Рабочая программа "Робототехника"

Оглавление

РАЗДЕЛ 1. КОМПЛЕКС ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММЫ 3

1.1. Пояснительная записка 3

1.2. Цели и задачи 4

1.3. Содержание программы 5

1.4. Планируемые результаты 7

РАЗДЕЛ 2. КОМПЛЕКС ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ 9

2.1. Календарный учебный график 9

2.2. Условия реализации программы 9

Материально – техническое обеспечение 9

2.3. Формы аттестации 9

2.4. Оценочные материалы 9

2.5. Методические материалы 10

2.6. Список используемой литературы 11

РАЗДЕЛ 1. КОМПЛЕКС ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММЫ

1.1. Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» имеет техническую направленность и реализуется в рамках типовой модели «Мейкер», мероприятия по созданию новых мест в образовательных организациях различных типов для реализации дополнительных общеразвивающих программ всех направленностей регионального проекта, обеспечивающего достижение целей, показателей и результата Федерального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование».

Техническое творчество - мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования - многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

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

Работа с образовательными конструкторами Lego 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. 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

Программа «Робототехника» разработана в соответствии с нормативными правовыми актами и государственными программными документами:

Нормативно-правовое обеспечение разработки и реализации программы:

• Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» № 273-ФЗ от 29 декабря 2012 года с последующими изменениями и дополнениями.

• Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года (Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 марта 2022 г. № 678- р).

• Приказ Министерства просвещения РФ от 27 июля 2022 г. № 629 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам».

• Приказ Министерства просвещения РФ от 3 сентября 2019 № 467 «Об утверждении Целевой модели развития региональных систем дополнительного образования детей» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 06.12.2019 N 56722).

• Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.09.2020 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».

• Приказ Министерства просвещения РФ от 2 декабря 2019 г. № 649 «Об утверждении Целевой модели цифровой образовательной среды».

• Письмо Министерства просвещения РФ от 19.03.2020 № ГД-39/04 «О направлении методических рекомендаций» («Методические рекомендации по реализации образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования, образовательных программ среднего профессионального образования и дополнительных общеобразовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий»).

• Распоряжение Коллегии Администрации Кемеровской области от 03.04.2019 № 212 «О внедрении системы персонифицированного дополнительного образования на Территории Кемеровской области».

• Приказ Департамента образования и науки Кемеровской области от 05.04.2019 № 740 «Об утверждении Правил персонифицированного финансирования дополнительного образования».

• 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).

• Устав муниципального автономного общеобразовательного учреждения «Гимназия города Юрги».

Уровень освоения содержания программы «Робототехника» – стартовый.

Актуальность программы обусловлена тем, что в настоящий момент в России развиваются нано-технологии, электроника, механика и программирование т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Робототехнические устройства интенсивно проникают практически во все сферы деятельности человека. Это новый этап в развитии общества. Очевидно, что он требует своевременного образования, обеспечивающего базу для естественного и осмысленного использования соответствующих устройств и технологий, профессиональной ориентации и обеспечения непрерывного образовательного процесса. Фактически программа призвана решить две взаимосвязанные задачи: профессиональная ориентация ребят в технически сложной сфере робототехники и формирование адекватного способа мышления.

Адресат программы Программа ориентирована на учащихся младшего школьного возраста. Курс рассчитан на 1 год, объем занятий – 68 часов. Программа предполагает проведение регулярных еженедельных занятий (в расчете 2 часов в неделю)

Объем и срок освоения программы

Одно занятие по 2 часа в неделю в течение одного года.

Форма обучения по программе – очная, дневная.

Особенности организации образовательного процесса Особенностью данной программы является то, что все группы разновозрастные. Это дает возможность создать интересный микроклимат в детском объединении, где старшие помогают младшим, выступая помощниками педагога, а младшие дети стремятся достичь успехов старших товарищей. Учащиеся учатся работать и общаться в коллективе, сопереживать другим, быть благодарным за помощь и быть готовыми помогать окружающим.

