Презентация на тему "Экспериментальная рабочая программа дополнительного образования модульного типапо курсу «РОБОТОТЕХНИКА»ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10-12 ЛЕТ ПЕРВОГО ГОДА ОБУЧЕНИЯ" 6 класс

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Экспериментальная рабочая программа дополнительного образования модульного типапо курсу «РОБОТОТЕХНИКА»ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10-12 ЛЕТ ПЕРВОГО ГОДА ОБУЧЕНИЯ

  Автор программы: СЫРОВ Е.М.,педагог дополнительного образования 1 квалификационной категории,ГБОУ ГИМНАЗИЯ № 1558, г. Москва

• 
  Слайд 2

  Рассматриваемые вопросы

  1. Определения 2. Образовательная робототехника: виды деятельности 3. Особенности и недостатки классно-урочного метода организации учебного процесса. Альтернатива: учебное проектирование. Организация учебного процесса с использованием метода учебного проектирования Планирование учебного процесса Шаблон модуля проекта Тематическое планирование (фрагмент) Новационная сущность программы Ожидаемые результаты Межпредметные и надпредметные (общеуниверсальные) действия Риски реализации

• 
  Слайд 3

  определения

  «Робототе́хника (от робот и техника; англ. robotics) — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства» Википедия (свободная энциклопедия) Второе наименование: мехатроника Мехатроника - это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.

• 
  Слайд 4
  

  Образовательная робототехника: 5 дисциплин (видов деятельности) в 1 предмете

  Образовательная робототехника Учебная деятельность: Понятие об управлении роботом Разработка алгоритма управления роботом. Создание и отладка программы Образовательная робототехника Разработка конструкции робота Исследования и испытания робота Творческая деятельность: разработка робота, которого ещё не было

• 
  Слайд 5

  Основное отличие РТ от большинства других предметов

  В пределах одного учебного занятия, наряду с усвоением учебных тем, могут выполняться несколько разноплановых видов деятельности например: изучение принципов работы релейного регулятора и построение алгоритма управления роботом на его основе; разработка программы управления роботом, её отладка и испытания; программирование и выполнение исследований по оптимизации подбора параметров программы управления роботом и т.д. Это разнообразие занятий создает определенные трудности при планировании учебного процесса РТ. Еще большие трудности возникают при его организации.

• 
  Слайд 6

  Классно-урочная форма организации учебного процесса

  Конвейерный принцип задания темпа учебного процесса и учебных задач → падение мотивации к обучению у сильных и слабых учащихся; Все учащиеся информационно зависимы от учителя: большое количество одновременно задаваемых вопросов приводит к ступору учебного процесса. Предельное количество учащихся в группе не больше 5-6 человек; Сложности тематического планирования, связанные с разнообразием видов учебной деятельности, реализуемой в ходе занятия.

• 
  Слайд 7

  Альтернатива «поточно-конвейерно-му» методу: учебное проектирование

  Учебная тема выступает как целевая установка (проект) создания и исследования робота с конкретными возможностями и функциями. Формулировка цели проекта – в виде проблемной ситуации, которую необходимо разрешить. Проект охватывает весь цикл работ по созданию и исследованию робота и рассчитан на определенное количество занятий. В пределах этого времени учащиеся самостоятельно планируют свою деятельность, сообразуясь со своими возможностями. Учитель выступает в роли тьютора. Для выполнения проекта учащиеся объединяются в бригады. Основа метода – упор на самостоятельную работу в процессе выполнения проекта → освобождение учителя от «коротких перебежек» между рабочими местами учащихся. Дистанционный контроль хода проектирования с РМ учителя. В качестве основной единицы планирования выступает модуль. Особенность: в потенции - возможность группирования бригад «по силам» и задание отдельным бригадам работы по соответствующим проектам.

• 
  Слайд 8

  Организация учебного процесса

  Рабочие места учащихся и учителя. Состав, возможности. Дистанционный контроль процесса выполнения проекта. Требования к качеству информационных материалов, доступных учащимся. Подготовка учителя к организации и реализации проекта. Требования к уровню подготовленности учащихся к проектной деятельности и их учет в учебном процессе. Постепенный переход от классно-урочной формы к проектной. Критерии успешности обучения. Рефлексия результатов проектирования и роли каждого члена бригады. Отсев учащихся. Связь между общей успеваемостью и работой в кружке.

• 
  Слайд 9

  Планирование учебного процесса

  Укрупнение учебных тем: вместо тем типа «Прямозубые шестеренчатые передачи» и «Бесконечные циклы» в качестве тем вводятся темы, реализуемые в учебном проекте, например, «Создание универсальной гусеничной платформы для решения различных задач» как одна из тем более общего раздела «Управление роботом в системах без обратной связи». Основная информационная единица тематического планирования: модуль, реализующий учебную тему. В рамках одного раздела модули, подчинённые решению более общей задачи, могут объединяться в метапроекты. В один раздел могут входить несколько метапроектов. Для прохождения учебных тем, исползуемых в нескольких проектах или в проектной деятельности в целом вводится отдельная категория занятий: «Уроки развивающего обучения». По форме организации они относятся к классно-урочной форме, но отличаются он последней тем, что в пределах одного занятия происходит чередование изложения блоков теоретического материала и их закрепление в виде практической работы.

