Рабочая программа предметного кружка «Точка роста» для 5б класса

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Новошешминская гимназия Новошешминского муниципального района

Республики Татарстан»

Рабочая программа предметного кружка

«Точка роста» для 5б класса

Рамазановой Гульзиды Рафкатовны

учителя физики, информатики и математики

высшей квалификационной категории

на 2025 - 2026 учебный год

Рассмотрено на заседании педагогического совета

Протокол № 1 от 28.08.2025

Пояснительная записка

Роботы постепенно, но уверенно входят в нашу жизнь. Они помогают людям на производстве и в быту. И если говорить об изучении современных информационно-коммуникативных технологий, развитии творческого потенциала ребенка, то наиболее продуктивной и эффективной формой деятельности сегодня является робототехника, в частности, конструирование.

Образовательные конструкторы и программное обеспечение к ним предоставляют прекрасную возможность ребенку на собственном опыте познакомиться с основами конструирования, что предполагает развитие когнитивных способностей и формирование его личности. Приобретенные навыки вызывают у детей желание двигаться по пути исследований и открытий, а любой признанный успех добавит уверенности в себе.

Актуальность программы

Новизна программы и её педагогическая целесообразность обусловлены применением новых оригинальных образовательных технологий в робототехнике. В программе представлены современные идеи и актуальные направления развития науки и техники. Программа «Робототехника» формирует конвергентное мышление, т. е. является соединением различных предметных областей, таких как математика, информатика, физика и технология. В процессе создания робота учащемуся необходимо делать математические вычисления, знать физические процессы, чтобы понимать, какой принцип используется при работе датчиков, уметь применять технологические приёмы в конструировании робота и программировать его информационный код.

Цель программы: ознакомление с основами конструирования и программирования учебных роботов.

Задачи программы

Обучающие:

• развитие инновационной творческой деятельности обучающихся на занятиях по робототехнике;

• развитие сформированных универсальных учебных действий через создание на занятиях учебных ситуаций, постановку проблемных задач, требующих выбора, обоснования и создания определенной модели конструкции, написания алгоритма действий робота с помощью пиктограмм графического языка;

• формирование представлений о социальных и этических аспектах научно-технического прогресса;

Развивающие:

• развитие навыков взаимной оценки;

• развитие навыков рефлексии, готовность к самообразованию и личностному самоопределению;

• формирование представления о мире профессий, связанных с робототехникой, и требованиях, предъявляемых такими профессиями, как инженер, механик, конструктор, архитектор, программист, инженер-конструктор по робототехнике.

Воспитательные:

• содействовать социальной адаптации обучающихся в современном обществе, проявлению лидерских качеств;

• воспитывать ответственность, трудолюбие, целеустремленность и организованность.

Планируемые результаты изучения курса

Личностные результаты:

Планировать и выполнять учебное исследование и учебные проекты, используя оборудования, модели, методы и приемы, адекватные исследуемой проблеме;

Выбирать и использовать методы, релевантные рассматриваемой проблеме;

Распознавать и ставить вопросы, ответы на которые могут быть получены путем исследования, отбирать адекватные методы исследования; формулировать вытекающие из исследования выводы;

Ясно, логично и точно излагать свою точку зрения, использовать языковые средства, адекватные обсуждаемой проблеме;

Отличать факты от суждений, мнений и оценок, критически относиться к суждениям, мнениям, оценкам;

Позитивная моральная самооценка

Метапредметные результаты:

Овладение обще предметными понятиями «объект», «система», «исполнитель», «модель», «алгоритм»;

Владение умениями организации собственной учебной деятельности, включающими: целеполагание – как постановка учебной задачи, на основе соотнесения того, что уже известно и того, что требуется установить; планирование – определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата, разбиение задачи на подзадачи, разработка последовательности и структуры действий необходимых для достижения целей при помощи фиксированного набора средств; прогнозирование – предвосхищение результата; контроль – интерпретация полученного результата, его соотнесение с имеющимися данными с целью установления соответствия и несоответствия; коррекция – внесение необходимых дополнений и корректив в план действий, в случае обнаружения ошибки; оценка – осознание учащимся того, насколько качественно им решена учебно-познавательная задача;

Опыт принятия решений и управления объектами с помощью составленных для

них алгоритмов;

Предметные результаты:

Формирование представления об основных изучаемых понятиях: «объект», «система», «модель», «алгоритм» и их свойствах;

Формирование навыков и умений безопасного и целесообразного поведения при работе с компьютерными программами и в интернете, умение соблюдать нормы информационной этики и права.

