Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №1 им. С. Ф. Романова»,
г. Жуков Жуковского района Калужской области
ул. Рогачева 11, тел. 54088, 56140
ПРИНЯТА
на заседании педагогического
совета школы
Протокол №1 от «30» августа 2022г.
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор школы
______________Аллабергенова Н.М.
Приказ №1/97 от «01» 09 2022г.
Дополнительная общеобразовательная
общеразвивающая программа
«Робототехника Vex IQ»
Направленность : техническая
Срок реализации : 2 года
Составитель:
начальных
Вырвич И.А.
Согласовано с родителями обучающихся
2022г.
учитель
классов
Пояснительная записка
Наиболее эффективным способом развития склонности у детей к техническому творчеству, зарождения
творческой личности в технической сфере является практическое изучение и изготовление объектов техники,
самостоятельное создание детьми технических объектов, обладающих признаками полезности или субъективной
новизны, развитие которых происходит в процессе специально организованного обучения.
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа разработана с учетом требований:
Федерального Закона «Об образовании в Российской Федерации» № 273 -ФЗ от 29.12.2012 г.
Распоряжения Правительства Российской Федерации «Об утверждении Концепции развития дополнительного
образования детей» № 1726-рот 04.09.2014 г.
Приказа Минпросвещения РФ от 9.11.2018 № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления
образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
Постановления Главного санитарного врача Российской Федерации «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14
«Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы
образовательных организаций дополнительного образования детей» от 04.07.2014 г.
Направленность программы - техническая
Актуальность программы: Программа направлена на решение конструкторских, художественно конструкторских и
технологических задач, что является основой в развитии творческой деятельности, конструкторско-технологического
мышления, пространственного воображения, эстетических представлений, формирование внутреннего плана действий,
мелкой моторики рук. Технологические наборы Vex IQ ориентированы на изучение основных физических принципов и
базовых технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств.
Отличительная особенность и новизна данной дополнительной образовательной программы заключается в том, что
изучение основ робототехники на базе образовательного конструктора Vex IQ дает им возможность создавать
оригинальные модели, воплощать свои самые смелые конструкторские идеи, изучать язык программирования, а также
участвовать в соревнованиях.
Возраст, на который направлена программа: 10-13 лет Уровень:
стартовый.
Срок реализации: 68 часа, 2 часа в неделю, 1 год.
Форма занятий: групповая
Форма обучения - очная, при необходимости возможен переход на дистанционную форму обучения при согласии
родителей.
Особенности организации образовательного процесса: учебный состав сформирован в группы учащихся по 10-12
человек.
Режим проведения занятий: 1 раз в неделю по 1 часу учебных занятий; 34 часа в год.
Цель: введение в начальное инженерно-техническое конструирование и основы робототехники
с использованием
робототехнического образовательного конструктора Vex IQ.
Задачи:
- ознакомить учащихся с конструктивным и аппаратным обеспечением платформы Vex IQ, джойстиком, контроллером
робота и их функциями;
- ознакомить учащихся с простыми механизмами, маятниками и соответствующей терминологией;
- познакомить с робототехническим механизмом, их конструкцией; с приемами сборки и программирования базовой
модели робота в соответствии с пошаговыми инструкциями робототехнического образовательного конструктора Vex
IQ;
- обучить проектированию, сборке и программированию устройства;
- развивать творческую инициативу и самостоятельность;
- развивать психофизиологические качества обучающихся: память, внимание, способность логически мыслить,
анализировать, концентрировать внимание на главном;
- развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения,
анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
Учебный - тематический план
2 года обучения. Стартовый уровень: 1 час в неделю
№
п/п
Название раздела
1
2
Количество часов
всего
теория
практика
2
4
4
3
Вводное занятие
2
Состав образовательного
8
конструктора
Работа с основными устройствами и комплектующими 10
2
8
4
Разработка моделей робота
14
4
10
5
Сборка робота Clawbot
18
4
14
6
Сборка мобильного робота
14
2
12
7
Аттестация учащихся
2
1
1
Всего:
68
19
49
Содержание программы
Раздел 1. Вводное занятие.
