Программа по доп образованию Робототехника 2023-2024(испр)
advertisement
Управление образования администрации Сосновского муниципального района Муниципальное общеобразовательное учреждение «Краснопольская средняя общеобразовательная школа» ПРИНЯТО на заседании педагогического совета Протокол №1 от 31.08.2023 г. УТВЕРЖДАЮ директор школы Т.Н. Мешкова __________________ № 149-5-А от 31.08.2023 г. Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» (НМ-2023) Направленность- техническая Уровень-базовый Возраст обучающихся: 7-18 лет Срок реализации: 3 года Руководитель: Долганов Д.С. Педагог дополнительного образования 2023г. 1 Содержание Раздел 1. «Комплекс основных характеристик программы» 1.1 Пояснительная записка 1.2 Цель и задачи программы 1.3 Содержание программы 1.3.1. Тематический план 1 год обучения 1.3.2. Тематический план 2 год обучения 1.3.3. Тематический план 3 год обучения 1.4. Планируемые результаты Раздел 2. «Комплекс организационно-педагогических условий» 2.1. Календарный учебный график 2.2. Учебный план 2.3. Условия реализации программы 2.3.1. Кадровое обеспечение программы 2.3.2. Материально-техническое обеспечение 2.4. Формы аттестации 2.5. Воспитательная работа 2.6. Оценочные материалы 2.7. Методические материалы 2.8. Список литературы Приложение 1 План воспитательной работы 2 3 3 7 8 8 12 15 18 19 19 19 20 20 20 21 22 23 24 25 Раздел 1. «Комплекс основных характеристик программы» 1.1. Пояснительная записка Разработка дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы осуществлялась в соответствии с нормативно-правовыми документами: Конвенция о правах ребенка (резолюция 44/25 Генеральной Ассамблеи ООН от 20.11.1989г.); Федеральный закон от 29.12.2012г. № 273 – ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»; Федеральный закон Российской Федерации от 14.07.2022 г. № 295-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации»; Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 27.07.2022г. №629 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»; Федеральный проект «Успех каждого ребенка» (утв. президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от 24.12.2018г. №16); Паспорт национального проекта «Образование» (утвержденный президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от 24.12.2018г. №16); Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020г. № 28 «Об утверждении СанПиН 2.4.3648-20 «Санитарноэпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»; Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 3 сентября 2019 года № 467 «Об утверждении Целевой модели развития региональных систем дополнительного образования детей»; Письмо Минобрнауки РФ от 18.11.2015г. №09-3242 «О направлении рекомендаций» (вместе с Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ); Разработка и реализация раздела о воспитании в составе дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы. Методические рекомендации ФГБНУ «Институт изучения детства, семьи и воспитания»» // Москва: Институт изучения детства, семьи и воспитания РАО, 2023.; Приказ Министерства образования и науки Челябинской области от 30.12.2020 № 01/2795 «Об утверждении Концепции развития региональной системы воспитания и социализации обучающихся Челябинской области на 2021–2025годы». 3 Распоряжение Правительства РФ от 31 марта 2022 № 678-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей до 2030 г. и плана мероприятий по ее реализации». Приказ Министерства образования и науки Челябинской области от 01.02.2021 № 01/253 «Об утверждении Концепции выявления, поддержки и развития у детей и молодёжи Челябинской области». Локальные нормативно-правовые акты организации: Устав МОУ «Краснопольская СОШ», Положение о разработке дополнительной общеобразовательной программы Данная программа дополнительного образования относится к программам технической направленности. Робототехника – это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов – роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами. Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития и самих этих наук. В кибернетике это связано, прежде всего, с интеллектуальным направлением и бионикой как источником новых, заимствованных у живой природы идей, а в механике – с многостепенными механизмами типа манипуляторов. Актуальность программы. Ориентация на результаты образования, которые рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода, является важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения. Процессы обучения и воспитания развиваются у учащихся в случае наличия деятельностной формы, способствующей формированию тех или иных типов деятельности. Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Для развития ребенка необходимо организовать его деятельность, организующую условия, провоцирующих детское действие. Такая стратегия обучения легко реализовывается в образовательной среде LEGO, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты LEGO, тщательно продуманную систему заданий для учащихся и четко сформулированную образовательную концепцию. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных деталей. Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет учащимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют учащимся в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. Изучая простые механизмы, учащиеся учатся работать руками 4 (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Учащиеся научатся грамотно выражать свою идею, проектировать ее техническое и программное решение, реализовать ее в виде модели, способной к функционированию. Особенности программы Реализация программы осуществляется с использованием методических пособий, специально разработанных фирмой "LEGO" для преподавания технического конструирования на основе своих конструкторов. