.
6. Наглядность обучения.
Объяснение техники сборки робототехнических средств проводится на
конкретных изделиях и программных продуктах: к каждому из заданий
комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок
героев, чтобы проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников,
побудить их к обсуждению темы занятия.
7. Принцип проблемности обучения.
В процессе обучения перед обучающимися ставятся задачи различной
степени сложности, результатом решения которых является работающий
4
механизм/управляемая модель, что способствует развитию у обучающихся
таких качеств как индивидуальность, инициативность, критичность,
самостоятельность, а также ведет к повышению уровня интеллектуальной,
мотивационной и других сфер.
7. Принцип воспитания личности.
В процессе обучения не только приобретаются знания и
нарабатываются навыки, но и развиваются способности обучающихся,
умственные и моральные качества, такие как, умение работать в команде,
умение подчинять личные интересы общей цели, настойчивость в
достижении
поставленной
цели,
трудолюбие,
ответственность,
дисциплинированность, внимательность, аккуратность и др.
8. Принцип индивидуального подхода в обучении.
Принцип индивидуального подхода реализуется в возможности
каждого обучающегося работать в своем режиме за счет большой
вариативности исходных заданий и уровня их сложности, при подборе
которых педагог исходит из индивидуальных особенностей обучающихся.
Цель программы: создание условий для формирования у обучающихся
теоретических знаний и практических навыков в области начального
технического конструирования и основ программирования, развитие научнотехнического и творческого потенциала личности ребенка, формирование
ранней профориентации.
Задачи программы:
формирование умения к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, умения
осуществлять целенаправленный поиск информации;
изучение основ механики;
изучение основ проектирования и конструирования в ходе построения
моделей из деталей конструктора;
изучение основ алгоритмизации и программирования в ходе разработки
алгоритма поведения робота/модели;
реализация межпредметных связей с физикой, информатикой и
математикой;
формирование
культуры
мышления,
развитие
умения
аргументированно и ясно строить устную и письменную речь в ходе
составления технического паспорта модели;
развитие
умения
применять
методы
моделирования
и
экспериментального исследования;
развитие творческой инициативы и самостоятельности в поиске
решения;
развитие мелкой моторики, логического мышления, внимания.
развитие умения работать в команде, умения подчинять личные
интересы общей цели;
5
воспитание настойчивости в достижении поставленной цели,
трудолюбия, ответственности, дисциплинированности, внимательности,
аккуратности.
Реализация программы рассчитана на один год и и предназначена для
освоения обучающимися в возрасте 8-10 лет.
Программа состоит из трех основных разделов:
«Я конструирую».
«Я программирую».
«Я создаю».
Каждый раздел соответствует определенному этапу в развитии
обучающихся.
На первом этапе обучения необходимо:
познакомить обучающихся с различными видами соединения деталей;
познакомить обучающихся с принципами работы простейших
механизмов и примерами их использования в простейших моделях;
выработать умение читать технологическую карту заданной модели;
выработать умение для готовой модели составлять технический
паспорт, включающий в себя описание работы механизма;
взаимодействовать в команде;
познакомить обучающихся с понятием программы и принципом
программного управления моделью.
На этом уровне обучающиеся приобретают необходимые знания,
умения, навыки по основам конструирования, развивают навыки общения и
взаимодействия в малой группе/паре.
На следующем этапе обучения полученные знания, умения, навыки
закрепляются и расширяются, повышается сложность конструируемых
моделей за счет сочетания нескольких видов механизмов и усложняется
поведение модели. Основное внимание уделяется разработке и модификации
основного алгоритма управления моделью.
На этом этапе обучения:
Обучающиеся сочетают в одной модели сразу несколько изученных
простейших механизмов; исследуют, какое влияние на поведение модели
оказывает изменение ее конструкции: заменяют детали, проводят расчеты,
измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят
презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают
спектакли, задействуя в них свои модели;
происходит закрепление навыков чтения и составления технического
паспорта и технологической карты, включающие в себя описание работы
механизма;
обучающихся знакомятся с основами алгоритмизации, изучают
способы реализации основных алгоритмических конструкций в среде
программирования LEGO.