Режим занятий. Занятия один раз в неделю по 2 часа, продолжительность одного часа занятия составляет 45 минут, с 10 - минутным перерывом между часами.

Возраст обучающихся: 7-10 лет

Количество обучающихся в группе: 10-15 человек.

1.2. Цели и задачи

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

Задачи:

1. расширить знания об окружающем мире, о мире техники;

2. обучить созданию и конструированию механизмов и машин, включая самодвижущиеся;

3. обучить программировать простые действия и реакции механизмов;

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

5. развивать мелкую моторику;

6. развивать коммуникативные способностей учащихся, умения работать в группе, умения аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения;

7. обучить умению создавать завершенные проекты с использованием наборов для конструирования устройств серии Lego.

1.3. Содержание программы

Учебно-тематический план программы «Робототехника»

№	Наименование разделов и тем		Количество часов			Форма контроля
			Общее	Теория	Практи ка
I. Вводный раздел. Общее представление о робототехнике			3	2	1	Опрос
II. Робототехнический конструктор LEGO			8	4	4	Опрос, тестирова ние
2.1	Изучение компонентов, конструктора, порядок сборки	деталей	4	2	2
2.2	Знакомство с назначением, функциями датчиков и сенсоров.		4	2	2
III. Программирование			44	14	30	Контрольные задания
3.1	Введение в программирование. Изучение интерфейса программы		10	4	6
3.2	Изучение возможностей палитры «Действие».		8	2	6
3.3	Изучение возможностей палитры «Управление операторами». Алгоритмы.		8	2	6
3.4	Изучение возможностей палитры «Датчик».		10	4	6
3.5	Изучение возможностей палитры «Операции с данными».		8	2	6
IV. Аддитивные технологии			12	4	8	Контрольные задания
4.1	Основы проектирования объёмных моделей		8	4	4
4.2	Разработка и печать деталей конструктора		4	0	4
V. Итоговое занятие			1	0	1	Беседа
итого			68	24	44

Содержание программы «Робототехника»

1. Вводное занятие. Общее представление о робототехнике

Теория. Знакомство педагога и учащихся. Правила техники безопасности. Правила поведения во Дворце творчества им. Н.К. Крупской, на занятиях. Цели и задачи учебного года.

Что такое робот. Определение понятия «робот». Развитие робототехники в мире и в России. Области применения роботов и их назначение. Классификация роботов по назначению.

Практика. Просмотр видеофильмов о роботах и роботостроении. Обсуждение правил поведения на занятиях и на рабочем месте, правил работы с оборудованием. Демонстрация возможностей робототехнического конструктора.

Форма контроля. Опрос

1. Робототехнический конструктор

1.2. Изучение компонентов, деталей конструктора, порядок сборки Детали конструктора, порядок сборки.

Теория. Образовательный конструктор (состав, возможности). Основные детали (название и назначение). Возможности робототехнического конструктора. Виды движителей, применяемых в робототехнических устройствах. Механика и кинематика в робототехнике.

Практика. Сборка робота в соответствие с инструкцией. Виды механических передач. Сборка кинематических схем.

2.2. Знакомство с назначением, функциями датчиков и сенсоров.

Теория. Сенсоры и датчики. Датчик касания, датчик цвета, ультразвуковой датчик.

Гироскоп. Назначение, устройство и принцип работы датчиков.

Практика. Установка датчиков на робота. Подключение. Снятие характеристик датчиков. Калибровка датчиков. Ввод данных и их сохранение.

Форма контроля. Опрос, тестирование.

1. Программирование

1. Изучение интерфейса программы

Теория. Основы работы в среде программирования LEGO. Программная среда для программирования робота. Основные окна. Профили. Доступ к программным блокам. Запуск и сохранение программы. Создание и сохранение проекта. Палитра программирования и программные блоки: блоки действия, блоки выполнения программ, блоки датчиков и др. Шины данных.