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов Lego Mindstorms EV3, как инструмента для обучения учащихся конструированию, моделированию и компьютерному управлению на уроках робототехники. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии. Программа предполагает использование компьютеров совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Учащиеся получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Методические особенности реализации программы предполагают сочетание возможности развития индивидуальных творческих способностей и формирование умений взаимодействовать в коллективе, работать в группе. В качестве платформы для создания роботов используется конструктор Lego Mindstorms EV3. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO Mindstorms. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования ПервоРобот eva3. Конструктор LEGO Mindstorms позволяет учащимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Lego-робот поможет в рамках изучения данной темы понять основы робототехники, наглядно реализовать сложные алгоритмы, рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов и процессов управления. Робот рассматривается в рамках концепции исполнителя, которая используется в курсе информатики при изучении программирования. Однако в отличие от 5 множества традиционных учебных исполнителей, которые помогают учащимся разобраться в довольно сложной теме, Lego-роботы действуют в реальном мире, что не только увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала, но вносит в него исследовательский компонент. Занятия по программе формируют специальные технические умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат. Работает Lego Mindstorms на базе компьютерного контроллера EV3, который представляет собой двойной микропроцессор, Flash-памяти в каждом из которых более 256 кбайт, Bluetooth-модуль, USB-интерфейс, а также экран из жидких кристаллов, блок батареек, громкоговоритель, порты датчиков и сервоприводов. Именно в EV3 заложен огромный потенциал возможностей конструктора legoMindstorms. Память контроллера содержит программы, которые можно самостоятельно загружать с компьютера. Информацию с компьютера можно передавать как при помощи кабеля USB, так и используя Bluetooth. Кроме того, используя Bluetooth можно осуществлять управление роботом при помощи мобильного телефона. Для этого потребуется всего лишь установить специальное java-приложение. Обучение ведется на русском языке, также используются специальные слова на английском языке. Возраст обучающихся: 7-18 лет Срок реализации программы: 3 года Режим занятий: 1-й год обучения – 34 часа 1 раза в неделю по 1 часу, 2-й год обучения – 34 часов 1 раз в неделю по 1 часу, 3-й год обучения – 68 часа 2 раза в неделю по 1 часу, всего за 3 года обучения 136 часов. На занятиях используются различные формы организации образовательного процесса: - фронтальные (беседа, лекция, проверочная работа); - групповые (олимпиады, фестивали, соревнования); - индивидуальные (инструктаж, разбор ошибок, индивидуальная сборка робототехнических средств). Для предъявления учебной информации используются следующие методы: - наглядные; - словесные; - практические. Для стимулирования учебно-познавательной деятельности применяются методы: - соревнования; - поощрение и порицание. Для контроля и самоконтроля за эффективностью обучения применяются методы: - предварительные (анкетирование, диагностика, наблюдение, опрос); - текущие (наблюдение, ведение таблицы результатов); - тематические (билеты, тесты); - итоговые (соревнования). 6 1.2. Цель и задачи программы Цель программы: развить исследовательские, инженерные и проектные компетенции через моделирование и конструирование научнотехнических объектов в робототехнике. Задачи программы: Образовательные (предметные): 1.Сформировать познавательный интерес к техническому конструированию; 2. Способствовать формированию знаний, умений и навыков в области технического конструирования; 3. Сформировать умения искать и преобразовывать необходимую информацию на основе различных информационных технологий (графических: текст, рисунок, схема); 4. Обучить конкретным трудовым навыкам. Личностные: 1. Развить творческий потенциал обучающегося, его познавательную активность; 2. Развить пространственное воображение, память, мелкую моторику, речь, мышление, творческие способности; 3. Развить умение работать в двумерном пространстве, конструировать модели геометрических фигур, различных предметов, транспортных средств. 4. Развить коммуникативные навыки, умение работать в команде. Метапредметные: 1. Формировать устойчивый интерес к техническому творчеству, умение работать в коллективе; 2. Способствовать созданию творческой атмосферы сотрудничества, обеспечивающей развитие личности, социализацию и эмоциональное благополучие; 3. Воспитать нравственные, эстетические и личностные качества, трудолюбие, доброжелательность; 4. Формировать стремление к получению качественного законченного результата; 5. Формировать способность принимать адекватное решение в выборе направления дальнейшего образования, профиля обучения. 7 1.3. Содержание программы 1.3.1. Тематический план 1-й год обучения № занятия 1 Название раздела/темы Общее Теория Практи кол-во ка часов I РАЗДЕЛ «Я КОНСТРУИРУЮ» Введение. Мотор и ось. Входная 1 0 диагностика. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Зубчатые колеса. 1 0 1 Коронное зубчатое колесо. 1 0 1 Шкивы и ремни. 1 1 0 Червячная зубчатая передача. 1 0 1 Кулачковый механизм 1 1 0 Датчик расстояния 2 1 1 Датчик наклона. 2 1 1 Экскурсия в пожарную часть. 1 0 1 II РАЗДЕЛ «Я ПРОГРАММИРУЮ» Алгоритм. 2 1 1 Блок «Цикл». 2 1 1 Блок «Прибавить к экрану». 2 1 1 Блок «Вычесть из Экрана». 