На последнем этапе обучения упор делается на развитие технического
творчества обучающихся посредством проектирования и создания
6
учащимися собственных моделей, участия в выставках творческих проектов.
При разработке проектов у школьников формируются следующие умения:
умение составлять технологическую карту своей модели;
умение продумать модель поведения робота, составить алгоритм и
реализовать его в среде программирования LEGO;
умение анализировать модель, выявлять недостатки в ее конструкции и
программе и устранять их;
умение искать перспективы развития и практического применения
модели.
Вышеперечисленные этапы соответствуют концентрическому способу
изложения материала, который предполагает периодическое возвращение
обучающихся к одному и тому же учебному материалу для все более
детального и глубокого его освоения.
Методы обучения:
Объяснительно-иллюстративный метод обучения.
Обучающиеся получают знания в ходе беседы, объяснения, дискуссии,
из учебной или методической литературы, через экранное пособие в
"готовом" виде.
Репродуктивный метод обучения.
Деятельность обучающихся носит алгоритмический характер,
выполняется по инструкциям, предписаниям, правилам в аналогичных,
сходных с показанным образцом ситуациях.
Метод проблемного изложения в обучении.
Прежде чем излагать материал, перед обучающимися необходимо
поставить проблему, сформулировать познавательную задачу, а затем,
раскрывая систему доказательств, сравнивая точки зрения, различные
подходы, показать способ решения поставленной задачи. Обучающиеся
становятся свидетелями и соучастниками научного поиска.
Частично поисковый (эвристический).
Метод обучения заключается в организации активного поиска решения
выдвинутых в обучении (или самостоятельно сформулированных)
познавательных задач в ходе подготовки и реализации творческих проектов.
Исследовательский метод обучения.
Обучающиеся самостоятельно изучают основные характеристики
простых механизмов и датчиков, работающих в модели, включая рычаги,
зубчатые и ременные передачи, ведут наблюдения и измерения и выполняют
другие действия поискового характера. Инициатива, самостоятельность,
творческий поиск проявляются в исследовательской деятельности наиболее
полно.
Личностные, метапредметные, предметные результаты освоения
программы.
Личностные результаты:
7
формирование уважительного отношения к иному мнению; развитие
навыков сотрудничества с взрослыми и сверстниками в разных социальных
ситуациях, умения не создавать конфликтов и находить выходы из спорных
ситуаций:
знать: способы выражения и отстаивания своего мнения, правила
ведения диалога;
уметь: работать в паре/группе, распределять обязанности в ходе
проектирования и программирования модели;
владеть: навыками сотрудничества со взрослыми и сверстниками,
навыками по совместной работе, коммуникации и презентации в ходе
коллективной работы над проектом.
Метапредметные результаты:
освоение способов решения проблем творческого и поискового
характера:
знать: этапы проектирования и разработки модели, источники получения
информации, необходимой для решения поставленной задачи;
уметь: применять знания основ механики и алгоритмизации в
творческой и проектной деятельности;
владеть: навыками проектирования и программирования собственных
моделей/роботов с применением творческого подхода;
формирование умения понимать причины успеха/неуспеха учебной
деятельности и способности конструктивно действовать даже в ситуациях
неуспеха:
знать: способы отладки и тестирования разработанной модели/робота;
уметь: анализировать модель, выявлять недостатки в ее конструкции и
программе и устранять их;
владеть: навыками поиска и исправления ошибок в ходе разработки,
составления технического паспорта, проектирования и программирования
собственных моделей;
использование
знаково-символических
средств
представления
информации для создания моделей изучаемых объектов и процессов, схем
решения учебных и практических задач:
знать: способы составления технического паспорта модели, способы
записи
алгоритма,
способы
разработки
программы
в
среде
программирования LEGO;
уметь: уметь читать технологическую карту модели, составлять
технический паспорт модели, разрабатывать и записывать программу
средствами среды программирования LEGO;
владеть: навыками начального технического моделирования, навыками
использования таблиц для отображения и анализа данных, навыками
построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам;
активное использование речевых средств и средств информационных и
коммуникационных технологий для решения коммуникативных и
познавательных задач:
8
знать: способы описания модели, в том числе способ записи
