Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Зиминский лицей» Заместитель директора по научно-методической работе

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Зиминский лицей»
СОГЛАСОВАНО
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по научно-методической работе
Директор МБОУ «Зиминский лицей»
_____________________________ Е.А.Семахина
_____________________ Т.Н.Диагенова
«___»___________ 2014 г., протокол НМС № __
Протокол № ____ от «___»_______ 2014 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
элективного курса «Робототехника»
для 7-8 классов базового уровня
Разработчик: Карелина Татьяна Александровна
Должность: учитель ОБЖ
Квалификационная категория: вторая
Программа рассмотрена на заседании ТОУ естественно-математических дисциплин
Протокол № ___ от «___»___________ 2014 г.
Руководитель ТОУ ___________________ /Мутовина Е.Л./
Зима 2014
Пояснительная записка
Рабочая программа элективного курса «Робототехника» составлена с использованием Интернет-ресурсов по робототехнике, материалов
книги С.А. Филиппова «Робототехника для детей и родителей», а также авторской программы элективного курса «Программирование в
робототехнике» (автор – О. Г. Копытова, 2013г., М.)
Основным содержанием организации деятельности элективного курса является постепенное усложнение занятий от технического
моделирования до сборки и программирования роботов.
Актуальность элективного курса заключается в том, что она направлена на формирование творческой личности живущей в современном
мире. Технологические наборы LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 ориентированы на изучение основных физических принципов и базовых
технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств.
Цель курса: развитие творческих способностей обучающихся в процессе конструирования и проектирования.
Задачи:
Обучающие:
- дать первоначальные знания по устройству робототехнических устройств;
- научить основным приемам сборки и программирования робототехнических средств;
- сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;
- ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами необходимыми при конструировании робототехнических средств.
Воспитывающие:
- формировать творческое отношение по выполняемой работе;
- воспитывать умение работать в коллективе.
Развивающие:
- Развивать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе создания моделей и проектов, образное и
техническое мышление, мелкую моторику, речь учащихся в процессе анализа проделанной работы.
На занятиях используются конструктор LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 с программным обеспечением ПервоРобот (CD-R диск с визуальной
средой программирования NXT-G).
Используя персональный компьютер или ноутбук с ПО NXT-G, LEGO-элементы из конструктора ученики могут конструировать
управляемые модели роботов. Загружая управляющую программу в специальный LEGO-компьютер NXT и присоединяя его к модели робота,
робот функционирует автономно. NXT работает независимо от настольного компьютера, на котором была написана управляющая программа;
получая информацию от различных датчиков и обрабатывая ее, он управляет работой моторов.
Итогом данного курса должны стать созданные учениками собственные автоматизированные модели, программы, защита проектов.
Элективный курс «Робототехника» рассчитан на обучающихся 7-8 классов: в 7 классе – 17 часов, 8 классе – 26 часов.
Требования к уровню подготовки учащихся
В результате изучения содержания программы обучающиеся должны
знать/понимать:
 правила техники безопасности при работе в кабинете информатики
 основные соединения деталей LEGO конструктора;
 конструкцию и функции микрокомпьютера NXT;
 возможные неисправности и способы их устранения;
 особенности языка программирования NXT-G;
 основные алгоритмические конструкции и уметь использовать их для построения алгоритмов;
 знать основные типы данных и формы их представления для обработки на компьютере;
 понимать назначение подпрограмм;
 чем отличается ввод и вывод данных;
уметь:
 выдвигать идеи в технологии «мозгового штурма» и обсуждать их;
 создавать действующие модели роботов отвечающих потребностям конкретной задачи;
 использовать в конструировании ременную и зубчатую передачи;
 с помощью датчиков управлять роботами;
 уметь записывать на языке программирования NXT-G алгоритм решения учебной задачи и отлаживать ее.
 планировать, тестировать и оценивать работу сделанных ими роботов;
 объяснять сущность алгоритма, его основных свойств, иллюстрировать их на конкретных примерах алгоритмов;
 определять возможность применения исполнителя для решения конкретной задачи по системе его команд;
Содержание тем элективного курса
1.
