Курс "Робототехника с LEGO WeDo-1" от клуба роботехники Robotronix (Бунинская аллея)

Чем полезны занятия

Занятия конструированием, программированием, исследованиями, написание отчётов, а также общение в процессе работы способствуют разностороннему развитию учащихся.  Интегрирование различных школьных предметов в учебном курсе ЛЕГО Wedo-1 даёт большие возможности для реализации новых образовательных концепций, овладения новыми навыками и расширения круга интересов каждого ребёнка.

Основные учебные цели курса обучения

Естественные науки:

• Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в машине.
• Идентификация простых механизмов, работающих в модели, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи. 
• Ознакомление с более сложными типами движения, использующими кулачок, червячное и коронное зубчатые колеса.
• Понимание того, что трение влияет на движение модели. 
• Понимание и обсуждение критериев испытаний.
• Понимание потребностей живых существ. 

Технология. Проектирование:

• Создание и программирование действующих моделей.
• Интерпретация двухмерных и трехмерных иллюстраций и моделей.
• Понимание того, что животные используют различные части своих тел в качестве инструментов.
• Сравнение природных и искусственных систем.  Использование программного обеспечения для обработки информации.
• Демонстрация умения работать с цифровыми инструментами и технологическими системами. 

Технология. Реализация проекта:

• Сборка, программирование и испытание моделей.
• Изменение поведения модели путём модификации её конструкции или посредством обратной связи при помощи датчиков.
• Организация мозговых штурмов для поиска новых решений.
• Обучение принципам совместной работы и обмена идеями. 

Математика:

• Измерение времени в секундах с точностью до десятых долей.
• Оценка и измерение расстояния.
• Усвоение понятия случайного события.
• Связь между диаметром и скоростью вращения.
• Использование чисел для задания звуков и для задания продолжительности работы мотора.
• Установление взаимосвязи между расстоянием до объекта и показанием датчика расстояния.
• Установление взаимосвязи между положением модели и показаниями датчика наклона.
• Использование чисел при измерениях и при оценке качественных параметров. 

Развитие речи:

• Общение в устной или в письменной форме с использованием специальных терминов.
• Подготовка и проведение демонстрации модели.
• Использование интервью, чтобы получить информацию и составить рассказ.
• Разработка сценария с диалогами.
• Описание логической последовательности событий, создание постановки с главными героями и её оформление визуальными и звуковыми эффектами.

Результат

Естественные науки:

• Изучение простых механизмов
• Знакомство с понятиями скорость и время
• Знакомство с методами исследовательской деятельности: научный поиск, испытание, прогнозирование и измерение, сбор данных и описание результатов.

Технология:

• Построение трехмерных моделей.
• Соблюдение заданного порядка процедуры проектирования.
• Интерпретация двухмерных и трехмерных иллюстраций.
• Оценка и тестирование механизмов.

Математика:

• Подсчет.
• Рисование геометрических фигур.
• Расчет, измерение.
• Прогнозирование результатов.

Как мы занимаемся

Обучение проходит в малых группах, до 8 человек, по два занятия в неделю. Продолжительность каждого занятия, в соответствии с нормами СанПин, составляет 45 минут. Весь курс "Робототехника с LEGO WeDo" рассчитан на учебный год (с сентября по май), с перерывами на дни школьных каникул и государственных праздников.

Комплекты заданий WeDo позволяют учащимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков и даже писателей, предоставляя им инструкции, инструментарий и задания для межпредметных проектов.

Учащиеся собирают и программируют движущиеся модели роботов, а затем используют их для выполнения задач, по сути являющихся упражнениями из курсов естественных наук: технологии, математики, развития речи.

Учебный курс WeDo даёт возможность 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.
• Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.
• 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.
• Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта. 

Какие наборы и оборудование предоставляется учащимся?

Особое внимание в нашем клубе мы уделяем технической оснащённости образовательного процесса, качеству оборудования и его достаточному количеству для всех обучающихся!

Каждому ученику на весь период обучения на курсе LEGO WeDo-1 предоставляется:

• Набор конструктора - ПервоРобот LEGO® WeDo™ 9580 (LEGO Education WeDo Construction Set)
• Набор конструктора - LEGO Education WeDo 9585 Ресурсный набор
• Ноутбук с сенсорным экраном
• Комплект печатных материалов

Что входит в состав конструкторов?

Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ 9580 - Используя конструктор, ученики строят Лего - роботов, подключают их к ЛЕГО коммутатору и управляют ими посредством компьютерных программ.

В набор входят 158 элементов, включая USB ЛЕГО - коммутатор, мотор, датчик наклона и датчик расстояния, позволяющие сделать модель более маневренной и «умной». 

USB LEGO - коммутатор Через этот коммутатор осуществляется управление датчиками и моторами при помощи программного обеспечения WeDo™. Через два разъёма коммутатора подаётся питание на моторы, и проводится обмен данными между датчиками и компьютером. Программное обеспечение LEGO® WeDo автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик. Программа может работать с тремя USB LEGO-коммутаторами одновременно.

Мотор  Можно запрограммировать направление вращения мотора (по часовой стрелке или против) и его мощность. Питание на мотор (5В) подаётся через USB порт компьютера.  К мотору можно подсоединять оси или другие LEGO-элементы. 

Датчик наклона  Датчик наклона сообщает о направлении наклона. Он различает шесть положений: «Носом вверх», «Носом вниз», «На левый бок», «На правый бок», «Нет наклона» и «Любой наклон». 

Датчик расстояния  Датчик расстояния обнаруживает объекты на расстоянии до 15 см. 

Ресурсный набор конструктора LEGO Education WeDo 9585 - В комплект входят 326 компонентов: структурные детали (основания, пластины), колёса и оси, шестерёнки и роторы, детали оформления (дверь, крюк), соединительные и поворотные звенья, резинки, элементы сцепления и крепежа.

Программное обеспечение ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software)
Программное обеспечение конструктора WeDo™ предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков команд из Палитры на Рабочее поле, и их выстраивания в определённую логическую последовательность.
Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора.

Как построено каждое занятие?

4 этапа обучения  Обучение с LEGO® Education ВСЕГДА состоит из 4 этапов: Установление взаимосвязей, Конструирование, Рефлексия и Развитие.  Установление взаимосвязей  При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому заданию подготовлена анимированная презентация с участием фигурок героев и будущих моделей.

Конструирование  Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Занятия на курсе с наборами LEGO Education базируются на принципе практического обучения: сначала обдумывание поставленной задачи, а затем создание роботизированных моделей. В каждом проекте для этапа «Конструирование» детям даются подробные пошаговые инструкции. При желании, для решения поставленной задачи, каждый ученик может усовершенствовать предложенную модель, или создать и запрограммировать свою собственную.

Рефлексия  Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. На этом этапе работы над проектом учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, задействуя в них свои модели.

Развитие  Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу. На этапе «Развитие» в каждом проекте ребятам предлагаются идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.