Практика. Сборка моделей роботов и составление программ по технологическим картам, которые находятся в комплекте с комплектующими. Запуск программы и создание проекта. Работа с моторами и датчиками. Создание простейших линейных программ: движение вперед, назад, поворот на заданный угол, движение по кругу.

1. Изучение возможностей палитры «Действие»

Теория. Назначение блоков палитры. Меню блока. Большой мотор, средний мотор. Управление движением робота, звук, экран модуля. Индикатор состояния модуля. Создание и запись звуковых файлов. Индикатор состояния модуля.

Практика. Повороты. Управление движением. Моя первая программа (составление простых программ на движение). Создание и проигрывание звуковых файлов. Работа с блоком «Экран». Работа с блоком «Индикатор состояния модуля». Игра «Стоп-сигнал».

3.3 Изучение возможностей палитры «Управление операторами»

Теория. Назначение блоков палитры. Назначение блока «Ожидание». Назначение блока «Цикл». Цикл по значению. Назначение блока «Переключатель». Условия переключения. Блок «Прерывание цикла». Понятие «Алгоритм». Свойства алгоритмов. Виды алгоритмов.

Практика. Выполнение практических заданий на использование блоков: «Ожидание», «Цикл», «Переключатель», «Прерывание цикла». Линейный и циклический

алгоритмы. Алгоритм ветвления. Работа с блоками палитры. Составление программ и запуски робота по различным видам алгоритмов. Игра «Объезд». Игра «Трамвай».

1. Изучение возможностей палитры «Датчики»

Теория. Датчик касания (назначение, режимы работы). Датчик звука. Настройки датчика звука. Датчик цвета. Настройки датчика цвета (режим освещенности, режим цвета). Калибровка датчика цвета. Датчик ультразвука: режимы работы, калибровка, погрешность.

Практика. Программирование робота на остановку точно на заданной линии при помощи датчика касания. Тестирование работы датчика звука. Тестирование работы датчика освещенности. Тестирования датчика на измерение цвета. Игра «Назови цвет». Игра «Едем и называем цвет». Игра «Стоп» красный свет». Игра «Езда по черной линии».

1. Изучение возможностей палитры «Операции с данными»

Теория. Назначение блоков палитры. Постоянные и переменные величины.

Логические операции. Массивы. Случайное значение. Интервал.

Практика. Работа с блоками палитры. Блок «Математика». Игра «Сколько я проеду?». Игра «Перекресток».

Форма контроля. Контрольные задания.

1. Аддитивные технологии

1. Основы проектирования объёмных моделей

Теория. Понятие аддитивных технологий. Знакомство с техническими особенностями оборудования аддитивных технологий, классификацией 3D-принтеров, технологическим процессом 3D-печати. Особенности и инженерные ограничения аддитивных технологий. Техника безопасности при работе с аддитивным оборудованием Виды. Применение аддитивных технологий в робототехнике. Системы автоматизированного проектирования.

Практика. Освоение технологического процесса 3D-печати и последующей постобработки до законченного артефакта.

1. Разработка и печать деталей конструктора

Практика. Освоение приемов 2-х мерного черчения. Создание 3D модели.

Простейшие операции (вращение, лофт). Создание сборочных деталей.

Форма контроля. Контрольные задания.

1. Демонстрационный экзамен.

Практика. Демонстрационный экзамен

1. Итоговое занятие.

Практика. Анализ выполненной в объединение совместной работы за год.

1. Планируемые результаты

1. у учащегося будет расширяться знания об окружающем мире, о мире техники;

2. будут уметь создавать и конструировать механизмы и машины, включая самодвижущиеся;

3. будут уметь программировать простые действия и реакции механизмов;

4. будут уметь решать творческие, нестандартные ситуаций на практике при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

5. будут развивать мелкую моторику;

6. будут владеть коммуникативными способностями, уметь работать в группе, уметь аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения;

7. будут иметь знания для создания проекта с использованием наборов для конструирования устройств серии Lego.

