Рабочая программа "РобоМастер"

Структурное подразделение «Центр внешкольной работы»

государственного бюджетного общеобразовательного учреждения Самарской области

средней общеобразовательной школы №9 «Центр образования»

городского округа Октябрьск Самарской области

СОГЛАСОВАНО

Руководитель СП «ЦВР» ГБОУ СОШ№9

Г.о.Октябрьск

_______________ А.А.Мельдер

«____» августа 2019г

УТВЕРЖДАЮ

Директор ГБОУ СОШ №9

«Центр образования»

г.о. Октябрьск Самарской области

_____________________Л.Г. Белешина

Приказ №______«____» августа 2019г.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ

«РобоМастер»

(Линия 0)

Направленность: художественная

Возраст детей: 6-10 лет

Программа принята на

методическом совете

протокол №_______

От «_____» августа 2019

Срок образования: 1 год

Автор - составитель:

Пухова Екатерина Владимировна

педагог дополнительного образования

г.о. Октябрьск,

редакция 2019г

Оглавление

1. Пояснительная записка.

2. Учебно-тематический план.

3. Содержание.

4. Методическое обеспечение

5. Список литературы.

6. Приложение «Календарно-тематический план» (Календарный учебный график)

Пояснительная записка

Современный период развития общества характеризуется масштабными изменениями в окружающем мире, влекущими за собой пересмотр социальных требований к образованию, предполагающими его ориентацию не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, а также овладение метапредметными компетенциями.

Можно прогнозировать, что если ребёнок с раннего школьного возраста будет увлечён в техническое творчество и освоит основы программирования, методы обработки материалов, принцип работы производственного оборудования, сможет понимать возможности и ограничения технических систем, то уже к окончанию школы, ребёнок станет подготовленным специалистом во многих областях, что поможет ему в профессиональное самоопределение и поступлении в учебные учреждения.

Большими возможностями в развитии личностных школьников обладает подготовка в области робототехники.

Вводный модуль по направлению Робоквантум (далее - программа) -

относится к программам технической направленности и предусматривает развитие творческих способностей детей, формирование начальных технических ЗУНов, а также овладение soft и hard компетенциями.

Программа разработана в соответствии с Письмом Минобрнауки РФ от 11.12.2006 г. № 06-1844 «О примерных требованиях к программам дополнительного образования детей», Федеральным законом Российской Федерации «Об образовании в Российской Федерации» от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ, Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам (приказ Минобрнауки от 29.08.2013г. № 1008) и отвечает требованиям «Концепции развития дополнительного образования» от 4 сентября (Распоряжение Правительства РФ от 04.09.2014 N 1726-р).

Актуальность программы обусловлена социальным заказом общества на технически грамотных специалистов в области робототехники, максимальной эффективностью развития технических навыков со школьного возраста; передачей сложного технического материала в простой доступной форме; реализацией личностных потребностей и жизненных планов; реализацией проектной деятельности школьниками на базе современного оборудования. А так же повышенным интересом детей школьного возраста к робототехнике.

Использование современных педагогических технологий, методов и приемов; различных техник и способов работы; современного оборудования, позволяющего исследовать, создавать и моделировать различные объекты и системы из области робототехники, машинного обучения и компьютерных наук обеспечивает новизну программы.

Цель: Формирование устойчивого интереса к занятиям в сфере технического творчества, моделирования, программирования, освоения «hard» и «soft» компетенций.

Обучающие:

 изучать принципы работы робототехнических элементов, состояние и перспективы робототехники в настоящее время;

 осваивать «hard» и «soft» компетенции; формировать умение ориентироваться на идеальный конечный результат;

 формировать умение пользоваться технической литературой;

 формировать целостную научную картину мира;

 изучать приемы и технологии разработки простейших алгоритмов и систем управления, машинного обучения, технических устройств и объектов управления.

Развивающие:

 формировать интерес к техническим знаниям; развивать у обучающихся техническое мышление, изобретательность, образное, пространственное и критическое мышление;

 формировать учебную мотивацию и мотивацию к творческому поиску;

 развивать аккуратность, внимание и самоконтроль;

Воспитательные:

 воспитывать дисциплинированность, ответственность, самоорганизацию;

 воспитывать трудолюбие, уважение к труду;

 формировать чувство коллективизма и взаимопомощи;

 воспитывать чувство патриотизма, гражданственности, гордости за достижения отечественной науки и техники.

