Документ описывает внедрение курсов по робототехнике и физике в образовательный процесс средней школы, с целью развития научно-технического потенциала учащихся. Основное внимание уделяется развитию алгоритмического мышления и интереса к точным наукам через практические занятия с использованием конструкторов LEGO. В результате реализации программы школа добилась значительных успехов на различных конкурсах и фестивалях робототехники.

1. Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
Самарской области средняя общеобразовательная школа «Образовательный
центр» п.г.т. Рощинскиймуниципального района Волжский Самарской области
Системныйподход к организацииработы по развитию одаренности детей
как ресурс повышения качества образования.
РАЗВИТИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА
УЧАЩИХСЯ СРЕДСТВАМИ РОБОТОТЕХНИКИ
(из опыта работы)
Автор: Е.Н. Лиепа,
учитель математики
ГБОУ СОШ «ОЦ»
п.г.т. Рощинский
Рощинский, 2016

2. Оглавление
Введение..................................................................................................... 3
Основная часть........................................................................................... 4
Итоги реализации программы.................................................................... 6
Список использованных источников.......................................................... 8
Приложение................................................................................................ 9

3. Введение.
На сегодняшний день одним из приоритетных направлений развития
науки, технологий и техники Самаркой области является автоматизация и
управление технологическими процессами и комплексами, а так же
робототехнические системы и микромашины. Таким образом, образовательным
учреждениям необходимо активно вести работу по повышению интереса
учащихся к точным наукам и массовую популяризацию профессии инженера,
причем предпринимать такие шаги необходимо для детей раннего возраста.
Исходя из этого, работу по данному направлению робототехники и
физики, знакомству с началами программирования необходимо проводить уже
в средней школе. В результате в высшую школу придут дети, у которых
развиты начальные конструкторские навыки, сформировано алгоритмическое
мышление, привит интерес к экспериментированию.
На настоящий момент существует достаточное количество
образовательных технологий, которые способствуют развитию критического
мышления и умению решать задачи. Однако, направлений вдохновляющих к
новаторству через науку, способствующих техническому творчеству
наблюдается определенныйдефицит.
Наиболее перспективна в этом направлении – робототехника,
позволяющая в игровой форме знакомить детей с наукой, и являющаяся
эффективным методом для изучения важных областей науки, технологии,
конструирования, математики.

4. Основная часть
Актуальность внедрения в образовательный процесс курса
робототехники предопределяется следующимиаспектами:
 развитию детского научно-технического творчества;
 популяризация профессииинженера;
 использованиеновыхформы работы с одареннымидетьми;
 внедрение современных научно-практических технологий в
образовательныйпроцесс;
 интеграция урочной и внеурочной деятельности (в рамках
формирования УУД).
Так в 2014-2015 учебном году в рамках внеурочной деятельности в ГБОУ
СОШ «ОЦ» п.г.т. Рощинский были введены два новых курса внеурочной
деятельности:
- «Занимательная физика: конструирование физических моделей на базе
конструкторов Lego Education» (годичный курс, рассчитанный на учащихся
5-х классов). Целью курса «Занимательная физика: конструирование
физических моделей на базе конструкторов Lego Education» является развитие
научно-технического творчества учащегося путём организации его
деятельности в процессе интеграции начального инженерно-технического
конструирования и основ моделирования на основе фундаментальных
естественнонаучных знаний. Так уже в 5- классе учащиеся знакомятся в
игровой форме с основными принципами механики, обучаются навыкам
проведения физического эксперимента, в том числе умению ставить
эксперимент, проводить наблюдения и делать выводы по полученным данным,
обучаются начальным навыкам моделирования поставленной задачи, что
способствуетдостижениюпоставленнойцели.
- «Основы робототехники» (двухгодичный курс, рассчитанный на
учащихся 6-7-х классов). На данном курсе остановлюсь более подровно.
Цель курса «Основы робототехники»: создание условий для изучения
основ алгоритмизации и программирования с использованием робота Lego

