Дополнительная общеразвивающая программа «Образовательная робототехника»

МОУ Удельнинская гимназия

Раменский район Московская область

Принята на заседании «Утверждаю»

методического совета Директор

от «___»__________20__года ______________ /Н.А. Арюлина/

Протокол№________ «____»___________20__ года

Дополнительная общеразвивающая программа

«Образовательная робототехника»

(стартовая)

Возраст 11-12 лет

Срок реализации: 1 год

Составитель:

Леонова Зоя Борисовна

учитель информатики,

высшей категории

п. Удельная, 2018

Пояснительная записка.

Концепция модернизации российского образования определяет цели общего образования как ориентацию образования не только на усвоение обучающимися определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей. Необходимость полного цикла образования в школьном возрасте обусловлена новыми требованиями к образованности человека, в полной мере заявившими о себе на рубеже веков. Современный образовательный процесс должен быть направлен не только на передачу определенных знаний, умений и навыков, но и на разноплановое развитие ребенка, раскрытие его творческих возможностей, способностей, таких качеств личности как инициативность, самодеятельность, фантазия, самобытность, то есть всего того, что относится к индивидуальности человека.

Практика показывает, что указанные требования к образованности человека не могут быть удовлетворены только школьным образованием: формализованное базовое образование все больше нуждается в дополнительном неформальном, которое было и остается одним из определяющих факторов развития склонностей, способностей и интересов человека, его социального и профессионального самоопределения.

Актуальность программы определяется востребованностью развития данного направления деятельности современным обществом.

Программа «Образовательная робототехника» удовлетворяет творческие, познавательные потребности заказчиков: обучающихся (а, именно мальчиков) и их родителей. Досуговые потребности, обусловленные стремлением к содержательной организации свободного времени реализуются в практической деятельности обучающихся.

Программа «Образовательная робототехника» включает в себя изучение ряда направлений в области конструирования и моделирования, программирования и решения различных технических задач.

Дополнительная общеразвивающая программа «Образовательная робототехника» имеет техническую направленность с элементами естественно-научных элементов. Программа дает объем технических и естественно - научных компетенций, которыми вполне может овладеть современный ребенок, ориентированный на научно-техническое и/или технологическое направление дальнейшего образования и сферу профессиональной деятельности. Программа ориентирована в первую очередь на обучающихся, желающих основательно изучить сферу применения роботизированных технологий и получить практические навыки в конструировании и программировании робототехнических устройств.

Интенсивное проникновение робототехнических устройств практически во все сферы деятельности человека – 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. Педагогическая целесообразность заключается не только в развитии технических способностей и возможностей средствами конструктивно-технологического подхода, гармонизации отношений ребенка и окружающего мира, но и в развитии созидательных способностей, устойчивого противостояния любым негативным социальным и социотехническим проявлениям.

В основе предлагаемой программы лежит идея использования в обучении собственной активности обучающихся. Концепция данной программы - теория развивающего обучения в канве критического мышления. В основе сознательного акта учения в системе развивающего обучения лежит способность к продуктивному творческому воображению и мышлению. Более того, без высокого уровня развития этих процессов вообще невозможно ни успешное обучение, ни самообучение. Именно они определяют развитие творческого потенциала человека. Готовность к творчеству формируется на основе таких качеств как внимание и наблюдательность, воображение и фантазия, смелость и находчивость, умение ориентироваться в окружающем мире, произвольная память и др. Использование программы позволяет стимулировать способность детей к образному и свободному восприятию окружающего мира (людей, природы, культурных ценностей), его анализу и конструктивному синтезу.

Программа разработана в соответствии с требованиями ФГОС и с учетом углубления раздела «Алгоритмика» в курсе информатики для учащихся 8 классов. Отличительной особенностью стандарта второго поколения (ФГОС) является его деятельностный характер, ставящий главной целью развитие личности обучающегося. Поэтому программа«Образовательная роботототехника» направлена на формирование творческой личности, живущей в современном мире компьютерных технологий. На планете уже существует огромное количество роботов – от пылесосов до космических аппаратов. А какие возможности открываются в этой области для творческих исследований, новых изобретений! В рамках курса обучающиеся узнают о достижениях и направлениях развития мировой робототехники, будут вовлечены в увлекательную, творческую среду самостоятельной работы с Moway-роботами. Итогом курса станут творческие разработки обучающихся, представление и защита созданных моделей.