Тема 1. Вводное занятие. Техника безопасности. Правила дорожной и пожарной
безопасности.
Теория: Знакомство с лабораторией. Знакомство с порядком и планом работы на учебный год.
Ознакомление с правилами рабочего человека. Правила ТБ, пожарной и дорожной
безопасности.
Форма занятий: показ видеороликов, инструктаж.
Раздел 2. «Состав образовательного конструктора»
Освоение данного раздела позволит формированию у обучающихся следующих компетенций: способность
анализировать устройство изделия, выделять детали, их форму, определять взаимное расположение, виды соединения
деталей и программировать контроллер.
Тема 1: Конструктивные элементы и комплектующие конструкторов Vex IQ.
Теория: Знакомство с образовательным конструктором Vex IQ (детали виды соединений) Техника безопасности.
Практика: Правила организации рабочего места и правилам безопасной работы.
Контрольное упражнение. Решение простейших задач конструктивного характера по изменению вида и способа
соединения деталей.
Тема 2: Исполнительные механизмы конструкторов Vex IQ.
Теория: Простые механизмы, основные понятия (центр тяжести, трение, мощность, скорость, крутящий момент,
зубчатая передача (прямая, коническая, червячная), цепная передача, передаточное отношение, колесо, ось)
необходимые для проектирования роботов и робототехнических систем. Анализ объектов с выделением существенных
и несущественных признаков.
Практика: Проведение оценки и испытание полученного продукта, анализировать возможные технологические
решения, определять достоинства и недостатки в заданной ситуации. Проектирование и сборка установки с цепной
реакцией.
Тема 3: Базовые принципы проектирования роботов
Теория: Назначение ПР, параметры объекта манипулирования (масса, размеры, форма), технические требования к
перемещениям, скоростям, точности, к конструкции, комплектующим, условия эксплуатации (температура, состав
атмосферы. Механические и другие воздействия), требования к надежности, ремонтопригодности, наладке и
регулировке, квалификации обслуживающего персонала, требования по технике безопасности, экономической
эффективности, требования к совместно работающему оборудованию.
Практика: Контрольное упражнение. Знания в области механики, электроники и компьютерного программирования
при проектировании роботов.
Тема 4: Программируемый контроллер
Теория: Виды контроллеров
Практика: Использование программируемого контроллера в образовательном конструкторе
Раздел 3. «Работа с основными устройствами и комплектующими»
Тема 1: Виды алгоритмов
Теория: Виды алгоритмов: линейные, ветвящиеся, циклические.
Практика: Составление блок-схем
Тема 2: Подключение и работа с датчиком касания и цвета
Теория: Изучение строения и свойств датчика касания
Практика: Программирование датчика касания
Тема 3: Подключение и работа с датчиком расстояния
Теория: Изучение строения и свойств датчика расстояния
Практика: Программирование датчика касания расстояния
Тема 4: Подключение управления моторами
Теория: Изучение строения и свойств моторов
Практика: Программирование моторов, чтение простых схем
Тема 5: Подключение и работа с гироскопом
Теория: Изучение строения, назначения и применение гироскопа
Практика: Программирование гироскопа.
Раздел 4. «Разработка моделей робота»
Темы 1-2: Движение робота вперед-назад и осуществление поворотов
Теория: Общие правила создания роботов и робототехнических систем: соответствие изделия обстановке, удобство
(функциональность), прочность, эстетическая выразительность
Практика: Сборка базовой модели робота в соответствии с пошаговыми инструкциями
Темы 3-4: Управление манипулятором робота
Теория: Особенности работы датчиков
Практика: Подключение и работа датчиков, манипулятора робота
Темы 5-7: Подключение ультразвукового дальномера
Теория: Устройство ультразвукового дальномера
Практика: Подключение ультразвукового дальномера
Раздел 5 «Сборка робота Clawbot»
Темы 1- 7: Сборка робота Clawbot
Теория: Конструкция робота Clawbot
Практика: Сборка и программирование робота Clawbot, конструирование клешни робота
Темы 8,9: Подготовка к соревнованиям Bank Shot Теория: Проектирование и
конструирование ходовой части робота. Составление алгоритмов.