Данная программа предназначена для обучения детей по 0 линии. Модули, из которых состоит программа, служат для введения обучающихся в робототехнику.

Программа рассчитана на 1 год обучения. Она включает в себя 108 часов. Занятия проводятся 3 часа в неделю, длительность занятия – 45 минут (с динамической паузой – физкультминутка или пальчиковая гимнастика, - 2-3 мин.)

Возраст детей.

Программа рассчитана на детей 6 - 10лет Набор обучающихся проводится без предварительного отбора. Для успешной реализации программы целесообразно объединение в группы численностью от 10 человек. В процессе обучения дети работают в группе, внутри которой формируются команды, численностью от 2 до 3 человек.

Формы и режим занятий.

В процессе реализации программы педагог использует следующие формы организации обучения:

- индивидуально-групповые (педагог уделяет внимание нескольким обучающимся на занятии в то время, когда другие работают самостоятельно);

- дифференцированно-групповые (в группы объединяют обучающихся с одинаковыми учебными возможностями и уровнем сформированности умений и навыков);

- работа в парах;

- фронтальные (фронтально-репродуктивные и фронтально-поисковые).

В ходе реализации программы используются следующие методы обучения:

• Продуктивный  (частично-поисковый и исследовательский): упражнения с использованием технологических карт поэтапного выполнения работы, игровые методы, с помощью которых обучающиеся сами находят решения отдельных вопросов и учатся самостоятельно ставить задачи

• Репродуктивный (информационно-рецептивный и репродуктивный): рассказ, беседы, чтение художественных произведений,  драматизация, объяснение; наблюдение, рассматривание, показ образца, показ способов выполнения и др.

Ожидаемые результаты обучения: 

Личностные результаты:

• Развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного характера;

• Развитие умения самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы;

• Воспитание чувства справедливости и ответственности;

• Развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности;

Межпредметные результаты:

• Планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;

• Оценивать получившийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, корректировать по необходимости получившийся продукт;

• Использовать для поиска рациональные решения, знания, физические закономерности;

• Умение объяснять принцип действия механизмов с использованием специальной терминологии;

Предметные результаты:

• Знать основные конструктивные особенности различных особенностей

• Знать основные свойства различных видов конструкций;

• Уметь проводить сборку робототехнических средств с использованием Lego – конструкторов;

• Уметь находить оптимальный способ построения конструкции, модели с применением наиболее подходящего механизма, передачи движения и т.д.

Ожидаемые результаты изучения 1-го модуля «Введение в конструирование».

Обучающиеся должны знать:

 правила безопасного пользования инструментами и оборудованием, организовывать рабочее место;

 оборудование и инструменты, используемые в области робототехники;

 основные принципы работы с робототехническими элементами;

 основные направления развития робототехники;

 основные сферы применения робототехники, электроники;

должны уметь:

 соблюдать технику безопасности;

 собирать простейшие механизмы;

 работать в команде.

Ожидаемые результаты изучения 2-го модуля «Введение в проектирование».

Обучающиеся должны знать:

 основные принципы работы с робототехническими элементами;

 виды алгоритмов.

должны уметь:

 разрабатывать простейшие системы с использованием электронных компонентов и робототехнических элементов;

 разрабатывать простейшие алгоритмы робототехническими устройствами;

Ожидаемые результаты изучения 3-го модуля «Соревнования».

Обучающиеся должны знать:

 основные виды соревнований;

 этику соревнований;

 основные принципы работы с робототехническими элементами;

должны уметь:

 выбирать альтернативные системы с использованием электронных компонентов и робототехнических элементов;

 выбирать альтернативные алгоритмы робототехническими устройствами;

 работать в команде.

Формы подведения итогов обучения проводятся по каждому из модулей

 индивидуальная устная/письменная проверка;

 фронтальный опрос, беседа;

 межгрупповые соревнования;

 проведение промежуточного и итогового тестирования;

Итоговая оценка развития личностных качеств воспитанника производится по трём уровням:

 «высокий»: положительные изменения личностного качества воспитанника в течение учебного года признаются как максимально возможные для него;

 «средний»: изменения произошли, но воспитанник потенциально был способен к большему;

 «низкий»: изменения не замечены.