5. Mindstorms NXT, развития научно-технического и творческого потенциала
личности ребёнка путём организации его деятельности в процессе интеграции
начального инженерно-технического конструирования иоснов робототехники.
Для достижения поставленной цели учитель (руководитель курса) в своей
профессиональной деятельности должен стремиться к использованию
разнообразных приёмов и методов. Педагог и сам должен обучаться новым,
современным технологиям, ведь нынешние школьники живут в мире
компьютеров, Интернета, электроники и автоматики и хотят всё это изучать и
использовать в процессе образования. Ведь трудно заинтересовать детей
абстрактными понятиями и уж тем более невозможно заставить их выучить
материал, если они не понимают цели его изучения.
С поставленным оборудованием в рамках ФГОС школа получила некий
инструмент, способствующий повышению мотивации и заинтересованности
учащихся. Но недостаточно иметь только инструмент, важно еще умело
владеть им и использовать в нужном направлении.
LEGO – это уникальный конструктор, из деталей которого можно
построить как обыкновенную башню, высота которой будет отмечена в книге
рекордов Гиннеса, так и робота, способного производить замеры освещённости
и температуры окружающего пространства или искать и сортировать предметы
по определённым признакам. Обучающая серия LEGO Education делает
робототехнику лёгкой и увлекательной. Простота в построении модели в
сочетании с большими конструктивными возможностями позволяют детям в
конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет
поставленную ими же самими задачу. При построении модели затрагивается
множество проблем из разных областей знания – от теории механики до
психологии.
Курс предполагает использование компьютеров совместно с
конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство
управления моделью; его использование направлено на составление
управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают

6. представление об особенностях составления программ управления,
автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Методические
особенности реализации программы предполагают сочетание возможности
развития индивидуальных творческих способностей и формирование умений
взаимодействовать в коллективе, работать в группе. Основополагающим
принципом построения каждого занятия является то, что после решения
поставленной задачи, учащиеся получают возможность оценить степень
выполнения задания по сравнению с другими учащимися при помощи
соревнований роботов. В приложении вы можете ознакомиться с примером
подобного занятия (Технологическая карта занятия по курсу «Основы
робототехники» по теме «Датчик освещённости. Решение простейших задач:
Движение по линии»).
Итоги реализации программы (достижения)
Работа в данном направлении позволила добиться определённых
результатов, а именно:
- 2014-2015 учебный год:
 II Областной турнир мобильных роботов (3 место в
номинации «Лестница»);
 I Территориальная учебно-исследовательская конференция
учащихся «ЮныйтехноLOG 21 века» (1 место);
 Региональный турнир по робототехнике с международным
участием РОБОМАРАФОН 2015. (участие);
 Грант Благотворительного Фонда «Виктория» (в номинации
«Робототехника» ученик 6 А класса).
- 2015-2016 учебный год:
 Первый территориальный турнир по робототехнике среди
школьных команд 2015 (1 место в номинации «Линия»,
1 место в номинации «Кегельринг - макро»);

7.  Окружной робототехнический фестиваль «РобоФест-
Приволжье-2016» (1 место в номинации «FIRST Jr.FLL» и
право участвовать в VIII Всероссийском робототехническом
фестивале «РобоФест-2016»,
3 место в номинации «СУМО» старшие (от 16 до 23 лет
включительно));
 II Территориальная учебно-исследовательская конференция
учащихся «ЮныйтехноLOG 21 века» (3 место);
 Самарская научно-образовательная программа «ВЗЛЕТ»
конкурсного отбора школьников в Губернаторский реестр
творчески одаренной молодежи в сфере науки и техники
(работа учащегося отправлена на заочныйэтап конкурса).

8. Список использованных источников
Криволапова Н.А Создание системы поддержки развития научно-
технического творчества детей, учащихся и молодежи: научно-методический
журнал «Инновационныйвестник образования », №1(2),2010.
Попова Е. Образовательная робототехника. [Электронный ресурс]. URL:
http://informatiki.tgl.net.ru/kopilka/obrazovatelnaja-robototehnika.html (дата
обращения: 13.01.2016)

9. Приложение
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
Самарской области средняя общеобразовательная школа
«Образовательный центр» п.г.т. Рощинский
муниципального района Волжский Самарской области
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАНЯТИЯ ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
«Основы робототехники»
6 класс
Учитель Лиепа Елена Николаевна
Раздел Основы управления роботом
Тема урока Датчик освещённости. Решение простейших задач: Движение по линии.
Цель урока Изучить движение робота по линии с использованием двух датчиков освещённости.
Планируемый результат Предметные умения УУД
Личностные Регулятивные Коммуникативные Познавательные
Умение
программировать датчики
освещённости при помощи
вложенного ветвления.
Понимать причины
«срывов» робота с линии и
уметь отлаживать
программу.
Вывод по проблеме
урока: Робот двигается по
линии в разных
направлениях без «срывов».
Умение
подключать датчики
освещённости к
определённым портам.
Умение по датчику
освещённости
определять белый и
чёрный цвет. Умение
определять и задавать
пороговое значение для
каждого из датчиков.
Умение
программировать
Самооценка на
основе критерия
успешности.
Адекватное
понимание причин
успеха / неуспеха
при решении
поставленной
задачи.
Умение
аргументировано
оценивать свои и
чужие достижения.
Следовать
режиму
организации
внеурочной
деятельности.
Определять
степень
успешности своей
деятельности и
деятельности
других в
соответствии с
критериями.
Планирование
учебного
сотрудничества.
Умение
формулировать и
аргументировать своё
мнение и позицию в
коммуникации.
Достижение
договоренностей и
согласование общего
решения.
Умение разрешать
Выделение и
формулирование
проблемы.
Поиск и выделение
необходимой для
решения поставленной
задачи информации.
Выбор наиболее
эффективных способов
решения задач.
Выдвижение гипотез
и их обоснование.
Самостоятельное

