Начальный уровень на базе наборов LEGO WEDO

Часа

Конструирование является одним из самых часто встречающихся видов развития мелкой моторики, а также речи, мышления, воображения, внимания, памяти, интеллекта у детей.

Конструктор LEGO Education WeDo представляет робототехнику начального уровня для детей от 5 лет. Набор в удобном пластиковом контейнере включает красочные строительные элементы, мотор, датчики движения и положения, USB коммутатор. ПО состоит из книги для учителя и блока занятий по разным темам: «Интересные механизмы», «Дикие животные», «Игра в футбол» и «Приключения».

Благодаря подробным схемам-инструкциям программы начинающие инженеры – сначала под руководством педагога, а затем самостоятельно – соберут своего первого робота и научатся управлять подвижной моделью.

Обучающиеся собирают и программируют действующие модели.

Комплект заданий WeDo предоставляет 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.

• 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.

Комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.

Цель: 

•   воспитание личности, обладающей технической грамотностью и креативностью мышления, развитие информационной компетентности обучающихся посредством моделирования, конструирования и программирования в специализированной среде.

Задачи:

•   обеспечивать комфортное самочувствие ребенка, формировать умение работать в группе;

•   вовлекать учащихся в проектную деятельность с использованием информационно-коммуникационных технологий;

•   помогать в освоении основ робототехники, конструирования, программирования, основных принципов механики;

•   знакомить с основами программирования в компьютерной среде моделирования;

•   развивать творческие способности и логическое мышление детей;

•   развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;

•   развивать умения работать по предложенным инструкциям, а также самостоятельно моделировать и конструировать;

•   формировать умение применять знания и мыслить логически, проводить исследования, создавать проекты и презентации итогов собственного труда;

•   формировать мотивацию к изучению наук естественнонаучного цикла: физики, астрономии, математики, информатики (основ теории управления, кибернетики, искусственного интеллекта, логики, алгоритмизации).

Начальный уровень состоит из трех основных разделов:

· «Я конструирую»

· «Я программирую»

· «Я создаю»

На первом этапе обучения необходимо:

· познакомить учащихся с различными видами соединения деталей;

· познакомить учащихся с принципами работы простейших механизмов и примерами их использования в простейших моделях;

· выработать умение читать технологическую карту заданной модели;

· выработать умение для готовой модели составлять технический паспорт, включающий в себя описание работы механизма;

· взаимодействовать в команде;

· познакомить учащихся с понятием программы и принципом программного управления моделью.

На этом уровне учащиеся приобретают необходимые знания, умения, навыки по основам конструирования, развивают навыки общения и взаимодействия в малой группе/паре.

На следующем этапе обучения полученные знания, умения, навыки закрепляются и расширяются, повышается сложность конструируемых моделей за счет сочетания нескольких видов механизмов и усложняется поведение модели. Основное внимание уделяется разработке и модификации основного алгоритма управления моделью.

На этом этапе обучения:

· учащиеся сочетают в одной модели сразу несколько изученных простейших механизмов; исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, задействуя в них свои модели;

· происходит закрепление навыков чтения и составления технического паспорта и технологической карты, включающие в себя описание работы механизма;

· учащиеся знакомятся с основами алгоритмизации, изучают способы реализации основных алгоритмических конструкций в среде программирования LEGO.

На последнем этапе обучения упор делается на развитие технического творчества учащихся посредством проектирования и создания учащимися собственных моделей, участия в выставках творческих проектов. При разработке проектов у школьников формируются следующие умения:

· умение составлять технологическую карту своей модели;

· умение продумать модель поведения робота, составить алгоритм и реализовать его в среде программирования LEGO;

· умение анализировать модель, выявлять недостатки в ее конструкции и программе и устранять их;

· умение искать перспективы развития и практического применения модели.

Вышеперечисленные этапы соответствуют концентрическому способу изложения материала, который предполагает периодическое возвращение учащихся к одному и тому же учебному материалу для все более детального и глубокого его освоения.

 

 

Учебно-тематический план

№ п\п	Наименование разделов и тем	Общее кол-во часов	в том числе
			теория	практика
1	«Я КОНСТРУИРУЮ»	24	9	15
2	«Я ПРОГРАММИРУЮ»	10	5	5
3	«Я СОЗДАЮ»	38	2	36
	Итого	72	16	56

Содержательная характеристика разделов

1 «Я конструирую» (24 часа)

Введение. Мотор и ось. Зубчатые колеса. Коронное зубчатое колесо. Шкивы и ремни. Червячная зубчатая передача. Кулачковый механизм. Датчик расстояния. Датчик наклона.