Учебно-тематический план

№	Название тем	Количество часов
		Всего	Теорет.	Практ.
Основы конструирования (32 часа)
1	Введение в образовательную программу, техника безопасности	2	1	1
2	Основные компоненты	2	1	1
3	Виды передач	6	1	5
4	Создание механизмов	8	1	7
5	Система датчиков	8	1	7
6	Разработка модели	4	1	3
7	Аттестационная работа	2	1	1
Основы проектирования (44 часа)
1	Алгоритм	8	1	7
2	Программные блоки	8	1	7
3	Разработка модели	6	1	5
4	Свободное конструирование	6	1	5
5	Творческая работа	12	1	11
6	Конкурс творческих идей	2	1	1
7	Аттестационная работа	2	1	1
Соревнования (32 часа)
1	Основные виды соревнований по «Робототехнике»	6	1	5
2	Подготовка к соревнованиям «Кегель ринг»	11	1	10
3	Подготовка к соревнованиям «Сумо»	11	1	10
4	Итоговые соревнования	2	1	1
5	Итоговая аттестация	2	1	1
	Итого:	108	19	89

.

Содержание изучаемого курса программы

Модуль №1. Основы конструирования (32 часа)

Тема 1. Введение в образовательную программу, техника безопасности

Теория. Значение техники в жизни человека. Что такое техническое моделирование, робототехника, электроника, мехатроника. Задачи и план работы учебной группы. Демонстрация готовых изделий. Правила поведения на занятиях и во время перерыва. Инструктаж по технике безопасности.

Практика. Знакомство с оборудованием и кабинетом. Порядок и организация рабочего места.

Тема 2. Основные компоненты

Теория. Название деталей, способы их крепления. Знакомство с понятиями мотор и ось, исследование основных функций и параметров работы мотора.

Практика. Конструирование механизмов, используя новые понятия.

Тема 3. Виды передач

Теория. 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; 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. Знакомство с элементом модели кулачок (кулачковый механизм), выявление особенностей кулачкового механизма.

Практика. Конструирование механизмов, используя новые понятия

Тема 4. Создание механизмов

Теория. Прогнозирование результатов различных испытаний.

Практика. Конструирование механизмов, на основе изученного материала.

Тема 5. Система датчиков

Теория. Знакомство с понятием датчика. Знакомство с датчиком наклона.

Практика. Изучение датчика расстояния, выполнение измерений в стандартных единицах измерения, исследование чувствительности датчика расстояния. Исследование основных характеристик датчика наклона, выполнение измерений в стандартных единицах измерения

Тема 6. Разработка модели.

Теория. Этапы разработка модели и основные принципы. Повторение, обобщение и закрепление изученного материала.

Практика. Разработка модели

Тема 7. Аттестационная работа

Теория. Анализ работ. Подведение итогов.

Практика. Аттестационная работа по модулю «Основы конструирования»

Модуль №2. Основы проектирования (44 часа)

Тема 1. Алгоритм

Теория. Знакомство с понятием алгоритма, изучение основных свойств алгоритма. Знакомство с видами алгоритмов.

Практика. Создание простых программ.

Тема 2. Программные блоки

Теория. Блок "Цикл". Знакомство с понятием цикла. Варианты организации цикла в среде программирования LEGO. Изображение команд в программе и на схеме. Блок "Прибавить к экрану". Знакомство с блоком «Прибавить к экрану», обсуждение возможных вариантов применения. Блок "Вычесть из Экрана". Знакомство с блоком «Вычесть из экрана», обсуждение возможных вариантов применения. Блок "Начать при получении письма". Знакомство с блоками «Отправить сообщение» и «Начать при получении письма», исследование допустимых вариантов сообщений, прогнозирование результатов различных испытаний, обсуждение возможных вариантов применения этих блоков.

Практика. Сравнение работы блока Цикл со Входом и без него. Разработка программы «Плейлист». Модификация модели «Карусель» с изменение мощности мотора и применением блока «прибавить к экрану».

Тема 3. Разработка модели

Теория. Обсуждение элементов модели и алгоритма. Повторение пройденного материала.

Практика. Конструирование, разработка и запись управляющего алгоритма, заполнение технического паспорта модели.

Тема 4. Свободное конструирование

Теория. Разработка одного или нескольких вариантов управляющего алгоритма.

Практика. Составление собственной модели, составление технологической карты модели. Демонстрация и защита модели. Сравнение моделей. Подведение итогов.

Тема 5. Творческая работа

Теория. Повторение и обобщение пройденного материала.

Практика. Творческая работа основана на разработке модели, но дополняется созданием отчёта, вариативностью её презентации и представления. А также дополняется программированием с более сложным набором действий.

Тема 6. Конкурс творческих идей

Теория. Изучение метода «Мозговой штурм». Развитие фантазии. Технический прогресс.

