6. Программа по внеурочной деятельности. 1 год обучения

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
Рассмотрена на заседании
Утверждена
МО начальных классов
Директором МАОУ «НОШ № 1»
«____»_____________2013г.
____________ / А.И.Лячек
Протокол №_________
«____»____________2013г.
Руководитель МО: ________ / О.Е.Лебедева
Рабочая программа по внеурочной деятельности
по направлению «Образовательная робототехника»
1 год обучения
Кружок «ЛЕГОГРАД»
Срок реализации: 1 год
Возраст обучающихся: 6 – 9 лет
Составитель: Тыщенко О.В., учитель начальных классов
Магнитогорск
2013
1
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
Пояснительная записка.
Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является
их ориентация на результаты образования, причем они рассматриваются на основе
системно-деятельностного подхода.
Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь
тогда, когда они имеют деятельностью формы и способствуют формированию тех или
иных типов деятельности.
Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных
процессов. Чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит,
образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское
действие.
Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде LEGO,
которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты
LEGO, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную
образовательную концепцию.
Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и
постройке различных деталей
Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме
познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей
жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных
областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне
естественным.
Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие
самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с
большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце
урока увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими
же самими задачу.
Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и
точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию,
изучают принципы работы многих механизмов. Одна из задач курса заключается в том,
2
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
чтобы перевести уровень общения ребят с техникой «на ты», познакомить с профессией
инженера.
Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью;
его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных
моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ
управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Поэтому вторая
задача курса состоит в том, чтобы научить ребят грамотно выразить свою идею,
спроектировать ее техническое и программное решение, реализовать ее в виде модели,
способной к функционированию.
Внедрение разнообразных Лего-конструкторов во внеурочную деятельность детей
разного возраста помогает решить проблему занятости детей, а также способствует
многостороннему развитию личности ребенка.
Оборудование
Модели LEGO 9689 Наборa "Простые механизмы" познакомят учеников с
работой простых механизмов, таких как:

зубчатые колеса, или шестерни

колеса и оси

рычаги

шкивы
LEGO 9689 Набор "Простые механизмы" и комплект заданий к набору позволят
ученикам почувствовать себя юными учёными и инженерами, помогут им понять
принципы работы простых механизмов, с которыми мы сталкиваемся в повседневной
жизни. Разработанные материалы способствуют созданию в классе веселой, но вместе с
тем мотивирующей атмосферы, позволяющей развивать навыки творческого подхода к
решению задач, совместной выработки идей и командной работы. На занятиях ученики
получают первый опыт научного подхода к исследованиям, включающим в себя
наблюдение, осмысление, прогнозирование и критический анализ.
С помощью конструктора Перворобот LEGO WeDo 9580
модели, подключают их к ЛЕГО-коммутатору и
ученики строят Лего-
управляют ими посредством
компьютерных программ. В набор входят 158 элементов, включая USB ЛЕГО-
3
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
коммутатор, мотор, датчик наклона и датчик расстояния, позволяющие сделать модель
более маневренной и «умной».
Цели и задачи программы
Образовательные конструкторы позволяют учащимся работать в качестве юных
исследователей, инженеров, математиков и даже писателей, предоставляя им инструкции,
инструментарий и задания для межпредметных проектов.
Учащиеся собирают и программируют действующие модели, а затем используют
их для выполнения задач, по сути являющихся упражнениями из курсов естественных
наук, технологии, математики, развития речи.
Комплект заданий, технологические карты предоставляют
средства для
достижения целого комплекса образовательных целей.

Творческое мышление при создании действующих моделей.

Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы
модели.

Установление причинно-следственных связей.

Анализ результатов и поиск новых решений.

Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.

Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных
факторов.

Проведение систематических наблюдений и измерений.

Использование таблиц для отображения и анализа данных.

Построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.

Логическое мышление и программирование заданного поведения модели.

Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для
наглядности и драматургического эффекта.
Главной целью использования ЛЕГО-конструирования в системе дополнительного
образования является овладение навыками начального технического конструирования,
развитие мелкой моторики, координации «глаз-рука», изучение понятий конструкций и ее
основных свойствах (жесткости, прочности и устойчивости), развитие навыков
взаимодействия в группе.
4
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
Задачи программы «ЛЕГОГРАД»
Обучающие:
 ознакомление
с
комплектами
LEGO
наборa
конструктором Перворобот LEGO Wedo 9580
"Простые
механизмы",
с
ознакомление со средой
программирования LEGO WeDо;
 получение навыков программирования;
 развитие навыков решения базовых задач робототехники.
Развивающие:
 развитие конструкторских навыков;
 развитие логического мышления;
 развитие пространственного воображения.
Воспитательные:
 воспитание у детей интереса к техническим видам творчества;
 развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе,
малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении;
 развитие
социально-трудовой
компетенции:
воспитание
трудолюбия,
самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;
 формирование и развитие информационной компетенции: навыков работы с
различными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и
отбирать необходимую для решения учебных задач информацию.
 В процессе обучения используются разнообразные методы обучения.
Традиционные:
 объяснительно-иллюстративный метод (лекция, рассказ, работа с литературой и
т.п.);
 репродуктивный метод;
5
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
 метод проблемного изложения;
 частично-поисковый (или эвристический) метод;
 исследовательский метод.
Современные:
 метод проектов:
 метод обучения в сотрудничестве;
 метод взаимообучения.
Структура программы
Учащимся в возрасте от 6 до 9 лет предлагается двухуровневый образовательный
комплекс со взаимосвязью учебных и досуговых занятий как групповых, так и
индивидуальных.
Уровень первый «базовый» (1 год обучения) – познавательный, курс изучения
простых
механизмов, машин
на
основе
набора
«Простые
механизмы»,
основ
робототехники, простое программирование, конструировании и создании роботов на
основе конструктора LEGO WeDo.
Планируемые личностные и метапредметные результаты
освоения программы
1. Коммуникативные универсальные учебные действия:
 формировать умение слушать и понимать других;
 формировать и отрабатывать умение согласованно работать в группах и коллективе;
 формировать
умение
строить
речевое
высказывание
в
соответствии
с
поставленными задачами.
2. Познавательные универсальные учебные действия:
 формировать умение извлекать информацию из текста и иллюстрации;
6
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
 формировать умения на основе анализа рисунка-схемы делать выводы.
3. Регулятивные универсальные учебные действия:
 формировать умение оценивать учебные действия в соответствии с поставленной
задачей;
 формировать умение составлять план действия на уроке с помощью учителя;
 формировать умение мобильно перестраивать свою работу в соответствии с
полученными данными.
4. Личностные универсальные учебные действия:
 формировать учебную мотивацию, осознанность учения и личной ответственности;
 формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее
представление о моральных нормах поведения.
Принципы организации программы
Организация работы с продуктами LEGO Education базируется на принципе
практического обучения. Учащиеся сначала обдумывают, а затем создают различные
модели. При этом активизация усвоения учебного материала достигается благодаря тому,
что мозг и руки «работают вместе». При сборке моделей, учащиеся не только выступают в
качестве юных исследователей и инженеров. Они ещё и вовлечены в игровую
деятельность. Играя с роботом, школьники с лёгкостью усваивают знания из
естественных наук, технологии, математики, не боясь совершать ошибки и исправлять их.
Ведь робот не может обидеть ребёнка, сделать ему замечание или выставить оценку, но
при этом он постоянно побуждает их мыслить и решать возникающие проблемы.
Формы проведения занятий
Первоначальное использование конструкторов LEGO требует наличия готовых
шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап
обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей,
вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде.
7
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную
фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели. Недостаток
знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью
любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.
Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей. Традиционными
формами проведения занятий являются: беседа, рассказ, проблемное изложение
материала.
Основная
форма
деятельности
учащихся
–
это
самостоятельная
интеллектуальная и практическая деятельность учащихся, в сочетании с групповой,
индивидуальной формой работы школьников
Обучение с LEGO ВСЕГДА состоит из 4 этапов:

установление взаимосвязей

конструирование

рефлексия

развитие. [3]
На каждом из вышеперечисленных этапов учащиеся как бы «накладывают» новые
знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. [3]
Ожидаемые предметные результаты реализации программы
У обучающихся будут сформированы:
 основные понятия робототехники;
 основы алгоритмизации;
 умения автономного программирования;
 знания среды и основы программирования LEGO WeDu;
 умения подключать и задействовать датчики и двигатели;
 навыки работы со схемами.
Обучающиеся получат возможность научиться:
 собирать базовые модели роботов;
 составлять алгоритмические блок-схемы для решения задач;
8
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
 использовать датчики и двигатели в простых задачах;
 использовать датчики и двигатели в сложных задачах, предусматривающих
многовариантность решения;
 проходить все этапы проектной деятельности, создавать творческие работы.
Кроме того, одним из ожидаемых результатов занятий по данной программе
является участие школьников в различных в лего-конкурсах и олимпиадах по
робототехнике.
Условия для реализации программы
Для реализации программы необходимы следующие материально-технические
ресурсы:
 наборы конструкторов LEGO WeDo, наборы конструкторов LEGO «Простые
механизмы»;
 программное обеспечение конструктора LEGO Education WeDo, набора «Простые
механизмы»;
 компьютерная и вычислительная техника;
 разноцветная бумага, картон, ножницы;
 методическое обеспечение: презентации, обучающие пособия по конструированию
и программированию, обучающие видеоролики.
Тематический план
№ п/п
Из них
Кол-во
Наименование тем:
часов
теория
практика
2
1
1
12
4
8
1 год обучения
Введение
1
в
робототехнику
часов.
Инструктаж по технике безопасности.
Применение роботов в современном мире.
2
Набор
«Простые
механизмы».
9
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
Принципиальные
модели.
Основная
модель. Модель для решения задачи.
3
Творческие
задания.
Соревнование
«Катапульта».
3
-
3
13
3
10
32
4
28
4
1
3
66
13
53
Конструктор 9580 ПервоРобот LEGO
4
WeDo.
Знакомство с конструктором ЛЕГО WeDu.
5
6
Работа с комплектами заданий.
Творческая работа. Защита творческой
работы.
Итого часов по программе:
10
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
Календарно - тематическое планирование (1 год обучения, 66 часов)
Дата
№
Тема
Учебные цели
Кол–во
часов
1
Введение
в
робототехнику
часов.  Инструктаж по технике безопасности.
Инструктаж по технике безопасности.
1
 Применение роботов в современном мире: от детских игрушек, до
Применение роботов в современном серьезных научных исследовательских разработок.
мире.
2
 Демонстрация передовых технологических разработок, представляемых
Идея создания роботов.
История робототехники.
1
в Токио на Международной выставке роботов.
 История робототехники от глубокой древности до наших дней
3–5
Набор «Простые механизмы»
Зубчатые
колёса.
 Прогнозирование результатов различных испытаний.
3
Принципиальные  Подсчет зубьев на колесах и количества оборотов.
модели. Основная модель. Модель для  Изображение геометрических фигур.
решения задачи.
 Построение трехмерных моделей.
 Соблюдение заданного порядка процедуры проектирования.
 Определить, является ли зубчатое колесо цилиндрическим зубчатым
колесом или корончатой шестерней.
 Построить модель, которая повысит скорость вращения с помощью
11
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
зубчатой передачи.
 Построить модель, которая уменьшит скорость вращения с помощью
зубчатой передачи.
6–8
Набор «Простые механизмы»
«Колёса
и
оси».
 Прогнозирование результатов различных испытаний.
3
Принципиальные  Выполнение измерений в стандартных единицах измерения.
