Дополнительная общеобразовательная программа по информатике "Компьютерное Lego-конструирование"

Пояснительная записка

Использование LEGO - конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т. к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия LEGO как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования. Разнообразие конструкторов LEGO позволяет заниматься с учащимися разного возраста и по разным направлениям (конструирование, программирование, моделирование физических процессов и явлений). LEGO - конструирование – это современное средство обучения детей.

Направление общеобразовательной программы.

Новизна, актуальность, педагогическая целесообразность внедрения программы

объясняется формированием высокого интеллекта через мастерство. Целый ряд специальных заданий на наблюдение, сравнение, домысливание, фантазирование служат для достижения этого. Программа направлена на то, чтобы через труд приобщить детей к творчеству. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Разработанные учебные наборы LEGO помогают учащимся почувствовать себя настоящими исследователями. В них содержится всё необходимое для решения поставленных перед детьми задач, которые пробуждают у них любознательность, развивают творческую фантазию. Во время занятий дети формулируют гипотезы, проводят испытания построенных объектов, записывают результаты и демонстрируют свои «открытия».

Каждое занятие имеет несколько этапов:

Установление взаимосвязей.

Конструирование.

Рефлексия.

Развитие.

Решение «задач из жизни».

Установление взаимосвязей

Каждое занятие начинается с короткого рассказа, который помогает детям понять проблему и попытаться найти самый удачный способ её решения.

Конструирование

На этом этапе начинается собственно деятельность – дети собирают модели по инструкции. При этом реализуется известный принцип «обучение через действие». Обучающиеся получают подсказки о том, как провести испытания модели и убедиться, что она функционирует в соответствии с замыслом.

Рефлексия

Обучающиеся проводят научные исследования с помощью созданных ими моделей.

В процессе этих исследований они получают «пищу для ума» - учатся делать выводы и сопоставлять результаты опытов, а также знакомятся с такими понятиями, как измерение, скорость, равновесие, механическое движение, конструкции, сила и энергия. Результаты опытов представляются в таблице «Рабочих бланков». Опыты рекомендовано повторять несколько раз, поскольку их результаты могут различаться. Из «Рабочих бланков» составляется «Дневник исследователя».

Развитие

Творческая активность обучающихся и полученный ими опыт рождают

у них идеи для продолжения исследований. Они будут экспериментировать, менять свои модели, усовершенствовать их, придумывать с ними игры.

Решение «задач из жизни»

В разделе «Требования к конструкции» указано, каким требованиям должна удовлетворять создаваемая детьми модель. Чтобы поставленная задача была решена. Модели, сконструированные учениками самостоятельно, фотографируются, дети дают подробное объяснение, как они пришли к такому решению

Цель работы кружка:

Организация занятости школьников во внеурочное время.

Всестороннее развитие личности учащегося:

развитие навыков конструирования;

развитие логического мышления;

мотивация к изучению наук естественно - научного цикла: физики, в первую очередь, информатики (программирование и автоматизированные системы управления) и математики.

Задачи:

Познакомить с основными принципами механики;

Развивать умения работать по предложенным инструкциям;

Развивать умения творчески подходить к решению задачи;

Развивать умения довести решение задачи до работающей модели;

Развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Развивать умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Календарно - тематическое планирование:

Весь материал – смотрите документ.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Бродовская средняя общеобразовательная школа

Дополнительная общеобразовательная программа

"Компьютерное лего-конструирование"

Возраст детей: 6 – 8 лет

Срок реализации программы – 1 год

Автор программы: Бутко О.В.

учитель информатики

село Бродовое

Год разработки - 2014

Пояснительная записка

Использование LEGO -конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия LEGO как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования. Разнообразие конструкторов LEGO позволяет заниматься с учащимися разного возраста и по разным направлениям (конструирование, программирование, моделирование физических процессов и явлений). LEGO -конструирование – это современное средство обучения детей.

Направление общеобразовательной программы.