Введение в робототехнику
Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа. Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных
роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника.
2.
Конструкторы компании ЛЕГО
Информация о имеющихся конструкторах компании ЛЕГО, их функциональном назначении и отличии, демонстрация имеющихся в арсенале
школы наборов
3.
Знакомимся с набором Lego Mindstorms NXT 2.0
Знакомимся с набором Lego Mindstorms NXT 2.0. Датчики конструкторов LEGO на базе компьютера NXT (презентация), аппаратный и
программный состав конструкторов LEGO на базе компьютера NXT (презентация), сервомотор NXT.
4.
Конструирование робота «Пятиминутка»
Практика. Собираем первую модель робота «Пятиминутка» по инструкции.
5.
Сборка робота «Линейный ползун»
Краткое изучение программного обеспечения, изучение среды программирования и управления.
Собираем робота "Линейный ползун": модернизируем собранного на предыдущем уроке робота "Пятиминутку" и получаем "Линейного
ползуна".
Загружаем готовые программы управления роботом, тестируем их, выявляем сильные и слабые стороны программ, а также регулируем
параметры, при которых программы работают без ошибок.
6.
Программирование робота «Линейный ползун»
Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий из 4-5 блоков
7.
Конструирование трехколесного робота
Создание и тестирование "Трёхколёсного робота".
У этого робота ещё нет датчиков, но уже можно писать средние по сложности программы для управления двумя серводвигателями.
8.
Сборка и программирование робота «Бот-внедорожник»
Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5
штук. (более сложная программа).
Собираем и программируем "Бот-внедорожник".
9.
Тестирование
10-15.Конструируем робота к муниципальным соревнованиям
Самостоятельный поиск и создание конструкции робота, которая сможет выполнять задания соревнований.
16-19.Разработка проектов по группам.
20. Свободный урок. Сбор готовой модели на выбор.
Сбор и исследование одной из моделей роботов на выбор:

Гоночная машина - автобот - автомобиль с возможностью удалённого управления и программирования его для движения по линиям на
полу.

Бот с ультразвуковым датчиком - 4-х колёсный робот с интеллектуальной программой, принимающей решение, куда ехать при наличии
препятствия.

Бот с датчиком касания - 4-х колёсный робот с программой, использующей датчик касания в качестве инструмента для определения
препятствий.

Бот с датчиком для следования по линии - робот, программа которого настроена на его движение по чёрной линии.

Бот стрелок - простейший робот, стреляющий в разные стороны шариками.
Цель: Закрепить навыки конструирования по готовым инструкциям. Изучить программы.
Ученикам необходимо собрать модели по инструкции. Загрузить имеющуюся программу. Изучить работу программы, особенности движения,
работы с датчиком и т.д. модели робота. Сделать соответствующие выводы.
21. Конструирование 4-х колёсного робота
Цель: собрать по инструкции робота, изучить его возможности и программу.
Необходимо выбрать одного из 9 имеющиеся конструкции МУЛЬТИБОТА.
Собираем робота по инструкции, загружаем программу, изучаем его поведение: запускаем, наблюдаем, тестируем. Меняем программу,
добиваемся изменения принципа работы робота. Меняем его конструкцию.
22. Контрольное тестирование
23-24. Сборка робота высокой сложности
Сборка робота АЛЬФАРЕКСА (ALFAREX) по инструкции
25. Программирование робота высокой сложности
Программирование робота АЛЬФАРЕКСА, подготовка к показательным выступлениям.
26. Показательное выступление
Демонстрация робота, запуск программы, показ возможностей движения, соревнования на скорость перемещения.
Тема урока
№
1
2
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
7 класс – 17 часов
Тип урока
Требования к уровню подготовки
Кол.
обучающихся
часов
Введение в робототехнику
Конструкторы компании ЛЕГО
1
1
3
Знакомимся с набором Lego
Mindstorms NXT 2.0
1
4
Конструирование робота
«Пятиминутка»
1
урок ознакомления Знать: Цели и задачи курса. Что такое
с новым
роботы, о соревнованиях роботов: Евробот,
материалом
фестиваль мобильных роботов, олимпиады
роботов. Спортивная робототехника.
