Программ кружка по робототехнике на 3 года по 34 ч.

Управление образования администрации

Павловского муниципального района Нижегородской области

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя школа №2г.Ворсма

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ

«Основы робототехники»

Возраст учащихся: 11-14 лет

Срок реализации – 3 года

Автор-составитель:

Гайгалов Д.Е., учитель информатики,

педагог дополнительного образования

г. Ворсма, 2017 г.

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы робототехники» разработана в соответствии с Федеральным Законом от 29.12.2012 г. №273 –ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» и Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам, утвержденным Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 29.08.2013 г. № 1008.

Актуальность программы. Определяется востребованностью развития данного направления деятельности современным обществом.

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

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

Данная программа имеет научно-техническую направленность.

Программа рассчитана на 3 года обучения и дает объем технических и естественно - научных компетенций, которыми вполне может овладеть современный школьник, ориентированный на научно-техническое и/или технологическое направление дальнейшего образования и сферу профессиональной деятельности. Программа ориентирована в первую очередь на ребят, 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 учащихся. 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 развитие 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.

Отличительная особенность программы является работа с образовательными конструкторами LEGO. Она 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. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце урока увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

Адресат программы. Набор детей осуществляется на добровольных началах, по желанию ребёнка, без учёта степени подготовленности и наличия способности к научно-техническому конструированию. Программа рассчитана на детей школьного возраста от 11 до 14 лет.

Цель: развитие творческих и научно-технических компетенций обучающихся в неразрывном единстве с воспитанием коммуникативных качеств и целенаправленности личности через систему практикоориентированных групповых занятий, консультаций и самостоятельной деятельности воспитанников по созданию робототехнических устройств, решающих поставленные задачи.

Задачи:

Предметные

• познакомить учащихся с основами робототехники;

• развивать научно-технические способности (критический, конструктивистский и алгоритмический стили мышления, фантазию, зрительно-образную память, рациональное восприятие действительности);

• расширять знания о науке и технике как способе рационально-практического освоения окружающего мира;

• обучить решению практических задач, используя набор технических и интеллектуальных умений на уровне свободного использования;

• формировать устойчивый интерес робототехнике, способность воспринимать их исторические и общекультурные особенности;

• воспитывать уважительное отношение к труду.

Метапредметные

- формировать коммуникативные навыки.

Личностные

-развивать мышление, наблюдательность, воображение, учебно-творческие способности, научно-технические навыки.

Объем и срок освоения, режим занятий. Программа «Основы робототехники» предназначена для детей в возрасте с 11 до 14 лет и рассчитана на 3 года обучения: первый год – 34 часа, второй год – 34 часа, третий год – 34 часа. Занятия проходят 1 раз в неделю по 1 занятию по 45 минут.

Формы обучения. Первоначальное использование конструкторов Лего требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде.

В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели. Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

Основные этапы разработки Лего-проекта:

• Обозначение темы проекта.

• Цель и задачи представляемого проекта.

• Разработка механизма на основе конструктора Лего.

• Составление программы для работы механизма.

Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников.

Традиционными формами проведения занятий являются: беседа, рассказ, проблемное изложение материала. Основная форма деятельности учащихся – это самостоятельная интеллектуальная и практическая деятельность учащихся, в сочетании с групповой, индивидуальной формой работы школьников

Обучение с LEGO ВСЕГДА состоит из 4 этапов:

• установление взаимосвязей,

• конструирование,

• рефлексия,

• развитие.

На каждом из вышеперечисленных этапов учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания.

Планируемые результаты.

Предметные

Учащиеся:

- знают основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

- знакомы с конструктивными особенностями различных моделей, сооружений и механизмов;

- знакомы с видами подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

- умеют самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;

- умеют создавать  модели  при  помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.

Метапредметные

- у учащихся сформированы коммуникативные навыки.

Личностные

- у учащихся развиты образное мышление, наблюдательность, воображение, учебно-творческие способности, научно-технические способности.

По окончании первого года обучения учащиеся должны:

- правила безопасной работы;

- знать основные компоненты конструктора Lego;

- уметь самостоятельно собирать простейшие модели роботов по готовым схемам;

- уметь создавать алгоритм для управления роботом;

- уметь записать, передать и выполнить готовую программу для управления роботом;

- использовать навыки в самостоятельной деятельности;

По окончании второго года обучения учащиеся должны:

- знать конструктивные особенности различных моделей роботов;

- знать способы управления моделью;

- знать виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

- уметь самостоятельно собирать модели устройств по собственному замыслу;

- уметь самостоятельно создавать программу для управления устройством, анализировать, выявлять и исправлять ошибки в программе.

По окончании третьего года обучения учащиеся должны:

- знать конструктивные особенности различных моделей роботов;

- знать особенности конструкции роботов для различных видов соревнований;

- уметь анализировать поставленную задачу, создавать для ее решения оптимальную конструкцию и добиваться реализации поставленной задачи;

- уметь самостоятельно создавать программу для решения поставленной задачи.