Новизна, актуальность, педагогическая целесообразность внедрения программы

объясняется формированием высокого интеллекта через мастерство. Целый ряд специальных заданий на наблюдение, сравнение, домысливание, фантазирование служат для достижения этого. Программа направлена на то, чтобы через труд приобщить детей к творчеству. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Разработанные учебные наборы LEGO помогают учащимся почувствовать себя настоящими исследователями. В них содержится всё необходимое для решения поставленных перед детьми задач, которые пробуждают у них любознательность, развивают творческую фантазию. Во время занятий дети формулируют гипотезы, проводят испытания построенных объектов, записывают результаты и демонстрируют свои «открытия».

Каждое занятие имеет несколько этапов:

1. Установление взаимосвязей.

2. Конструирование.

3. Рефлексия.

4. Развитие.

5. Решение «задач из жизни».

1. Установление взаимосвязей

Каждое занятие начинается с короткого рассказа, который помогает детям понять проблему и попытаться найти самый удачный способ её решения.

1. Конструирование

На этом этапе начинается собственно деятельность – дети собирают модели по инструкции. При этом реализуется известный принцип «обучение через действие». Обучающиеся получают подсказки о том, как провести испытания модели и убедиться, что она функционирует в соответствии с замыслом.

1. Рефлексия

Обучающиеся проводят научные исследования с помощью созданных ими моделей.

В процессе этих исследований они получают «пищу для ума» - учатся делать выводы и сопоставлять результаты опытов, а также знакомятся с такими понятиями, как измерение, скорость, равновесие, механическое движение, конструкции, сила и энергия. Результаты опытов представляются в таблице «Рабочих бланков». Опыты рекомендовано повторять несколько раз, поскольку их результаты могут различаться. Из «Рабочих бланков» составляется «Дневник исследователя».

1. Развитие

Творческая активность обучающихся и полученный ими опыт рождают

у них идеи для продолжения исследований. Они будут экспериментировать, менять свои модели, усовершенствовать их, придумывать с ними игры.

1. Решение «задач из жизни»

В разделе «Требования к конструкции» указано, каким требованиям должна удовлетворять создаваемая детьми модель. Чтобы поставленная задача была решена. Модели, сконструированные учениками самостоятельно, фотографируются, дети дают подробное объяснение, как они пришли к такому решению

Цель работы кружка:

1. Организация занятости школьников во внеурочное время.

2. Всестороннее развитие личности учащегося:

   • развитие навыков конструирования;

   • развитие логического мышления;

   • мотивация к изучению наук естественно-научного цикла: физики, в первую очередь, информатики (программирование и автоматизированные системы управления) и математики.

Задачи:

1. Познакомить с основными принципами механики;

2. Развивать умения работать по предложенным инструкциям;

3. Развивать умения творчески подходить к решению задачи;

4. Развивать умения довести решение задачи до работающей модели;

5. Развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

6. Развивать умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Отличительная особенность от уже ранее существующих программ.

Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.

Возраст детей

Возраст детей 6 – 8 лет

Сроки реализации программы

Программа кружка «Компьютерное LEGO –конструирование» рассчитана на 1 год при проведении занятий 1 раз в неделю (36 часов в год) для одной группы.

Формы и режим занятий.

Программа предусматривает проведение фронтальных занятий, работы детей в группах, парах, индивидуальная работа, работа с привлечением родителей. Занятия проводятся 1 раз в неделю во второй половине дня в учебном кабинете и включает в себя выставки работ учащихся, выступление с проектами на НОУ школы, с детьми также планируется проведение экскурсий, викторин. Занятия проводятся также в каникулярное время (кроме зимних каникул)

Итого– 36 занятий

Ожидаемые результаты и способы определения их результативности:

Личностными результатами изучения курса является формирование следующих умений: 
Определять и высказывать под руководством педагога самые простые общие для всех людей правила поведения при сотрудничестве (этические нормы).
Формировать целостное восприятие окружающего мира.
Развивать мотивацию учебной деятельности и личностного смысла учения. Заинтересованность в приобретении и расширении знаний и способов действий, творческий подход к выполнению заданий.
Формировать умение анализировать свои действия и управлять ими.
Формировать установку на здоровый образ жизни, наличие мотивации к творческому труду, к работе на результат.
Учиться сотрудничать со взрослыми и сверстниками.
Метапредметными результатами изучения курса являются формирование следующих универсальных учебных действий (УУД). 
Регулятивные УУД:
Определять и формулировать цель деятельности с помощью учителя. 
Проговаривать последовательность действий. 
Учиться высказывать своё предположение на основе работы с моделями.
Учиться работать по предложенному учителем плану.
Учиться отличать верно выполненное задание от неверного.
Учиться совместно с учителем и другими учениками давать эмоциональную оценку деятельности товарищей. 
Познавательные УУД:
Ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного с помощью учителя. 
Добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя свой жизненный опыт и информацию, полученную от учителя. 
Перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса.
Преобразовывать информацию из одной формы в другую: составлять модели по предметной картинке или по памяти.
Коммуникативные УУД:
Донести свою позицию до других: оформлять свою мысль в устной и письменной речи (на уровне одного предложения или небольшого текста).
 Слушать и понимать речь других.
Совместно договариваться о правилах общения и поведения в школе и следовать им.
Учиться выполнять различные роли в группе (лидера, исполнителя, критика).
Предметными результатами изучения курса являются формирование следующих умений. 
- описывать признаки предметов и узнавать предметы по их признакам;
-выделять существенные признаки предметов;
-сравнивать между собой предметы, явления;
-обобщать, делать несложные выводы;
-классифицировать явления, предметы;
-определять последовательность событий;
-давать определения тем или иным понятиям;
-определять отношения между предметами типа «род» - «вид»;
-осуществлять поисково-аналитическую деятельность для практического решения прикладных задач с использованием знаний, полученных при изучении учебных предметов;
-формировать первоначальный опыт практической преобразовательной деятельности.
Контроль и оценка планируемых результатов.
В основу изучения положены ценностные ориентиры, достижение которых определяются воспитательными результатами. Воспитательные результаты внеурочной деятель­ности оцениваются по трём уровням.
Первый уровень результатов — приобретение школьни­ком социальных знаний (об общественных нормах, устрой­стве общества, о социально одобряемых и неодобряемых фор­мах поведения в обществе и т. п.), первичного понимания социальной реальности и повседневной жизни.
Для достижения данного уровня результатов особое значе­ние имеет взаимодействие ученика со своими учителями как значимыми для него носителями положительного социального знания и повседневного опыта.
Второй уровень результатов — получение школьником опыта переживания и позитивного отношения к базовым ценностям общества (человек, семья, Отечество, природа, мир, знания, труд, культура), ценностного отношения к со­циальной реальности в целом.
Для достижения данного уровня результатов особое значе­ние имеет взаимодействие школьников между собой на уровне класса, школы, то есть в защищенной, дружественной про-социальной среде. Именно в такой близкой социальной сре­де ребёнок получает (или не получает) первое практическое подтверждение приобретённых социальных знаний, начинает их ценить (или отвергает). 
Третий уровень результатов — получение школьником опыта самостоятельного общественного действия. Только в са­мостоятельном общественном действии, действии в открытом социуме, за пределами дружественной среды школы, для дру­гих, зачастую незнакомых людей, которые вовсе не обязатель­но положительно к нему настроены, юный человек действи­тельно становится (а не просто узнаёт о том, как стать) социальным деятелем, гражданином, свободным человеком. Именно в опыте самостоятельного общественного действия приобретается то мужество, та готовность к поступку, без ко­торых немыслимо существование гражданина и гражданского общества.
 Для оценки эффективности занятий можно использовать следующие показатели:
– степень помощи, которую оказывает учитель учащимся при выполнении заданий: чем помощь учителя меньше, тем выше самостоятельность учеников и, следовательно, выше развивающий эффект занятий;
– поведение учащихся на занятиях: живость, активность, заинтересованность школьников обеспечивают положительные результаты занятий;
– косвенным показателем эффективности данных занятий может быть повышение успеваемости по разным школьным дисциплинам, а также наблюдения учителей за работой учащихся на других уроках (повышение активности, работоспособности, внимательности, улучшение мыслительной деятельности)

Содержание

В процессе активного конструирования, исследования, проведения исследования, испытаний и обсуждения результатов у обучающихся развивается широкий спектр навыков и знаний.