Практика: Сборка робота Clawbot готового к участию в соревнованиях Bank Shot.
Раздел 6. «Сборка мобильного робота»
Темы 1-3: Сборка мобильного робота с манипулятором
Теория: Разработка конструкции мобильного робота с манипулятором
Практика: Сборка мобильного робота с манипулятором
Темы 4-6: Сборка мобильного робота повышенной проходимости
Теория: Разработка конструкции мобильного робота повышенной проходимости
Практика: Сборка мобильного робота с датчиками Vex IQ
Темы 7: Сборка мобильного робота на базе гусениц
Теория: Усовершенствование конструкции робота с учетом определенных задач.
Практика: Сборка мобильного робота на базе гусениц.
Раздел 7. Аттестация учащихся. (2ч)
Теория: Обобщение пройденного материала. Подведение итогов работы за учебный год.
Практика: Проверка знаний учащихся в виде тестирования. Форма
занятий: комбинированные и практические занятия.
Ожидаемые результаты обучения Предметные
результаты:
Теоретические: учащийся разъясняет содержание понятий «технология», «технологический процесс», «конструкция»,
«механизм», «проект» и адекватно пользуется этими понятиями.
Практические: осуществляет сборку моделей с помощью образовательного конструктора по инструкции; получает и
анализирует опыт разработки оригинальных конструкций в заданной ситуации: поиск вариантов, отбор решений,
проектирование и конструирование, испытание, анализ, способы модернизации, альтернативные решения.
Личностные результаты:
Ответственное отношение к выполнению заданий и стремление к получению результата; навык самостоятельного
решения задач; умение работать в команде при решении задач; развитие алгоритмического мышления учащихся,
логического мышления и навыков программирования; развитие внимательности и аккуратности.
Метапредметные результаты:
Программа направлена на развитие мышления учащихся и воспитания у них информационной культуры. На занятиях
выполняются задания, развивающие творчество учащихся, умение анализировать, систематизировать информацию.
п/п
№
Форма занятий
Календарный учебный график
Количество часов
Тема занятий
всего
теория
1
беседа
2
2
2
беседа, просмотр
видеоролика,
инструктаж
2
1
3
лекция,
практическое
занятие
лекция,
практическое
занятие
лекция,
практическое
занятие
лекция,
практическое
занятие
лекция,
практическое
занятие
самостоятельная
работа
2
лекция,
практическое
занятие
лекция,
практическое
занятие
лекция, практическое
занятие
лекция, практическое
занятие
практика
Форма
контроля
Вводное занятие
Тестирование
1
Конструктивные элементы и
комплектующие конструкторов
Vex IQ. Техника безопасности
Беседа, опрос
1
1
Исполнительные
конструкторов Vex IQ
2
1
1
2
1
1
Программируемый
контролер
Групповой
контроль
2
1
1
Виды алгоритмов
Педагогическое
наблюдение
2
1
1
Подключение и работа с
датчиком касания
Беседа, опрос
наблюдение
2
-
2
Подключение и работа с
датчиком цвета
Групповой
контроль
2
-
2
Подключение и работа с
датчиком расстояния
Контрольное
упражнение
2
-
2
Подключение управления моторами
Беседа, опрос
наблюдение
2
1
1
Подключение и работа с гироскопом
2
1
1
13
лекция, практическое 2
занятие
1
1
14
1
1
15
лекция, практическое 2
занятие
практическое занятие 2
-
2
16
практическое занятие 2
-
2
Движение робота впередназад и осуществление
поворотов
Движение робота впередназад и осуществление
поворотов
Управление манипулятором
робота
Движение робота впередназад и осуществление
поворотов
Управление манипулятором
робота
Групповой
контроль
Контрольное
упражнение
17
практическое занятие 2
-
2
18
лекция
2
2
-
Подключение