модели. Основная модель. Модель для  Построение трехмерных моделей.
решения задачи.
 Соблюдение заданного порядка процедуры проектирования.
 Изображение машин.
 Убедиться, что колесо и ось являются простыми
 механизмами.
 Изучить одиночную фиксированную ось.
 Изучить отдельные оси.
 Построить модель с колесами, которая легко поворачивается.
 Построить управляемую модель.
 Определить, где может возникнуть трение.
9-11
Набор «Простые механизмы»
«Рычаг».
Принципиальные
 Построение трехмерных моделей.
3
модели.  Соблюдение заданного порядка процедуры проектирования.
Основная модель. Модель для решения  Прогнозирование результатов различных испытаний.
12
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
 Выполнение измерений в стандартных единицах измерения.
задачи.
 Убедиться, что рычаг в виде стержня или рукоятки, который вращается
вокруг оси, может создавать нужное движение.
 Описать понятия: ось вращения, усилие и груз.
 Установить, что сила, создаваемая рычагом, зависит от взаимного
расположения оси вращения, груза и точки приложения силы.
 Определить, что такое рычаг первого рода.
12-14
Набор «Простые механизмы»
«Шкивы».
Принципиальные
 Построение трехмерных моделей.
модели.  Соблюдение
заданного
3
порядка
процедуры
проектирования.
Основная модель. Модель для решения Изображение машин и механизмов.
задачи.
 Прогнозирование результатов различных испытаний.
 Подсчет оборотов.
 Определить, что такое шкив.
 Построить модель, которая повысит скорость вращения с помощью
зубчатой передачи.
 Построить модель, которая уменьшит скорость вращения с помощью
зубчатой передачи.
 Расположить
шкивы
таким
образом,
чтобы
ведущий
шкив
поворачивался в одном направлении с ведомым шкивом.
13
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
 Убедиться, что скорость вращения одного шкива относительно другого
определяется размером шкивов.
15-17
Творческие
задания.
Соревнование  Самостоятельное
«Катапульта».
18
применение
знаний,
полученных
при
конструировании принципиальных и/или основных моделей.
Что такое робот. Виды современных Определение понятия «робота».
роботов. Соревнования роботов
3
1
Классификация роботов по назначению. Соревнования роботов.
Знакомство с основными составляющими частями среды конструктора.
19
Конструктор 9580 Перворобот LEGO  Знакомство детей с конструктором с ЛЕГО-деталями, с цветом ЛЕГОWeDo.
1
элементов, с формой ЛЕГО-деталей, которые похожи на кирпичики, и
Знакомство с конструктором LEGO вариантами их скреплений. Начало составления ЛЕГО-словаря.
WeDo.
 Выработка навыка различения деталей в коробке, умения слушать
инструкцию педагога.
20
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство с мотором.
WeDo.
1
 Построение модели, показанной на картинке.
14
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
 Выработка навыка поворота изображений и подсоединения мотора к
Мотор и ось.
ЛЕГО-коммутатору.
21
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство
детей
с
панелью
инструментов,
функциональными
1
командами; составление программ в режиме Конструирования.
WeDo.
Панель инструментов.
22
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство с зубчатыми колёсами.
1
 Построение модели, показанной на картинке.
WeDo. Зубчатые колёса.
 Выработка навыка запуска и остановки выполнения программы.
23
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство с понижающей и повышающей зубчатыми передачами.
1
WeDo. Понижающая зубчатая передача.  Построение модели, показанной на картинке.
 Выработка навыка запуска и остановки выполнения.
Повышающая зубчатая передача
 Понятие ведомого колеса.
24
Знакомство с конструктором LEGO  Структура и ход программы. Датчики и их параметры:
WeDo.
Управление
датчиками
и
моторами при помощи программного
1
-датчик поворота;