Естественные науки

Научные исследования, включающие в себя изучение различных факторов на работу простых механизмов. Наблюдение, описание и представление результатов.

Обучающиеся знакомятся с такими понятиями, как энергия ветра, понятия площади , зубчатой передачи, вращения, равновесия, вращения, понятия массы, соударения, силы трения, наклонной плоскости, считывания показаний шкалы при измерении расстояния, понятия силы, понятия трения.

Технология

Работа с различными элементами механизмов и конструкций с целью приобретения технических знаний. Оценка результатов с технической точки зрения; развитие дизайнерских навыков. Дети изучают шестерни, колёса, оси, рычаги и блоки; проектируют и конструируют модели и проводят их испытания; учатся принимать решения в соответствии с поставленной задачей, выбирать подходящие материалы, оценивать полученные результаты, пользоваться двухмерными чертежами в инструкциях для построения трёхмерных моделей, приобретают навык слаженной работы в команде.

Математика

Обучающиеся осваивают стандартные и нестандартные способы измерения расстояния, времени, массы, а также чтение показаний измерительных приборов. Они учатся производить расчёты, обрабатывать данные, строить графики и принимать решения.

Формы и методы обучения:

1. Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение нового материала, практика).

2. Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая работа, дискуссия).

1. Контроль и проверка умений и навыков (опрос, тест, самостоятельная работа).

2. Комбинированные занятия.

3. Создание ситуаций творческого поиска.

4. Стимулирование (поощрение, выставление баллов).

Формы подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы

Подведение итогов осуществляется в виде изготовлении готовых поделок, книжек – раскладушек с фотографиями работ, проведение выставок, участие в конкурсах.

Учебно – тематический план дополнительной общеобразовательной программы

Содержание программы дополнительного образования

Формирование группы, беседа по охране труда (1 час)
Диагностика обученности учащихся (2 часа) 
Входная диагностика. Итоговая диагностика.

Знакомство с элементами конструктора и способами их соединения (3 часа) 
Правила пользования материалами и инструментами. Термины, принятые в конструировании. Знакомство с условными знаками, принятыми в конструировании. Инструкционные карты, демонстрирующие процесс создания игрушки.

Выполнение игрушки и программирование. (28 часов)

Конструирование моделей: «Обезьяна», «Крокодил», «Корабль», «Вратарь», «Подъемный кран» и их программирование.

Оформление результатов работы: книжка – раскладушка (2 часа)

 Итоговое занятие (1час) «Чему мы научились за год». 

Календарно-тематическое планирование

Методическое обеспечение программы

дополнительного образования детей:

Для реализации программы предлагаются следующие  методы : наглядный, словесный, практический.  
Наглядный метод   
• просмотр фильмов, слайдов, презентаций;
Словесный метод  
• чтение стихотворений; 
• беседы с элементами диалога, обобщающих рассказов; 
• ответы на вопросы педагога, детей; 
• сообщение дополнительного материала; 
• загадывание загадок; 
• рассматривание наглядного материала; 
• рассказы детей по схемам, иллюстрациям,
Практический метод  
•выставки поделок учащихся; 

Конструирование и программирование 

Литература

1.     Кружок робототехники, [электронный ресурс]//http://lego.rkc-74.ru/index.php/-lego-

2.     В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный ресурс]//http://lego.rkc-74.ru/index.php/2009-04-03-08-35-17, Пермь, 2011 г.

Перечень учебно-методического обеспечения

1.     Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.

2 Лего-конструктор: LEGO edukation WeDo 9580, 9585

Интернет - ресурсы

1.     http://9151394.ru/?fuseaction=proj.lego/

2.     http://9151394.ru/index.php?fuseaction=konkurs.konkurs/

3.     http://www.lego.com/education/

4.     http://www.wroboto.org/