Дополнительная общеразвивающая программа «Роботрек»

Муниципальное автономное учреждение

дополнительного образования

«Детско–юношеский центр»

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА ТЕХНИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ

«РОБОТРЕК»

Автор-составитель:

Шаймарданова Ирина Леонидовна,

педагог дополнительного образования

г. Салехард, 2024г.

1. Комплекс основных характеристик программы

1.1.Пояснительная записка

Дополнительная общеразвивающая программа «Роботрек» технической направленности разработана в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами:

• Федеральный «Об образовании в Российской Федерации» закон №273-ФЗ от 29.12.2012 г.

• Концепция развития дополнительного образования детей (утверждена распоряжением Правительства РФ от 31.03.2022 г. №678-р).

• Стратегия развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года (утверждена Распоряжением Правительства Российской Федерации от 29 мая 2015 г. N 996-р).

• Приказ Министерства просвещения РФ от 9 ноября 2018 г. №196«Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам».

• Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2020 г. № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»».

• Устав МАУ ДО ДЮЦ

Уровень Программы – ознакомительный.

Актуальность данной программы:

• необходимость вести работу в естественнонаучном направлении для создания базы, позволяющей повысить интерес к дисциплинам среднего звена (физике, биологии, технологии, информатике, геометрии);

• востребованность развития широкого кругозора школьника и формирования основ инженерного мышления;

• отсутствие предмета в школьных программах начального образования, обеспечивающего формирование у обучающихся конструкторских навыков и опыта программирования.

Программа предполагает использование планшетов и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что планшет используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Обучающиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Роботрек позволяет обучающимся:

• совместно обучаться в рамках одной группы;

• распределять обязанности в своей группе;

• проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;

• - проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;

• создавать модели реальных объектов и процессов;

• видеть реальный результат своей работы.

Педагогическая целесообразность этой программы заключается в том, что она является целостной и непрерывной в течении всего процесса обучения, и позволяет школьнику шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире. В процессе конструирования и программирования обучающиеся получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Использование LEGO-конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию обучающихся к обучению, 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.

Работа с образовательными конструкторами позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества.

Изучая простые механизмы, обучающиеся учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазия, изучают принципы работы многих механизмов.

Организационные условия реализации программы

Возраст обучающихся: 7-12 лет.

Наполняемость группы –12-15 человек.

Режим занятий: 3 раз в неделю по 1 часу (108 часов в год).

Продолжительность учебного часа - 40 минут.

Форма обучения: очная

Уровень освоения программы: базовый

Язык обучения: русский

Место проведения занятий – МАУ ДО ДЮЦ.

Обучение по программе осуществляется за счёт средств муниципалитета.

Технологии обучения: игровые технологии, системно-деятельностный подход¸ личностно-ориентированные технологии, здоровьесберегающие технологии, информационно-коммуникационные технологии, дистанционные образовательные технологии.

Условия набора в объединение:

Набор свободный, при наличии заявления от родителей.

Программа включает 1 образовательный модуль.

Подросток уже способен управлять собственным поведением, может дать достаточно аргументированную оценку поведения других, особенно взрослых. У них углубляется интерес к окружающему, дифференцируются интересы, появляется потребность определиться в выборе профессии. В своих коллективных делах подростки способны к большой активности. Они готовы к сложной деятельности, включающей в себя и малоинтересную подготовительную работу, упорное преодоление препятствия. Дети этого возраста склонны признавать только настоящий, по праву завоеванный авторитет. Они зорки и наблюдательны, чутко улавливают противоречия во взглядах и позициях старших, болезненно относятся к расхождениям между их словами и делами. Они все более настойчиво начинают требовать от старших, уважения к себе, к своим мнениям и взглядам, и особенно ценят серьезный, искренний тон взаимоотношений.

1.2. Цель и задачи программы

Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники.

Задачи программы:

Обучающие:

• ознакомление с комплектом Роботрек;

• ознакомление со средой программирования LEGO Роботрек;

• получение навыков работы с датчиками и двигателями комплекта;

• получение навыков программирования;

• развитие навыков решения базовых задач робототехники.

Развивающие:

• развитие конструкторских навыков;

• развитие логического мышления;

• развитие пространственного воображения.

Воспитательные:

• воспитание у обучающихся интереса к техническим видам творчества;

• развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении;

• развитие социально-трудовой компетенции: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;

• формирование и развитие информационной компетенции: навыков работы с различными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию.