• 
  Слайд 10

  Шаблон модуля проекта

• 
  Слайд 11

  Тематиче-скоепланиро-вание

• 
  Слайд 12

  Новационная сущность программы

  Вместо традиционного деления тематического плана на разделы, темы, занятия с жесткой привязкой учебных тем к сетке часов учебного плана разработана форма, в которой перечисляются модули, их имена, учебные темы модулей и время, отводимое на работу над проектом, в том числе на урочную и проектную формы (см. раздел «Тематическое планирование»). Новая форма планирования позволяет более гибко осуществлять планирование, по ходу разработки плана изменять порядок реализации проектов и производить другие изменения. Новая форма технологически более удобна в разработке и использовании, нежели традиционная; Для разработки модулей программы создан шаблон, содержащий учебные вопросы и задания по видам деятельности, подлежащие проработке в ходе реализации проекта. Шаблон реализован в среде электронных таблиц MS Excel, что позволяет с легкостью и комфортом модифицировать его, подстраивая его форму под содержание конкретного проекта; Модуль отличается полнотой и законченностью действий по реализации проекта, начиная от постановки проблемной ситуации и кончая публичной презентацией (докладом) о результатах выполнения проекта и рефлексией вклада каждого члена бригады в проект. Количество часов, отводимых на проект, варьируется в зависимости от его сложности и, как правило, составляет от 2 до 4 часов;

• 
  Слайд 13

  Новационная сущность программы (продолжение)

  При изучении раздела, объединяющего несколько учебных тем, предлагается объединить проекты, реализующие отдельные учебные темы, в единый метапроект, объединяющий постановки проблемных ситуаций отдельных проектов в единую сверхзадачу. В ходе проектной деятельности устанавливаются межпредметные связи с различными предметными дисциплинами (физикой, информатикой, математикой, изобразительным искусством и др.). Таким образом, в предлагаемой программе реализуются требования ФГОС нового поколения, а сама программа укладывается в русло модного современного направления развития образования STEM (естественные науки, технология, техническое творчество, математика). Это создает предпосылки для включения нашего образовательного учреждения в систему STEM-образования.

• 
  Слайд 14

  Ожидаемые результаты

  Внутрипредметные компетенции (по видам учебной деятельности) Урочная: Управление роботизированными устройствами с использованием обратной связи и без обратной связи; Автономные и телеуправляемые роботы; использование инфракрасного маяка в качестве пульта дистанционного управления; Принципы следования по линии с использованием различных алгоритмов управления в системах с обратной связью; Использование датчиков цвета и расстояния в задачах следования по линии, обнаружения препятствий и др.; Основы построения алгоритмов и программ управления роботами.

• 
  Слайд 15
  

  Конструирование: Сборка типовых конструкций роботов на гусеничной платформе и 3-колесном шасси с двумя ведущими и одним опорным колесом-волокушей по картам сборки и по памяти; Использование механических передач для ускорения движения или увеличения тягового усилия робота. Алгоритмизация и программирование: Представление алгоритмов в виде словесных описаний и языка блок-схем; Реализация алгоритмов в программной среде EV3 с использованием модульного принципа построения; Отладка программ управления роботами. Использование мотора в качестве датчика для оперативного задания значений варьируемых параметров. Исследования и испытания: Поиск путей повышения эффективности алгоритма управления роботом; Оптимальный (квазиоптимальный) подбор варьируемых параметров управления роботом по критерию минимального времени выполнения упражнения; Поиск оптимального решения методом мозгового штурма.

• 
  Слайд 16
  

  Межпредметные и надпредметные (общеуниверсальные) действия

  Знакомство, усвоение практических действий и использование метода учебного проектирования в ходе учебного процесса. Практические навыки использования пакета Microsoft Office (текстового редактора, электронных презентаций, ограниченно – электронных таблиц); Усвоение отдельных тем информатики (алгоритмизация и программирование), математики (константы и переменные величины, математические выражения), физики (равномерное движение, параметры равномерного движения), геометрии (движение колеса робота по окружности, связь параметров движения с геометрическими величинами, чтение графических изображений геометрических фигур; построение объемных геометрических фигур из картона и бумаги для использования в качестве препятствий), географии (элементы картографии), изобразительного искусства (проектирование танкодрома, нанесение элементов на рабочее поле танкодрома), технологии (монтаж рабочего поля танкодрома).

• 
  Слайд 17
  

  Навыки поиска информации в Интернете; обработка информации, преобразование информации из одной формы представления в другую (текста и графики – в электронную презентацию). Рефлексия собственной деятельности и соотнесение её с действиями других членов коллектива. Умение подчинять свои желания и стремления интересам коллектива. Умение прислушиваться и воспринимать чужое мнение, умение вести диалог.

• 
  Слайд 18

  Риски реализации программы

  Для реализации программы нужно углубленное знание преподавателем языка программирования среды EV3 и хорошие знания справочной системы и технологии создания методических материалов на базе справочной системы, других разработок в среде MS Office и Интернета → необходимо обучение в курсовой сети. Качество проведения занятий напрямую зависит от качество разработки методических материалов. Необходим кропотливый поиск имеющихся наработок на русском языке и их адаптация к специфике процесса учебного проектирования; это процесс длительный. Сведениями об использовании метода учебного проектирования на занятиях робототехникой, да ещё с возрастной категорией 11-13 лет, да еще и с конструкторами на новой элементной базе, с новым языком программирования и составом группы не 4-6, а 12-15 человек у меня отсутствуют. Эффективность метода ещё предстоит доказать. Поэтому программа носит экспериментальный характер. Самый большой риск лично для меня: несмотря на большой (около 10 лет) опыт занятий в этой области и наличие значительного количества методических наработок они оказались неприменимыми для данной программы. Предстоит режим форсированной разработки материалов занятий, когда они «с колес» идут в дело. Для подготовки к очередному занятию времени максимум 1 неделя, а с учетом длительности реализации проекта – и того меньше. ВЫВОД: для эффективного использования данной программы необходима основательная подготовка к её реализации с затратами времени примерно 1 год.