Абай облысы білім басқармасының Абай ауданы білім бөлімінің «Ж.Молдағалиев атындағы орта мектебі» КММ

Робототехника 5-6 сыныптарға

Авторы: Елнұр Ақылтайұлы Әбішев

Бұл бағдарлама 5–6 сынып оқушыларына арналған және LEGO EV3 негізінде робототехника әлемімен танысуға бағытталған. Бағдарлама барысында оқушылар роботтардың құрылымымен, жұмыс принциптерімен танысып, бағдарламалау дағдыларын меңгереді. LEGO EV3 платформасы арқылы оқушылар алгоритмдік ойлауды дамытып, инженерлік есептерді шешуді, механизмдерді құрастыру мен оларды бағдарламалауды үйренеді. Бағдарлама практикалық әрекетке негізделген және шығармашылық, логикалық ойлауға бағытталған тапсырмалар арқылы оқушының жеке қабілеттерін дамытуға мүмкіндік береді.

Бағдарламаның мақсаты:

Оқушыларды робототехника негіздерімен таныстырып, LEGO EV3 конструкторы арқылы роботтарды құрастыру мен бағдарламалауға үйрету.

Бағдарламаның міндеттері:

1. LEGO EV3 құрылғылары мен сенсорларының жұмыс істеу принципін түсіндіру.

2. Оқушыларға қарапайым және күрделі механизмдерді құрастыру дағдыларын қалыптастыру.

3. Алгоритм құру және оны EV3 бағдарламасында жүзеге асыруды үйрету.

4. Сенсорлар арқылы ақпарат қабылдау және сол ақпарат негізінде роботты басқаруды меңгерту.

5. Шығармашылық жобалар арқылы оқушылардың инженерлік ойлау қабілетін дамыту.

6. Робототехника саласындағы терминдер мен ұғымдарды меңгерту.

7. Жеке және топтық жұмыс дағдыларын қалыптастыру.

8. STEM бағыты бойынша нақты тапсырмалар арқылы пәнаралық білімді интеграциялау.

Пәнаралық байланыс:

• Информатика – алгоритм құру, бағдарламалау негіздері.

• Физика – қозғалыс, күш, тепе-теңдік заңдары.

• Математика – координаталар, бұрыштар, сандық есептеулер.

• Технология – құралдармен жұмыс, конструкция құрастыру.

Кәсіпке бағдарлау:

Бағдарлама оқушыларды болашақта инженер, бағдарламалаушы, мехатроник, робототехника маманы сынды заманауи мамандықтарға бағыттайды. Оқушылар нақты жобалар арқылы технологиялық салаға қызығушылықтарын арттырады.

Сабақта қолданған әдістер:

• Жобалық оқыту

• Ойын арқылы үйрету

• Топтық жұмыс

• Талдау және салыстыру әдісі

• Практикалық тапсырмалар

• Дизайн-ойлау әдісі

Оқушы білуі керек критерийлер:

• LEGO EV3 бөліктерін тану және дұрыс жинау;

• EV3 бағдарламалық ортасында қарапайым код жазу;

• Сенсорлар көмегімен роботты басқару;

• Робот қозғалысын белгілі алгоритм бойынша іске қосу;

• Тапсырмаға сәйкес роботты тиімді жобалау және құрастыру;

• Топпен жұмыс істеу және жобаны қорғау;

• Қауіпсіздік ережелерін сақтау;

• Жобаның кемшіліктерін анықтап, оны жетілдіру жолдарын ұсыну.

Авторлық бағдарламаның бағыты:

Бағдарлама практикалық-инженерлік және жобалық бағытта жүзеге асырылады. STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) принциптеріне сүйене отырып, оқушылардың болашақ технологиялық ойлау қабілетін дамыту көзделген.

