Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Оборудование:
- базовый набор для изучения робототехники LEGO Mindstorms EV3 версии 45544 – 12 шт.;
- ресурсный набор LEGO Mindstorms EV3 версии 45560 – 6 шт.;
- программное обеспечение LEGO Mindstorms EV3 (групповая лицензия)
- персональный компьютер – 12 шт.;
- лазерный принтер – 1 шт.;
- мультимедиа проектор – 1 шт.
Официальные документы и материалы, с учетом которых составлена программа
- Закон «Об образовании в Российской Федерации».
- Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. Требования к результатам освоения обучающимися основной образовательной программы основного общего образования.
- Образовательная программа основного общего образования МОУ «Гимназия № 6» г. Воркуты.
Ожидаемые л ичностные, метапредметные и предметные результаты изучения курса «Основы робототехники»
Личностные результаты. К личностным результатам освоения курса можно отнести:
- критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
- осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
- развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
- развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности;
- развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
- воспитание ответственности;
- начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с информатикой, программированием и робототехникой.
Метапредметные результаты.
Регулятивные универсальные учебные действия:
- формировать умение ставить цель, планировать достижение этой цели;
- самостоятельно или в сотрудничестве с товарищами и учителем ставить учебные задачи;
- планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
- проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
- осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
- адекватно воспринимать оценку товарищей и учителя;
- вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;
- оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.
- осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях.
Познавательные универсальные учебные действия:
- осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах учащегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;
- использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;
- ориентироваться на разнообразие способов решения задач;
- осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;
- проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;
- строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте;
- устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;
- моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в пространственно-графическую или знаково-символическую;
- синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;
- выбирать основания и критерии для сравнения, классификации объектов;
Коммуникативные универсальные учебные действия:
- аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;
- выслушивать собеседника и вести диалог;
- признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
- планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками — определять цели, функций участников, способов взаимодействия;
- осуществлять постановку вопросов — инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
- разрешать конфликты – выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;
- управлять поведением партнера — контроль, коррекция, оценка его действий;
- уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
- владеть монологической и диалогической формами речи.
Предметные результаты
По окончании обучения учащиеся должны
знать:
- правила безопасной работы с механическими устройствами;
- основные компоненты роботизированных программно-управляемых устройств;
- основные компоненты конструкторов LEGO Mindstorms EV3;
- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
- компьютерную среду визуального программирования роботов LEGO Mindstorms Education EV3;
- компьютерную среду визуального 3D моделирования Lego Digital Designer;
- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
- основные приемы конструирования роботов и управляемых устройств;
- конструктивные особенности различных роботов;
- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.;
- основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ.
уметь:
- демонстрировать технические возможности роботов;
- конструктивные особенности различных роботов;
- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов);
- создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
- использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач;
- создавать программы на компьютере для различных роботизированных устройств, корректировать программы при необходимости;
- работать с литературой, с журналами, с каталогами, изучать и обрабатывать информацию в Интернете;
- создавать действующие модели роботов на основе конструктора LEGO Mindstorms EV3.
Тематическое планирование
| № п.п. | Тема занятия | Теоретическая часть | Практическая часть | Коли-чество часов |
| 1. | Вводное занятие. Техника безопасности. | Понятие «робот», «робототехника». Применение роботов в различных сферах жизни человека, значение робототехники. Демонстрация готовых моделей роботов. | Знакомство с деталями и интерфейсом конструктора Lego Mindstorms EV3: контроллер, сервоприводы, соединительные кабели, датчики-касания, ультразвуковой, освещения и цвета, порты подключения. Прямое управление роботом. | 1 |
| 2. | Основы конструирования Lego Mindstorms. | Способы крепления деталей. Механическая передача. Передаточное отношение. | Сборка первого учебного робота | 2 |
| 3. | Программирование на модуле EV3. | Интерфейс приложения для программирования на EV3. | Знакомство с приложением для программирования на модуле EV3. | 1 |
| 4. | Ознакомление с визуальной средой программирования. | Понятие «среда программирования», «логические блоки». Демонстрация простейшей программы для робота. Понятие «программа», «алгоритм». Алгоритм движения робота по прямой. | Работа с интерфейсом программы LEGO MINDSTORMS Education EV3. Написание программы для перемещения робота по прямой. | 2 |
| 5. | Движение по кривой. | Линейные программы. Использование блока «Рулевое управление», понятие мощности. | Использование блока «Рулевое управление» для управления роботом. | 1 |
| 6. | Независимое управление моторами. | Понятие «независимого управления моторами», принципы его использования. | Использование блока «Независимое управление моторами» для управления роботом. | 1 |
