Курс робототехники для внеурочной деятельности

Трехступенчатая программа курса робототехники и Lego-конструирования

Учащиеся интересуются роботами, техникой, техническим творчеством, сложными механизмами и физическими явлениями. Чтобы удовлетворить интерес обучающихся, педагоги МАОУ Лицей № 17 (далее – Лицей № 17) ввели курс робототехники и Lego-конструирования в рамках внеурочной деятельности. Учителя проводят занятия по робототехнике с 2014/15 уч. г. Самыми первыми начали заниматься учащиеся 4-х классов на базе набора Lego Education № 2009686.

С 1 января 2016 г. занимаются учащиеся 2-х классов – группа «Перворобот» на базе набора Lego Education № 9580.

В 2015/16 уч. г. педагоги реализовали трехступенчатую программу курса робототехники и Lego-конструирования:

• 1-я ступень «Механизмы» на базе набора Lego Education № 9686 для учеников 3-х классов;
• 2-я ступень «Возобновляемые источники энергии» на базе набора № 9688 Lego Education для учеников 4-х классов;
• 3-я ступень LEGO Education Mindstorms NXT для обучающихся 5-6-х классов.

Наборы для конструирования роботов

Учащиеся Лицея № 17 в начальной школе начали конструировать роботов из набора Lego Education № 9580. Конструктор состоит из деталей Lego System, датчиков и моторов. С помощью базового набора можно собрать 12 моделей роботов.

Состав набора: оси, шестерни, шкивы и ремни для создания механизмов; две мини-фигурки; мотор, питание (5 В) подается через USB-порт компьютера; датчик наклона, способный определять наклон по шести направлениям; датчик движения, дальность действия – 15 см; USB-коммутатор для связи робота с компьютером.

СПРАВКА

Примеры моделей, которые можно собрать с помощью набора «Технология и физика»: башенный кран, винт, инерционный механизм, привод колеса, рычаг, молот, рампа и передача, шкив и пр.

Ученики изучают конструкции, принцип движения в которых основан на применении ремней, шкивов, осей и шестерней.

Они конструируют голодного крокодила, рычащего льва (раздел «Дикие животные»), нападающего, вратаря («Игра в футбол») и др.

Учащиеся основной школы больше интересуются набором «Технология и физика» Lego Education № 9686. Набор на занятиях внеурочной деятельностью помогает изучить основные законы физики: ускорение, сила тяжести, законы сохранения энергии и др.

Основные задания связаны с подбором технологических решений для простых машин, оснащенных мотором. Учащиеся собирают и изучают модели реальных машин, машин с мотором. Знакомятся с принципами использования пластмассовых лопастей для производства, накопления и передачи энергии ветра. Также ученики изучают зубчатые передачи с различными зубчатыми колесами.

Набор Lego Education № 9688 «Возобновляемые источники энергии» учитель использует для внеурочной деятельности по физике. В него входят: солнечная батарея, лопасти турбины, мотор-генератор, светодиоды, соединительные кабели, LEGO-мультиметр и инструкция по сборке шести реальных энергетических объектов. Учащийся может собрать из набора реальные энергетические объекты, например, ветровую электростанцию или автомобиль на солнечных батареях.

К СВЕДЕНИЮ

Структура занятия в соответствии с Lego-концепцией

Установление взаимосвязей. В ходе выполнения заданий учащиеся связывают вновь приобретенные знания с уже имеющимися знаниями и опытом. Это способствует формированию стремления к дальнейшему получению знаний об изучаемом явлении.

Конструирование. Учитель и учащиеся собирают модели. Сборка моделей по технологическим картам развивает у учащихся практические навыки работы с различными устройствами и механизмами, способность к осмыслению наблюдаемого явления.

Рефлексия. Учащиеся обдумывают, что они должны сконструировать и каких результатов достичь, при этом углубляется их понимание приобретенного опыта. Они обсуждают проект и воплощают свои идеи на практике.

Развитие. Учитель предлагает учащимся пути и способы продолжения исследований на основе полученных результатов. Учащиеся экспериментируют, разрабатывают модели с новыми возможностями, а также развивают свои идеи применительно к реальным устройствам и механизмам.

Рабочие бланки для оценивания деятельности учащихся

Учитель для каждого занятия готовит рабочие бланки. Следуя указаниям в бланках, учащиеся высказывают предположения, проводят испытания и измерения, записывают полученные результаты, модифицируют и сравнивают модели, делают выводы.

Учитель предлагает учащимся сравнить свои рабочие бланки и поделиться результатами с группой, обсудить различные аспекты (достоверность результатов испытаний или их возможной вариативности). В конце каждого занятия учащиеся придумывают и изображают устройство, которое воплощает основные принципы изученной ими на уроке темы. Это задание может быть выполнено в качестве проекта. Рабочие бланки помогают оценить уровень каждого учащегося и входят в портфолио.

Внеурочную программу по робототехнике можно рассматривать как интегрированный пропедевтический курс физики, информатики и математики. Программа робототехники и Lego-конструирования в школе – это одновременно и обучение в процессе игры, и техническое творчество

Фрагмент бланка для создания уборочной машины

скачать в формате pdf