1 0 1 Блок «Начать при получении 1 1 2 письма». III РАЗДЕЛ «Я СОЗДАЮ» Разработка модели «Танцующие 0 2 2 птицы». Свободная сборка. 2 1 1 Творческая работа «Порхающая 0 1 1 птица». Творческая работа «Футбол». 1 0 1 Творческая работа 0 1 1 «Непотопляемый парусник». Творческая работа «Спасение от 0 1 1 великана». Творческая работа «Дом». 1 0 1 Маркировка: разработка модели 1 0 1 «Машина с двумя моторами». Разработка модели «Кран». 1 0 1 Разработка модели «Колесо 1 0 1 8 Формы аттестации /контроля Входная диагностика для выявления первоначального уровня знаний и умений, возможностей детей и определения природных способностей. Текущий контроль Практические задания Текущий контроль Практические задания Текущий контроль Практические задания Практические задания Творческий отчет Текущий контроль Текущий контроль Текущий контроль Текущий контроль Текущий контроль Практические задания Практические задания Творческая работа Творческая работа Творческая работа Творческая работа Творческая работа Практические задания Практические задания Практические задания 11 12 обозрения». Творческая работа «Парк аттракционов». Конкурс конструкторских идей. 1 1 0 1 Творческий отчет 0 1 Творческая проектная работа по итогам года ВСЕГО: 34 11 23 Раздел 1 «Я конструирую»-11 часов Тема 1. Введение. Мотор и ось. 1час Знакомство с конструктором LEGO, правилами организации рабочего места. Техника безопасности. Знакомство со средой программирования, с основными этапами разработки модели. Знакомство с понятиями мотор и ось, исследование основных функций и параметров работы мотора, заполнение таблицы. Выработка навыка поворота изображений и подсоединения мотора к LEGO-коммутатору. Разработка простейшей модели с использованием мотора – модель «Обезьяна на турнике». Знакомство с понятиями технологической карты модели и технического паспорта модели. Тема 2. Зубчатые колеса. 1 час Знакомство с элементом модели зубчатые колеса, понятиями ведущего и ведомого зубчатых колес. Изучение видов соединения мотора и зубчатых колес. Знакомство и исследование элементов модели промежуточное зубчатое колесо, понижающая зубчатая передача и повышающая зубчатая передача, их сравнение, заполнение таблицы. Разработка модели «Умная вертушка» (без использования датчика расстояния). Заполнение технического паспорта модели. Тема 3. Коронное зубчатое колесо. 1 час Знакомство с элементом модели коронное зубчатое колесо. Сравнение коронного зубчатого колеса с зубчатыми колесами. Разработка модели «Рычащий лев» (без использования датчиков). Заполнение технического паспорта модели. Тема 4. Шкивы и ремни. 1 час Знакомство с элементом модели шкивы и ремни, изучение понятий ведущий шкив и ведомый шкив. Знакомство с элементом модели перекрестная переменная передача. Сравнение ременной передачи и зубчатых колес, сравнений простой ременной передачи и перекрестной передачи. Исследование вариантов конструирования ременной передачи для снижения скорости, увеличение скорости. Прогнозирование результатов различных испытаний. Разработка модели «Голодный аллигатор» (без использования датчиков). Заполнение технического паспорта модели. Тема 5. Червячная зубчатая передача. 1 час Знакомство с элементом модели червячная зубчатая передача, исследование механизма, выявление функций червячного колеса. Прогнозирование результатов различных испытаний. Сравнение элементов модели червячная зубчатая передача и зубчатые колеса, ременная передача, коронное зубчатое колесо. Тема 6. Кулачковый механизм. 1 час 9 Знакомство с элементом модели кулачок (кулачковый механизм), выявление особенностей кулачкового механизма. Прогнозирование результатов различных испытаний. Способы применения кулачковых механизмов в разных моделях: разработка моделей «Обезьянкабарабанщица», организация оркестра обезьян-барабанщиц, изучение возможности записи звука. Закрепление умения использования кулачкового механизма в ходе разработки моделей «Трамбовщик» и «Качелька». Заполнение технических паспортов моделей. Тема 7. Датчик расстояния. 2 часа Знакомство с понятием датчика. Изучение датчика расстояния, выполнение измерений в стандартных единицах измерения, исследование чувствительности датчика расстояния. Модификация уже собранных моделей с использованием датчика расстояния, изменение поведения модели. Разработка моделей «Голодный аллигатор» и «Умная вертушка» с использованием датчика расстояния, сравнение моделей. Соревнование роботов «Кто дольше». Дополнение технических паспортов моделей. Тема 8. Датчик наклона. 2 часа Знакомство с датчиком наклона. Исследование основных характеристик датчика наклона, выполнение измерений в стандартных единицах измерения, заполнение таблицы. Разработка моделей с использованием датчика наклона: «Самолет», «Умный дом: автоматическая штора». Заполнение технических паспортов моделей. II РАЗДЕЛ. «Я программирую» - 9 часов В ходе изучения тем раздела «Я программирую» полученные знания, умения, навыки закрепляются и расширяются, повышается сложность конструируемых моделей за счет сочетания нескольких видов механизмов и усложняется поведение модели. Основное внимание уделяется разработке и модификации основного алгоритма управления моделью. Тема 1. Алгоритм. 2 часа Знакомство с понятием алгоритма, изучение основных свойств алгоритма. Знакомство с понятием исполнителя. Изучение блок-схемы как способа записи алгоритма. Знакомство с понятием линейного алгоритма, с понятием команды, анализ составленных ранее алгоритмов поведения моделей, их сравнение. Тема 2. Блок "Цикл". 2 часа Знакомство с понятием цикла. Варианты организации цикла в среде программирования LEGO. Изображение команд в программе и на схеме. Сравнение работы блока Цикл со Входом и без него. Разработка модели «Карусель», разработка и модификация алгоритмов управляющих поведением модели. Заполнение технического паспорта модели. Тема 3. Блок "Прибавить к экрану". 