| 7. | Управление средним мотором. | Блоки управления средними моторами. | Внесение изменений в конструкцию модели робота. Программирование робота на перемещение кубоида. | 2 |
| 8. | Использование датчика цвета. | Понятие яркости отраженного света. Знакомство с датчиком цвета. | Использование датчика цвета для остановки робота при обнаружении линии. | 2 |
| 9. | Ориентация робота в пространстве. | Знакомство с гироскопическим датчиком, правила работы с ним, принципы управления. | Использование гироскопического датчика для поворота на заданное количество градусов. | 1 |
| 10. | Использование ультразвукового датчика расстояния. | Знакомство с ультразвуковым датчиком. Измерение расстояния до препятствия. | Использование ультразвукового датчика для определения приближения к объекту. | 2 |
| 11. | Воспроизведение звука. | Понятие параллельного программирования. Выбор и подключение звукового файла для воспроизведения. | Использование многозадачности для перемещения робота и воспроизведения звука одновременно. | 1 |
| 12. | Использование датчика касания. | Знакомство с датчиком касания. | Создание и отладка программы с использованием датчика касания. | 1 |
| 13. | Циклические алгоритмы. | Понятие «цикл». Использование блока «цикл» в программе. | Создание и отладка программы с использованием блока цикла для повторения последовательности действий. | 2 |
| 14. | Движение вдоль линии. | Знакомство с алгоритмической структурой «Ветвление». Настройка датчика цвета. | Использование блока «Переключатель» для принятия решений в динамическом процессе на основании информации датчика цвета. | 2 |
| 15. | Кибернетика – наука об автоматическом управлении. | Алгоритмы управления. Релейный регулятор. Пропорциональный регулятор. | Движение по линии с одним датчиком освещенности. | 1 |
| 16. | Алгоритмы управления. | Движение по линии с двумя датчиками освещенности. | Программирование робота на движение по линии с двумя датчиками освещенности. | 2 |
| 17. | Алгоритмы управления. | Движение вдоль стенки. Пропорционально-дифференциальный регулятор. | Программирование робота на движение вдоль стенки. | 2 |
| 18. | Игры роботов. | Виды робототехнических соревнований. | Соревнования роботов. | 6 |
| 19. | Управление цветом. | Использование датчика цвета в режиме определения цвета «Измерение – Цвет». | Программирование робота на движение при определении различных цветов. | 2 |
| 20. | Шины данных. | Понятие шины данных, ее назначение. | Самостоятельный эксперимент с тремя типами шин данных. | 2 |
| 21. | Случайные числа. | Понятие «генератор случайных чисел». Использование блока «Случайное значение» для управления движением робота. | Использование блока случайной величины для перемещения робота со случайно выбранной скоростью и в случайно выбранном направлении. | 2 |
| 22. | Использование датчиков для управления мощностью моторов. | Освещенность, использование числового ввода параметров блока движения, измеренных с помощью датчиков. | Использование блоков датчика для управления мощностью моторов робота в динамическом режиме. | 2 |
| 23. | Измерительный прибор. | Отображение показаний ультразвукового датчика в режиме реального времени и их объединение с текстом. | Самостоятельный эксперимент с измерением угла наклона гироскопа. | 2 |
| 24. | Робот-преследователь. | Использование ультразвукового датчика для перемещения робота вперед при нахождении кубоида в указанном диапазоне. | Эксперимент с установкой блока диапазона в режим «Вне пределов». | 2 |
| 25. | Измерение скорости. | Конструирование формулы и расчет по произведенным измерениям. | Использование математического блока для расчета скорости. | 1 |
| 26. | Использование гироскопического датчика. | Использование гироскопического датчика для вращения. | Эксперимент со скоростью поворота, используя гироскопический датчик. | 1 |
| 27. | Сравнение величин. | Отношения «больше», «меньше» и «равно». | Использование датчика цвета в режиме «Измерение – Яркость отраженного света». Эксперимент с изменением режима блока «Сравнение» на «Больше чем». | 2 |
| 28. | Использование переменных. | Понятие переменной. Ввод значения переменной. | Использование переменной для хранения числа оборотов мотора. | 2 |
| 29. | Калибровка датчика цвета. | Способы калибровки датчика цвета. | Выполнение калибровки датчика цвета в режиме «Освещение». | 1 |
| 30. | Коммуникация роботов. | Переименование модуля EV3. Блок «Обмен сообщениями». | Установление соединения посредством Bluetooth между двумя модулями. Отправление сообщения от одного модуля EV3 другому. | 2 |
| 31. | Основы логики. | Логическое умножение. Логическое сложение. Таблицы истинности. | Эксперимент с логическими И/ИЛИ в условии. | 2 |
| 32. | Математика – дополнительные возможности. | Соотношение углов и сторон прямоугольно треугольника. | Использование принципов тригонометрии для управления движением робота. | 2 |
| 33. | Математика – дополнительные возможности. | Движение по окружности. Длина окружности. | Использование геометрических представлений для управления движением робота. | 2 |
| 34. | Математика – дополнительные возможности. | Математические операции в Lego Mindstorms EV3. | Использование математических операций для управления движением робота. | 2 |
| 35. | Массивы. | Понятие массива. Организация массива в EV3. | Считывание массива при помощи сочетания датчиков цвета и касания. | 4 |
| Защита проекта «Мой собственный уникальный робот» | Создание собственных роботов учащимися и их презентация. | 5 |
Литература для учащихся
1. Руководство пользователя ПервоРобот EV3 Lego mindstorms education.
2. Сайт разработчиков конструктора ПервоРобот EV3 Lego mindstorms education [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.mindstorms.su
3. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. С. А. Филиппов. СПб:Наука, 2013.
Литература для педагога
1. Руководство пользователя ПервоРобот EV3 Lego mindstorms education.
2. Сайт разработчиков конструктора ПервоРобот EV3 Lego mindstorms education [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.mindstorms.su
3. Овсяницкая Л.Ю. Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства / Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий. – Челябинск: ИП Мякотин И.В., 2014. – 204 с.
Приложение 2
Дата: 2019-02-19, просмотров: 369.