2 «Я программирую» (10 часов)

Алгоритм. Блок "Цикл". Блок "Прибавить к экрану". Блок "Вычесть из Экрана". Блок "Начать при получении письма".

3 «Я создаю» (38 часов)

Разработка модели «Танцующие птицы». Свободная сборка. Творческая работа «Порхающая птица». Творческая работа «Футбол». Творческая работа «Непотопляемый парусник». Творческая работа «Спасение от великана». Творческая работа «Дом».  Маркировка: разработка модели «Машина с двумя моторами». Разработка модели «Кран». Разработка модели «Колесо обозрения». Творческая работа «Парк аттракционов». Конкурс конструкторских идей.

Методы обучения

· Объяснительно-иллюстративный метод обучения

Учащиеся получают знания в ходе беседы, объяснения, дискуссии, из учебной или методической литературы, через экранное пособие в "готовом" виде.

· Репродуктивный метод обучения

Деятельность обучаемых носит алгоритмический характер, выполняется по инструкциям, предписаниям, правилам в аналогичных, сходных с показанным образцом ситуациях.

· Метод проблемного изложения в обучении

Прежде чем излагать материал, перед учащимися необходимо поставить проблему, сформулировать познавательную задачу, а затем, раскрывая систему доказательств, сравнивая точки зрения, различные подходы, показать способ решения поставленной задачи. Учащиеся становятся свидетелями и соучастниками научного поиска.

· Частичнопоисковый, или эвристический

метод обучения заключается в организации активного поиска решения выдвинутых в обучении (или самостоятельно сформулированных) познавательных задач в ходе подготовки и реализации творческих проектов.

· Исследовательский метод обучения

обучаемые самостоятельно изучают основные характеристики простых механизмов и датчиков, работающих в модели, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи, ведут наблюдения и измерения и выполняют другие действия поискового характера.

Формы и режим занятий

· В данной программе используется групповая форма организации деятельности учащихся на занятии. Занятия проводятся 1 раз в неделю длительностью 2 академических часа.

· Формы проведения занятий подбираются с учетом цели и задач, познавательных интересов и индивидуальных возможностей обучающихся, специфики содержания образовательной программы и возраста воспитанников: рассказ, беседа, дискуссия, учебная познавательная игра, мозговой штурм, и др.

· Выполнение образовательной программы предполагает активное участие в олимпиадах, конкурсах, выставках ученического технического творчества.

Основные виды деятельности

· Проектная деятельность;

· Работа в парах, в группах;

· Соревнования.

Формы работы, используемые на занятиях:

· лекция;

· беседа;

· демонстрация;

· практика;

· проектная деятельность.

 

Обучающиеся должны знать:

- правила безопасной работы;

- основные компоненты набора LEGO WEDO;

- работу основных механизмов и передач;

-конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

-самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;

Обучающиеся должны уметь:

- работать с программным обеспечением Lego Education WeDo;

- создавать модели по разработанной схеме;

- работать в паре и коллективе, эффективно распределять обязанности;

- рассказывать о постройке;

- излагать мысли в чёткой логической последовательности;

- уметь собирать роботов, используя различные датчики

Результативность выполнения программы:

- текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающихся практических заданий и тестовых работ;

- итоговый контроль реализуется в форме выставок и соревнований по робототехнике.

Дидактическое обеспечение программы представлено конспектами занятий и презентациями к ним.