Программа составлена с учётом требований основных законодательных и нормативных актов Российской федерации и Московской области:

- Федеральный Закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 № 273-ФЗ,

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

- Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеразвивающим программам (утвержден приказом Министерства образования и науки РФ от 29.08.2013 № 1008),

- 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),

- 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),

- 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),

- Об учете результатов внеучебных достижений обучающихся (Приказ Министерства образования Московской области от 27.11.2009 № 2499),

Цель: формирование у обучающихся информационной культуры через моделирование, конструирование и компьютерное управление Moway-роботами в соответствии с основными физическими принципами и базовыми техническими решениями, лежащими в основе всех современных конструкций и устройств.

Задачи:

Образовательные

- Организовать активную внеурочную деятельность обучающихся на основе знакомства с современными направлениями развития робототехники.

- Познакомить обучающихся с профессией инженера, с мировыми трендами в робототехнике.

- Реализовать на занятиях межпредметные связи с физикой, информатикой и математикой.

- Научиться решать задачи, результатом которых будут программно-управляемые роботы.

Развивающие

- Развивать у обучающихся алгоритмическое мышление, навыки конструиро-вания и программирования. Развивать мелкую моторику, внимательность, акку-ратность.

- Развивать умение наблюдать окружающий мир как сложную систему взаимо-связанных объектов;

- Развивать творческое мышление и пространственное воображение обучаю-щихся.

- Участвовать в конкурсах и состязаниях роботов различного уровня .

Воспитательные

- Повышать мотивацию обучающихся к изобретательству и созданию собственных проектов.

- Формировать у обучающихся стремление к получению качественного результата.

- Формировать навыки работы в команде: распределение между собой обязанностей, освоение культуры и этики общения.

Срок реализации программы « Образовательная робототехника» – 1 год. Объём программы – 144 часа в год.

Форма обучения – очная.

Режим занятий - два раза в неделю по 2 часа.

Планируемые результаты:

- формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе творческой деятельности;

- формирование способности обучающихся к саморазвитию и самообучению;

- формирование осознанного выбора и построения дальнейшей образовательной траектории на основе профессиональных предпочтений;

- развитие эстетического сознания через изучение правил и приемов дизайна моделей.

Метапредметные результаты:

- развитие ИКТ-компетентности, т.е. приобретение опыта использования средств и методов информатики: моделирование, формализация и структурирование информации, компьютерный эксперимент;

- планирование деятельности, составление плана и анализ промежуточных результатов;

- умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией»;

- владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений при работе в команде и индивидуально;

- умение находить необходимые для работы информационные ресурсы, оценивать полезность, достоверность, объективность найденной информации;

- приобретение опыта выполнения индивидуальных и коллективных проектов, таких как моделирование с помощью Moway-робота объекта реального мира, его программирование и исследование;

- формирование представления о развитии робототехники, основных видах профессиональной деятельности в этой сфере.

Предметные планируемые результаты изучения учебного предмета.

Обучающийся научится:

- называть основные направления робототехники, ее значение в современном мире;

- работать с встроенными возможностями робота Moway, расширять их с помощью внешних устройств;

- собирать и подключать к компьютеру основные части «умного города Moway»;

- анализировать учебную задачу и на основе этого составлять программу для робота;

- правильно пользоваться сборкой основных деталей модели;

- выполнять инструкции по изготовлению модели;

- отбирать информацию для выполнения собственного проекта;

- осуществлять организацию и планирование собственной деятельности;

- применять приёмы фантазирования для конструирования отдельных моделей;

- совмещать некоторые нюансы программирования с характерными особенностями конструкции робота;

- анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Обучающийся с может научиться:

- обобщать, делать выводы;

- определять последовательность;

- давать определения тем или иным понятиям;

- осуществлять поисково-аналитическую деятельность для практического решения прикладных задач с использованием знаний, полученных при изучении;

- формировать первоначальный опыт практической преобразовательной деятельности.

Формы отслеживания и фиксации образовательных результатов

Формы предъявления и демонстрации образовательных результатов: проект

Материально – техническое обеспечение:

1. Роботы Moway.

2. Компьютеры.

3. Интерактивная доска.

4. Мультимедийный проектор.

5. Нетбуки.

6. Два комплекта SmartCity(умный горд).

Информационное обеспечение.

1. Среда программирования Scratch.

Учебный план.

Содержание учебного плана.

Вводное занятие. Техника безопасности. Что такое робототехника? Эволюция роботов Значение роботов в современном мире. Будущее робототехники. Цели изучения курса робототехники. Содержание курса. Техника безопасности и организация рабочего места.

Раздел I. Работа с роботом Moway (44 часа).