Формы аттестации, оценочные материалы.

Выявление недостатков, ошибок и успехов в ходе работы учащихся происходит в виде текущего контроля. Контроль осуществляется систематически через опрос учащихся, контроль выполнения упражнений, выставки творческих работ и их обсуждение.

Выявление уровня освоения программы и ее результативности предполагает проведение аттестации. Аттестация учащихся позволяет дать оценку эффективности применяемой методики и по необходимости внести коррективы.

Промежуточная аттестация – это выявление результативности освоения учащимися содержания дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Основы робототехники» по итогам обучения.

В рамках аттестации проводится оценка практической подготовки.

Задания для проведения промежуточной аттестации

параметров развития детей.

1 год обучения

Оценочный лист

Высокий уровень – полностью владеет навыками и умениями, использует ………., самостоятельно работает с …, самостоятельно составляет и выполняет ……..

Средний уровень – испытывает затруднения в применении навыков и умений, использует …….., испытывает затруднения в ……….

Низкий уровень – пользуется помощью педагога, использует …….., …….

Итоговая аттестация-это выявление результативности усвоения учащимися содержания всей дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «…………….».

Итоговая аттестация учащихся проходит в форме ….(просмотра и обсуждения работ, соревнований, выставок, защиты творческих проектов, участия в РНПК и др.).

Задания для проведения итоговой аттестации

параметров развития детей.

2 год обучения

Оценочный лист по результатам просмотра работ

Креативность в выполнении практических заданий:

Низкий уровень - учащийся в состоянии выполнять лишь простейшие практические задания педагога;

Средний уровень - выполняет в основном задания на основе образца;

Высокий уровень - выполняет практические задания с элементами творчества.

Самостоятельность в творческой работе.

Низкий уровень - учащийся испытывает серьёзные затруднения при работе, нуждается в постоянной помощи и контроле педагога.

Средний уровень - выполняет работу с помощью педагога или родителей;

Высокий уровень изготавливает работу самостоятельно, не испытывает особых трудностей.

Аккуратность и ответственность в работе.

Низкий уровень – удовлетворительно

Средний уровень – хорошо

Высокий уровень – отлично.

Протокол промежуточной/итоговой аттестации

Название объединения:___________________________________________________

ФИО педагога________________________________________________________

Учебно-тематический план

Учебный план

1 год обучения

2 год обучения

3 год обучения

Содержание учебного курса

Модуль 1. Вводный курс в робототехнику

Робот что это? Робототехника — прикладная наука о создании роботов и автоматических устройств. Обзор популяр­ных робоплатформ. Робототехнический комплекс LEGO MTNDSTORMS Education EV3. Знакомство с элементной базой. Проект «Сортировщик». Три базисные задачи робо­тостроения: проектирование, программирование, сборка. Подвижная платформа (тележка). Обзор программного обе­спечения. Знакомство с языком программирования EV3-G. Простейшие программы движения тележки. Регистрация и работа с данными. Пройденное расстояние. Скорость. Изу­чение работы датчиков: датчика касания, ультразвукового датчика, гироскопического датчика, датчика цвета/света.

Модуль 2. Тайный код Сэмюэла Морзе

Технологии кодирования и передачи информации. История кодирования информации. Телеграф. Код Морзе. Кодиро­вание информации методом Морзе, азбука кодов. Сборка кнопочного звукового передатчика. Программирование передатчика. Тестирование устройства. Игровая ситуация «Спасатели и потерпевшие». Текстовое представление ин­формации. Модификация устройства до текстового шифра­тора. Программирование шифратора. Тестирование устройства. Игровая ситуация «Туземцы и библиотекари».

Модуль 3. Секрет ткацкого станка

Технологии производства ткани. История ткачества. Ткац­кий станок. Устройство автоматического ткацкого станка. Сборка автоматического ткацкого станка. Программирование автоматического ткацкого станка. Крепление нити и основы и утка. Создание тканого полотна. Перекрестный и чередованный узоры. Создание уникальных украшений из ткани.

Модуль 4. Посторонним вход воспрещен!

Технологии контроля доступа. История развития систем контроля и управления доступом. Принцип работы системы контроля доступа. Сборка системы контроля доступа. Про­граммирование системы контроля доступа. Тестирование устройства. Игровая ситуация «Эвакуация».

Модуль 5. Человек — всему мера?

Технологии измерения пространства. История мер длины. Старинные меры длины на Руси. Устройство робота-измерителя. Сборка робота-измерителя. Программирование робота-измерителя. Тестирование устройства. Эксперимент: сравнение точности измерений с помощью древнерусских мер длины с показаниями робота-измерителя.