Практика. Разработка индивидуальной творческой идеи.

Тема 7. Аттестационная работа

Теория. Анализ работ. Подведение итогов.

Практика. Аттестационная работа по модулю «Основы проектирования»

Модуль №3. Соревнования (32 часа)

Тема 1. Основные виды соревнований по «Робототехнике»

Теория. Основные виды соревнований по робототехнике. Параметры, влияющие на скорость.

Практика. Сборка оптимально быстрой модели.

Тема 2. Подготовка к соревнованиям «Кегель ринг»

Теория. Назначение модели робота. Технология сборки модели. Правила соревнования «Кегель ринг».

Практика. Загрузка программы модели. Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей. Соревнования «Кегель ринг».

Тема 3. Подготовка к соревнованиям «Сумо»

Теория. Назначение модели робот-сумо. Технология сборки модели. Правила соревнования «Сумо».

Практика. Загрузка программы модели. Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей. Соревнования «Сумо».

Тема 4. Итоговые соревнования

Теория. Анализ побед и поражений. Сравнения моделей и выводы

Практика. Итоговые соревнования «Сумо» и «Кегель ринг»

Тема 5. Итоговая аттестация

Теория. Анализ работ. Подведение итогов.

Практика. Аттестационная работа по модулю «Соревнования»

Список рекомендуемой литературы

1 Федеральный закон "Об образовании в Российской Федерации" от 29.12.2012 N 273-ФЗ.

2 Никулин С.К., Полтавец Г.А., Полтавец Т.Г. Содержание научно- технического творчества учащихся и методы обучения. М.: Изд. МАИ. 2016

3 Полтавец Г.А., Никулин С.К., Ловецкий Г.И., Полтавец Т.Г. Системный подход к научно-техническому творчеству учащихся (проблемы организации и управления). УМП. М.: Издательство МАИ. 2018

4 Власова О.С. Образовательная робототехника в учебной деятельности учащихся начальной школы. – Челябинск, 2017г.

5 Перфильева Л. П. Образовательная робототехника во внеурочной учебной деятельности: учебно-методическое. — Челябинск: Взгляд, 2017г.

Список литературы для обучающихся

1 Бейктал Дж. Конструируем роботом на Arduino. Первые шаги. – М: Лаборатория Знаний, 2016г.

2 Белиовская Л. Г. / Белиовский Н.А. Использование LEGO-роботов в инженерных проектах школьников. Отраслевой подход – ДМК Пресс, 2016г.

3 Белиовская Л. Г. / Белиовский Н.А. Белиовская Л. Г. Роботизированные лабораторные работы по физике. Пропедевтический курс физики (+ DVD- ROM) – ДМК Пресс, 2016г.

4 Белиовская Л. Г. Узнайте, как программировать на LabVIEW. – ДМК Пресс, 2017г.

5 Блум Д. Изучаем Arduino. Инструменты и метод технического волшебства. – БХВ-Петербург, 2016г.

6 Монк С. Программируем Arduino. Основы работы со скетчами. – Питер, 2016г.

7 Петин В. Проекты с использованием контроллера Arduino (1е и 2е издания). – СПб: БХВ-Петербург, 2016г.

8 Предко М. 123 Эксперимента по робототехнике. - НТ Пресс, 2017г.

9 Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino. – СПб: БХВ-Петербург, 2016г.

10 Филиппов С. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. – Лаборатория знаний, 2017г.

11 Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука,. 2016 319 с. ISBN 978-5-02-038-200-8

Календарно-тематический план

№	Название тем	Количество часов
			Группа	Дата проведения занятия
Основы конструирования (32 часа)
1	Введение в образовательную программу, техника безопасности	2
2	Основные компоненты	2
3	Виды передач	6
4	Создание механизмов	8
5	Система датчиков	8
6	Разработка модели	4
7	Аттестационная работа	2
Основы проектирования (44 часа)
1	Алгоритм	8
2	Программные блоки	8
3	Разработка модели	6
4	Свободное конструирование	6
5	Творческая работа	12
6	Конкурс творческих идей	2
7	Аттестационная работа	2
Соревнования (32 часа)
1	Основные виды соревнований по «Робототехнике»	6
2	Подготовка к соревнованиям «Кегель ринг»	11
3	Подготовка к соревнованиям «Сумо»	11
4	Итоговые соревнования	2
5	Итоговая аттестация	2
	Итого:	108