Дополнительная общеразвивающая программа технической направленности «Робототехника»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Никольская средняя общеобразовательная школа им. А.С. Жадова»

Свердловского района Орловской области

СОГЛАСОВАНО. ПРИНЯТО. УТВЕРЖДАЮ.

Заместитель директора на педагогическом совете Директор школы

По УВР ____________ МБОУ «Никольская средняя об- ___ Мартынова Н.Н. щеобразовательная школа» Приказ № _____

/___________________/ Протокол № ____ от «__» сентября 2019

«__» ___________ 2019 от «__» сентября 2019г.

Дополнительная общеразвивающая программа

технической направленности

«Робототехника»

(базовый уровень)

Целевая аудитория: обучающиеся 6 -7 классов

Срок реализации: 1 год

Количество часов в год: 68

Составитель:

Учитель технологии

Первой квалификационной категории

Кузьменко Елена Сергеевна

С.Никольское

2019

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дополнительная общеразвивающая программа технической направленности «Робототехника» составлена в соответствии со следующими нормативными документами, регламентирующими дополнительное образование в школе:

• Федеральный Закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 № 273-Ф3.

• Концепция развития дополнительного образования детей (утверждена распоряжением Правительства РФ от 04.09.2014 № 1726-р).

• Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по

дополнительным общеобразовательным программам (утвержден приказом Министерства образования и науки РФ от 29.08.2013 № 1008).

• Примерные требования к программам дополнительного образования детей (Приложение к письму Департамента молодежной политики, воспитания и социальной поддержки детей Министерства образования и науки РФ от 11.12. 2006 №06 -1844).

• Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы) (Приложение к письму Департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 № 09-3242).

• Рекомендации к составлению программ дополнительного образования детей (Письмо Министерства образования и науки РФ от 11.12.2016г. № 06-1844).

• О внеурочной деятельности и реализации дополнительных общеобразовательных программ (Приложение к письму Департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи Министерства образования и науки РФ от 14.12.2015 №09-3564).

• Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей (утверждено постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 04.07.2014 № 41).

• Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в

общеобразовательных учреждениях (утверждено постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 24.11. 2015 г.)

Актуальность программы

Воспитать поколение свободных, образованных, творчески мыслящих граждан возможно только в современной образовательной среде. Дополнительная

общеразвивающая программа технической направленности «Робототехника» представляет учащимся технологии 21 века. Сегодняшним школьникам предстоит работать по профессиям, которых пока нет, использовать технологии, которые еще не созданы, решать задачи, о которых мы можем лишь догадываться. Школьное образование должно соответствовать целям опережающего развития. Для этого в школе должно быть обеспечено изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем, обучение, ориентированное как на знаниевый, так и деятельностный аспекты содержания образования. Таким требованиям отвечает робототехника.

Одним из динамично развивающихся направлений программирования является программное управление робототехническими системами. В период развития техники и технологий, когда роботы начинают применяться не только в науке, но и на производстве,

• быту, актуальной задачей для занятий по «Робототехнике» является ознакомление обучающихся с данными инновационными технологиями.

Робототехника – сравнительно новая технология обучения, позволяющая вовлечь в процесс инженерного творчества детей, начиная с младшего школьного возраста, что

позволит обнаружить и развить навыки обучающихся в таких направлениях как мехатроника, искусственный интеллект, программирование и т.д. Использование методик этой технологии обучения позволит существенно улучшить навыки обучающихся в таких дисциплинах как математика, физика, информатика.

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

Задачи:

1. расширение знаний учащихся об окружающем мире, о мире техники;

1. развитие мотивации к изучению наук естественнонаучного цикла;

1. учиться создавать и конструировать механизмы и машины, включая самодвижущиеся;

1. учиться программировать простые действия и реакции механизмов;

1. обучение решению творческих, нестандартных ситуаций на практике при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

1. развитие коммуникативных способностей учащихся, умения работать в группе, умения аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения.

Направленность программы – техническая.

Курс рассчитан на 4 года, объем занятий – 34 часов в год в расчете 1 ч в неделю. Программа предполагает проведение регулярных еженедельных занятий со школьниками

6– 15 лет.