Авторлық бағдарламаның жаңашылдығы:

Бағдарлама LEGO EV3 роботтарын қолдану арқылы оқушыларды нақты құрылғылармен жұмыс істеуге үйретеді. Практикалық бағытта құрылып, оқушылардың жобалау, сынақтан өткізу және оңтайландыру дағдыларын дамытады. Сонымен қатар оқушыларға нақты өмірлік проблемаларды шешуге арналған миссиялар беріледі.

Авторлық бағдарламаның өзектілігі:

Бүгінгі таңда цифрлық технологиялар мен робототехника – еңбек нарығында ең сұранысқа ие салалардың бірі. Бұл бағдарлама балаларды ерте жастан болашақ мамандыққа бағыттап, технологиялық сауаттылықтарын арттырады.

Күтілетін нәтижелер:

• LEGO EV3 құрылғыларымен еркін жұмыс істеу;

• Роботтың қарапайым тапсырмаларын өз бетінше бағдарламалау;

• Инженерлік тапсырмаларды орындау арқылы техникалық ойлауын дамыту;

• Шығармашылық жобалар жасап, оны сынып алдында қорғай білу;

• Топта жұмыс істеу және өз ойларын еркін жеткізу қабілеті артады;

• STEM саласына қызығушылығы артады

Авторлық бағдарламаның уақыт көлемі:

Бағдарлама 34 сағатқа есептелген, аптасына 1 сағаттан өткізіледі. Әрбір сабақ 45 минутқа жоспарланған. Курстың ұзақтығы – 1 оқу жылы.

Авторлық бағдарламаны ұйымдастыру формасы:

• Жеке және топтық жұмыс

• Теориялық және практикалық сабақтар

• Жобалық тапсырмалар

Авторлық бағдарламаны оқытуды аяқтау формасы:

Бағдарламаны аяқтаған соң оқушылар өздерінің LEGO EV3 роботтық жобаларын қорғап, практикалық тапсырмаларды орындайды. Сонымен қатар, теориялық тест тапсырады. Бұл қорытынды бағалау оқушылардың теориялық және практикалық дағдыларын анықтайды.

АҚПАРАТТЫҚ-ӘДІСТЕМЕЛІК БӨЛІМ

Бұл курс 5-6 сынып оқушыларын робототехника негіздерімен және LEGO EV3 платформасымен таныстыруға арналған. Бағдарлама аясында оқушылар роботтардың құрылымы мен жұмыс істеу принциптерін меңгеріп, программалау негіздерін үйренеді. LEGO EV3 конструкторымен практикалық тапсырмалар орындау арқылы олар инженерлік ойлау мен шығармашылық қабілеттерін дамытады.

Курс STEM (ғылым, технология, инженерия, математика) бағытында жасақталып, оқушыларға командада жұмыс істеу, мәселені шешу және жобалау дағдыларын қалыптастыруға мүмкіндік береді. Оқыту барысында теориялық түсіндіру, практикалық жаттығулар және топтық жобалар қолданылады.

Оқыту процесінде қолданылатын әдістер мен құралдар:

• Теориялық дәрістер: LEGO EV3 құрылғысының компоненттері, датчиктер мен моторлар, негізгі программалау блоктары.

• Практикалық тапсырмалар: қарапайым қозғалыс бағдарламаларын құру, сенсорлар арқылы деректерді оқу, қарапайым алгоритмдер жасау.

• Топтық жұмыс: роботтың берілген тапсырманы орындауына арналған жоба жасау және қорғау.

• Цифрлық құралдар: LEGO Mindstorms EV3 бағдарламалық ортасы, Google Classroom – тапсырмаларды беру және бағалау үшін.

БАҒАЛАУ КРИТЕРИЙЛЕРІ

«9-10» балл — Оқушы барлық тапсырмаларды дұрыс орындайды, шығармашылық жұмыс барысында анимацияның толық құрылымын жасайды, ұқыпты әрі мұқият жұмыс істейді.

«7-8» балл — Оқушы кейбір қателіктер жібереді, бірақ материалды жақсы меңгереді және тапсырмаларды орындауға ұмтылады.