Календарно-тематическое планирование

№ п/п	Дата		Тема	Содержание	Основные виды деятельности	Формы работы	Количество часов
	План	Факт					теория	практика
«Я КОНСТРУИРУЮ»
1			Введение. Мотор и ось.	Теория. Знакомство с конструктором LEGO, правилами организации рабочего места. Техника безопасности. Знакомство со средой программирования, с основными этапами разработки модели. Знакомство с понятиями мотор и ось. Практика. исследование основных функций и параметров работы мотора. Разработка простейшей модели с использованием мотора – модель «Обезьяна на турнике». Знакомство с понятиями технологической карты модели и технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; демонстрация; практика;	1	1
2			Зубчатые колеса.	Теория. Знакомство с элементом модели зубчатые колеса, понятиями ведущего и ведомого зубчатых колес. Знакомство и исследование элементов модели промежуточное зубчатое колесо, понижающая зубчатая передача и повышающая зубчатая передача, их сравнение, заполнение таблицы. Практика. Изучение видов соединения мотора и зубчатых колес. Разработка модели «Умная вертушка» (без использования датчика расстояния). Заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
3			Коронное зубчатое колесо.	Теория. Знакомство с элементом модели коронное зубчатое колесо. Сравнение коронного зубчатого колеса с зубчатыми колесами. Практика. Разработка модели «Рычащий лев» (без использования датчиков). Заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
4			Шкивы и ремни.	Теория. Знакомство с элементом модели шкивы и ремни, изучение понятий ведущий шкив и ведомый шкив. Знакомство с элементом модели перекрестная переменная передача. Практика. Сравнение ременной передачи и зубчатых колес, сравнений простой ременной передачи и перекрестной передачи. Исследование вариантов конструирования ременной передачи для снижение скорости, увеличение скорости. Прогнозирование результатов различных испытаний. Разработка модели «Голодный аллигатор» (без использования датчиков). Заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
5			Червячная зубчатая передача.	Теория. Знакомство с элементом модели червячная зубчатая передача, исследование механизма, выявление функций червячного колеса. Прогнозирование результатов различных испытаний. Практика. Сравнение элементов модели червячная зубчатая передача и зубчатые колеса, ременная передача, коронное зубчатое колесо.	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
6			Кулачковый механизм	Теория. Знакомство с элементом модели кулачок (кулачковый механизм), выявление особенностей кулачкового механизма. Практика. Способы применения кулачковых механизмов в разных моделях: разработка модели «Качелька».	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
7			Кулачковый механизм	Теория. Прогнозирование результатов различных испытаний. Практика. «Обезьянка-барабанщица», организация оркестра обезьян-барабанщиц, изучение возможности записи звука. Заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	беседа; практика;	1	1
8			Кулачковый механизм	Практика. Закрепление умения использования кулачкового механизма в ходе разработки моделей «Трамбовщик».	Работа в парах, в группах;	практика;		2
			Датчик расстояния	Теория. Знакомство с понятием датчика. Изучение датчика расстояния. Практика. Разработка модели «Скорпион» с использованием датчика расстояния, изменение поведения модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; демонстрация; практика;	1	1
			Датчик расстояния	Теория. выполнение измерений в стандартных единицах измерения, исследование чувствительности датчика расстояния. Практика. Разработка модели «Автомобиль» с возможностью останавливаться у препятствия	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах;	беседа; практика; проектная деятельность.	1	1
			Датчик наклона.	Теория. Знакомство с датчиком наклона. Практика. Разработка моделей с использованием датчика наклона: «Самолет». Заполнение технических паспортов моделей.	Работа в парах, в группах;	лекция; демонстрация; практика;	1	1
			Датчик наклона.	Теория. Исследование основных характеристик датчика наклона, выполнение измерений в стандартных единицах измерения, заполнение таблицы. Практика. Разработка моделей с использованием датчика наклона «Умный дом: автоматическая штора». Заполнение технических паспортов моделей.	Работа в парах, в группах;	беседа; практика;	1	1
«Я ПРОГРАММИРУЮ»
			Алгоритм.	Теория. Знакомство с понятием алгоритма, изучение основных свойств алгоритма. Знакомство с понятием исполнителя. Практика. Изучение блок-схемы как способа записи алгоритма. Знакомство с понятием линейного алгоритма, с понятием команды, анализ составленных ранее алгоритмов поведения моделей, их сравнение.	Работа в парах, в группах;	лекция; демонстрация; практика;	1	1
			Блок "Цикл".	Теория. Знакомство с понятием цикла. Варианты организации цикла в среде программирования LEGO. Изображение команд в программе и на схеме. Сравнение работы блока Цикл со Входом и без него. Практика. Разработка модели «Карусель», разработка и модификация алгоритмов управляющих поведением модели. Заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; демонстрация; практика;	1	1
			Блок "Прибавить к экрану".	Теория. Знакомство с блоком «Прибавить к экрану», обсуждение возможных вариантов применения. Практика. Разработка модели «Баскетболл» с применением блока «прибавить к экрану».	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
