Робототехника

Пояснительная записка
Робототехника это создание и применение роботов, других средств
робототехники и основанных на них технических систем и комплексов
различного назначения.
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
«Робототехника» это один из интереснейших способов изучения компьютерных
технологий и программирования. Во время занятий обучающиеся научатся
проектировать, создавать и программировать роботов. Групповая работа над
практическими заданиями способствует глубокому изучению составляющих
современных роботов, а визуальная программная среда позволит легко и
эффективно изучить алгоритмизацию и программирование.
Программа "Робототехника" способствует подготовке подрастающего
поколения к полноценной работе в условиях глобальной информатизации всех
сторон общественной жизни. Робототехника является одним из важнейших
направлений научно - технического прогресса, в котором проблемы механики и
новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Наборы LEGO Education WeDo 2.0 ориентированы на изучение основных
физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех
современных конструкций и устройств. Содержание и структура программы
«Робототехника» направлена на формирование устойчивых представлений о
робототехнических
функционального

устройствах
назначения

как
и

едином
с

изделии

определенного

определенными

техническими

характеристиками
Новизна программы заключается в занимательной форме знакомства
обучающегося с основами робототехники, программирования микроконтроллеров
для роботов шаг за шагом, практически с нуля. Избегая сложных математических
формул, на практике, через эксперимент, обучающиеся постигают физические
процессы, происходящие в роботах, включая двигатели, датчики, источники
питания.
2

Актуальность данной программы обусловливается тем, что в современном
обществе

востребовано

развитие

широкого

кругозора,

том

числе

естественнонаучном направлении. Полученные на занятиях знания становятся для
учащихся необходимой теоретической и практической основой их дальнейшего
участия в техническом творчестве, выборе будущей профессии, в определении
жизненного пути. Овладев навыками сегодня, обучающиеся, смогут применить их
с нужным эффектом в дальнейшей трудовой деятельности. Данная программа
помогает раскрыть творческий потенциал обучающегося, определить его
резервные возможности, осознать свою личность в окружающем мире,
способствует формированию стремления стать мастером, исследователем,
новатором.
Цель

программы

–

формирование

обучающихся

интереса

техническому творчеству и развитие конструктивного мышления средствами
робототехники.
Задачи:
- сформировать представления о робототехнике, ее значении в жизни
человека, о профессиях связанных с изобретением и производством технических
средств;
- приобщать к научно – техническому творчеству;
- развивать умение постановки технической задачи, собирать и изучать
нужную информацию, находить конкретное решение задачи и материально
осуществлять свой творческий замысел;
-

развивать продуктивную деятельность (конструирование);
обеспечить

освоение

детьми

основных

приёмов

сборки

программирования робототехнических средств;
- обогащать словарный запас специальными терминами, развивать связную,
грамматически правильную диалогическую и монологическую речь.
Ожидаемые результаты учащихся:
Осуществление целей и задач программы предполагает получение
конкретных результатов:
3

В области воспитания:


формирование осознанного, уважительного и доброжелательного

отношения к другому человеку;


формирование коммуникативной компетентности в общении и

сотрудничестве со сверстниками в процессе разных видов деятельности;


формирование ответственного отношения к обучению, готовности и

способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию;


мотивация детей к познанию, творчеству и труду.

В области конструирования, моделирования и программирования:


освоение

теоретических

практических

основ

создания

робототехнических устройств;


порядок создания алгоритма программы действия робототехнических

средств;


представление продукта своей деятельности общественной публике;



разработка и конструирование творческие проекты робототехнических

конструкций.
Требования к уровню подготовки обучающихся:
Учащийся должен знать/понимать:
- правила безопасной работы;
- основные компоненты конструкторов LEGO;
-

конструктивные особенности

различных

моделей, сооружений и

механизмов;
-

компьютерную

среду,

включающую

себя

графический

язык

программирования;
- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
- основные приемы конструирования роботов;
- конструктивные особенности различных роботов;
- порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических
средств;
4

- применение созданных программ;
- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования
роботов