РАЗДЕЛ 2. КОМПЛЕКС ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

2.1. Календарный учебный график

№	Год обучения	Объем учебных часов	Всего учебных недель	Количество учебных дней	Режим работы
1	1	68	34	34	1 занятие 2 часа

2.2. Условия реализации программы Материально – техническое обеспечение

Для реализации программы используются образовательные конструкторы Crazy Motor Kit с Robot Kit с необходимым программным обеспечением, ресурсные наборы LEGO. Для знакомства с аддитивными технологиями используется 3Д принтер

• кабинет на 15 рабочих мест, светлое сухое, просторное и хорошо проветриваемое помещение, соответствующее санитарно – гигиеническим требованиям;

• стол педагога – 1шт.;

• встроенны шкаф – 2 шт.;

• комплект полей для соревнований по робототехнике – 1шт.;

• ноутбук – 10 шт.;

• образовательный конструктор – 15 комплектов;

• ресурсный набор к конструктору – 15 шт.;

• 3D принтер – 1 шт;

• МФУ– 1 шт.

Кадровое обеспечение

Высшее профессиональное образование или среднее профессиональное образование по направлению подготовки «Образование и педагогика» или в области, соответствующей преподаваемому предмету, без предъявления требований к стажу работы, либо высшее профессиональное образование или среднее профессиональное образование и дополнительное профессиональное образование по направлению деятельности в образовательном учреждении без предъявления требований к стажу работы.

2.3. Формы аттестации

Проект

Практическая работа по теме урока, с выполнением продукта

Соревнование команд

2.4. Оценочные материалы

В соответствии с формируемым типом интеллекта у школьника	Способ развития интеллекта в рамках одного урока образовательной робототехники
Вербально- лингвистический	Работа с терминологией, ведение тетрадей, презентация моделей классу, обсуждение идей внутри команды, формулировка правильных вопросов, поиск информации.
Логико-математический	Работа с инструкциями, сверка или подбор необходимых деталей, исследования (сложность увеличивается с порядковым номером класса), задачи повышенной сложности, поиск необходимой информации.
Визуально- пространственный	Конструирование, дизайн, моделирование (с помощью компьютера), рисование. Моторно-двигательный Работа руками (развитие мелкой моторики), материализация теории путем сборки демонстрационных моделей
Музыкально- ритмический	Работа с датчиками звука, сборка робота-музыканта и музыкальной дорожки.
Межличностный интеллект	Работа в командах, внутриклассовые игры, соревнования, совершенствование навыка договариваться, находить общее решение.
Внутриличностный интеллект	Оценивание собственного вклада в работу команды, нахождение недостатков в своей работе и в работе соседа, самостоятельный поиск ошибки (в расчетах, в конструкции)

2.5. Методические материалы

Для освоения данной Программы на занятиях применяются различные методы обучения (словесные, наглядные, практические), в различных сочетаниях. Каждое занятие по темам программы включает теоретическую и практическую части. Практическая часть является естественным продолжением и закреплением полученных теоретических знаний. Теоретические сведения даются в начале занятия и сообщаются учащимся в объёме, который позволяет ребенку правильно понять значение технических требований, помогает более осознанно выполнять работу. Новая тема объясняется просто и доходчиво, обязательно закрепляя объяснение показом наглядного примера и показом приёмов работы.

Практическая часть – основная форма работы с учащимися, где умения закрепляются, в ходе повторения – совершенствуются, а на основе самостоятельных заданий и отработанных на практике приёмов у обучающихся формируются навыки работы.

Метод наглядности используется на теоретических и практических занятиях. Это - показ учащимся примеров работы с устройствами. Наглядность результата стимулирует учащихся, побуждает их более внимательно осваивать необходимый технологический процесс.

Основным методом передачи информации обучающимся в начальном периоде обучения является репродуктивный метод – метод копирования. На этом этапе необходимо добиться от учащихся точности и аккуратности при сборке и программировании робототехнического устройства по инструкции.