технического паспорта модели;
уметь: составлять технический паспорт модели, подготавливать
творческие проекты и представлять их в том числе с использованием
современных технических средств;
владеть: навыками использования речевых средств и средств
информационных и коммуникационных технологий для описания и
представления разработанной модели;
использование различных способов поиска (в справочных источниках и
открытом учебном информационном пространстве сети Интернет), сбора,
обработки, анализа, организации, передачи и интерпретации информации в
соответствии с коммуникативными и познавательными задачами и
технологиями учебного предмета; в том числе умение вводить текст с
помощью клавиатуры, фиксировать (записывать) в цифровой форме
измеряемые величины и анализировать изображения, звуки, готовить свое
выступление и выступать с аудио-, видео- и графическим сопровождением;
соблюдать нормы информационной избирательности, этики и этикета:
знать: основные способы поиска, сбора, обработки, анализа,
организации, передачи и интерпретации информации в ходе технического
творчества и проектной деятельности;
уметь: готовить свое выступление и выступать с аудио-, видео- и
графическим сопровождением в ходе представления своей модели;
владеть: навыками работы с разными источниками информации,
подготовки творческих проектов к выставкам.
овладение логическими действиями сравнения, анализа, синтеза,
обобщения, классификации по родовидовым признакам, установления
аналогий и причинно-следственных связей, построения рассуждений,
отнесения к известным понятиям:
знать: элементы и базовые конструкции модели, этапы и способы
построения и программирования модели;
уметь: составлять технический паспорт модели, осуществлять анализ и
сравнение моделей, выявлять сходства и различия в конструкции и
поведении разных моделей;
владеть: навыками установления причинно-следственных связей,
анализа результатов и поиска новых решений в ходе тестирования работы
модели;
определение общей цели и путей ее достижения; умение договариваться
о распределении функций и ролей в совместной деятельности; осуществлять
взаимный контроль в совместной деятельности, адекватно оценивать
собственное поведение и поведение окружающих:
знать: основные этапы и принципы совместной работы над проектом,
способы распределения функций и ролей в совместной деятельности;
уметь: адаптироваться в коллективе и выполнять свою часть работы в
общем ритме, налаживать конструктивный диалог с другими участниками
9
группы, аргументированно убеждать в правильности предлагаемого решения,
признавать свои ошибки и принимать чужую точку зрения в ходе групповой
работы над совместным проектом;
владеть: навыками совместной проектной деятельности, навыками
организация мозговых штурмов для поиска новых решений.
Предметные результаты:
использование приобретенных знаний и умений для творческого
решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских
(дизайнерских), технологических и организационных задач; приобретение
первоначальных представлений о компьютерной грамотности:
знать: основные элементы конструктора LEGO WeDo, технические
особенности различных моделей, сооружений и механизмов; компьютерную
среду, включающую в себя графический язык программирования;
уметь: использовать приобретенные знания для творческого решения
несложных конструкторских задач в ходе коллективной работы над проектом
на заданную тему;
владеть: навыками создания и программирования действующих
моделей/роботов на основе конструктора LEGO WeDo, навыками
модификации программы, демонстрации технических возможностей
моделей/роботов;
овладение основами логического и алгоритмического мышления,
пространственного воображения и математической речи, измерения,
пересчета, прикидки и оценки, наглядного представления данных и
процессов, записи и выполнения алгоритмов;
знать: конструктивные особенности модели, технические способы
описания конструкции модели, этапы разработки и конструирования модели;
уметь: выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным результатом,
составлять технический паспорт модели, логически правильно и технически
грамотно описывать поведение своей модели, интерпретировать двухмерные
и трёхмерные иллюстрации моделей, осуществлять измерения, в том числе
измерять время в секундах с точностью до десятых долей, измерять
расстояние, упорядочивать информацию в списке или таблице,
модифицировать модель путем изменения конструкции или создания
обратной связи при помощи датчиков;
владеть: навыками проведения физического эксперимента, навыками
начального технического конструирования, навыками составления программ.