ультразвукового дальномера
Сборка робота Clawbot
19
практическое занятие 2
-
2
Сборка робота Clawbot
20
практическое занятие 2
-
2
Сборка робота Clawbot
4
5
6
7
8
9
10
11
12
механизмы Беседа,
педагогическое
наблюдение
Базовые принципы проектирования
Контрольное
роботов
упражнение
Контрольное
упражнение
Наблюдение
Контрольное
упражнение
Наблюдение
Беседа, опрос
Сборка робота
Clawbot
Сборка робота
Clawbot
Сборка робота
Clawbot
21
практическое занятие 2
-
2
Сборка робота Clawbot
22
практическое занятие 2
-
2
Сборка робота Clawbot
23
практическое занятие 2
-
2
Сборка робота Clawbot
24
2
-
2
Сборка робота Clawbot
25
самостоятельная
работа
лекция
2
2
-
Подготовка к соревнованиям
Bank Shot
26
практическое занятие 2
2
27
лекция, практическое 2
занятие
1
1
Подготовка к соревнованиям
Bank Shot
Сборка мобильного робота с
манипулятором
28
лекция, практическое 2
занятие
1
1
Сборка мобильного робота с
манипулятором
29
практическое занятие 2
-
2
Сборка
мобильного
повышенной проходимости
робота Представление
и техническое
описание робота
30
практическое занятие 2
-
2
Сборка
мобильного
повышенной проходимости
робота Представление
и техническое
описание робота
31
практическое
занятие,
2
-
2
Сборка мобильного робота на
базе гусениц
Представление
и техническое
описание робота
32
практическое занятие 2
-
2
Сборка мобильного робота на базе
гусениц
Представление и
техническое
описание робота
33
самостоятельная
2
работа
практическое занятие 2
-
2
Готовый робот
1
1
Сборка мобильного робота на базе
гусениц
Аттестация учащихся
ВСЕГО
19 ч
49 ч
34
68 ч
Сборка робота
Clawbot
Сборка робота
Clawbot
Сборка робота
Clawbot
Готовый робот
Представление и
техническое
описание
площадки, правил
соревнования
Наблюдение
Представление
и техническое
описание робота
Представление
и техническое
описание робота
Методические материалы
Для реализации содержания программы используются педагогические технологии, методы, приемы, формы и средства,
способствующие получению технических знаний и умений,
формированию системного восприятиях материала образовательной программы и соответствующие возрастным
особенностям младшего школьного возраста.
Методы обучения:
словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, репродуктивный,
частично-поисковый, исследовательский, проблемный, игровой, дискуссионный;
методы воспитания: убеждение, поощрение, мотивация.
Особенности организации образовательного процесса:
Форма обучения очная, в условиях сетевого взаимодействия. Основной состав объединения постоянный. В
данной программе используются индивидуальная, групповая и фронтальная формы
работы. Содержание практических занятий ориентировано не только на овладение обучающимися основных тем
программы, но и на подготовку их для участия в дистанционных конкурсах и олимпиадах. Учебные занятия
организованы в форме лекции с использованием видеоуроков, проектов-примеров и мультимедийных презентаций,
беседы, диспута, игры, конкурса, круглого стола, мастер-класса, практической работы, турнира по некоторым темам
могут использоваться электронные учебники и интерактивные уроки для самостоятельного изучения или для
повторения.
В работе используются педагогические технологии: технология индивидуализации обучения, технология группового
обучения, дифференцированного, разноуровневого, проблемного обучения, здоровьесберегающая технология.
Условия реализации программы
Для организации занятий техническому моделированию требуется учебный кабинет и определенное оснащение
образовательного процесса.
