Методика изучения Робототехники в средней школе

Конструктор Lego предоставляет обучающимся возможность приобретать знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов

Сердцем системы является изобретение LEGO Educational Division автономный микрокомпьютер RCX, который можно программировать с помощью компьютера под управлением операционной системы Windows или Mac OS. RCX получает информацию от датчиков, обрабатывает ее, управляет моторами, лампочками и звуком

Программное обеспечение основано на весьма эффективном языке программирования LabVIEW Наглядный интерфейс позволяет постепенно «превращаться» из новичка в опытного пользователя

Собрав модель и подсоединив ее к компьютеру, можно составить программу для управления ею Специальный LEGO компьютер RCX позволяет модели функционировать независимо от настольного компьютера, на котором была написана управляющая программа

При наличии дополнительного оборудования к этому комплексу, обучающиеся получают возможности для выполнения естественно-научных исследований и приобретения различных знаний в связанных между собой дисциплинах

В процессе работы с конструктором обучающиеся знакомятся с ключевыми идеями, относящимися к информационным технологиям, узнают о самом процессе исследования и решения задач, получают представление о возможности разбиения задачи на более мелкие составляющие, о выдвижении гипотез и их проверке, как обходиться с неожиданными результатами

Использование конструктора Lego способствуют развитию конструкторских, инженерных и вычислительных навыков и проливают свет на многие вопросы, связанные с изучением естественных наук, информационных технологий и математики

Занятия можно разделить на блоки, каждый из которых посвящен разработке и исследованию определенного автоматизированного устройства имеющего аналог в действительности Учебный блок может объединять от двух до шести учебных занятий, количество которых зависит от сложности разрабатываемого робота

Формы проведения Проектная деятельность 5, 7, 8 классы – 17(34) ч., Факультатив 6 класс - 17(34) ч., Элективные курсы (предпрофильная подготовка) 7-8 классы – 34ч. Элективные курсы (профильная подготовка) 9-11 классы – 68ч.

Учебно-методический комплекс Теоретический модуль, Практический модуль, Конструктор Lego, Программное обеспечение

Работа с данным УМК предоставляет возможность обучающимся : изучения теоретической информации о конструкторе Lego, изучения возможностей конструирования и применения роботов, изучения возможностей и применения различных датчиков, использования механизмов для измерения скорости и направления движения, программирования в режиме конструирования и управления, создания собственной модели

Блоки занятий идеи в технологии «мозгового штурма» и их обсуждение; разработка модели робота; управление роботами с помощью датчиков; создание компьютерных программ; планирование, тестирование и оценка сконструированных роботов; обсуждение возможностей и способов улучшения результатов проделанной работы

Основными видами деятельности фиксирование информации об окружающем мире ; освоение лексики (определения, толкования); качественное построение, вербальное описание объекта моделирования, выбор переменных; построение информационной модели функционирования различных систем; интерпретация результатов моделирования; проектирование объектов реального мира; переход от виртуальной модели к натурной

Методы исследования Наблюдение, Сбор и анализ информации, Моделирование, Эксперимент, Тестирование, Определение количественных и качественных показателей эффективности созданной модели

Виды отчетности Зачетный практикум (описание и практическое выполнение практических заданий, связанных с изучением прикладного аспекта курса) Итоговый контроль в форме презентации собственного робота предназначенного для решения конкретной задачи

Практическое задание 6 Вам потребуется RCX автомобиль с двумя моторами. Присоедините оба мотора к Порту A. Выполняйте упражнения по шагам. Завершив каждый шаг, до перехода к следующему проверьте его на RCX, покажите программу товарищам. Напишите программу для рис. Составьте программу для мотора таким образом, чтобы он работал на самой высокой мощности и перемещал автомобиль в течение 4,5 с. Переключите один мотор на Порт C и запрограммируйте автомобиль, чтобы он двигался вперед в течение 4 с. Дополнительное задание Составьте программу вращения моторов в обратном направлении. Нарисуйте блок-схему своей программы. Что получилось в результате ее проверки?

ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА «ПРОГРАММИРУЕМ РОБОТА» (курс предпрофильной подготовки для обучающихся 8-х классов, 34 ч) для обучающихся 8-х классов, 34 ч)

Тематическое планирование Знакомство с конструктором Lego. Работа с интерактивным практикумом (объяснение нового материала,) -1 Основы программирования в ROBOLAB (работа с электронным учебником) - 2 Программирование, конструирование (практическая работа по группам)- 2 Программирование в режиме управления (практическая работа)- 3 Программирование в режиме конструирования (практическая работа) - 4 Конструирование робота с использование инструктивных карт из деталей конструктора (практическая работа по группам) -3

Проекты Проект 1 «Роботы, следующие заданной траектории» (деятельностный этап) - 2 Проект 1 «Роботы, следующие заданной траектории» (аналитико-деятельностный этап)- 3 Проект 1 «Роботы, следующие заданной траектории» (оценочно-рефлексивный этап)- 1 Конструирование робота для решения конкретных практических задач с использование инструктивных карт из деталей конструктора (практическая работа по группам)- 4 Проект 2 «Соревнование Роботов» (деятельностный этап) - 2 Проект 2 «Соревнование Роботов» (аналитико- деятельностный этап) -5 Проект 2 «Соревнование Роботов» (имитационно- игровой этап - соревнование)- 2

Учебный курс профильной подготовки для обучающихся 10-х классов с ориентацией на физико-математический и информационно-технологический профили (68 часов)

Знакомство с конструктором Lego Работа с интерактивным практикумом Настройка для работы среды ROBOLAB Основы программирования в ROBOLAB Программирование в режиме управления Программирование в режиме конструирования Помощник диск-жокея «Автомобиль» «Игровой автомат» Рисующие роботы Сборка модели Написание процедуры управления Программирование в режиме исследователь Тематическое планирование

Проект «Светофор» Проект «Шлагбаум» Проект «РОБОКРОСС» Проект «Робо-гонки» Проект «Роботы, следующие заданной траектории» Проект «Роботы искатели» Проект траектории «Перекрестки» Проект «Штрих-код» Проект «Шагающие роботы» Проект «Сумо» Проекты

Демонстрация лаборатории Робототехники