2 часа Знакомство с блоком «Прибавить к экрану», обсуждение возможных вариантов применения. Разработка программы «Плейлист». Модификация модели «Карусель» с изменение мощности мотора и применением блока «прибавить к экрану». Тема 4. Блок "Вычесть из Экрана". 1 час 10 Знакомство с блоком «Вычесть из экрана», обсуждение возможных вариантов применения. Разработка модели «Ракета». Заполнение технического паспорта модели. Тема 5. Блок "Начать при получении письма". 2 часа Знакомство с блоками «Отправить сообщение» и «Начать при получении письма», исследование допустимых вариантов сообщений, прогнозирование результатов различных испытаний, обсуждение возможных вариантов применения этих блоков. Разработка модели «Кодовый замок». Заполнение технического паспорта модели. III РАЗДЕЛ. «Я создаю» 14 часов В ходе изучения тем раздела «Я создаю» упор делается на развитие технического творчества учащихся посредством проектирования и создания учащимися собственных моделей, участия в выставках творческих проектов. Тема 1. Разработка модели «Танцующие птицы». 2 часа Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели. Тема 2. Свободная сборка. 2 часа Составление собственной модели, составление технологической карты и технического паспорта модели. Разработка одного или нескольких вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов. Тема 3. Творческая работа «Порхающая птица». 1 час Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели. Развитие модели: создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели, создание и программирование модели с более сложным поведением. Тема 4. Творческая работа «Футбол». 1 час Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Нападающий». Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Вратарь». Рефлексия (измерения, расчеты, оценка возможностей модели). Организация футбольного турнира – соревнования в сборке моделей «Нападающий» и «Болельщики», конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Ликующие болельщики». Подведение итогов. Тема 5. Творческая работа «Непотопляемый парусник». 1 час Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Непотопляемый парусник». Развитие модели: создание отчета, презентации, придумывание сюжета для представления модели, создание и программирование модели с более сложным поведением. Тема 6. Творческая работа «Спасение от великана». 1 час Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели 11 «Спасение от великана», придумывание сюжета для представления модели (на примере сказки Перро «Мальчик с пальчик»). Тема 7. Творческая работа «Дом». 6 часов Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта моделей «Дом», «Машина». Знакомство с понятием маркировка. Разработка и программирование моделей с использованием двух и более моторов. Придумывание сюжета, создание презентации для представления комбинированной модели «Дом» и «Машина». Тема 8. Маркировка: разработка модели «Машина с двумя моторами». 1 час Повторение понятия маркировка, обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Машина с двумя моторами». Тема 9. Разработка модели «Кран». 1 час Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Кран», сравнение управляющих алгоритмов. Тема 10. Разработка модели «Колесо обозрения». 1 час Обсуждение элементов модели, конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели «Колесо обозрения» Тема 11. Творческая работа «Парк аттракционов». 1час Составление собственной модели, составление технологической карты и технического паспорта модели. Разработка одного или нескольких вариантов управляющего алгоритма. Демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов. Тема 12. Конкурс конструкторских идей. 1 час Создание и программирование собственных механизмов и моделей с помощью набора LEGO, составление технологической карты и технического паспорта модели, демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов. 1.3.2. Тематический план 2-й год обучения № п/п Тема 1 Вводное занятие (в том числе техника безопасности). Входная диагностика. Общее Теория Практика кол-во часов 1 12 1 0 Формы аттестации/ контроля Входная диагностика для выявления первоначального уровня знаний и умений, возможностей детей и определения природных способностей. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 История создания первых роботов. История робототехники Основы механики. Знакомство с конструкторами и деталями. Основы кинематики. Сборка первых роботов с использованием основных законов кинематики. Основы динамики. Сборка первых роботов с использованием основных законов динамики. Изучение среды программирования. Знакомство с интерфейсом программы. Программирование первого робота. Основы механики. Сборка и программирование роботов с использованием основных законов механики. Датчики. Сборка и программирование спортивных роботов с использованием датчиков. Сборка и программирование выставочных роботов. Сборка и программирование авторских роботов творческой категории Выставка. Демонстрация возможностей роботов. Заключительное занятие Итого 1 1 0 2 1 1 2 1 1 4 1 3 6 3 3 6 3 3 2 2 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 Выставка 2 1 1 Творческая проектная работа итогам года 34 17 Практическое задание по 17 Введение 1 час Рассказ о развитии робототехники в мировом сообществе и, в частности, в России. Показ видео роликов о роботах и роботостроении. Правила техники безопасности. История создания первых роботов. История робототехники 1 час 13 Робототехника для начинающих, базовый уровень. Основы робототехники. Понятия: датчик, интерфейс, алгоритм и т.п. Алгоритм программы представляется по принципу LEGO. Из визуальных блоков составляется программа. Каждый блок включает конкретное задание и его выполнение. По такому же принципу собирается сам робот из различных комплектующих узлов (датчик, двигатель, зубчатая передача и т.