Содержание программы
I РАЗДЕЛ. «Я конструирую»
В ходе изучения тема раздела «Я конструирую» обучающиеся
приобретают необходимые знания, умения, навыки по основам
конструирования, развивают навыки общения и взаимодействия в малой
группе/паре.
10
Тема 1. Введение. Мотор и ось.
Знакомство с конструктором LEGO, правилами организации рабочего
места. Техника безопасности. Знакомство со средой программирования, с
основными этапами разработки модели. Знакомство с понятиями мотор и
ось, исследование основных функций и параметров работы мотора,
заполнение таблицы. Выработка навыка поворота изображений и
подсоединения мотора к LEGO-коммутатору. Разработка простейшей модели
с использованием мотора – модель «Обезьяна на турнике». Знакомство с
понятиями технологической карты модели и технического паспорта модели.
Тема 2. Зубчатые колеса.
Знакомство с элементом модели зубчатые колеса, понятиями ведущего
и ведомого зубчатых колес. Изучение видов соединения мотора и зубчатых
колес. Знакомство и исследование элементов модели промежуточное
зубчатое колесо, понижающая зубчатая передача и повышающая зубчатая
передача, их сравнение, заполнение таблицы. Разработка модели «Умная
вертушка» (без использования датчика расстояния). Заполнение
технического паспорта модели.
Тема 3. Коронное зубчатое колесо.
Знакомство с элементом модели коронное зубчатое колесо. Сравнение
коронного зубчатого колеса с зубчатыми колесами. Разработка модели
«Рычащий лев» (без использования датчиков). Заполнение технического
паспорта модели.
Тема 4. Шкивы и ремни.
Знакомство с элементом модели шкивы и ремни, изучение понятий
ведущий шкив и ведомый шкив. Знакомство с элементом модели
перекрестная переменная передача. Сравнение ременной передачи и
зубчатых колес, сравнений простой ременной передачи и перекрестной
передачи. Исследование вариантов конструирования ременной передачи для
снижение скорости, увеличение скорости. Прогнозирование результатов
различных испытаний. Разработка модели «Голодный аллигатор» (без
использования датчиков). Заполнение технического паспорта модели.
Тема 5. Червячная зубчатая передача.
Знакомство с элементом модели
червячная зубчатая передача,
исследование механизма, выявление функций червячного колеса.
Прогнозирование результатов различных испытаний. Сравнение элементов
модели червячная зубчатая передача и зубчатые колеса, ременная передача,
коронное зубчатое колесо.
Тема 6. Кулачковый механизм.
Знакомство с элементом модели кулачок (кулачковый механизм),
выявление особенностей кулачкового механизма. Прогнозирование
результатов различных испытаний. Способы применения кулачковых
механизмов в разных моделях: разработка моделей «Обезьянкабарабанщица», организация оркестра обезьян-барабанщиц, изучение
возможности записи звука. Закрепление умения использования кулачкового
11
механизма в ходе разработки моделей «Трамбовщик» и «Качелька».
Заполнение технических паспортов моделей.
Тема 7. Датчик расстояния.
Знакомство с понятием датчика. Изучение датчика расстояния,
выполнение измерений в стандартных единицах измерения, исследование
чувствительности датчика расстояния. Модификация уже собранных
моделей с использованием датчика рас-стояния, изменение поведения
модели. Разработка моделей «Голодный аллигатор» и «Умная вертушка» с
использованием датчика расстояния, сравнение моделей. Соревнование
роботов «Кто дольше». Дополнение технических паспортов моделей.
Тема 8. Датчик наклона.
Знакомство
с
датчиком
наклона.
Исследование
основных
характеристик датчика наклона, выполнение измерений в стандартных
единицах измерения, заполнение таблицы. Разработка моделей с
использованием датчика наклона: «Самолет», «Умный дом: автоматическая
штора». Заполнение технических паспортов моделей.
II РАЗДЕЛ. «Я программирую»
В ходе изучения тем раздела «Я программирую» полученные знания,
умения, навыки закрепляются и расширяются, повышается сложность
конструируемых моделей за счет сочетания нескольких видов механизмов и
усложняется поведение модели. Основное внимание уделяется разработке и
модификации основного алгоритма управления моделью.
