Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Введение в робототехнику»

Разделы: Информатика, Технология, Дополнительное образование

Пояснительная записка

Быстро растущая потребность создания роботизированных систем, используемых в экстремальных условиях, на производстве и в быту, предполагает, что даже обычные пользователи должны владеть знаниями в области робототехники. Одними из самых востребованных на рынке труда являются инженерные кадры высокого профессионального уровня, отсюда и необходимость популяризации профессии инженера. Получение знаний в области инженерии способствует получить обучающимся опыт познавательной и творческой деятельности; понять смысл основных научных понятий и законов физики, усвоить взаимосвязи между ними.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Введение в робототехнику» имеет техническую направленность.

Программа составлена на основе следующих нормативных документов и методических рекомендаций:

  • Закон РФ от 29.12.2012 № 273 «Об образовании в Российской Федерации».
  • Концепция развития дополнительного образования детей (утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 сентября 2014 г. №1726-р).
  • Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 09 ноября 2018 г. № 196 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам».
  • Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы), разработанные Минобрнауки России совместно с ГАОУ ВО «Московский государственный педагогический университет», ФГАУ «Федеральный институт развития образования» и АНО дополнительного профессионального образования «Открытое образование» (письмо Минобрнауки России Департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи Исх-09-3242 от 18.11.2015).
  • Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ, адаптированные к системе образования Московской области кафедрой дополнительного образования и сопровождения детства ГБОУ ВО МО «Академия социального управления» (Письмо Министерства образования Московской области № Исх-3597/21в от 24.03.2016).
  • Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи (утверждено постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.09.2020 № 28 "Об утверждении санитарных правил СП 2.4. 3648-20").
  • Образовательная программа МАОУДО Центр «Диалог».
  • Учебный план МАОУДО Центр «Диалог».

Использование конструкторов LEGO MINDSTORMS Education EV3 и ROBO LT позволяет создать уникальную образовательную среду, которая способствует развитию инженерного, конструкторского мышления. В процессе работы, с данными робототехническими наборами обучающиеся приобретают опыт решения как типовых, так и нешаблонных задач по конструированию, программированию, сбору данных. Кроме того, работа в команде способствует формированию умения взаимодействовать друг с другом, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать свои идеи.

LEGO EV3 и ROBO LT обеспечивает простоту при сборке начальных моделей, что позволяет обучающимся получить результат в пределах одного или пары занятий. При работе с этими конструкторами есть широкие возможности в изменении моделей и программ, поэтому такой подход позволяет воспитанникам усложнять модель и программу, проявлять самостоятельность в изучении темы. Программное обеспечение обладает очень широкими возможностями, в частности, позволяет вести рабочую тетрадь и представлять свои проекты прямо в среде программного обеспечения.

Актуальность данной программы в том, что она соответствует потребностям времени. Программа дает пропедевтические знания для дальнейшего развития интересов воспитанников в курсе «Робототехника». Педагогическая целесообразность данной дополнительной образовательной программы в том, что она дает возможность интегрировано изучать сразу несколько предметных областей: технология, физика и математика.

Цель курса: ознакомление обучающихся с принципами действия и основами программирования действующих моделей механизмов, используемых в повседневной жизни.

Задачи курса:

обучающие:

  • дать первоначальные знания о конструкциях, механизмах и простых машинах;
  • научить программировать модели в среде робота;
  • научить этапам исследовательской деятельности

воспитательные:

  • воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности;
  • воспитывать творческое отношение к выполняемой работе.

развивающие:

  • развивать творческую инициативу и самостоятельность;
  • развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Отличительная особенность программы от существующих заключается в том, что дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Введение в робототехнику» строится на основе активной работы по конструированию, исследованию, постановке вопросов и совместному творчеству, дает возможность охватить широкий круг учебных тем по разным образовательным областям. В её основу положен компетентностный подход, использование медиа-образовательных технологий с применением современных технических средств (компьютеры, проектор, мультимедийные программы и учебники и специальное программное обеспечение), а также современные методики, возможности использования дистанционной формы проведения занятий в системе moodle.dialog-el.ru/ и в программе виртуального конструирования LEGO Digital Designer.

Адресат программы

Общеобразовательная общеразвивающая программа «Введение в робототехнику» ориентирована на разновозрастную группу для обучающихся 11-12 лет.

При составлении программы учитывались возрастные особенности детей - переход из начального в среднее звено традиционно считается одной из наиболее педагогически сложных школьных проблем, одним из труднейших периодов школьного обучения.

Период 11-12 лет характеризуется становлением избирательности, целенаправленности восприятия, становлением устойчивого, произвольного внимания и логической памяти, время перехода от мышления, основанного на оперировании конкретными представлениями к мышлению теоретическому. Данный этап можно охарактеризовать как время овладения самостоятельными формами работы, время развития интеллектуальной, познавательной активности обучающихся.