д.) узлы связываются при помощи интерфейса (провода, разъемы, системы связи, оптику и т.д. Основы механики. Знакомство с конструкторами и деталями 2 часа Технология NXT. О технологии EV3. Установка батарей. Главное меню. Сенсор цвета и цветная подсветка. Сенсор нажатия. Ультразвуковой сенсор. Интерактивные сервомоторы. ИспользованиеBluetooth. EV3 является «мозгом» робота MINDSTORMS. Это интеллектуальный, управляемый компьютером элемент конструктора LEGO, позволяющий роботу ожить и осуществлять различные действия. Различные сенсоры необходимы для выполнения определенных действий. Определение цвета и света. Обход препятствия. Движение по траектории и т.д. Основы кинематики. Сборка первых роботов с использованием основных законов кинематики 2 часа Знакомство с конструктором. Твой конструктор (состав, возможности). Основные детали (название и назначение). Датчики (назначение, единицы измерения). Двигатели. Микрокомпьютер EV3. Аккумулятор (зарядка, использование). Как правильно разложить детали в наборе. В конструкторе MINDSTORMS EV3 применены новейшие технологии робототехники: современный 32 – битный программируемый микроконтроллер; программное обеспечение, с удобным интерфейсом на базе образов и с возможностью перетаскивания объектов, а также с поддержкой интерактивности; чувствительные сенсоры и интерактивные сервомоторы; разъемы для беспроводного Bluetooth, WI-FIи USB подключений. Различные сенсоры необходимы для выполнения определенных действий. Определение цвета и света. Обход препятствия. Движение по траектории и т.д. Основы динамики. Сборка первых роботов с использованием основных законов динамики 4 часа Начало работы. Включение и выключение микрокомпьютера (аккумулятор, батареи, включение, выключение). Подключение двигателей и датчиков (комплектные элементы, двигатели и датчики EV3). Тестирование (Tryme). Мотор. Датчик освещенности. Датчик звука. Датчик касания. Ультразвуковой датчик. Структура меню EV3. Снятие показаний с датчиков (view). Изучение среды программирования. Знакомство с интерфейсом программы. Программирование первого робота 6 часов Программное обеспечение EVА. Требования к системе. Установка программного обеспечения. Интерфейс программного обеспечения. Палитра 14 программирования. Панель настроек. Контроллер. Редактор звука. Редактор изображения. Дистанционное управление. Структура языка программирования EV3. Установка связи с EV3.Usb. BT. WI-FI. Загрузка программы. Запуск программы на EV3. Память EV3: просмотр и очистка. Основы механики. Сборка и программирование роботов с использованием основных законов механики 6 часов Первая модель. Сборка модели по технологическим картам. Составление простой программы для модели, используя встроенные возможности EV3 (программа из ТК + задания на понимание принципов создания программ). Датчики 2 часа Модели с датчиками. Сборка моделей и составление программ из ТК. Датчик звука. Датчик касания. Датчик света. Подключение лампочки. Выполнение дополнительных заданий и составление собственных программ. Соревнования. Проводится сборка моделей роботов и составление программ по технологическим картам, которые находятся в комплекте с комплектующими для сборки робота. Далее составляются собственные программы. Сборка и программирование спортивных роботов с использованием датчиков 2 часа Программы. Составление простых программ по линейным и псевдолинейным алгоритмам. Соревнования. Учитывая, что при конструировании робота из данного набора существует множество вариантов его изготовления и программирования, начинаем с программ, предложенных в инструкции и описании конструктора. Сборка и программирование выставочных роботов 2 часа Модели с датчиками. Составление простых программ по алгоритмам, с использованием ветвлений и циклов» Сборка и программирование авторских роботов творческой категории 2 часа Программы. Составление авторских программ по линейным и псевдолинейным алгоритмам. Соревнования. Выставка. Демонстрация возможностей роботов 2 часа Программы. День показательных соревнований по категориям: Категории могут быть различными. Категории соревнований заранее рассматриваем различные. Используем видео материалы соревнований по конструированию роботов и повторяем их на практике. Затем применяем все это на соревнованиях. Заключительное занятие 2 часа Заключительное занятие. 15 1.3.3. Тематический план 3-й год обучения № п\п Тема занятия. Общее Теория Практика кол-во часов Формы аттестации/ контроля Техника безопасности. Повторение 2 1 1 основных видов соединений 2 Изучение программы, позволяющей 6 3 3 создавать объёмные модели. Создание проекта робота 3 Создание проекта робота 8 2 6 3 Основы электроники. 10 4 6 Микроконтроллер 4 Электронные компоненты. 10 3 7 Пьезоэлементы. Сенсоры. Резисторы 5 Алгоритм. Знакомство и изучение 8 4 4 языка программирования для Arduino. 6 Соединение микроконтроллера с 8 3 5 компьютером. Жидкокристаллические экраны. Двигатели. Транзисторы 7 Сборка мобильного робота по ранее 8 1 7 разработанному проекту 8 Создание проекта более сложного 2 0 2 робота. Сборка и программирование робота 9 Создание проекта роботизированных 2 0 2 схем, реализация проекта 10 Демонстрация возможностей 2 0 2 созданных систем 11 Заключительное занятие 2 1 1 Соревнования 12 Итого 68 22 46 Техника безопасности. Повторение основных видов соединений 2 часа. Рассказ о развитии робототехники в мировом сообществе и в частности в России. Показ видео роликов о роботах и роботостроении. Правила техники безопасности. Изучение программы, позволяющей создавать объёмные модели. Создание проекта робота 6 часов Основы робототехники. Понятия: датчик, интерфейс, алгоритм и т.