урок ознакомления Знать: Информация о имеющихся
с новым
конструкторах компании ЛЕГО, их
материалом
функциональном назначении и отличии,
демонстрация имеющихся в арсенале школы
наборов
урок ознакомления Знать: содержание набора Lego Mindstorms
с новым
NXT 2.0.
материалом
Датчики конструкторов LEGO на базе
компьютера NXT (презентация), аппаратный
и программный состав конструкторов LEGO
на базе компьютера NXT (презентация),
сервомотор NXT.
Комбинированный
урок применения
знаний и умений
5
Сборка робота «Линейный ползун»
1
Уметь: Собирать первую модель робота
«Пятиминутка» по инструкции.
Знать: краткое изучение программного
обеспечения, изучение среды
программирования и управления.
Уметь: собрать робота "Линейный ползун":
модернизируя собранного на предыдущем
уроке робота "Пятиминутку" и получить
"Линейного ползуна".
Загружать готовые программы управления
роботом, тестировать их, выявлять сильные
Вид Дата Дата
контр по
по
оля плану факту
01.09
08.09
15.09
22.09
29.09
Комбинированный
6
Программирование робота
«Линейный ползун»
1
7
Конструирование трехколесного
робота
1
Комбинированный
урок применения
знаний и умений
8
Сборка и программирование робота
«Бот-внедорожник»
1
9
Тестирование
1
10
1
11
1
12
1
13
Конструируем робота к
муниципальным соревнованиям
1
14
1
15
1
1
16
Разработка проектов по группам.
17
1
Всего часов
17
урок обобщения и
систематизации
знаний
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
и слабые стороны программ, а также
регулировать параметры, при которых
программы работают без ошибок.
Уметь: разрабатывать программы для
выполнения поставленных задачи: несколько
коротких заданий из 4-5 блоков
Уметь: создавать и тестировать
"Трёхколёсного робота".
Уметь: Разработать программы для
выполнения поставленных задачи: несколько
коротких заданий. Количество блоков в
программах более 5 штук. (более сложная
программа).
Собирать и программировать "Ботвнедорожник"
06.10
13.10
20.10
тест
27.10
10.11
17.11
Уметь: самостоятельно найти и смастерить
конструкцию робота, которая сможет
выполнять задания олимпиады.
24.11
01.12
08.12
15.12
Уметь: Сформировать задачу на разработку
проекта группе учеников
22.12
29.12
8 класс – 26 часов
Тема урока
№
1
2
3
4
5
Введение в робототехнику
Конструкторы компании ЛЕГО
Знакомимся с набором Lego
Mindstorms NXT 2.0
Конструирование робота
«Пятиминутка»
Сборка робота «Линейный ползун»
Кол.
часов
1
1
1
Тип урока
урок ознакомления Знать: Цели и задачи курса. Что такое
с новым
роботы, о соревнованиях роботов: Евробот,
материалом
фестиваль мобильных роботов, олимпиады
роботов. Спортивная робототехника.
урок ознакомления Знать: Информация о имеющихся
с новым
конструкторах компании ЛЕГО, их
материалом
функциональном назначении и отличии,
демонстрация имеющихся в арсенале школы
наборов
урок ознакомления Знать: содержание набора Lego Mindstorms
с новым
NXT 2.0.
материалом
Датчики конструкторов LEGO на базе
компьютера NXT (презентация), аппаратный
и программный состав конструкторов LEGO
на базе компьютера NXT (презентация),
сервомотор NXT.
Вид Дата Дата
контр по
по
оля плану факту
01.09
08.09
15.09
Комбинированный
Уметь: Собирать первую модель робота
«Пятиминитука» по инструкции.
22.09
урок применения
знаний и умений
Знать: краткое изучение программного
обеспечения, изучение среды
программирования и управления.