Формы занятий: Основными, характерными при реализации данной программы формами являются комбинированные занятия. Занятия состоят из теоретической и практической частей, причем большее количество времени занимает практическая часть.

Образовательный процесс основывается на групповых, индивидуальных, индивидуально-групповых. Наполняемость группы – не более 15 человек.

Содержание программы «Робототехники»

В учебном процессе предполагается использование образовательных конструкторов. На занятиях применяются образовательные конструкторы VEX Robotics - VEX IQ и различные подручные материалы. В базовый набор входят: контроллер, моторы, датчики, аккумулятор, соединительные кабели, а также конструктивные элементы – балки, оси колеса, штифты, пластины и другие вспомогательные детали.

Содержание программы «Робототехника» 1 год обучения

Введение 3ч

Раздел 1. Робот VEX IQ 6 ч

Раздел 2. Основы программирования 9ч

Раздел 3. Движение 17ч

Содержание программы «Робототехника» 2 год обучения

Введение 3ч

Раздел 4. Датчики 26ч

Раздел 5. Переменные и функции 6ч

Содержание

Тема 1. Техника безопасности на занятии. Введение в Робототехнику. Области использования роботов.

Тема 2. Что такое робот? Органы чувств робота. Какие органы чувств есть у человека, какие органы «чувств» могут быть у роботов – домашних, промышленных, в будущем. Работа с датчиками измерения параметров окружающей среды.

Тема 3. Практическая работа. Сборка робота с двумя моторами. Приёмы соединения деталей. Сборка учебного робота.

Тема 4. Практическая работа. Установка программы. Установка программного обеспечение на компьютер. Управление контроллером. Интерфейс программы управления. Окно программы, палитра команд, пульт управления.

Тема 5. Практическая работа. Встроенное программное обеспечение («прошивка»). Загрузка программы. Загрузка управляющего кода в робота. Движение вперёд. Загрузка «прошивки» в блок EV3. Создание кода управляющей программы для прямолинейного движения вперёд. Настройка блока движения на заданное расстояние и заданное время. Настройка направления движения.

Тема 6. Практическая работа. Программирование в среде разработки. Правила программирования. Основные правила написания программ: синтаксис и пунктуация.

Тема 7. Практическая работа. Движение по лабиринту. Скорость и направление. Мощность мотора. Улучшение программы управления для точного прямолинейного движения робота методом снижения его скорости.

Тема 8. Скорость и направление. Поворот и разворот.

Практическая работа. Подбор различных комбинаций мощности моторов робота для выполнения поворота или разворота. Выполнение последовательности движений.

Тема 9. Точное движение. Ручная подстройка мощности моторов. Практическая работа. Ручная корректировка мощности моторов для точного прямолинейного движения.

Тема 10. Контроль сигналов, управляющих моторами. Встроенный в мотор датчик оборотов. Настройка моторов.

Тема 11. Практическая работа. Синхронизация моторов при движении вперёд. Использование команды «Синхронизация моторов» для равномерного движения робота без ускорения и замедления.

Тема 12. Синхронизация моторов при движении по лабиринту. Практическая работа. Алгоритм точного движения на повороте.

Тема 13. Практическая работа. Датчик касания. Обнаружение препятствия. Выбор расположения датчиков касания для обнаружения препятствия.

Тема 14. Практическая работа. Структуры: цикл While. Изучение цикла While.

Тема 15. Датчик ультразвуковой. Обнаружение препятствия. Получение данных от датчика расстояния.

Тема 16. Датчик света. Работа с датчиком света: измерение изменений освещённости в классе, исследование отражающей способности разных поверхностей.

Практическая работа. Обнаружение линии. Особенности применения датчика света (освещённости) в отличие от датчиков касания или расстояния.

Тема 17. Как работает датчик освещённости. Физические процессы работы датчика освещённости. Задание порога освещённости для определения белого и чёрного.