Реализация этой программы способствует раскрытию творческого потенциала каждого, самостоятельности при принятии решений, развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.

Обучающие функции программы:

• ознакомление с комплектом LEGO Wedo, LEGO Mindstorms EV3;

• ознакомление с основами автономного программирования;

• ознакомление со средой программирования LEGO Wedo, LEGO Mindstorms EV3;

• получение навыков работы с датчиками и двигателями комплекта;

• получение навыков программирования;

• развитие навыков решения базовых задач робототехники.

Развивающие функции программы:

• развитие конструкторских навыков;

• развитие логического мышления;

• развитие пространственного воображения.

Воспитательные функции программы:

• воспитание у детей 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.

Основными принципами обучения являются:

Научность. Этот принцип предопределяет сообщение обучаемым только достоверных, проверенных практикой сведений, при отборе которых учитываются новейшие достижения науки и техники.

Доступность. Предусматривает соответствие объема и глубины учебного материала уровню общего развития учащихся в данный период, благодаря чему, знания и навыки могут быть сознательно и прочно усвоены.

Связь теории с практикой. Обязывает вести обучение так, чтобы обучаемые могли сознательно применять приобретенные ими знания на практике.

Воспитательный характер обучения. Процесс обучения является воспитывающим, ученик не только приобретает знания и нарабатывает навыки, но и развивает свои способности, умственные и моральные качества.

Сознательность и активность обучения. В процессе обучения все действия, которые отрабатывает ученик, должны быть обоснованы. Нужно учить, обучаемых, критически осмысливать, и оценивать факты, делая выводы, разрешать все сомнения с тем, чтобы процесс усвоения и наработки необходимых навыков происходили сознательно, с полной убежденностью в правильности обучения. Активность в обучении предполагает самостоятельность, которая достигается хорошей теоретической и практической подготовкой и работой педагога.

Наглядность. Объяснение техники сборки робототехнических средств на конкретных изделиях и программных продукта. Для наглядности применяются существующие видео материалы, а также материалы своего изготовления.

Систематичность и последовательность. Учебный материал дается по определенной системе и в логической последовательности с целью лучшего его освоения. Как правило этот принцип предусматривает изучение предмета от простого к сложному, от частного к общему.

Прочность закрепления знаний, умений и навыков. Качество обучения зависит от того, насколько прочно закрепляются знания, умения и навыки учащихся. Не прочные знания и навыки обычно являются причинами неуверенности и ошибок. Поэтому закрепление умений и навыков должно достигаться неоднократным целенаправленным повторением и тренировкой.

Индивидуальный подход в обучении. В процессе обучения педагог исходит из индивидуальных особенностей детей (уравновешенный, неуравновешенный, с хорошей памятью или не очень, с устойчивым вниманием или рассеянный, с хорошей или замедленной реакцией, и т.д.) и опираясь на сильные стороны ребенка, доводит его подготовленность до уровня общих требований.

В процессе обучения используются разнообразные методы обучения.

Традиционные:

• объяснительно-иллюстративный метод (лекция, рассказ, работа с литературой и т.п.);

• репродуктивный метод;

• метод проблемного изложения;

• частично-поисковый (или эвристический) метод;

• исследовательский метод.

Современные:

• метод проектов:

• метод обучения в сотрудничестве;

• метод портфолио;

• метод взаимообучения.

• программу «Робототехника» включены содержательные линии:

• аудирование - умение слушать и слышать, т.е. адекватно воспринимать инструкции;

• чтение – осознанное самостоятельное чтение языка программирования;

• говорение – умение участвовать в диалоге, отвечать на заданные вопросы, создавать монолог, высказывать свои впечатления;

• пропедевтика – круг понятий для практического освоения детьми с целью ознакомления с первоначальными представлениями о робототехнике и программирование;

• творческая деятельность - конструирование, моделирование, проектирование.

Приемы и методы организации занятий.

I. Методы организации и осуществления занятий

1. Перцептивный акцент:

а) словесные методы (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной литературы); б) наглядные методы (демонстрации мультимедийных презентаций, фотографии); в) практические методы (упражнения, задачи).