Материально-техническое обеспечение:
- компьютеры с установленным необходимым программным обеспечением RobotC;
- обновление встроенного программного обеспечения;
- проектор;
- робототехнические конструкторы Vex IQ; - источники питания. Информационное обеспечение
Для успешной реализации учебной программы используется собранный информационный материал из интернет
источников, периодических изданий и популярной литературы. Образцы готовых изделий, схемы, плакаты, шаблоны,
раздаточный материал. При этом могут использоваться следующие материалы: видео мастер-классы, дидактические
игры.
Контрольно-измерительные материалы
Освоение учащимися образовательной программы проходит в безоценочной форме. Мониторинг осуществляется по
двум направлениям:
1.
Мониторинг усвоения учащимися теоретической части программы (того, что они должны знать по окончании
курса занятий). Для осуществления мониторинга используются творческие мастерские, «мозговой штурм» и т.п.
Выполняя различные виды работы, ребята в течение года набирают определенное количество баллов: набранные 50-60
баллов соответствуют оценке «зачтено», 61-80 баллов - «хорошо», свыше 80 баллов - «отлично».
Общее количество баллов складывается из количества баллов, полученных в ходе выполнения обязательных и
дополнительных (выбранных самими учащимися) заданий. За выполнение заданий обычной сложности ребята
получают от 3 до 5 баллов, повышенной сложности - до 10 баллов. Максимальную оценку (10 баллов) они также
получают при успешном прохождении внешней экспертизы (работа, участвовавшая в работе выставки, выступление с
докладом в заседании круглого стола).
2.
Диагностика исполнительной части (того, что ученики должны уметь по окончании курса занятий). Она
основывается на анализе и оценке участия в проводимых конкурсах и активности в работе кружка. Помимо проверки
уровня усвоения материала (ЗУН), можно проводить мониторинг уровня личностного развития ребенка (трудолюбие),
социальной воспитанности. Заполнение таблицы достижений позволяет проследить участие каждого воспитанника в
конкурсной деятельности различного уровня. Итогом мониторинга является диагностическая карта успеваемости
воспитанников. Данная методика позволяет повысить эффективность учебной деятельности и предоставляет
возможности для более объективной оценки успеваемости. Специфическая особенность - накопительный характер
оценки. Определенным количеством баллов оцениваются следующие показатели:
• Знания (теоретическая подготовка ребенка);
• Умения (практическая подготовка);
• Обладание опытом (конкретным);
• Личностные качества.
Чтобы иметь возможность оценить качество подготовки воспитанника, результаты ранжируются. На каждом уровне
определяются критерии оценок и присваиваются баллы.
Список литературы
для педагога:
1.Ермишин К.В., Кольин М.А., Каргин Д.Н., Панфилов А.О. – Методические рекомендации для преподавателя:
Учебно-методическое пособие. – М.,2015.
2.Занимательная робототехника. Научно-популярный портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://edurobots.ru/2017/06/vex-iq-1
3.Каширин Д.А. Основы робототехники VEX IQ. Учебно- методическое пособие для учителя. ФГОС/ Д.А. Каширин,
Н.Д. Федорова. - М.: Издательство «Экзамен», 2016. - 136 с. ISBN978-5- 377-10806-1.
для учащихся:
1.Каширин Д.А. Основы робототехники VEX IQ. Рабочая тетрадь для ученика. ФГОС/Д.А.Каширин, Н.Д.Федорова.-
М.: Издательство «Экзамен», 2016. - 184 с. ISBN 978-5-377-10805-4
2.Мацаль И.И. Основы робототехники VEX IQ. Учебно-наглядное пособие для ученика. ФГОС/И.И. Мацаль, А.А.
Нагорный. - М.: Издательство «Экзамен», 2016. - 144 с. ISBN978-5-377-10913-6
3.VEX академия. Образовательный робототехнический проект по изучению основ робототехники на базе
робототехнической платформы VEX Robotics [Сайт] [Электронный ресурс] :http://vexacademy.ru/index.html.