Уметь: собрать робота "Линейный ползун":
модернизируя собранного на предыдущем
уроке робота "Пятиминутку" и получить
29.09
1
1
Требования к уровню подготовки
обучающихся
Комбинированный
6
Программирование робота
«Линейный ползун»
1
7
Конструирование трехколесного
робота
1
Комбинированный
урок применения
знаний и умений
8
9
Сборка и программирование робота
«Бот-внедорожник»
Тестирование
1
1
10
1
11
1
12
13
Конструируем робота к
муниципальным соревнованиям
1
1
14
1
15
1
16
Разработка проектов по группам.
1
урок обобщения и
систематизации
знаний
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
"Линейного ползуна".
Загружать готовые программы управления
роботом, тестировать их, выявлять сильные
и слабые стороны программ, а также
регулировать параметры, при которых
программы работают без ошибок.
Уметь: разрабатывать программы для
выполнения поставленных задачи: несколько
коротких заданий из 4-5 блоков
Уметь: создавать и тестировать
"Трёхколёсного робота"..
Уметь: Разработать программы для
выполнения поставленных задачи: несколько
коротких заданий. Количество блоков в
программах более 5 штук. (более сложная
программа).
Собирать и программировать "Ботвнедорожник"
06.10
13.10
20.10
тест
27.10
10.11
17.11
Уметь: самостоятельно найти и смастерить
конструкцию робота, которая сможет
выполнять задания олимпиады.
24.11
01.12
08.12
15.12
Уметь: Сформировать задачу на разработку
22.12
17
1
18
1
19
1
20
Сбор готовой модели на выбор.
1
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
комбинированный
проекта группе учеников.
29.12
.
12.01
19.01
Уметь: собрать и исследовать одну из
моделей роботов на выбор:
Гоночная машина - автобот - автомобиль с
возможностью удалённого управления и
программирование его для движения по
цветным линиям на полу
Бот с ультразвуковым датчиком - 4-х
колёсный робот с интеллектуальной
программой, принимающей решение куда
ехать при наличии препятствия.
Бот с датчиком касания - 4-х колёсный
робот с программой, использующей датчик
касания в качестве инструмента для
определения препятствий.
Бот с датчиком для следования по линии робот, программа которого настроена на его
движение по чёрной линии. Бот стрелок простейший робот, стреляющий в разные
стороны шариками.
Цель: Закрепить навыки конструирования по
готовым инструкциям. Изучить программы.
Ученикам необходимо собрать модели по
инструкции. Загрузить имеющуюся
программу. Изучить работу программы,
особенности движения, работы с датчиком и
т.д. модели робота. Сделать
соответствующие выводы.
26.01
комбинированный
21
Конструирование 4-х колёсного
робота
1
22
Контрольное тестирование
1
23
1
Сборка робота высокой сложности
24
25
26
1
Программирование робота высокой
сложности
Показательное выступление
Всего часов
1
1
26
02.02
Уметь: собрать по инструкции робота,
изучить его возможности и программу.
Необходимо выбрать одного из 9
имеющиеся конструкции МУЛЬТИБОТА по
этой ссылке.
Собираем робота по инструкции, загружаем
программу, изучаем его поведение:
запускаем, наблюдаем, тестируем. Меняем
программу, добиваемся изменения принципа
работы робота. Меняем его конструкцию.
тест
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок применения
знаний и умений
урок обобщения и
систематизации
знаний
Собираем робота АЛЬФАРЕКСА
(ALFAREX)
Инструкция по сборке робота АЛЬФАРЕКС
Программируем робота АЛЬФАРЕКСА,
готовимся к показательным выступлениям.
09.02
16.02
02.03
09.03
16.03
Список литературы
1. ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику. – LEGO MINDSTORMS Education, 2011.
2. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2013. 319 с.
3. http://lego.rkc-74.ru/
4. http://9151394.ru/?fuseaction=proj.lego
5. http://9151394.ru/index.php?fuseaction=konkurs.konkurs
6. http://www.lego.com/education/
7. http://www.wroboto.org/
8. http://www.roboclub.ru/
9. http://robosport.ru/