1. Гностический аспект:

а) иллюстративно- объяснительные методы;

б) репродуктивные методы;

в) проблемные методы (методы проблемного изложения) дается часть готового знания; г) эвристические (частично-поисковые) большая возможность выбора вариантов; д) исследовательские – дети сами открывают и исследуют знания.

1. Логический аспект:

а) индуктивные методы, дедуктивные методы;

б) конкретные и абстрактные методы, синтез и анализ, сравнение, обобщение, абстрагирование, классификация, систематизация, т.е. методы как мыслительные операции.

На занятиях используются в процессе обучения дидактические игры, отличительной особенностью которых является обучение средствами активной и

интересной для детей игровой деятельности. Дидактические игры, используемые на занятиях, способствуют:

• развитию мышления (умение доказывать свою точку зрения, анализировать конструкции, сравнивать, генерировать идеи и на их основе синтезировать свои собственные конструкции), речи (увеличение словарного запаса, выработка научного стиля речи), мелкой моторики;

• воспитанию ответственности, аккуратности, отношения к себе как самореализующейся личности, к другим людям (прежде всего к сверстникам), к труду.

• обучению основам конструирования, моделирования, автоматического управления с помощью компьютера и формированию соответствующих навыков.

1. Методы стимулирования и мотивации деятельности

Методы стимулирования мотива интереса к занятиям:

познавательные задачи, учебные дискуссии, опора на неожиданность, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д.

Методы стимулирования мотивов сознательности, ответственности, настойчивости: убеждение, требование, приучение, упражнение, поощрение.

Основными формами учебного процесса являются:

• групповые учебно-практические и теоретические занятия;

• работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты);

• участие в соревнованиях между группами;

• комбинированные занятия.

Основные методы обучения, применяемые в прохождении программы

1. Устный.

1. Проблемный.

1. Частично-поисковый.

1. Исследовательский.

1. Проектный.

1. Формирование и совершенствование умений и навыков

(изучение нового материала, практика).

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

1. Контроль и проверка умений и навыков (самостоятельная работа).

1. Создание ситуаций творческого поиска.

1. Стимулирование (поощрение).

Формы подведения итога реализации программы:

• защита итоговых проектов;

• участие в школьных и районных научно-практических конференциях (конкурсах исследовательских работ).

Ожидаемые результаты изучения курса

Осуществление целей и задач программы предполагает получение конкретных результатов:

• области воспитания:

• адаптация ребёнка к жизни в социуме, его самореализация;

• развитие коммуникативных качеств;

• приобретение уверенности в себе;

• формирование самостоятельности, ответственности, взаимовыручки и взаимопомощи.

• области конструирования, моделирования и программирования:

• знание основных принципов механической передачи движения;

• умение работать по предложенным инструкциям;

• умения творчески подходить к решению задачи;

• умения довести решение задачи до работающей модели;

• умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;

• умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Планируемые личностные и метапредметные результаты освоения

программы

Освоение детьми дополнительной общеразвивающей программы технической направленности «Робототехника» направлено на достижение комплекса результатов в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта.

1. Коммуникативные универсальные учебные действия: формировать умение слушать и понимать других; формировать и отрабатывать умение согласованно работать в группах и коллективе; формировать умение строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами.

1. Познавательные универсальные учебные действия: формировать умение извлекать информацию из текста и иллюстрации; формировать умения на основе анализа рисунка-

схемы делать выводы.

1. Регулятивные универсальные учебные действия: формировать умение оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей; формировать умение составлять план действия на уроке с помощью учителя; формировать умение мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными.

1. Личностные универсальные учебные действия: формировать учебную мотивацию,

осознанность учения и личной ответственности, формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения.

Учащийся должен знать / понимать:

• влияние технологической деятельности человека на окружающую среду и здоровье;

• область применения и назначение инструментов, различных машин, технических устройств (в том числе компьютеров);

• основные источники информации;

• виды информации и способы её представления;

• основные информационные объекты и действия над ними;

• назначение основных устройств компьютера для ввода, вывода и обработки информации;

• правила безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером.