1.3. Содержание программы

Учебно-тематический план

Учебно-тематический план

Содержание учебного плана

Раздел 1. Введение в историю и идею робототехники.

Теория.

Вводное занятие. Знакомство. Правила техники безопасности. Что такое робот? Идея создания роботов. Возникновение и развитие робототехники. Виды современных роботов. Информация, информатика, робототехника, автоматы. Знакомство с технической деятельностью человека. Знакомство с некоторыми условными обозначениями графических изображений.

Практика.

Наброски на бумажном носителе собственной идеи робота в виде упрощённого чертежа с текстовым описанием его технических особенностей и возможного применения. Совершенствование чертежа с использованием условных обозначений.

Раздел 2. Первые шаги в робототехнику. Изучение технологий.

Теория.

Знакомство с конструктором LEGO Роботрек. Исследование элементов конструктора и видов их соединения. Мотор и ось. Зубчатые колёса. Понижающая зубчатая передача. Повышающая зубчатая передача. Управление датчиками и моторами при помощи программного обеспечения. Ременная передача. Снижение и увеличение скорости. Червячная зубчатая передача. Рычаги. Блок «Цикл». Блок «Переключатель».

Практика.

Создание первых простейших моделей машин с использованием конструктора LEGO. Создание простейших моделей транспортных средств с прямым управлением и возможностью изменения скорости передвижения за счёт манипулирования зубчатой передачей крутящего момента. Построение простых алгоритмов для автономной работы моделей ТС. Построение моделей ТС, движущихся за счёт ременной передачи по аналогии с зубчатой. Построение моделей ТС, движущихся за счёт червячной передачи. Построение алгоритмов, содержащих циклические элементы.

Раздел 3. Основы построения конструкций, устройства, приводы.

Теория.

Конструкция: понятие, элементы. Основные свойства конструкции. Манипуляционные системы роботов. Системы передвижения мобильных роботов. Сенсорные системы. Устройства управления роботов. Особенности устройства других средств робототехники. Классификация приводов. Готовые схемы-шаблоны сборки конструкций.

Практика.

Использование моторов для создания простейших манипуляторов и их базовое программирование. Построение роботов, производящих манипуляции либо движение, реагируя на датчики касания, цвета и дистанции. Построение роботов и их программирование по готовым схемам сборки.

Раздел 4. Итоговая работа.

Теория.

Этапы выполнения проектной работы: постановка проблемы, определение цели и задач, составление плана выполнения самостоятельной работы, расчет количества необходимых материалов, выполнение работы, самоанализ выполненной работы.

Практика:

Разработка темы проекта. Конструирование модели, её программирование. Презентация модели. Подготовка итоговой выставки работ, обучающихся за учебный год. Рефлексия образовательных результатов обучающихся

1.4 Ожидаемые результаты и способы определения их результативности

В результате освоения программы обучающиеся будут знать:

• основные и дополнительные компоненты конструктора Lego;

• основы программирования роботов в программе Lego Роботрек;

• специальную терминологию.

Обучающиеся будут уметь:

• конструировать роботов для решения различных задач;

• составлять программы с различными алгоритмами;

• использовать созданные программы для управления роботами.

Обучающиеся будут владеть:

• навыками работы с конструктором Lego;

• навыками работы в среде программирования Lego Роботрек;

• навыками программирования роботов на внутреннем языке микроконтроллера.

1.5. Воспитание

Рабочая программа воспитания

Для выстраивания адресной образовательной деятельности необходимо хорошо понимать логистическую и содержательную структуру работы, включающей обучение и воспитание обучающихся.

Рабочая программа воспитательной работы Центра едина для всех объединений и создает единую воспитательную среду учреждения, которая объединяет всех участников образовательного процесса. Практическая реализация цели и задач воспитания обучающихся осуществляется в рамках направлений воспитательной работы образовательной организации, представленных в соответствующем модуле.

При составлении календарного плана воспитательной работы творческого объединения было адаптировано содержание модулей календарного плана программы для работы с обучающимися объединения по приоритетным направлениям различного уровня с учетом конкретных условий и особенностей деятельности.

Цель и задачи программы

Цель программы:

создание единого воспитательного пространства учреждения, условий для саморазвития и развития талантов обучающихся, воспитание гармонично развитой личности, гражданина и патриота нашего государства.