(планирование

предстоящих

действий,

самоконтроль,

применять

полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием
специальных элементов, и других объектов и т.д.);
Уметь:
- принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель;
- проводить сборку робототехнических средств, с применением LEGO WeDo
2.0 конструктора;
- создавать программы для робототехнических средств;
- прогнозировать результаты работы;
- планировать ход выполнения задания;
- рационально выполнять задание;
- руководить работой группы или коллектива;
- высказываться устно в виде сообщения или доклада;
- высказываться устно в виде рецензии ответа товарища;
-представлять одну и ту же информацию различными способами.
-создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных
элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
-создавать программы на компьютере для различных роботов;
-корректировать программы при необходимости;
С

целью

выявления

результатов

деятельности

на

начальном,

промежуточном и итоговом этапах обучения ведется диагностика эффективности
занятий, отслеживается результат развивающего воздействия занятий по
нескольким параметрам.
Используются следующие методы отслеживания результативности:
- педагогическое наблюдение;
- анализ результатов участия воспитанников в соревнованиях различного
уровня;
- защита проектов.
5

Формами подведения итогов реализации программы являются выставки,
фестивали и соревнования в группе и между объединениями ЦДТ.
Режим занятий.
Программа рассчитана на 1 год обучения (144 часа в год).
Длительность одного занятия: дети 7-14 лет – 45 минут.
Периодичность занятий – 2раза в неделю по 2 занятия.
Основные формы проведения занятий.
Занятия по данной программе можно вести как разно уровневые, то есть с
детьми различного уровня развития как интеллектуальных способностей, так и
навыков общения. Например, более подготовленные дети могут выбрать для
построения сложные модели, а менее подготовленные - модели более простые.
Это позволяет всем детям заниматься в детском объединении, независимо от
уровня их предварительной подготовки.
Методические особенности реализации программы предполагают сочетание
возможности

развития

индивидуальных

творческих

способностей

формирование умений взаимодействовать в коллективе, работать в группе.
Используются такие педагогические технологии как обучение в сотрудничестве,
проектные методы обучения, игровые, информационно-коммуникационные
технологии, здоровье сберегающие.
Обязательное условие на занятиях и соревнованиях - соблюдение правил
техники безопасности. Руководитель детского объединения должен строго
следить за соблюдением правил техники безопасности. На первом занятии ребята
знакомятся с этими правилами. К работе допускаются учащиеся, прошедшие
инструктаж. Промежуточный инструктаж по технике безопасности проводится
индивидуально при переходе от одного вида работ к другому.
На занятиях используются различные формы организации образовательного
процесса:
- фронтальные (беседа, лекция, проверочная работа);
- групповые (фестивали, соревнования);
6

-индивидуальные (инструктаж, разбор ошибок, индивидуальная сборка
робототехнических средств).
Методы организации занятий:
- словесные методы (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной
литературы);
-

наглядные

методы

(демонстрации

мультимедийных

презентаций,

фотографии);
- практические методы (конструирование);
- иллюстративно - объяснительные методы;
- репродуктивные методы;
- проблемные методы (методы проблемного изложения) дается часть
готового знания;
- поисковые (поиск различных решений поставленных задач);
- эвристические (частично-поисковые) большая возможность выбора
вариантов;
- исследовательские – дети сами открывают и исследуют знания;
- методы учебной работы под руководством педагога;
- методы самостоятельной учебной работы учащихся.
Материально-техническое оснащение образовательного процесса:
- Конструкторы LEGO Education WeDo 2.0;
- Демонстрационный видео и фотоматериал, презентации;
- Компьютер, медиапроектор, экран

Учебно – тематическое планирование
Один год обучения
Основы робототехники «LEGO Education WeDo 2.0»
№
пп

Общее
Количество
часов

Наименование темы

Теоретические
занятия

Практические
занятия

Инструктаж
по
технике 2
безопасности.
Применение
роботов
в
современном мире
Знакомство с конструктором
4
ЛЕГО-WEDO
Датчики и моторы
2

Управление датчиками и 2
моторами
при
помощи
программного обеспечения
WeDo.
ROBO-конструирование
4

Зубчатые колѐса

Понижающая
передача
Повышающая
передача
Перекрѐстная
передача.