10. движение робота
датчики по двум
датчикам освещённости
при помощи
вложенного ветвление.
Умение
анализировать действия
робота на основе
составленной
программы. Умение
отлаживать программу
для достижения
поставленной цели.
Умение
аргументировать
собственную точку
зрения.
Самостоятель
но адекватно
оценивать
правильность
результатов
действия,
внесение
необходимых
корректив
конфликт на основе
учета интересов всех
участников.
создание алгоритмов
деятельности.
Моделирование и
преобразование моделей
роботов.
Рефлексия способов
и условий действия на
основе эксперимента.
Установление
причинно-следственных
связей, доказательство;
Самостоятельное
создание способов
решения проблем
творческого характера.
Построение
логической цепи
рассуждений.
Использование
знаково-символических
средств
программирования.
Основные понятия Датчик освещённости, пороговое значение, графические блоки программы Lego NXT 2.0 Programming.
Логическая структура ветвления.
Ресурсы
(оборудование)
 Компьютер с установленным программным обеспечением ПервоРобот NXT 2.1 (LEGO MINDSTORMS NXT
EDUCATION);
 мультимедийный проектор;
 доска;
 Конструктор «ПервоРобот NXT» (Lego Mindstorms NXT - 9797);
 Поля для соревнования роботов NXT;
 Дополнительные датчики освещённости для микрокомпьютера.
 Электронный образовательный ресурс. ПервоРобот NXT 2.0. Введение в Робототехнику.ПК, презентация,
раздаточный материал

11. Ход занятия.
Этапы урока Задачи этапа Деятельность учителя Деятельность учащихся Формируемые УУД
I.Этап урока:
создание проблемной
ситуации и
формулирование
проблемы.
Понимать принцип
движения робота по
направляющей линии.
Сформулировать
задачу для робота.
Показ видеоролика.
– На прошлом занятии мы
программировали робота на движение
по линии. Сегодня мы рассмотрим
более сложную траекторию движения.
Давайте загрузим ваши программы в
микропроцессор робота и попробуем
пройти данную траекторию.
(Робот срывается с линии, едет не по
заданному маршруту)
– Скажите, а в чём, по вашему
мнению, здесь может быть проблема?
Здесь важно спровоцировать
ребят на приведение разных мнений.
Если ребята догадываются, что
необходимо подключить второй
датчик освещённости, по переходим к
этапу моделирования робота, в
противном случае, задаем наводящие
вопросы: Робот движется по центру
линии или придерживается края?
Что показывает на пороговое
значение датчика освещённости?
– Да, действительно, чтобы
робот двигался более чётко по линии
необходимо «держаться» за оба края
линии. Скажите, что мы сегодня
должны сделать, чтобы добиться
желаемого результата?
Наводящими вопросами
учитель подводит к главному
Высказывают свои версии.
Выслушиваются все
варианты, просим
аргументировать, затем
мотивировано выбираем
вариант подключения
второго датчика
освещённости.
Личностные УУД:
Адекватное понимание
причин успеха /
неуспеха при решении
поставленной задачи.
Регулятивные УУД:
Следовать режиму
организации
внеурочной
деятельности.
Коммуникативные
УУД:
Планирование
учебного
сотрудничества.
Умение
формулировать и
аргументировать своё
мнение и позицию в
коммуникации.
Достижение
договоренностей и
согласование общего
решения.
Умение разрешать
конфликт на основе
учета интересов всех
участников.