			Блок "Вычесть из Экрана".	Теория. Знакомство с блоком «Вычесть из экрана», обсуждение возможных вариантов применения. Практика. Разработка модели «Ракета». Заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
			Блок "Начать при получении письма".	Теория. Знакомство с блоками «Отправить сообщение» и «Начать при получении письма», исследование допустимых вариантов сообщений, прогнозирование результатов различных испытаний, обсуждение возможных вариантов применения этих блоков. Практика. Разработка модели «Кодовый замок». Заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	лекция; беседа; демонстрация; практика;	1	1
«Я СОЗДАЮ»
			Свободная сборка.	Практика. Составление собственной модели, составление технологической карты и технического паспорта модели. Разработка одного или нескольких вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов.	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах; Соревнования.	практика; проектная деятельность.		2
			Разработка модели «Танцующие птицы».	Теория. Обсуждение элементов модели Практика. конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели.	Работа в парах, в группах;	беседа; практика;	1	1
			Творческая работа «Порхающая птица».	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели..	Работа в парах, в группах;	беседа; практика;		2
			Творческая работа «Порхающая птица».	Практика. Развитие модели: создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели, создание и программирование модели с более сложным поведением	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах;	практика; проектная деятельность.		2
			Творческая работа «Футбол».	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Нападающий».	Работа в парах, в группах;	беседа; практика;		2
			Творческая работа «Футбол».	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Вратарь». Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели).	Работа в парах, в группах;	беседа; практика;		2
			Творческая работа «Футбол».	Практика. Организация футбольного турнира – соревнования в сборке модели «Болельщики», конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Ликующие болельщики». Подведение итогов.	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах; Соревнования.	практика; проектная деятельность.		2
			Творческая работа «Непотопляемый парусник».	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Непотопляемый парусник».	Работа в парах, в группах;	беседа; практика;		2
			Творческая работа «Непотопляемый парусник».	Практика. Развитие модели: создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели, создание и программирование модели с более сложным поведением.	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах;	практика; проектная деятельность.		2
			Творческая работа «Спасение от великана».	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Спасение от великана», придумывание сюжета для представления модели (на примере сказки Перро «Мальчик с пальчик»).	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах;	беседа; практика; проектная деятельность.		2
			Творческая работа «Дом и машина»	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта моделей «Дом»,	Работа в парах, в группах;	беседа; демонстрация; практика;		2
			Творческая работа «Дом и машина»	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта моделей «Машина».	Работа в парах, в группах;	беседа; демонстрация; практика;		2
			Творческая работа «Дом и машина»	Практика. Разработка и программирование моделей с использованием двух и более моторов. Придумывание сюжета, создание презентации для представления комбинированной модели «Дом» и «Машина».	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах;	практика; проектная деятельность.		2
			Маркировка «Машина с двумя моторами».	Теория. Знакомство с понятием маркировка. Разработка и программирование моделей с использованием двух и более моторов, обсуждение элементов модели Практика. конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Машина с двумя моторами».	Работа в парах, в группах;	лекция; демонстрация; практика;	1	1
			Свободная сборка.	Практика. Составление собственной модели, составление технологической карты и технического паспорта модели. Разработка одного или нескольких вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов.	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах; Соревнования.	практика; проектная деятельность.		2
			Разработка модели «Кран».	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Кран», сравнение управляющих алгоритмов.	Работа в парах, в группах;	беседа; демонстрация; практика;		2
			Разработка модели «Колесо обозрения».	Практика. Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Колесо обозрения»	Работа в парах, в группах;	беседа; демонстрация; практика;		2
			Творческая работа «Парк аттракционов».	Практика. Составление собственной модели, составление технологической карты и технического паспорта модели. Разработка одного или нескольких вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов.	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах; Соревнования.	демонстрация; практика; проектная деятельность.		2
			Конкурс конструкторских идей.	Практика. Создание и программирование собственных механизмов и моделей с помощью набора LEGO, составление технологической карты и технического паспорта модели, демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов.	Проектная деятельность; Работа в парах, в группах; Соревнования.	практика; проектная деятельность.		2
Итого часов по программе 72							16	56

«Лего-робот»