Модуль 6. Крутое пике

Технологии авиации. Знакомство с устройством самолета. Главные части самолета. Навигационные приборы. Авиаго­ризонт. Крен и тангаж. Устройство авиасимулятора. Сборка авиасимулятора. Программирование авиасимулятора: пе­ременные и начальные параметры, работа турбин, скорость, крен, тангаж, система сигнализации об опасном уровне тангажа, одометр, альтиметр, приборная панель. Тестирований устройства. Игровая ситуация «Экипаж самолета».

Модуль 7. Охотник за сокровищами

Технологии эхолокации и поиска объектов. История эхоло­кации. Полярная система координат. Устройство робота-искателя. Сборка робота-искателя. Программирование робота-искателя. Тестирование устройства. Игровая ситуация «За сокровищами!». Составление карты сокровищ.

Модуль 8. Часы с кукушкой

Технологии измерения времени. История измерения вре­мени. Устройство аналоговых часов. Редуктор. Сборка ана­логовых часов с кукушкой. Программирование аналоговых часов с кукушкой. Тестирование устройства. Игровая ситу­ация «Который час?».

Модуль 9. Робот-шпион

Технологии наблюдения. История шпионажа. Устройство робота-шпиона. Сборка робота-шпиона. Программирование робота-шпиона. Тестирование устройства. Игровая ситуа­ция «Подберемся поближе».

Модуль 10. Робот-уборщик

Технологии автоматизации бытовых приборов. История уборочных машин и инструментов. Устройство робота-уборщика. Сборка робота-уборщика. Программирование робота-уборщика. Тестирование устройства. Игровая ситуация «Чтобы - было чисто!».

Модуль 11. Спирограф

Технологии построения различных геометрических кри­вых. Спирографические кривые. Фракталы и всё о них. Ре­курсивные алгоритмы. Устройство спирографа. Програм­мирования спирографа. Тестирование устройства. Игровая ситуация «Спирографический узор».

Календарный учебный график

дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Основы робототехники»

на 2019-2020 учебный год

Комплектование групп проводится с 1 по 15 сентября 2019 года.

Продолжительность учебного года составляет 36 учебных недель. Учебные занятия в МБОУ СШ №2г. Ворсма начинаются с 02 сентября 2019 г. и заканчиваются 30 мая 2020 г.

Учебные занятия проводятся во 2-ю смену (с 13.00 до 20.00). Продолжительность занятий составляет 1 учебный час (академический час) в МБОУ СШ№2 г. Ворсма - 45 минут

Каникулы: зимние каникулы с 29.12.2019 г. по 12.01.2020 г.; летние каникулы с 01.06.2020 г. по 31.08.2020 г.

В каникулярное время занятия в объединениях проводятся в соответствии планами педагогов дополнительного образования и планом работы МБОУ СШ №2 г. Ворсма.

Условные обозначения:

И тоговая аттестация – Каникулярный период –

В едение занятий по расписанию – Проведение занятий не предусмотрено расписанием –

Календарно-тематическое планирование

1 год обучения

Календарно-тематическое планирование

2 год обучения

Календарно-тематическое планирование

3 год обучения

Условия реализации программы.

Основным условием для занятий является оборудованный кабинет информатики с необходимым числом ПК для возможности работать в парах, а так же творческая, эмоциональная атмосфера, раскрепощающая детей. Ее созданию способствует музыка. Для эффективных занятий нужна гармоничная, хорошо организованная среда.

Требования к помещению.(Помещение должно быть хорошо освещенным как днем, так и вечером. Методический и материал хранится в методическом шкафу).

Оборудование и материалы:

• 1 робототехническая платформа на 4-5 воспитанников;

• 1 комплект инструментов на 4-5 воспитанников;

• 1 ресурсный комплект на 8-10 воспитанников;

• 1 компьютер с установленным программным обеспечением на 4-5 воспитанников;

• набор полей для соревнований;

• материал для изготовления полей;

• учебный кабинет для проведения занятий и внутренних соревнований, оборудованный мультимедийным оборудованием, проекционной техникой;

• Сборник правил соревнований.

• Иллюстративный и информационный видеоматериал для лекционной формы занятий.

• Слайд-фильмы для семинарской формы занятий.

Список литературы

1. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. –М.: Наука, 2013

2. Тарапата В.В. Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Тайный код Сэмюэла Морзе. 2016 (Робофишки)

3. Стерхова М.А. Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Секрет ткацкого станка. 2016 (Робофишки)

4. Сафули В.Г. Конструируем роботов на LEGO MINDSTORMS Education EV3. Посторонним вход запрещен. 2016 (Робофишки)

5. Тарапата В.В., Самылкина Н.Н. Робототехника в школе: методика, программы, проекты.-М.: Лаборатория знаний, 2017

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

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

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

9. ПервоРобот LEGO® WeDoTM - книга для учителя (Электронный ресурс).

Приложение 1

ЛИСТ ОБНОВЛЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Приложение 2

ПЛАН ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

ПЛАН РАБОТЫ С РОДИТЕЛЯМИ