Уметь:

 получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя

рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);

• создавать и запускать программы для забавных механизмов;

• основные понятия, использующие в робототехнике: мотор, датчик наклона, датчик расстояния, порт, разъем, USB-кабель, меню, панель инструментов.

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для поиска, преобразования, хранения и применения информации (в том числе с использованием компьютера) для решения различных задач; использовать компьютерные программы для решения учебных и практических задач; соблюдения правил личной гигиены и безопасности приёмов работы со средствами информационных и коммуникационных технологий

Ожидаемые результаты реализации программы

у обучающихся будут сформированы:

• основные понятия робототехники;

• основы алгоритмизации;

• умения автономного программирования;

• знания среды LEGO

• основы программирования

• умения подключать и задействовать датчики и двигатели;

• навыки работы со схемами.

обучающиеся получат возможность научиться:

• собирать базовые модели роботов;

• составлять алгоритмические блок-схемы для решения задач;

• использовать датчики и двигатели в простых задачах.

Учебно-тематическое планирование

1-2 год обучения

№	Название раздела, темы		Количество часов			Формы аттестации/
п/п
		Всего		Теория	Практик		контроля
1	Введение. Правила техники	1		1
	безопасности.
2	Робототехника. Основы	11		2			Проверочная работа
	конструирования.				9		Практическая работа
3	Забавные механизмы	11		2	9		Практическая работа
4	Решение прикладных	11		2	9		Практическая работа
	задач.
	Всего	34		7	27

Курс носит практический характер, поэтому центральное место в программе занимают практические умения и навыки работы на компьютере и с конструктором.

Изучение каждой темы предполагает выполнение небольших проектных заданий (сборка и программирование своих моделей).

Обучение с LEGO Education всегда состоит из 4 этапов:

• установление взаимосвязей;

• конструирование;

• рефлексия;

• 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 из заданий комплекта прилагается анимированная презентация. Использование этих анимаций, позволяет проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия.

Конструирование. Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.

Рефлексия. Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. В разделе «Рефлексия» 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. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников.

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. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

Программное обеспечение конструктора предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. 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. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.

Содержание программы "Робототехника"

1. Введение. Правила техники безопасности (1 ч)

Значение роботов в жизни человека. Виды роботов. Основные направления применения роботов. Искусственный интеллект. Правила техники безопасности при работе с конструкторами. Правила работы с конструктором Знакомство с набором. Мотор и ось. Блок «Мотор»

1. Робототехника. Основы конструирования (11 ч)

Основные механические детали конструктора. Их название и назначение. Блок «звук».

Зубчатые передачи. Блок «Ожидание». Датчик наклона. Ременные передачи.

Увеличение и уменьшение скорости. Датчик расстояния.

Модели «Танцующие птички», «Умная вертушка», «Рычащий лев», модель «нападающий»

1. Забавные механизмы (11ч)

Коронное зубчатое колесо. Червячная зубчатая передача. Кулачок. Рычаг. Блок «Цикл».

Блок «Экран». Математические операции с экраном.

Модели «Голодный аллигатор», «Порхающая птица» и т.д.

1. Решение прикладных задач (11 ч)

Блок «Отправить письмо». Блок «Начать при получении письма». Маркировка моторов Модели «Вратарь», «Спасение самолёта», «Спасение великана», «Непотопляемый парусник»

Формы контроля

1. Проверочные работы

1. Практические занятия

1. Творческие проекты

При организации практических занятий и творческих проектов формируются малые группы, состоящие из 2-3 учащихся. Для каждой группы выделяется отдельное рабочее место, состоящее из компьютера и конструктора.

Преобладающей формой текущего контроля выступает проверка работоспособности робота:

• выяснение технической задачи,

• определение путей решения технической задачи

Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ.

Методическое обеспечение дополнительной образовательной программы

Для реализации программы данный курс обеспечен

• наборами LEGO Wedo, LEGO Mindstorms EV3и

• дисками с программным обеспечением для работы с конструкторами LEGO

Wedo, LEGO Mindstorms EV3

• ноутбуками

Список литературы

1. В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный Дистанционный курс «Конструирование и робототехника» - ЛЕГО-лаборатория (Control Lab): Справочное пособие, - М.: ИНТ, 1998, 150 стр.