Тема 1. Алгоритм.
Знакомство с понятием алгоритма, изучение основных свойств
алгоритма. Знакомство с понятием исполнителя. Изучение блок-схемы как
способа записи алгоритма. Знакомство с понятием линейного алгоритма, с
понятием команды, анализ составленных ранее алгоритмов поведения
моделей, их сравнение.
Тема 2. Блок "Цикл".
Знакомство с понятием цикла. Варианты организации цикла в среде
программирования LEGO. Изображение команд в программе и на схеме.
Сравнение работы блока Цикл со Входом и без него. Разработка модели
«Карусель», разработка и модификация алгоритмов управляющих
поведением модели. Заполнение технического паспорта модели.
Тема 3. Блок "Прибавить к экрану".
Знакомство с блоком «Прибавить к экрану», обсуждение возможных
вариантов применения. Разработка программы «Плейлист». Модификация
модели «Карусель» с изменение мощности мотора и применением блока
«прибавить к экрану».
Тема 4. Блок "Вычесть из Экрана".
Знакомство с блоком «Вычесть из экрана», обсуждение возможных
вариантов применения. Разработка модели «Ракета». Заполнение
технического паспорта модели.
Тема 5. Блок "Начать при получении письма".
12
Знакомство с блоками «Отправить сообщение» и «Начать при
получении письма», исследование допустимых вариантов сообщений,
прогнозирование результатов различных испытаний, обсуждение возможных
вариантов применения этих блоков. Разработка модели «Кодовый замок».
Заполнение технического паспорта модели.
III РАЗДЕЛ. «Я создаю»
В ходе изучения тем раздела «Я создаю» упор делается на развитие
технического творчества обучающихся посредством проектирования и
создания ими собственных моделей, участия в выставках творческих
проектов.
Тема 1. Разработка модели «Танцующие птицы».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели.
Тема 2. Свободная сборка.
Составление собственной модели, составление технологической карты
и технического паспорта модели. Разработка одного или нескольких
вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита модели.
Сравнение моделей. Подведение итогов.
Тема 3. Творческая работа «Порхающая птица».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели.
Развитие модели: создание отчета, презентации, придумывание сюжета для
представления модели, создание и программирование модели с более
сложным поведением.
Тема 4. Творческая работа «Футбол».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели
«Нападающий». Обсуждение элементов модели, конструирование,
разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического
паспорта модели «Вратарь». Рефлексия (измерения, расчеты, оценка
возможностей модели).
Организация футбольного турнира – соревнования в сборке моделей
«Нападающий» и «Болельщики», конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели
«Ликующие болельщики». Подведение итогов.
Тема 5. Творческая работа «Непотопляемый парусник».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели
«Непотопляемый парусник». Развитие модели: создание отчета, презентации,
придумывание сюжета для представления модели, создание и
программирование модели с более сложным поведением.
Тема 6. Творческая работа «Спасение от великана».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели
13
«Спасение от великана», придумывание сюжета для представления модели
(на примере сказки Ш. Перро «Мальчик с пальчик»).
Тема 7. Творческая работа «Дом».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта моделей
«Дом», «Машина». Знакомство с понятием маркировка. Разработка и
программирование моделей с использованием двух и более моторов.
Придумывание сюжета, создание презентации для представления
комбинированной модели «Дом» и «Машина».
Тема 8. Маркировка: разработка модели «Машина с двумя моторами».
Повторение понятия маркировка, обсуждение элементов модели,
конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение
технического паспорта модели «Машина с двумя моторами».
Тема 9. Разработка модели «Кран».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Кран»,
сравнение управляющих алгоритмов.
Тема 10. Разработка модели «Колесо обозрения».
Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись
управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели
«Колесо обозрения»
Тема 11. Творческая работа «Парк аттракционов».
Составление собственной модели, составление технологической карты
и технического паспорта модели. Разработка одного или нескольких
вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита модели.
Сравнение моделей. Подведение итогов.
Тема 12. Конкурс конструкторских идей.