п. Алгоритм программы представляется по принципу LEGO. Из визуальных блоков составляется программа. Каждый блок включает конкретное задание и его выполнение. По такому же принципу собирается сам робот из различных комплектующих узлов (датчик, двигатель, зубчатая передача и т.д.) узлы связываются при помощи интерфейса (провода, разъемы, системы связи, оптику и т.д.) 1 16 Создание проекта робота 8 часов Технология NXT. О технологии EV3. Установка батарей. Главное меню. Сенсор цвета и цветная подсветка. Сенсор нажатия. Ультразвуковой сенсор. Интерактивные сервомоторы. ИспользованиеBluetooth. EV3 является «мозгом» робота MINDSTORMS. Это интеллектуальный, управляемый компьютером элемент конструктора LEGO. Основы электроники. Микроконтроллер 14 часов Начало работы. Включение, выключение микрокомпьютера (аккумулятор, батареи, включение, выключение). Подключение двигателей и датчиков (комплектные элементы, двигатели и датчики EV3). Тестирование (Tryme). Мотор. Датчик освещенности. Датчик звука Датчик касания. Ультразвуковой датчик. Структура меню EV3. Снятие показаний с датчиков (view). Электронные компоненты. Псевдоэлементы. Сенсоры. Резисторы 10 часов Программное обеспечение EV3. Требования к системе. Установка программного обеспечения. Интерфейс программного обеспечения. Палитра программирования. Панель настроек. Контроллер. Редактор звука. Редактор изображения. Дистанционное управление. Структура языка программирования EV3. Установка связи с EV3.Usb.BT. WI-FI. Загрузка программы. Запуск программы на EV3. Память EV3: просмотр и очистка. Соединение микроконтроллера с компьютером. Жидкокристаллические экраны. Двигатели. Транзисторы 8 часов Первая модель. Сборка модели по технологическим картам. Составление простой программы для модели, используя встроенные возможности EV3 (программа из ТК + задания на понимание принципов создания программ) Сборка мобильного робота по ранее разработанному проекту 8 часов Модели с датчиками. Сборка моделей и составление программ из ТК. Датчик звука. Датчик касания. Датчик света. Подключение лампочки. Выполнение дополнительных заданий и составление собственных программ. Создание проекта более сложного робота. Сборка и программирование робота 2 часа Программы. Составление простых программ по линейным и псевдолинейным алгоритмам. Создание проекта роботизированных схем, реализация проекта 2 часа Модели с датчиками. Составление простых программ по алгоритмам, с использованием ветвлений и циклов». Соревнования. Демонстрация возможностей созданных систем 2 часа Программы. День показательных соревнований по категориям: Категории могут быть различными. Категории соревнований заранее рассматриваем различные. Используем видео материалы соревнований по конструированию роботов и 17 повторяем их на практике. За тем применяем все это на соревнованиях. Заключительное занятие 2 часа Заключительное занятие. 1.4. Планируемые результаты Образовательные (предметные) результаты: По итогам окончания первого года: 1. Проявление технического мышления, познавательной деятельности, творческой инициативы, самостоятельности; 2. Использование имеющегося технического обеспечения для решения поставленных задач; 3. Способность творчески решать технические задачи; 4. Способность продуктивно использовать техническую литературу для поиска сложных решений. 5. Способность самостоятельно планировать пути достижения поставленных целей; 6. Готовность выбора наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; 7. Самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; 8. Готовность и способность создания новых моделей, систем; 9. Способность создания практически значимых объектов; 10. Способность излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений. 11. Владение информационным моделированием как основным методом приобретения знаний. Личностные результаты: 1. ответственное отношение к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения; 2. Развитие чувства личной ответственности за качество окружающей информационной среды; 3. Способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значимость подготовки в области лего-конструирования и робототехники в условиях развивающегося общества 4. Готовность к повышению своего образовательного уровня; 5. Способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни за счет знания основных гигиенических, эргономических и технических условий безопасной эксплуатации средств легоконструирования и робототехники. Метапредметные результаты: 1. Владение информационно-логическими умениями: определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение и делать выводы; 18 2. Владение умениями самостоятельно планировать пути достижения целей; соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности, определять способы действий в рамках предложенных условий, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; оценивать правильность выполнения учебной задачи; 3. Владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности; 4. Самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; 5. Владение информационным моделированием как основным методом приобретения знаний: умение преобразовывать объект из чувственной формы в пространственно-графическую или знаково-символическую модель; 6. Способность и готовность к общению и сотрудничеству со сверстниками и взрослыми в процессе образовательной, общественнополезной, учебно-исследовательской, творческой деятельности. Раздел 2. «Комплекс организационно-педагогических условий» 2.1. Календарный учебный график 2023 – 2024 год обучения Начало учебных занятий для обучающихся 1 сентября 2023 года Окончание 31 мая 2024 года Продолжительность учебного года 34 учебных недели Количество часов в год 34 часа Продолжительность и периодичность занятий: по 1 часу 1 раз в неделю Промежуточная аттестация: тестовая проверочная работа Срок освоения программы: 3 года 2.2. Учебный план Дополнительная Год обучения общеразвивающая программа Дополнительная Группа 1 года Общеразвивающая обучения программа «Робототехника» Группа 2 года обучения Группа 3 года обучения Кол-во часов в неделю 1 Кол-во учебных недель 34 Всего часов 1 34 34 2 34 68 34 Форма итоговой аттестации Творческая проектная работа Творческая проектная работа Соревнования 2.3. Условия реализации программы 2.3.1. Кадровое обеспечение Программу реализует педагог дополнительного образования, имеющий специальное образование и повышающий свой профессиональный уровень. 