Тема 18. Практическая работа. Обнаружение чёрной линии. Применение датчика света и подбор порога уровня освещённости для обнаружения чёрной линии.

Тема 19. Отслеживание линии. Построение алгоритма отслеживания края линии, используя блоки «Жди темноты» и «Жди света».

Тема 20. Движение вдоль линии с одним датчиком.

Практическая работа. Создание программы движения вдоль линии. Создание оптимального алгоритма, используя условие (Если-Иначе, if-else).

Тема 21. Движение вдоль линии с двумя датчиками света. Алгоритм движения робота с двумя датчиками.

Практическая работа. Создание программы с более эффективным алгоритмом для движения по линии. Преодоление перекрёстков и сложных поворотов становится возможным для робота.

Тема 22. Таймер. Отслеживание линии. Изучение команды «Таймер» для движения робота на заданное время.

Тема 23. Датчик оборотов. Как устроен датчик оборотов. Решение задач с использованием датчика оборотов.

Практическая работа. Отслеживание линии. Использование датчика оборотов для движения робота на заданное расстояние.

Тема 24. Переменные. Введение понятия переменных для представления данных с датчиков.

Практическая работа. Автоматическое нахождение порога. Изучение мира значений и особенно «структур», которые используются для представления и хранения значений, называемых «переменными». Использование значения датчика света для тёмного и светлого участков, которые были сохранены в переменных, для вычисления среднего значения.

Тема 25. Переменные и функции. Введение понятий «переменные» и «функции» для представления связи между данными с датчиков и выполняемыми действиями.

Практическая работа. Автоматическая настройка робота перед движением с использованием «функции». Применение метода сохранения значения датчика освещённости в «переменные», а также использование датчика касания для взаимодействия робота и человека. 

Тема 26. Принципы автоматического регулирования.

Практическая работа. Включение контроля скорости моторов робота для более эффективного и точного движения робота вдоль линии.

Таблица распределения учебных часов

Учебно-тематический план

Методическое обеспечение занятий

Образовательные наборы для конструирования предназначены для групповой работы, что даёт возможность обучающимся одновременно приобретать и навыки сотрудничества, и умение справляться с индивидуальным заданием, составляющим часть общей задачи. Конструируя и добиваясь того, чтобы созданные модели работали по определенной заданной программе, тестируя полученные конструкции и запрограммированных роботов, обучающиеся получают возможность учиться на собственном опыте, поэтапно выполняя задания разной сложности. Принцип обучения «шаг за шагом» обеспечивает обучающимся возможность работать в собственном темпе. В программе учитывается разница в уровнях подготовки детей, индивидуальные различия в их познавательной деятельности, восприятии, внимании, памяти, мышлении, речи, моторике и т. д., связанные с возрастными, психологическими и физиологическими индивидуальными особенностями детей среднего школьного возраста, 12- 15 лет.

Программа задумана таким образом, чтобы постоянно привлекать и удерживать внимание учеников, стимулируя мотивацию к обучению. Дополнительные элементы, содержащиеся в каждом наборе конструктора, позволяют обучающимся создавать модели не только по схемам, имеющимся в наборах, но и по собственному замыслу. Все комплекты полностью соответствуют индивидуальным возможностям обучающихся и способствуют успешному обучению каждого ребёнка любого уровня подготовки.

Образовательные наборы позволяют постигать взаимосвязь между различными областями знаний. Интересные и несложные в сборке модели из образовательного конструктора дают ясное представление о работе механических конструкций, о силе, движении и скорости. Образовательные конструкторы помогают освоить основы конструирования и роботостроения, провести эксперимент по автоматическому управлению роботом или производственным процессом, научиться программировать. Из деталей конструктора учащиеся строят уменьшенные аналоги различных механических устройств и механизмов. 

В целях роста мотивации и эффективности учебной деятельности в программе предусматривается включение обучающихся в учебно-исследовательскую и проектную деятельность, которая направлена не только на повышение компетентности школьников в области конструирования и робототехники, но и на создание конкретной законченной модели.

Используются следующие этапы работы над проектом:

1) выбор и обоснование темы проекта;

2) поиск информации и разработка модели проекта;

3) сборка механизма;

4) составление программы для работы механизма;

5) тестирование механизма, устранение дефектов и неисправностей, отладка программы;

6) защита проекта.