Что такое роботы Moway. Главная цель роботов. Устройство роботов Moway. Основные элементы. Набор датчиков и индикаторов. Датчики линий. Датчики обнаружения препятствий. Датчик света. Система питания робота Moway.

Блок схемы. MowayWorld. Линейные алгоритмы. Алгоритм ветвления. Написание программ в MowayWorld.

Основные движения робота. Составление программ движения робота. Движение робота вдоль черной линии. Ветвление. Работа светового датчика. Составление программ с использованием датчика света.

Что такое переменные. Использование переменных при составлении программ.

Что такое акселерометр. Применение акселерометров в роботе Moway. Копирование. Обмен данными между роботами и ПК. Динамик. Принцип работы динамика. Составление программ с использованием динамика в роботе Moway.

Составление программы «Защитник/боец». Составление программы «Лабиринт».

Раздел II. Работа с комплектом SmartCity (96 часов)

Концепция «умных городов». Применение концепции «умного города» в SmartCity. Возможности MowaySmartCity.

Среда программирования Scratch: история создания, возможности, применение. Взаимосвязь «умного города» и Scratch. Команды, переменные, сенсоры.

Освещение и шлагбаум в «умном городе». Принципы роботы светодиодов. Использование светодиодов в быту и технике. Интенсивность освещения светодиодами в «Умном городе». Команды для работы шлагбаума. Удаленное управление. Декоративный фонарь. Составление программ с использованием фонарей и шлагбаума в SmartCity.

Световой сенсор. Использование световых сенсоров в быту и технике. Активация фонаря световым сенсором. Контролирование фонаря световым сенсором. Энергосбережение при освещении. Отображение сенсора на экране. Составление программ с использование светового сенсора в SmartCity.

Сенсор присутствия. Использование сенсора присутствия в быту и технике. Работа сенсора в «умном городе». Предотвращение столкновения.Автоматические освещение. Автоматический шлагбаум. Составление программ с использованием сенсора присутствия в SmartCity.

Методическое обеспечение.

Методы обучения.

В своей работе использую следующие методы:

• Объяснительно-иллюстративный.

• Репродуктивный метод.

• Частично-поисковый (эвристический) метод. 

• Исследовательский метод.

Можно определить следующие педагогические цели использования робототехники в преподавании:

1) демонстрация возможностей робототехники как одного из ключевых направлений научно-технического прогресса;

2) демонстрация роли робототехники в проектировании и использовании современной техники;

3) повышение качества образовательной деятельности: 

- углубление и расширение предметного знания,

- развитие экспериментальных умений и навыков,

- совершенствование знаний в области прикладных наук,

- формирование умений и навыков в сфере технического проектирования, моделирования и конструирования;

4) развитие у детей мотивации изучения предмета, в том числе познавательного интереса;

5) усиление предпрофильной и профильной подготовки учащихся, их ориентация на профессии инженерно-технического профиля.

Формы организации учебного процесса – групповая, индивидуальная.

Формы организации учебного занятия – практическое занятие,

защита проектов.

Педагогические технологии.

• Технология деятельностного подхода.

• Технология проектной деятельности.

• Коммуникативная технология.

• Технология решения изобретательских задач.

• Здоровьесберегающая технология.

Алгоритм занятия.

1. Организационный момент. Объявление темы занятия.

2. Ход занятия. Объяснение темы занятия. Практическая работа.

3. Заключительная часть. Подведение итогов занятия.

Список литературы.

1.Ресурсы Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://school-collection.edu.ru/);

2.http://scratch.mit.edu - основной Скретч-сайт, содержащий разнообразные примеры;

3.http://letopisi.ru/index.php/- общенациональный образовательный проект с международным участием, содержащий Скретч-учебный курс;

4.Проектная деятельность школьника в среде программирования Scratch: учебно-методическое пособие / В. Г. Рындак, В. О. Дженжер, Л. В. Денисова. — Оренбург: Оренб. гос. ин-т. менеджмента, 2009. — 116 с.: ил.

5.Тришина С. В. Информационная компетентность как педагогическая категория [Электронный ресурс]. ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ «ЭЙДОС» – .

6.Поташник М.М. Управление профессиональным ростом учителя в современной школе.– М., 2009

7.Концепция модернизации российского образования /02.31/t45.htm

8.«Новые информационные технологии для образования». Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании. Издательство « Москва». 2000 г.

Список литературы для обучающихся и родителей.

1. Интернет – ресурсы.

2. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2010г.

3. http://scratch.mit.edu - основной Скретч-сайт, содержащий разнообразные примеры.