19 2.3.2. Материально-техническое обеспечение № п/п Наименование основного оборудования 1. Компьютерный класс 2. Наборы конструкторов LEGO Mindstorms EV3 Education Программный продукт в компьютере 3. 4. Поля для проведения соревнования роботов 5. Зарядное устройство для конструктора 6. Ящик для хранения конструкторов 7. Ноутбук 8. Фотокамера База учреждения МОУ «Краснопольская СОШ» МОУ «Краснопольская СОШ» МОУ «Краснопольская СОШ» МОУ «Краснопольская СОШ» МОУ «Краснопольская СОШ» МОУ «Краснопольская СОШ» МОУ «Краснопольская СОШ» МОУ «Краснопольская СОШ» Методические рекомендации по приобретению средств обучения и воспитания в целях создания новых мест 5 1 1 2.4. Формы аттестации Проведение конкурсов работ, организация выставок лучших работ. Представление собственных моделей. Защита проектных работ. Оценивание творческих работ происходит по следующим критериям: Оригинальность и привлекательность созданной модели Сложность исполнения Дизайн конструкции Классификация результатов деятельности 2.5. Воспитательная работа Воспитательная работа в объединении ведется в соответствии с планом работы, целенаправленно и систематически, последовательно повышая качество проведения воспитательных занятий. Цель: создание условий для успешного и комфортного обучения и воспитания, развития творческой и интеллектуальной деятельности, самореализации обучающихся, физически и духовно здоровой личности, позитивной самореализации всех участников (обучающихся, педагогов, 20 родителей) образовательно-воспитательного процесса. Задачи: Формирование мировоззрения и системы базовых ценностей личности; Организация инновационной работы в области воспитания и дополнительного образования; Организационно-правовые меры по развитию воспитания и дополнительного образования обучающихся; Приобщение обучающихся к общечеловеческим нормам морали, национальным устоям и традициям образовательного учреждения; Обеспечение развития личности и её социально-психологической поддержки, формирование личностных качеств, необходимых для жизни; Воспитание внутренней потребности личности в здоровом образе жизни, ответственного отношения к природной и социокультурной среде обитания; Развитие воспитательного потенциала семьи; Поддержка социальных инициатив и достижений обучающихся. Формы и методы воспитания Основной формой воспитания и обучения детей является Учебное занятие. В ходе учебных занятий в соответствии с предметным и метапредметным содержанием программ обучающиеся: - усваивают информацию, имеющую воспитательное значение; - получают опыт деятельности, в которой формируются, проявляются и утверждаются ценностные, нравственные ориентации; осознают себя способными к нравственному выбору; участвуют в освоении и формировании среды своего личностного развития, самореализации. - получают информации об открытиях, о традициях народного творчества, об исторических событиях; изучение биографий деятелей российской и мировой науки и культуры, героев и защитников Отечества и т. д. - источник формирования у детей сферы интересов, этических установок, личностных позиций и норм поведения. Важно, чтобы дети не только получали эти сведения от педагога, но и сами осуществляли работу с информацией: поиск, сбор, обработку, обмен и т. д. При планировании занятий учитывают возрастные особенности обучающихся, уровень их подготовки и социализации в обществе, уделяют внимание диагностике поведенческих навыков, используя педагогическое наблюдение. Практические занятия детей (репетиции, подготовка к конкурсам, концертам, фестивалям, участие в коллективных творческих делах и проч.) способствуют усвоению и применению правил поведения и коммуникации, формированию позитивного и конструктивного отношения к событиям, в которых они участвуют, к членам своего коллектива. Участие в проектах и исследованиях способствует формированию умений в области целеполагания, планирования и рефлексии, укрепляет внутреннюю дисциплину, даёт опыт долгосрочной системной деятельности. В коллективных играх проявляются и развиваются личностные качества: эмоциональность, активность, нацеленность на успех, готовность к 21 командной деятельности и взаимопомощи. Итоговые мероприятия: Соревнования, конкурсы, презентации проектов - способствуют закреплению ситуации успеха, развивают рефлексивные и коммуникативные умения, ответственность, благоприятно воздействуют на эмоциональную сферу детей. Формы проведения воспитательных мероприятий - конкурсно-игровые программы развивают познавательный интерес, интеллектуальные способности обучающихся, помогают в сплочении коллектива (команды); - спортивные соревнования направлены на развитие физических данных обучающихся, повышают мотивацию к занятиям, формируют навыки здорового образа жизни; тренируют волевые качеств личности, умения работать в коллективе. - акции, месячники безопасности, дни техники, флэш-мобы помогают в социальной адаптации, получении социальных знаний и социального опыта. В объединениях проводятся занятия по профилактике дорожнотранспортного травматизма, по вопросам профилактики правонарушений, употребление ПАВ, девиантного поведения, составляется социальный паспорт объединения, уделяют внимание