Рабочая программа учебного курса LEGO MINDSTORMS Education EV3

Автор: Котегова Ирина Викторовна, ГБОУ СПО ПТПИТ Пермь 

Пояснительная записка

Рабочая программа «Технология применения программируемых робототехнический решений на примере платформы LEGO MINDSTORMS Education EV3 входит в образовательную область «Технология». Данная  программа  предполагает  обучение  решению  задач  конструкторского  характера,  а также  обучение  программированию,  моделированию  при  использовании  на  уроках конструктора LEGO EV3 и программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU.

Программа может применяться для проведения уроков «Технологии» в 7, 8 или 9 классах. Использование  конструктора  LEGO  EV3  позволяет  создать  уникальную  образовательную среду,  которая  способствует  развитию  инженерного,  конструкторского  мышления.  В процессе  работы  с  LEGO  EV3  ученики  приобретают  опыт  решения  как  типовых,  так  и нешаблонных  задач  по  конструированию,  программированию,  сбору  данных.  Кроме  того, работа в команде способствует формированию умения  взаимодействовать с соучениками, формулировать,  анализировать,  критически  оценивать,  отстаивать  свои  идеи.  При дальнейшем освоении LEGO EV3 становиться возможным выполнение серьезных проектов, развитие самостоятельного технического творчества. 

LEGO EV3 обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет ученикам получить результат в пределах одной пары уроков.  И при этом возможности в изменении моделей  и  программ  –  очень  широкие,  и  такой  подход  позволяет  учащимся  усложнять модель и программу, проявлять самостоятельность в изучении темы. Программное  обеспечение  LEGO  MINDSTORMS  EV3  EDU  обладает  очень  широкими возможностями, в частности, позволяет вести рабочую тетрадь и представлять свои проекты прямо в среде программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU.

Цель курса

Цель курса – способствовать формированию личностных, метапредметных и предметных результатов. Нижеследующие результаты процитированы из Федерального Государственного образовательного стандарта основного общего образования.

Личностные результаты (сохранена нумерация из текста ФГОС ООО):

2) формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию…; 

3) формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки…;

5) освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной жизни в группах и сообществах…; 

7) формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками… в процессе образовательной…деятельности;

Метапредметные результаты:

1)  умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности; 

2) умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;

3) умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; 

4) умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения;

5) владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности; 

6) умение определять понятия, создавать обобщения, … устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;

7) умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач; 

Предметные результаты по математике и информатике:

8) овладение простейшими способами представления и анализа статистических данных…; 

9) развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера и задач из смежных дисциплин …;

10) формирование информационной и алгоритмической культуры;  

11) формирование представления об основных изучаемых понятиях: информация, алгоритм, модель – и их свойствах; 

12) развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе…;

Тематический план «Лего-конструирование и Робототехника» (60 часов) 

Тема

Общее количество часов

Лекции (примерно по 20 минут на каждой паре) Практика Самостоятельная, творческая работа. Выполнение проектов и участие в соревнованиях (на уроках)
Основы алгоритмизации и программирования  (Используем Обучающего Робота) 32 6 20 6
Основы сбора и анализа данных. Работа с датчиками 10 1 5 4
Основы механики и  конструирования. Творческие проектные работы 18 2 6 10

 

Содержание курса

Тема 1.  Основы алгоритмизации и программирования

Учащиеся используют среду LEGO MINDSTORMS EV3 EDU и модель Robot Educator. Знакомятся с основами программирования, изучают основные алгоритмические структуры; для написания программ используют графический язык программирования в среде LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. Знакомятся датчиками EV3и учатся их использовать: гироскопический  датчик, датчик расстояния, датчик света/цвета, датчик оборотов, датчик касания, датчик звука.

В результате изучения темы учащиеся должны иметь представление, знать и уметь: 

  • Работать в среде LEGO MINDSTORMS EV3 1.0 EDU;
  • Собирать простейшие модели с использованием EV3;
  • Создавать программы, используя графический язык программирования;
  • Настраивать  параметры команд и  датчиков;
  • Создавать и описывать проект средствами Content Editor;
  • Подключать, настраивать и использовать в программе датчики EV3;
  • Использовать для программирования микрокомпьютер EV3 (программировать на дисплее EV3);
  • Программировать, используя основные алгоритмические структуры: линейную, цикл, выбор, множественный выбор.

Тема 2.  Основы сбора и анализа данных. Работа с датчиками 

Ученики знакомятся с возможностями и инструментами регистрации данных в среде LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. Учатся использовать датчики EV3 для сбора и анализа данных. Осваивают различные инструменты регистрации данных: режим осциллографа, прогнозирование, анализ точек и другие. Используют данные, полученные в ходе эксперимента для программирования в режиме регистрации данных. В результате изучения темы учащиеся должны иметь представление, знать и уметь: 

  • Подключать датчики, настраивать регистрацию данных с различных портов;
  • Использовать данные с датчиков для написания программы;
  • Пользоваться различными режимами регистрации данных.

Тема 3.  Основы механики и конструирования. Творческие проектные работы

Учащиеся собирают и программируют базовые модели, предложенные LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. Реализуют собственные проекты.

Контроль освоения курса

Контроль усвоения знаний:

  • Проверка проектов в среде LEGO MINDSTORMS EV3 EDU;
  • Защита проектов;
  • Участие в соревнованиях.

https://edugalaxy.intel.ru/?automodule=blog&blogid=33758&showentry=5459