12. вопросу:
Подключить второй датчик
освещённости и запрограммировать
микропроцессор на движение
робота по линии с использованием
двух датчиков.
Формулирование
проблемы
Познавательные
УУД:
Выделение и
формулирование
проблемы.
Поиск и выделение
необходимой для
решения поставленной
задачи информации.
Выбор наиболее
эффективных способов
решения задач.
Выдвижение гипотез и
их обоснование.
Моделирование и
преобразование
моделей роботов.
Построение
логической цепи
рассуждений.
II.Этап урока:
выдвижение гипотез,
актуализация знаний,
планирование
собственной
деятельности.
Научиться
выдвигать гипотезы на
основе имеющихся знаний
и исходя из проведённого
опыта, а также и
обосновывать
собственные гипотезы.
Смоделировать
самостоятельно робота
для выполнения
поставленной задачи.
– Итак, что же мы должны
сделать в первую очередь?
Скажите, а как должны
располагаться датчики относительно
друг друга? На каком расстоянии друг
от друга? Почему?
Предлагают свои
гипотезы (подключение
второго датчика).
Предлагают свои
гипотезы и
аргументируют их.
(Подключение второго
датчика).
Моделирование
робота самостоятельно.
Выбор наиболее
эффективных
способов решения
задач.
Выдвижение гипотез
и их обоснование.
Самостоятельное
создание алгоритмов
деятельности.
Моделирование и
преобразование
моделей роботов.
Рефлексия способов и

13. (После того, как ребята подключили
второй датчик освещённости к
микропроцессору)
– Давайте вспомним, при
помощи какого блока алгоритма мы
подключали датчик освещённости?
– Теперь у нас два датчика
освещённости. Для второго датчика
освещённости какой мы будем
использовать блок программы?
– Подумайте, как вставить
новый блок ветвления в нашу
программу? Давайте рассмотрим на
роботах возможные варианты
показаний датчиков и действие робота
при различных вариантах.
(Необходимо подвести ребят к
выводу, что программирование
датчиков должно проходить
последовательно)
Ветвление
Ветвление
Предлагают свои
гипотезы и
аргументируют их.
Рассматривают все
возможные варианты,
продумывают действия
робота при различных
вариантах.
условий действия на
основе эксперимента.
Установление
причинно-
следственных связей,
доказательство.
Самостоятельное
создание способов
решения проблем
творческого
характера.
Построение
логической цепи
рассуждений.
Использование
знаково-
символических
средств
программирования
III.Этап урока:
открытие нового знания и
формулирование вывода.
Научиться
выдвигать гипотезы на
основе имеющихся знаний
и исходя из проведённого
опыта, а также и
обосновывать
Знакомит учащихся со схемой
подключения датчиков. (Заранее
подготовлена на доске)
Ребята
самостоятельно
программируют роботов.
Рефлексия способов и
условий действия на
основе эксперимента.
Установление
причинно-
следственных связей,

14. собственные гипотезы.
Запрограммировать
самостоятельно робота
для выполнения
поставленной задачи.
Провести эксперимент.
Научиться понимать
причины успеха /
неуспеха при решении
поставленной задачи.
Научиться занимать свою
позицию и строить
отношения с людьми –
договариваться с людьми,
предотвращая или
преодолевая конфликты.
Определять и объяснять
своё отношение к
нравственным ценностям.
доказательство;
Самостоятельное
создание способов
решения проблем
творческого
характера.
Построение
логической цепи
рассуждений.
Использование
знаково-
символических
средств
программирования
Самостоятельно
адекватно оценивать
правильность
результатов действия,
внесение
необходимых
корректив
- У кого получилось, проводим
испытание роботов на поле. При
необходимости, вносим коррективы в
программу.
- При работе на поле не
мешайте друг другу, будьте взаимно
вежливы.
Проводят испытание
роботов на поле,
корректируют программы
(отладка программы).
Самостоятельно
адекватно оценивать
правильность
результатов действия,
внесение
необходимых
корректив.
Следовать режиму
организации урочной
деятельности.
Планирование
учебного
сотрудничества.

15. IV.Этап урока: подведение
итогов.
Научиться понимать
причины успеха /
неуспеха при решении
поставленной задачи.
Определять и объяснять
своё отношение к
нравственным ценностям.
- Как обычно, в конце занятии
проведём соревнование роботов. У вас
имеются 2 попытки, время между
попытками на отладку программы 5
минут. Пусть победит сильнейший!
Участвуют в
соревновании «Движение
по линии»
Самооценка на основе
критерия успешности.
Адекватное
понимание причин
успеха / неуспеха при
решении
поставленной задачи.
Умение
аргументировано
оценивать свои и
чужие достижения.
– Ребята, мы добились
поставленной цели?
-Скажите, а мы можем
заставить робота при движении по
линии остановиться в заранее заданной
точке?
- Но это уже будет темой
нашего следующего занятия!
Всего доброго! Спасибо за
работу.
– Да, роботы
движутся по сложной
линии без срывов.
Выдвигают
гипотезы
Умение сравнивать.
Формулирование
вывода.