Методика обучения в начале освоения программы отличается от той, которая применяется в конце, что обусловлено уровнем знаний и практических умений обучающихся. Кроме того, деятельность обучающихся дифференцируется на основе учёта различных уровней их готовности к продуктивной и творческой работе.

Образовательный процесс предусматривает использование исследовательских заданий, которые предоставляют большие возможности для ведения учащимися микроисследований во время занятий при изучении новой темы. Здесь необходимым условием обучения является постановка проблемы, это обеспечивает интерес и развитие учащихся. Как правило, тема индивидуального исследования «вырастает» из темы занятия.

Учащийся самостоятельно постигает ведущие понятия и идеи, а не получает их от педагога в готовом виде.

Работа с использованием исследовательских заданий предполагает следующую организацию:

• педагог создает проблемную ситуацию, направляет учащихся на ее решение, организует поиск решения;

• учащийся разрешает проблемную ситуацию, в результате чего приобретает новые знания и овладевает новыми способами действия.

Вносить элементы исследования можно при изучении любой темы.

Постоянно развивая интерес учащихся к исследовательским заданиям, выбираются такие формы их проведения, при которых детям предоставляется возможность самостоятельного творческого подхода. Поощряется смелость в поисках новых идей и конструктивных решений, проявление детской фантазии и изобретательства в использовании материалов для изготовления различных конструкций.

Дидактическое обеспечение. В процессе реализации программы применяются: популярная литература о технике, периодическая печать, иллюстрации, фотографии, видеосюжеты, электронные презентации, что повышает мотивацию детей к занятиям, развивает их познавательную активность.

Для повышения качества и результативности реализации Программы, используется разнообразный спектр дидактических материалов

• методическая литература;

• методические разработки и планы - конспекты занятий, методические рекомендации к практическим занятиям;

• развивающие и диагностические процедуры: тесты, упражнения, творческие задания.

2.6. Список используемой литературы

1. Буйлова Л. Н. Современные подходы к разработке дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ [Текст] / Л. Н. Буйлова // Молодой ученый. — 2015. — №15. — С. 567-572.

2. Буйлова Л. Н., Павлов А.В. Шаблон дополнительной общеобразовательной программы. [Текст] / Л. Н. Буйлова, А.В. Павлов. Материалы вебинара «Разработка и оценка дополнительных общеразвивающих программ». – Москва. – 2015.

3. Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ. М. - Министерство образования и науки России, Федеральное государственное автономное учреждение «Федеральный институт развития образования». - 2015 г.- 21 с.

4. Примерные требования к содержанию и оформлению образовательных программ дополнительного образования детей Министерства образования (Приложение к письму Департамента молодежной политики, воспитания и социальной поддержки детей Минобрнауки России от 11 декабря 2006 г. № 06–1844).

Список литературы для педагогов

1. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). — М.; «ЛИНКА — ПРЕСС», 2001.

2. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2013. 319 с

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

4. Блог-сообщество любителей роботов Лего с примерами программ [Электронный ресурс] /http://nnxt.blogspot.ru/2010/11/blog-post_21.html

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

6. Образовательная программа «Введение в конструирование роботов» и графический язык программирования роботов [Электронный ресурс]

7. /http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=280#program_blocks

Список литературы для учащихся

1. Примеры конструкторов и программ к ним [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.nxtprograms.com/index2.html

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

3. .http://russos.livejournal.com/817254.html

4. Каталог сайтов по робототехнике - полезный, качественный и наиболее полный сборник информации о робототехнике. [Электронный ресурс] — Режим доступа: свободный http://robotics.ru/.

5. Материалы сайтов: http://www.prorobot.ru/lego.php http://nau-ra.ru/catalog/robot http://www.239.ru/robot

http://www.russianrobotics.ru/actions/actions_92.html http://habrahabr.ru/company/innopolis_university/blog/210906/STEM-робототехника http://www.slideshare.net/odezia/2014-39493928

http://www.slideshare.net/odezia/ss-40220681 http://www.slideshare.net/odezia/180914-39396539