Задачи программы:

• организация воспитательной деятельности на основе социокультурных, духовно- нравственных ценностей общества и государства;

• организация инновационной работы в области воспитания и дополнительного образования;

• воспитание свободной, высоконравственной личности, разделяющей российские традиционные духовные ценности, обладающей актуальными знаниями и умениями, способной реализовать свой потенциал в условиях современного общества;

• формирование у обучающихся чувства патриотизма, гражданственности, уважение к памяти защитников Отечества, закону и правопорядку, готовности к мирному созиданию и защите Родины;

• воспитание уважения к человеку труда и старшему поколению, взаимного уважения, бережного уважения к культурному наследию и традициям многонационального народа РФ, природе и окружающей среде;

• приобщение обучающихся к общечеловеческим нормам морали, национальным устоям и традициям образовательного учреждения;

• формирование умения самостоятельно оценивать происходящее и использовать накапливаемый опыт в целях самосовершенствования и самореализации в процессе жизнедеятельности;

• обеспечение развития личности и её социально-психологической поддержки, формирование личностных качеств, необходимых для жизни;

• воспитание внутренней потребности личности в здоровом образе жизни, ответственного отношения к природной и социокультурной среде обитания;

• обеспечение поддержки социальных инициатив и достижений обучающихся.

Содержание, методы, формы и технологии реализации модульных алгоритмов воспитательной программы

Планируемые результаты организации воспитательной программы

Воспитательная работа. Беседы.

• Подготовка и проведение праздников с презентацией:

• Дня знаний

• Дня защиты детей

• ПДД - правила безопасной жизни каждого обучающегося (4 раза в год)

• Славен учитель своими делами: Беседа об истории возникновения праздника,

• Изготовление праздничных открыток, поделок.

• Пропаганда Здорового образа жизни среди обучающихся:

• «Скажи наркомании – «Нет»!

• Курение в детском и подростковом возрасте.

• Вредные привычки – как от них избавиться.

• (групповые и индивидуальные беседы, тестирование, конкурс рисунков).

• Беседы с обучающимися воспитывающего и общеразвивающего направления с учетом регионального компонента:

• День народного единства

• День Защитника Отечества

• Красота родного края

• День художника

• День программиста

• День Победы в Отечественной войне 1941-1945 гг. и др.

• Беседы с учащимися о бережном отношении и экономном расходовании материалов

• Участие в работе по организации летнего досуга обучающихся.

Календарный план воспитательной работы на 2024-2025 учебный год

Работа с родителями (законными представителями)

Работа с родителями (законными представителями) несовершеннолетних обучающихся осуществляется для более эффективного достижения цели воспитания, которая обеспечивается согласованием позиций семьи и Центра.

Работа с родителями или законными представителями осуществляется в рамках следующих видов и форм деятельности:

• организация родительской общественности, участвующая в управлении Центром и решении вопросов воспитания и социализации их детей;

• взаимодействие с родителями посредством сайта и социальных сетей;

• присутствие родителей на отчетных мероприятиях.

Родительские собрания проходят на следующие темы: «День народного единства», «Мы разные, но мы вместе», «Символы России» и другие.

Периодичность проведения родительских собраний:

• организационное собрание – сентябрь;

• итоговое собрание – май;

• индивидуальные встречи – в течение года.

2 «Комплекс организационно-педагогических условий»

2.1.Календарный учебный график

2.2 Условия реализации программы

Занятия по дополнительной общеразвивающей программе «Роботрек» проводятся на базе МАУ ДО ДЮЦ в стационарном, типовом, освещенном и проветриваемом учебном кабинете, который отвечает требованиям санитарно-гигиенических норм, правилам техники безопасности, установленных для помещений, где работают обучающиеся, оснащенном типовыми столами и стульями с учетом физиологических особенностей обучающихся.

Материалы и инструменты.

Конструкторы LEGO Роботрек, компьютеры, проектор, экран.

2.3 Форма аттестации

Проверка полученных умений, навыков и знаний осуществляется на контрольных занятиях, а также в процессе участие обучающихся в соревнованиях разного уровня, профильных конференциях и семинарах, внутренних соревнованиях.

Текущий контроль усвоения теоретического материала осуществляется с помощью опроса (зачета) по отдельным темам (разделам).

Основным результатом обучения является творческая работа – создание и программирование робототехнического устройства собственной конструкции.

Аттестация по итогам освоения программы проводится в форме итогового зачета по разделам программы и защиты творческого проекта (Приложение 3).

Формой итогового контроля также может являться результативное участие обучающегося в конкурсных мероприятиях муниципального, городского и более высокого уровней.