зубчатая 4

ременная

Снижение
и
увеличение 4
скорости
Коронное зубчатое колесо
4

Червячная зубчатая передача

Кулачок и рычаг

Составление программ для 12
моделей
Блок «Начать при получении
4
письма»
Работа
с
комплектами
заданий
«Забавные
механизмы»
Танцующие птицы
4

2
3
4

8
9
10

Умная вертушка

Обезьянка-барабанщица

Работа
с
комплектами
заданий «Звери»
. Голодный аллигатор

. Рычащий лев

Порхающая птица

Работа
с
комплектами
заданий «Футбол»
Нападающий

Вратарь

Ликующие болельщики

Работа
с
комплектами
заданий «Приключения»
Спасение самолѐта

Спасение от великана

Непотопляемый парусник

Сборка групповой модели
Нападающий и Вратарь
Сборка групповой модели
Защита робота
Управление
несколькими
Моделями (3- 4) с одного
компьютера.
Составление
собственного
творческого проекта.
ИТОГО:

144

109

29
30

Тематический план
Основы робототехники «LEGO Education WeDo 2.0»
Тема 1. Правила техники безопасности. Введение.
Инструктаж по ТБ. Правила поведения при работе за компьютером.
Содержание и

задачи предмета

«Конструирование LEGO-WeDo».

Организация труда и оборудование рабочего места ученика. Правила поведения
учащихся в кабинете технологии. Правила электро- и пожарной безопасности
Тема 2. Знакомство с конструктором ЛЕГО-WEDO, Распакуйте каждый
конструктор 9686 WeDo Construction Set. Сложите элементы в контейнер.
Тема 3. Датчики и моторы. Что делает мотор? Что делает датчик?
Устройство принцип действия и их назначение.
Тема 4. Управление датчиками и моторами при помощи программного
обеспечения WeDo.
Тема 5. ROBO-конструирование. Знакомство с программированием ведение
понятия линейного алгоритма, циклический алгоритм. Познакомиться с блоком
цикл

на

примере

программ,

как

программировать

робототехническую

конструкцию.
Тема 6. Зубчатые колѐса. познакомить учащихся с понятием механической
передачи и еѐ видами. Понятие механическая передача вычислять передаточное
отношение зубчатых колес. Создавать робота с использованием этих колес.
Тема 7. Понижающая зубчатая передача. Как собрать такой вид передачи,
рассчитать передаточное число оборото механизма данного устройства.
Создавать робота с использованием зубчатых передач.
Тема 8. Повышающая зубчатая передача. Как собрать такой вид передачи,
рассчитать передаточное число оборото механизма данного устройства.
зубчатая передача. Создавать робота с использованием зубчатых передач.
Тема 9. Перекрѐстная и ременная передача. Как собрать такой вид передачи,
Рассчитать передаточное число оборото механизма данного устройства.
Создавать робота с использованием ременных передач.
10

Тема 10. Снижение и увеличение скорости. Как собрать такой вид передачи,
Рассчитать передаточное число оборото механизма данного устройства.
Создавать робота с использованием снижение и увеличение скорости. Тема
11. Коронное зубчатое колесо. Как собрать такой вид передачи, Рассчитать
передаточное число оборото механизма данного устройства.
Создавать робота с использованием коронного зубчатого колеса.
Тема 12. Червячная зубчатая передача. Как собрать такой вид передачи,
Рассчитать передаточное число оборото механизма данного устройства.
Создавать робота с использованием червячной зубчатой передачей.
Тема 13. Кулачок и рычаг. Кривошипы, рычаги, сцепления, устойчивость,
длина шага, возвратно-поступательное движение. Знать принципы построения и
уметь разрабатывать и создавать шагающий механизм, способный преодолевать
крутые холмы и бездорожье.
Тема 14. Составление программ для моделей. Понятие «программа»,
«алгоритм». Алгоритм движения робота, вперед-назад, и пр. Понятие «среда
программирования»,

«логические

блоки».