«5-6» балл — Оқушы тапсырмаларды орындауда кейбір қиындықтарға тап болады, бірақ жалпы бағытты түсінеді.

«3-4» балл — Оқушы шығармашылық тапсырмаларды орындауда белсенділік танытпайды, тапсырмаларды толық орындамайды.

«1-2» балл — Оқушы тапсырмаларды орындамайды, жиі қателіктер жібереді және тақырыптан ауытқиды.

ТҰРАҚТАЛУ-МАЗМҰНДЫҚ БӨЛІМІ

Бағдарлама төмендегідей 6 бөлімнен тұрады:

1-бөлім. Робототехниканың теориялық негіздері және инновациялық технологиялар

1. Робототехниканың ғылыми-тарихи даму жолы және инновациялық үрдістер

2. STEM біліміндегі робототехниканың интеграциясы

3. Интеллектуалдық роботтар: қазіргі заманғы трендтер мен перспективалар

4. LEGO Mindstorms EV3 платформасының архитектуралық ерекшеліктері

5. Робототехникадағы автоматтандыру және басқару жүйелері

6. Қауіпсіздік және экологиялық аспектілер робототехникада

2-бөлім. LEGO EV3 робототехника жүйесінің құрылымдық-компоненттік талдауы

7. LEGO EV3 жүйесінің модульдік құрамдас бөліктері: сенсорлар мен моторлар

8. Программаланатын контроллер құрылымы және архитектурасы

9. Сенсорлардың түрлері мен функциялары: түс, жарық, қашықтық, діріл, дыбыс

10. Механикалық конструкцияның жинақталуы: бұранда, беріліс, рамка элементтері

11. Моторлардың кинематикалық сипаттамалары және олардың басқарылуы

12. Робототехникадағы сенсорлық деректерді өңдеу негіздері

3-бөлім. LEGO EV3 платформасында бағдарламалау тілінің синтаксисі мен логикасы

13. LEGO EV3 бағдарламалау ортасының интерфейсі мен функционалдық модульдері

14. Алгоритмдік ойлау: басқару конструкциялары (цикл, шарттар, тармақталу)

15. Сенсорлардан деректерді қабылдау және өңдеу әдістері

16. Моторларды басқарудың программалық блоктары

17. Қарапайым қозғалыс алгоритмдерін құру және тестілеу

18. Сигналдарды қабылдау мен өңдеудің интерактивті әдістері

19. Қосымша бағдарламалау мүмкіндіктері: дыбыс, экранды басқару, кідірістер

4-бөлім. Инженерлік жобалау және робототехникалық жүйелерді интеграциялау

20. Инженерлік жобалау негіздері және робототехникадағы жүйелік ойлау

21. Механикалық жүйелерді жобалау және берілістердің жұмыс принциптері

22. Роботтың сенсорлық жүйелерін біріктіру және бағдарламалық қамтамасыз ету

23. Роботты автономды навигациялау алгоритмдерін құру

24. Робототехникалық жүйелердің энергия тиімділігі мен ресурстарын басқару

25. Топтық инженерлік жобаларды жоспарлау және орындау

26. Жобалық менеджмент негіздері робототехникада

5-бөлім. Проблемалық және шығармашылық тапсырмалар арқылы дағдыларды жетілдіру

27. Роботтың қателіктерін анықтау және жөндеу әдістері

28. Модульдік робототехникалық жүйелерді жобалау және оңтайландыру

29. Қиындықтарды шешуге бағытталған алгоритмдерді құру

30. Роботтарды нақты өмірлік жағдайларда қолдану сценарийлері

31. Шығармашылық инженерлік тапсырмалар мен инновациялық жобалар

32. Қоршаған ортаны ескере отырып роботтардың тиімділігін арттыру

6-бөлім. Қорытынды инженерлік жобалау және кәсіби презентация дағдылары

33. Қорытынды инженерлік жобаны дайындау: жоспарлау және прототиптеу

34. Робототехникалық жобаны кәсіби түрде презентациялау және бағалау