2.4 Оценочные материалы

Для оценивания результатов текущей и промежуточной диагностики используется уровневая система: низкий, средний и высокий уровень. В начале учебного года проводиться собеседование, с целью выявления начальных умений и навыков, мотивации поступления в объединение. Во время всего периода обучения применяются тесты на развитие памяти, мышления, воображения.

Оценочный лист заполняется педагогом в конце учебного года по результатам наблюдений, тестирования и выполнения практических заданий.

Оценочный лист по итогам обучения по дополнительной общеразвивающей программе «Робототехника»

Критерии оценивания знаний, умений и навыков обучающихся

2.4 Методические материалы

При обучении по программе используются следующие технологии: группового обучения, проектного обучения, здоровьесберегающие, технология дистанционного обучения.

Групповые технологии – обучение проходит в разновозрастных группах, объединяющих старших и младших общим делом.

Технология проектного обучения - ребята учатся создавать проекты по решению доступных им проблем и умело защищать их перед другими. Поощряется смелость в поисках новых форм, проявление фантазии, воображения.

Технология дистанционного обучения - это способ обучения на расстоянии. Она позволяет решать задачи формирования информационно-коммуникационной культуры обучающихся. Её особенность в том, что у детей есть возможность получать знания самостоятельно. Благодаря современным информационным технологиям, обучающиеся и педагог могут использовать различные информационные ресурсы.

Данные технологии применяются в случае болезни учащегося или для обучающихся при консультировании по отдельным вопросам в соответствии с содержанием программы, а также при неблагоприятной социальной обстановке в образовательной организации, районе, стране по распоряжению вышестоящих органов управления образования.

Педагог обеспечивает регулярную дистанционную связь с учащимися и родителями (законными представителями) для информирования о ходе реализации программы с использованием дистанционных образовательных технологий, электронного обучения, расписанием занятий, графиком проведения текущего контроля и итогового контроля. Для родителей (законных представителей) обучающихся разрабатываются инструкции/памятки о реализации программы с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий с указанием:

• адресов электронных ресурсов, с помощью которых организовано обучение;

• логин и пароль электронной образовательной платформы (при необходимости);

• режим и расписание дистанционных занятий;

• формы контроля освоения программы;

• средства оперативной связи с педагогом.

Образовательная деятельность организовывается в соответствии с расписанием, Занятие с применением дистанционных образовательных технологий и электронного обучения включают:

• разработанные педагогом презентации с текстовым комментарием;

• online-занятие, оnline-консультация;

• фрагменты и материалы доступных образовательных интернет-ресурсов;

• инструкции по выполнению практических заданий;

• дидактические материалы/ технологические карты;

• контрольные задания.

Структура занятия с применением дистанционных образовательных технологий и электронного обучения содержит основные компоненты, что и занятие в очной форме. При проведении занятия с использованием дистанционных образовательных технологий, электронного обучения, перед учащимися обозначаются правила работы и взаимодействия. В процессе занятия педагогу необходимо четко давать инструкции выполнения заданий.

Для проведения занятий используются следующие способы:

• проведение занятий в режиме онлайн;

• размещение презентаций и текстовых документов в сети Интернет;

• проведение практических занятий: видеозапись мастер-класса педагога, видеозапись выполненной работы учащимися.

Оn-line консультации проводятся педагогом с помощью электронной почты.

Здоровьесберегающие технологии. Важное значение в проведении занятий имеет организация динамических пауз. Введение этих упражнений в процесс занятия обеспечивает своевременное снятие физической усталости и оживление работоспособности детей. Количество таких пауз (физкультминутки) в течение занятия зависит от возраста детей, от сложности изучаемого материала, от состояния работоспособности. Занятия строятся с учетом индивидуальных и возрастных особенностей, степени подготовленности, имеющихся знаний и навыков.

Учебное занятие - основной элемент образовательного процесса, который проходи в комбинированной форме в двух частях: теоретической и практической.

Теоретическая часть проходит в виде лекций, где объясняется новый материал, практическая часть – закрепление пройденного материала посредством выполнения практических заданий по разделам и темам программы. На занятиях используется индивидуальный подход к каждому обучающемуся, особенно при выполнении итоговой практической работы.

В процессе выполнения практических работ происходит обсуждение способов решения поставленной задачи, выбора инструментов. Комбинированная форма занятий обеспечивает смену видов деятельности и перерывы в работе за компьютером.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Для педагога

1. Добриборш Д.Э., Чепинский С.А., Артѐмов К.А. Основы робототехники на Lego® Mindstorms® EV3. Учебное пособие. – М.: Лань, 2019. – 108 с. Иванов А.А. Основы робототехники. Учебное пособие. - М: ИНФРА-М, 2019. – 223 с.