1. Копосов Д. Г. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5-6 классов\ Д. Г. Копосов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 292 с.

1. Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. – М.: NT Press, 2007,

345 стр.

1. ПервоРобот NXT 2.0: Руководство пользователя. – Институт новых технологий;

1. Применение учебного оборудования. Видеоматериалы. – М.: ПКГ «РОС», 2012;

1. Программное обеспечение LEGO Education NXT v.2.1.; Рыкова Е. А. LEGO-Лаборатория (LEGO Control Lab). Учебно-методическое пособие. – СПб, 2001, 59 стр.

1. Чехлова А. В., Якушкин П. А. «Конструкторы LEGO DAKTA в курсе информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ, 2001 г.

1. Лабораторные практикумы по программированию [Электронный ресурс] http://www.edu.holit.ua/index.php?option=com_content&view= category&layout=blog&id=72&Itemid=159&lang=ru

1. Образовательная программа «Введение в конструирование роботов» и графический язык программирования роботов [Электронный ресурс] / http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=280#program_blocks

1. Программы для робота [Электронный ресурс] / http://service.lego.com/en-us/helptopics/?questionid=2655

Календарный учебный график

Первый-второй год обучения

Дата	Тема занятия	Кол-	Форма
		во	контроля
		часов
	Введение. Правила техники безопасности
	Правила техники безопасности.	1	Беседа,
	Введение. Знакомство с набором.		Зачет по ТБ
	Мотор и ось. Блок «Мотор»
	Робототехника. Основы конструирования
	Блок «звук»	1	Индивидуальный,
			фронтальный опрос
	Творческое занятие	1	Индивидуальный,
			собранная модель,
			выполняющая
			предполагаемые действия.
	Модель «Танцующие птички»	1	Беседа,
			практикум
	Зубчатые передачи	1	Беседа,
			практикум
	Блок «Ожидание»	1	Беседа,
			практикум
	Модель «Умная вертушка»	1	Беседа,
			практикум
	Датчик наклона	1	Беседа,
			практикум
	Модель «Рычащий лев»	1	Беседа,
			практикум
	Творческое занятие	1	Индивидуальный,
			собранная модель,
			выполняющая
			предполагаемые действия.
	Ременные передачи	1	Беседа,
			практикум
	Увеличение и уменьшение	1	Беседа,
	Скорости. Модель «нападающий»		практикум
	Забавные механизмы
	Датчик расстояния	1	Беседа,
			практикум
	Модель «Голодный аллигатор»	1	Беседа,
			практикум
	Коронное зубчатое колесо	1	Беседа,
			практикум

	Червячная зубчатая передача	1	Беседа,
			практикум
	Творческое занятие	1	Индивидуальный,
			собранная модель,
			выполняющая
			предполагаемые действия.
	Кулачок	1	Беседа,
			практикум
	Модель «Порхающая птица»	1	Беседа,
			практикум
	Рычаг	1	Беседа,
			практикум
	Блок «Цикл»	1	Беседа,
			практикум
	Творческое занятие	2	Индивидуальный,
			собранная модель,
			выполняющая
			предполагаемые действия.
	Решение прикладных задач
	Модель «Вратарь»	2	Беседа,
			практикум
	Творческое занятие	2	Индивидуальный,
			собранная модель,
			выполняющая
			предполагаемые действия.
	Модель «Спасение самолёта»	1	Беседа,
			практикум
	Творческое занятие	1	Индивидуальный,
			собранная модель,
			выполняющая
			предполагаемые действия.
	Блок «Отправить письмо». Блок	1	Беседа,
	«Начать при получении письма».		практикум
	Модель «Спасение великана»	1	Беседа,
			практикум
	Маркировка моторов	1	Беседа,
			практикум
	Модель «непотопляемый	1	Беседа,
	парусник»		практикум
	Творческое занятие	1	Индивидуальный,
			собранная модель,
			выполняющая
			предполагаемые действия.