Создание и программирование собственных механизмов и моделей с
помощью набора LEGO, составление технологической карты и технического
паспорта модели, демонстрация и защита модели. Сравнение моделей.
Подведение итогов.
Основные
принципы
обучения
с
комплектом
учебных
материалов LEGO WeDo 2.0:
Мотивирует обучающихся на практическое изучение естественнонаучных тем: физических явлений, животной жизни, планеты земля,
космического пространства.
Развитие инженерных и исследовательских компетенций: ведения
научно-исследовательской деятельности, постановки вопросов, анализа,
оценки и интерпретации полученных данных, коммуникативных
компетенций.
Интеграция ИКТ в учебный процесс.
Проекты могут быть использованы для работы с учениками любого
уровня подготовки.
14
Интегрированные инструменты документирования позволяют вести
простые и понятные электронные тетради обучющихся.
Комплект учебных материалов WeDo 2.0 позволяет проводить
увлекательную проектную деятельность с обучающимися, используя их
навыки проектирования, конструирования и программирования. Входящие в
Комплект проекты наглядно демонстрируют ученикам принципы различных
технологий, физических законов или природных явлений. Комплект
включает в себя материалы для реализации 17 проектов по физике, биологии,
географии, исследованию космоса и инженерному проектированию, работа
над которыми в общей сложности может занять более 40 академических
часов.
В состав учебных материалов также входят инструменты оценки
успеваемости, идеи для дальнейшей работы над проектами и советы по
организации работы в классе.
Конструктор Lego Education Wedo 2.0 является обновленной и
улучшенной версией известного Lego Education Wedo 1.2. Базовое
программное обеспечение «Стартовые проекты Wedo 2.0» входит в комплект
набора. Собранные роботы теперь станут автономными, так как
микрокомпьютер использует протокол Bluetooth 4.0 для соединения с
компьютером или планшетом.
Конструктор Wedo 2.0 в совокупности с программным обеспечением
представляет собой готовое решение для развития научной деятельности,
навыков проектирования, абстрактного мышления и грамотности изложения.
Главное отличия от прошлой версии: автономность от компьютера, большее
кол-во деталей и бесплатное программное обеспечение.
Основные принципы обучения с Lego Education Wedo 2.0:
Исследование, моделирование и конструирование решений.
Вовлечение учеников в изучение предметов естественно-научного
цикла с помощью практико-ориентированного подхода.
Развитие базовых навыков программирования и алгоритмического
мышления.
Развитие навыков совместной работы, коммуникативных и
презентационных компетенций, с умения аргументированно представить
свою точку зрения.
Развитие критического мышления, навыков поиска решений
поставленных задач.
Выполнение проектов состоит из трех этапов:
1. Исследование. Ознакомление с научной или инженерной проблемой,
определение направления исследований и рассмотрение возможных
вариантов решения.
2. Создание. Сборка, программирование и модифицирование моделей.
Проекты могут относиться к одному из трех типов: исследование,
проектирование и использование роботов.
15
3. Обмен результатами. Обучающиеся представляют и объясняют свои
решения, используя модели LEGO и документ с результатами исследований,
созданный с помощью встроенного инструмента документирования.
В каждом проекте используется мотор и один из датчиков.
Тематическое планирование (1 год обучения)
№
занятия
Количество
часов
I РАЗДЕЛ. «Я КОНСТРУИРУЮ»
8
1
Введение. Мотор и ось.
1
2
Зубчатые колеса.
1
3
Коронное зубчатое колесо.
1
4
Шкивы и ремни.
1
5
Червячная зубчатая передача.
1
6
Кулачковый механизм
1
7
Датчик расстояния
1
8
Датчик наклона.
1
II РАЗДЕЛ. «Я ПРОГРАММИРУЮ»
5
1
Алгоритм.
1
2
Блок "Цикл".
1
3
Блок "Прибавить к экрану".
1
4
Блок "Вычесть из Экрана".
1
5
Блок "Начать при получении письма".
1
III РАЗДЕЛ. «Я СОЗДАЮ»
17
1
Разработка модели «Танцующие птицы».
1
2
Свободная сборка.
1
3
Творческая работа «Порхающая птица».