детям, нуждающихся в педагогической поддержке Наличие данных составляющих обеспечивает целостность содержания воспитания, отражает всю полноту отношений человека с окружающим миром. Большое количество мероприятий и событий помогают в сплочении детского коллектива, осуществляя дифференцированный подход. Воспитательное значение активностей детей при реализации программ обеспечивает понимание детьми того, что личное, семейное благополучие и достижения являются воплощением национальных ценностей, что в их деятельности и результатах находят своё выражение российские базовые ценности, традиционные духовно-нравственные ценности народов России. На это направлены ритуалы и обращения к государственной и национальной символике в ходе церемоний награждения на праздниках, концертах, фестивалях, конкурсах и др. Отмечаются успехи детей. Механизмы оценки результативности воспитательного компонента. К методам оценки результативности реализации программы в части воспитания можно отнести: Педагогическое наблюдение, в процессе которого внимание сосредотачивается на проявлении в деятельности детей и в её результатах, определённых в данной программе целевых ориентиров воспитания, а также на проблемах и трудностях достижения воспитательных задач программы; Отзывы, интервью, материалы рефлексии, которые предоставляют возможности для выявления и анализа продвижения детей (индивидуально и в группе в целом) по выбранным целевым ориентирам воспитания в процессе и по итогам реализации программы, оценки личностных результатов участия детей в деятельности по программе. 22 В процессе и в итоге освоения программы дети демонстрируют результаты, которые обусловлены их индивидуальными потребностями, культурными интересами и личными качествами (целеустремлённостью, дисциплинированностью, терпеливостью, способностью к самостоятельным решениям, умением действовать в коллективе, желанием проявлять заботу о других людях и т. д.). Все это дает возможность для выявления и анализа наиболее значимых результатов воспитания детей. Воспитательная работа с детьми и родителями объединения реализуется на основании плана воспитательной работы объединения и плана воспитательных мероприятий МОУ «Краснопольская СОШ». План составляется на учебный год. (Приложение) 2.6. Оценочные материалы Диагностируются результаты различным образом и на различных этапах деятельности. Для определения уровня знаний и умений, обучающихся проводятся: в начале года - входной контроль, в середине года - промежуточный контроль, в конце года — итоговый контроль. Основной способ оценки - самооценка выполнения изделий по алгоритму с ответами на сопутствующие вопросы. Эта оценка присутствует на всех этапах. Одной из форм диагностики результатов является зачет или контрольная работа. 2.7. Методические материалы Обеспечение программы предусматривает наличие следующих методических видов продукции: - электронные учебники; - экранные видео лекции, Screencast (экранное видео – записываются скриншоты (статические кадры экрана) в динамике); - видео ролики; - информационные материалы на сайте, посвященном данной дополнительной образовательной программе; - мультимедийные интерактивные домашние работы, выдаваемые обучающимся на каждом занятии; По результатам работ всей группы будет создаваться мультимедийное интерактивное издание, которое можно будет использовать не только в качестве отчетности о проделанной работе, но и как учебный материал для следующих групп обучающихся. 23 2.8. Список литературы 1. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с. 2. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с. 3. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филиппов, СанктПетербург «Наука» 2010. - 195 с. 4. Программа курса «Образовательная робототехника». Томск: Дельтаплан, 2012. - 16с. 5. Книга для учителя компании LEGO System A/S, Aastvej 1, DK-7190 Billund, Дания; авторизованный перевод - Институт новых технологий г. Москва. 6.Сборник материалов международной конференции «Педагогический процесс, как непрерывное развитие творческого потенциала личности» Москва.: МГИУ, 1998г. 7.Журнал «Самоделки». г. Москва. Издательская компания «Эгмонт Россия Лтд.» LEGO. г. Москва. Издательство ООО «Лего» 8. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл. 9.Интернет – ресурсы: http://int-edu.ru http://7robots.com/ http://robocraft.ru/ http://insiderobot.blogspot.ru/ Дополнительные Интернет - ресурсы для учащихся 1. http://metodist.lbz.ru 2. http://www.uchportal.ru 3. http://www.proshkolu.ru/ 24 Приложение №1 План воспитательной работы объединения «РОБОТОТЕХНИКА» на 2023-2024 учебный год Направление 1. «Профориентация» 2. «Работа с родителями» Название мероприятия Форма проведения Место и время проведения «Посвящение в робототехники» Конкурсноразвлекательная программа сентябрь Профориентационный урок "Профессии, связанные с робототехникой" Урок - беседа ноябрь «Моя будущая профессия - инженер» Анкетирование, дискуссия январь «ROBBO» Турнир апрель Беседа сентябрь «Как влияет робототехника на развитие ребенка?» Беседа, анкетирование ноябрь «Успехи детей по робототехнике.» Индивидуальные консультации декабрь «Вредные привычки» Беседа, дискуссия март Родительское собрание «Знакомство с объединением «Робототехника»» 25 3. «Наши ключевые дела» 5. «Профилактическая работа» Конкурсы по робототехнике детское творчество в течение года сентябрь «Земля без войны» апрель «Память сердца!», посвященные Дню Победы май «Правила поведения в общественных местах» Беседа сентябрь-октябрь «Простые правила безопасности» Беседа декабрь «Правила поведения на водоеме» Беседа «Личная безопасность» Викторина март «Я иду домой из школы» Беседа сентябрь «Покатаемся на льду» Беседа декабрь Безопасностъ во время каникул Беседа октябрь, декабрь, февраль, май апрель 26