-датчик наклона.
обеспечения WeDo.
25
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство с перекрёстной и ременной передачей
1
15
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
WeDo.
Перекрёстная
и
ременная  Построение модели, показанной на картинке.
 Сравнение данных видов передачи.
передача.
26
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство со способами снижения и увеличения скорости.
WeDo.
Снижение
и
1
увеличение  Построение модели, показанной на картинке.
скорости
 Сравнение поведения шкивов в данном занятии и в занятиях
 «Ременная передача» и «Перекрёстная ременная передача».
27
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство с коронными зубчатыми колёсами.
1
WeDo. Коронное зубчатое колесо.
 Выработка навыка запуска и остановки выполнения программы.
Червячная зубчатая передача.
 Сравнение вращения зубчатых колёса в данном занятии с тем, как они
вращались в
предыдущих занятиях: «Повышающая зубчатая
передача» и «Понижающая зубчатая передача».
 Знакомство с червячной зубчатой передачей.
 Построение модели, показанной на картинке.
 Сравнение вращения зубчатых колёс в данном занятии с тем, как они
вращались
в
«Промежуточное
предыдущих
зубчатое
занятиях:
колесо»,
«Зубчатые
колёса»,
«Повышающая
зубчатая
передача», «Понижающая зубчатая передача» и «Коронное зубчатое
колесо».
16
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
28
Знакомство с конструктором LEGO  Кулачок.
WeDo. Кулачок и рычаг
Рычаг
как
простейший
механизм,
состоящий
из
1
перекладины, вращающейся вокруг опоры.
 Понятие «плечо груза». Построение модели, показанной на картинке.
29
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство с понятием «Цикл».
 Изображение команд в программе и на схеме.
WeDo.
Блок
1
«Цикл».
Блоки
«Прибавить
Экрану» и « Вычесть из Экрана».
к  Сравнение работы Блока Цикл со Входом и без него.
 Знакомство с данными блоками.
 Построение модели, показанной на картинке.
 Выработка навыка запуска и остановки выполнения программы.
30
Знакомство с конструктором LEGO  Знакомство с блоком «Начать при получении письма». Назначение
1
данного блока.
WeDo.
Блок «Начать при получении письма».
 Использование блока «Начать при получении письма» в качестве
«пульта дистанционного управления» для запуска другой программы,
или для одновременного запуска нескольких различных программ.
31- 38 Работа
с
комплектами
«Забавные механизмы».
заданий  Сборка и программирование действующей модели.
8
 Демонстрация модели.
1. Умная вертушка.
 Составление собственной программы, демонстрация модели.
2. Обезьянка-барабанщица.
 Использование модели для выполнения задач, по сути являющихся
17
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
3. Танцующие птицы
упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики,
4. Состязание роботов
развития речи.
 Закрепление
«Кто дольше?».
39 - 46 Работа
с
комплектами
заданий
«Звери».
навыка
соединения
деталей,
обучение
учащихся
расположению деталей в рядах в порядке убывания, развитие
ассоциативного
мышления,
развитие
умения
делать
прочную,
8
устойчивую постройку, умения работы в группе, умения слушать
1. Голодный аллигатор.
инструкцию педагога.
2. Рычащий лев.
3. Порхающая птица.
4. Творческая работа.
47-54
Работа
с
комплектами
заданий
8
«Футбол».
1. Нападающий.
2. Вратарь.
3. Ликующие болельщики.
4. Состязание роботов «Кто дальше?».
18
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Начальная общеобразовательная школа № 1» города Магнитогорска
55-62
Работа
с
комплектами
заданий
8
творческой
4
«Приключения»
1. Спасение самолёта.
2. Спасение от великана.
3. Непотопляемый парусник.
4. Творческая работа.
63-66
Составление
работы.
собственной
Демонстрация
и
защита
творческой работы. Подведение итогов.
19