Показ

написания

простейшей

программы для робота Написание программы для движения через меню
контроллера. Запуск и отладка программы. Написание других простых программ
на выбор учащихся и их самостоятельная отладка.
Тема 15. Блок «Начать при получении письма». Написание программы для
движения через меню контроллера начать при получении письма. Запуск и
отладка программы. Написание других простых программ на выбор учащихся и
их самостоятельная отладка.
Тема 16. Танцующие птицы. Уметь конструировать и собирать механизм,
приводящий в движение модель Танцующие птицы. Написание программы для
движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 17. Умная вертушка. Уметь конструировать и собирать механизм,
приводящий в движение модель. Умная вертушка. Написание программы для
движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы
11

Тема 18. Обезьянка-барабанщица. Уметь конструировать и собирать
механизм, приводящий в движение модель. Обезьянка-барабанщица. Написание
программы для движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 19. Голодный аллигатор. Уметь конструировать и собирать механизм,
приводящий в движение модель. Голодный аллигатор. Написание программы для
движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 20. Рычащий лев. Уметь конструировать и собирать механизм,
приводящий в движение модель. Рычащий лев. Написание программы для
движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 21. Порхающая птица. Уметь конструировать и собирать механизм,
приводящий в движение модель. Порхающая птица. Написание программы для
движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 22. Нападающий. Уметь конструировать и собирать механизм,
приводящий в движение модель. Нападающий. Написание программы для
движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 23. Вратарь. Уметь конструировать и собирать механизм, приводящий
в движение модель. Вратарь. Написание программы для движения через меню
контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 24. Ликующие болельщики. Уметь конструировать и собирать
механизм, приводящий в движение модель. Ликующие болельщики. Написание
программы для движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 25. Спасение самолѐта. Уметь конструировать и собирать механизм,
приводящий в движение модель. Спасение самолѐта. Написание программы для
движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 26. Спасение от великана. Уметь конструировать и

собирать

механизм, приводящий в движение модель. Спасение от великана. Написание
программы для движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 27. Непотопляемый парусник. Уметь конструировать и собирать
механизм, приводящий в движение модель. Непотопляемый парусник. Написание
программы для движения через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
12

Тема 28. Сборка групповой модели Нападающий и Вратарь. Уметь
конструировать и собирать механизм, приводящий в движение модель. Сборка
групповой модели Нападающий и Вратарь. Написание программы для движения
через меню контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема 29. Сборка групповой модели Защита робота. Уметь конструировать и
собирать механизм, приводящий в движение модель. Сборка групповой модели
Защита робота. Написание программы для движения через меню контроллера.
Запуск и отладка программы.
Тема 30. Управление несколькими Моделями (3- 4) с одного Компьютера.
Уметь конструировать и собирать механизм, приводящий в движение модель.
Сборка групповой модели. Написание программы для движения через меню
контроллера. Запуск и отладка программы.
Тема

31.

Составление

собственного

творческого

проекта.

Уметь

конструировать и собирать свой собственный механизм, приводящий в движение
модель. Сборка групповой модели. Написание программы для движения через
меню контроллера. Запуск и отладка программы.

Список литературы
1. ПервоРобот LEGO WeDo. Книга для учителя. LEGO Group, 2009, - 175 с.,
2. Первые механизмы. Книга для учителя. LEGO Group, 2012, - 81с., ил.
3. Книга «Образовательная робототехника LEGO WeDo». Рабочая
тетрадь.
4. Рабочая тетрадь № 1. «Животный мир Robokids. Насекомые».
5. Схемы сборки «Животный мир Robokids. Насекомые».
6. Рабочая тетрадь № 2. «Животный мир Robokids. Животные».
7. Схемы сборки «Животный мир Robokids. Животные».
8. Техника/ П. Кент; Пер. с англ. А. В. Мясникова. – М.: РОСМЭНПРЕСС,
2013. – 48 с.: ил. – (Большая энциклопедия знаний)
9. Изобретения/ Гленн Мёрфи; пер.с англ. И. Е. Сацевича. – Москва:
АСТ, 2013. – 64с.: ил. (Моя первая энциклопедия).
10.Большая энциклопедия открытий и изобретений/Науч.-поп. издание
для детей. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2007. – 224 с.
11.Моя первая книга о технике: Науч.-поп. издание для детей. – М.: ЗАО
«РОСМЭН-ПРЕСС», 2005. – 95 с., ил.