Такие учебно-исследовательские и проектные работы позволяют сочетать различные виды познавательной деятельности. Для построения индивидуальной траектории развития обучающихся необходимо учитывать взаимосвязь уровня сформированности универсальных учебных действий со следующими показателями:

- с состоянием здоровья детей;

- с успешностью освоения обязательных учебных предметов;

- с умением слушать собеседника и задавать вопросы;

- со стремлением понять и решить учебную задачу;

- с владением навыками общения со сверстниками;

- с умением планировать, контролировать развитие универсальных учебных действий.

Программа направлена на развитие мелкой моторики при конструировании, а также помощь обучающимся выполнять задания по программированию от простого к сложному и само реализовываться в выбранном направлении.

Методика работы по программе характеризуется общим поиском эффективных технологий, позволяющих конструктивно воздействовать как на развитие индивидуальных качеств обучающихся, позволяющих успешно осваивать предлагаемый материал, так и на совершенствование их возможностей в коллективной работе в группах по 2–3 человека.

Дидактическое обеспечение

При организации практических занятий используется следующее учебно-дидактическое обеспечение:

• электронные задания;

• раздаточный материал по темам модуля в электронном или печатном виде.

Условия реализации программы

• Для успешной реализации данной программы необходимо иметь класс ПЭВМ с характеристиками, не уступающими hp, объёмом оперативной памяти от 1 ТБайт. Количество компьютеров – не менее 10 штук, по одному компьютеру на каждого или на группу из двух обучающихся.

• Для ведения образовательного процесса необходимо использование проекционного оборудования.

Программное обеспечение

Для реализации программы необходимы:

• кабинет для конструирования и занятий робототехникой, учебно-наглядные пособия, наборы конструкторов VEX Robotics, конструктор металлических деталей;

• раздаточный материал по темам модуля в электронном или печатном виде;

• книга для педагога;

• рабочие бланки для обучающихся;

• презентации к занятиям;

• компьютер для педагога, проектор, маркерная доска;

• компьютеры для обучающихся. 

Материально-техническое обеспечение:

• Наборы конструкторов VEX Robotics

• АРМ учителя (компьютер, проектор, сканер, принтер)

• Инженерная книга по робототехнике

• Рабочая тетрадь «Основы робототехники с VEX Robotics»

• Программное обеспечение

Формы аттестации

Формы отслеживания и фиксации образовательных результатов

• видеозапись

• журнал посещаемости

• проекты

• фото

• отзывы детей и родителей через анкетирование

• сертификаты, грамоты учащихся

Список полезных литературных источников и интернет-ресурсов для педагога:

• Lego Mindstorms: Создавайте и программируйте роботов по вашему желанию. Руководство пользователя

• Методические аспекты изучения темы «Основы робототехники» с использованием Lego Mindstorms, Выпускная квалификационная работа Пророковой А.А.

• Программа «Основы робототехники», Алт ГПА

Интернет- ресурсы:

• http://www.gruppa-prolif.ru/content/view/23/44/

• http://robotics.ru/

• http://moodle.uni-altai.ru/mod/forum/discuss.php?d=17

• http://ar.rise-tech.com/Home/Introduction

• http://www.prorobot.ru/lego/robototehnika_v_shkole_6-8_klass.php

• http://www.prorobot.ru/lego.php

• http://robotor.ru

Календарно – тематическое планирование

Список литературы для обучающихся

1. Клаузен Петер. Компьютеры и роботы. – М.: Мир книги, 2014/

2. Макаров И. М., Топчеев Ю. И. Робототехника. История и перспективы. – М.: Наука, Изд-во МАИ, 2003.

3. Филиппов С. А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2014

Ресурсы сети Internet по профилю

1. Russian software developer network // Русское сообщество разработчиков программного обеспечения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://nnxt.blogspot.ru/

2. Каталог программ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.legoengineering.com/category/support/building-instructions/, http://nnxt.blogspot.ru/search/label/

3. RoboLab developer network // Сообщество разработчиков RoboLab [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.legoengineering.com/

4. Сообщество разработчиков ТРИК [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://blog.trikset.com/