2. Злаказов А.С. Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 120с.: ил

3. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 286с.: ил.

4. Корягин А.В. Образовательная робототехника Lego Wedo. Сборник методических рекомендаций и практикумов. - М.: «ДМК-Пресс», 2016. – 254 с.

5. Огановская Е.Ю., Князева И.В., Гайсина С.В. Робототехника, 3D-моделирование и прототипирование в дополнительном образовании. – М.: Каро, 2017. – 208 с.

6. Тарапата В.В., Самылкина Н.Н. Робототехника в школе. Методика, программы, проекты. – М.: Лаборотория знаний, 2017. – 109 с.

7. Филиппов С.А. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. – М.: Лаборатория знаний, 2018. – 176 с.

8. Юревич Е.И. Основы робототехники. Учебное пособие. – М.: BHV, 2018. – 304 с.

Для обучающихся

1. Белиовская Л., Белиовский Н. Использование Лего–роботов в инженерных проектах школьников. - М.: «ДМК Пресс», 2016. – 88 с.

2. Винницкий Ю.А. Игровая робототехника для юных программистов и конструкторов. - М.: ВНV, 2019. – 240 с.

3. Русин Г.С., Иркова Ю.А., Дубовик Е.В. Привет, робот! Моя первая книга по робототехнике. – М.: Наука и Техника, 2018. – 304 с.

Ресурсы сети Интернет:

1. www.int-edu.ru

2. http://strf.ru/material.aspx?d_no=40548&CatalogId=221&print=1

3. http://masters.donntu.edu.ua/2010/iem/bulavka/library/translate.htm

4. http://www.nauka.vsei.ru/index.php?pag=04201008

5. http://edugalaxy.intel.ru/index.php?automodule=blog&blogid=7&showentry=1948

6. http://legomet.blogspot.com

7. http://www.memoid.ru/node/Istoriya_detskogo_konstruktora_Lego

8. http://legomindstorms.ru/2011/01/09/creation-history/#more-5

9. http://www.school.edu.ru/int

10. http://robosport.ru

11. http://myrobot.ru/stepbystep/

12. http://www.robotis.com/xe/bioloid_en

13. http://www.prorobot.ru/lego/dvijenie_po_spiraly.php

14. http://technic.lego.com/en-us/BuildingInstructions/9398%20Group.aspx

15. http://www.nxtprograms.com/robot_arm/steps.html

16. http://www.mos-cons.ru/mod/forum/discuss.php?d=472

17. http://www.isogawastudio.co.jp/legostudio/modelgallery_a.html

18. http://sd2cx1.webring.org/l/rd?ring=robotics;id=2;url=http%3A%2F%2Fwww%2Eandyworld%2Einfo%2Flegolab%2F

19. http://www.int-edu.ru/object.php?m1=3&m2=284&id=1080

20. http://pacpac.ru/auxpage_activity_booklets/

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Календарный учебный график

Календарный учебный график по дополнительной общеразвивающей

программе «Робототехника» на 2024-2025 год

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Календарный учебно-тематический план

Календарный учебно-тематический план

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Индивидуальный и групповой творческий проект

«Создание моделей с использованием базовых конструкций»

Цель: определение уровня способностей обучающихся по итогам обучения по программе.

Условия проведения:

1. Время выполнения – 90 мин.

Оборудование: LEGO-конструктор.

Порядок выполнения:

1. Придумать индивидуально или группой LEGO-конструкцию.

2. Выбрать базовые элементы конструкции.

3. Соблюдая технологическую последовательность, собрать базовые элементы конструкции.

4. Проверить основные узлы соединения.

5. Проверить движение механизмов.

6. Запустить конструкцию в движение.

Выполнение практической работы

«Конструкция из базовых элементов» по заданному чертежу

Цель: определение уровня способностей обучающихся на начальном этапе обучения.

Условия проведения:

1. Время выполнения – 45 мин.

2. Самостоятельное выполнение практической работы.

Оборудование: дидактический материал «Конструкция из базовых элементов», LEGO-конструктор.

Порядок выполнения:

1. По заданному чертежу, соблюдая технологическую последовательность, собрать базовую конструкцию.

2. Проверить основные узлы соединения.

3. Проверить всю конструкцию в целом.