1
4-6 Творческая работа «Футбол».
3
7
Творческая работа «Непотопляемый парусник».
1
8
Творческая работа «Спасение от великана».
1
9
Творческая работа «Дом».
1
10 Маркировка: разработка модели «Машина с двумя моторами».
1
11 Разработка модели «Кран».
1
12-13 Разработка модели «Колесо обозрения».
1
14-15 Творческая работа «Парк аттракционов».
2
16-17 Конкурс конструкторских идей.
1
ИТОГО
30
Тема занятия
Тематическое планирование (2 год обучения)
№ п/п
1
2
3
Тема занятия
Знакомство с конструктором и программой.
Улитка – фонарик.
Вентилятор.
Количество
часов
1
1
1
16
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Движущийся спутник.
Робот – шпион.
Мало-научный вездеход.
Датчик перемещения и датчик наклона Майло.
Совместная работа с другими вездеходами.
Робот – тягач.
Гоночный автомобиль.
Метаморфозы. Лягушка.
Модель пчелы, летающей вокруг цветка.
Хищник и жертва. Крокодил.
Насекомые. Богомол.
Насекомые. Светлячок.
Экстремальная среда обитания. Динозавр.
Пресмыкающиеся. Змея.
Мост для животных.
Паводковый шлюз.
Десантирование и спасение. Вертолёт.
Перемещение материалов. Автопогрузчик.
Грузовик для переработки отходов.
Очиститель моря. Сортировщик мусора.
Роботизированная рука.
Подъёмный кран.
Симулятор землетрясения.
Предупреждение об опасности. Система предупреждения.
Исследование космоса. Космический вездеход.
Мой проект.
ИТОГО
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
30
Формы контроля
Итоговые проекты обучающихся участвуют в робототехнических
соревнованиях между собой, конкурсах, выставках технического творчества.
В завершении каждого года обучения предусмотрено представление
собственного проекта.
В рамках учебного плана каждого года особо выделены часы,
используемые для разработки и подготовки роботов по собственным
проектам.
Примерные направления соревнований:
Соревнования в процессе непосредственного противоборства.
Требования к моделям – прочность конструкции, достаточная мощность и
маневренность, понимание физических принципов поведения движущегося
механизма.
17
Соревнования на выполнение игровой ситуации. Требование к
конструкции – подвижность, согласованность движений, оперативность и
развитость управленческого алгоритма.
Соревнования в преодолении сложной и естественной геометрии
трассы. Требование к конструкции – реализация сложной (слабо
предсказуемой, адаптивной) траектории движения механизма.
Реализация собственных проектов в практической категории.
Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение
Для достижения прогнозируемых результатов необходимы следующие
ресурсные компоненты:
Методическое
обеспечение
дополнительной
образовательной
программы предусматривает наличие следующих методических видов
продукции:
инструкции по сборке (в электронном виде CD);
книга для учителя (в электронном виде CD);
экранные видео лекции, видео ролики;
информационные материалы на сайте, посвященном данной
дополнительной образовательной программе;
Наборы конструкторов:
конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ 1.0 (LEGO Education WeDo
модели 2009580);
ресурсный набор LEGO Education WeDo;
конструктор LEGO® WeDo™ 2.0;
комплект учебных материалов LEGO Education WeDo 2.0 (2045300);
программное обеспечение LEGO Education WeDo v.1.2, комплект
занятий, книга для учителя;
ПК, фотоаппарат, видеокамера, мультимедиа;
Список литературы
1 Государство заинтересовано в развитии робототехники [Электронный
ресурс] – http://www.iksmedia.ru/news/5079059-Gosudarstvo-zainteresovano-vrazvit.html.
2.
Занимательная
робототехника
[Электронный
ресурс]
http://edurobots.ru/.
3. Образовательная робототехника [Электронный ресурс] http://robot.edu54.ru/constructors/53.
4. ПервоРобот LEGO® WeDo™ Книга для учителя [Электронный
ресурс].
5. Роботы. Образование. [Электронный ресурс] - http://фгос-игра.рф.
6. LEGO® WeDo™ 2.0. Книга для учителя [Электронный ресурс]
18