Так как ведущей деятельностью обучающихся данного возраста является общение, то наибольшие изменения во внутренней позиции связаны с взаимоотношениями с другими людьми, прежде всего со сверстниками. Резко возрастает значение коллектива, его общественного мнения, отношений со сверстниками, оценки ими его поступков и действий. Он стремится завоевать в их глазах авторитет, занять достойное место в коллективе. Заметно проявляется стремление к самостоятельности и независимости, возникает интерес к собственной личности, формируется самооценка, развиваются абстрактные формы мышления.

Форма обучения: очная с элементами дистанционного обучения.
Дистанционное обучение - это форма образования, в рамках которой обеспечивается продолжение образовательного процесса посредством различных инструментов дистанционной коммуникации.

Формы организации учебной деятельности: индивидуальная, групповая, коллективная.

Объем и срок освоения программы

Общеобразовательная общеразвивающая программа «Введение в робототехнику» рекомендуется для обучающихся 11-12 лет, рассчитан на 1 год (72 ч) по 2 часа в неделю, продолжительность одного занятия составляет 40 минут.

Наполняемость группы до 20 человек. При организации практических занятий и творческих проектов формируются малые группы, состоящие из 2-3 обучающихся. Для каждой группы выделяется отдельное рабочее место, состоящее из компьютера и конструктора.

Формы контроля

  • Проверочные работы
  • Практические занятия
  • Творческие проекты

Преобладающей формой текущего контроля выступает проверка работоспособности робота:

  • выяснение технической задачи,
  • определение путей решения технической задачи

Контроль осуществляется в форме творческих проектов, самостоятельной разработки работ.

Планируемые результаты:

В результате обучения обучающиеся должны:

знать:

  • принцип действий: простых машин (рычаг, система блоков) и механизмов (зубчатая передача, кулачок);

уметь:

  • показывать взаимосвязь между причиной и следствием;
  • разрабатывать и создавать модели, отвечающие определенным критериям;
  • проверять идеи, основываясь на результатах наблюдений и измерений;
  • размышлять над тем, как найти ответ на вопрос, и придумывать новые возможности развития идей;
  • предполагать, что могло бы произойти, и проверять различные варианты;
  • проводить «чистый» эксперимент, меняя отдельные параметры, и наблюдать или измерять результаты;
  • производить систематические наблюдения и измерения;
  • представлять данные в форме диаграмм, чертежей, таблиц, графиков и т.д.;
  • определять, согласуются ли выводы с предварительными оценками и возможны ли дальнейшие прогнозы;
  • выделять важные моменты и устранять недоработки.

Формы аттестации обучающихся.

Аттестация обучающихся производится в соответствии с «Положением об итоговой и промежуточной аттестации обучающихся в МАОУДО Центре «Диалог». Основной формой аттестации считается зачет-незачет по общеобразовательной общеразвивающей программе, который складывается из следующих составляющих:

  • оценка промежуточных результатов по темам и итоговые занятия: выставки, конкурсы, соревнования, защита проектов
  • творческие конкурсы, конференция.

Материально-техническая оснащенность программы

Помещение площадью не менее 24 м2, оборудованное столом размером 1200х2400 для проведения соревнований роботов, доской и помещением для хранения комплектующих, материалов и готовых роботов.

  • 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.
  • Плакаты и иллюстрации технических конструкций и решений.
  • Конференц-зал - 1 шт. персональный компьютер Pentium CPU 8gb RAM 128Fb SSD, 1 шт. интерактивный дисплей 85" с поддержкой сенсорного ввода.
  • Компьютерный класс №1 -10 шт. персональные компьютеры Pentium CPU 8gb RAM 128Gb SSD 24" Monitor.
  • Компьютерный класс №2 - 10 шт. персональные компьютеры Pentium CPU 8gb RAM 128Gb SSD 19" Monitor
  • Компьютерный класс №3 - 10 шт. персональные компьютеры Pentium CPU 8gb RAM 128Gb SSD 19" Monitor

Рекомендуемый набор робототехнического оборудования:

  • Робототехнический конструктор Fischertechnik ROBOTICS LT «Стартовый набор» - 6 шт.
  • Робототехнический конструктор Fischertechnik ROBOTICS BT «Стартовый набор 2.0» - 3 шт.
  • LEGO MINDSTORMS EV3 - 10 шт.
  • Fischertechnik ROBO TX «Учебная рабочая станция» - 6 шт.
  • Набор для дистанционного управления Fischertechnik Control Set - 1 шт.
  • Комплект магнитных фигур для преподавателя ROBO Pro L - 1 шт.

Для занятий по программе необходим высокоскоростной Интернет для участия обучающихся в дистанционных конкурсах различного уровня, а также для доступа к дистанционным образовательным ресурсам.

Программная поддержка:

  • операционная система Microsoft Windows;
  • редакторы векторной и растровой графики;
  • пакет офисных программ Microsoft Office;
  • дистанционные образовательные ресурсы, в т.ч.:
  • Кодвардсcodewards.ru/ - «Кодвардс» - платформа по обучению детей программированию в игровой форме.
  • https://xn--h1adlhdnlo2c.xn--p1ai/ - «Урок цифры» - всероссийский образовательный проект в сфере цифровой экономики.
  • https://xn----7sbikand4bbyfwe.xn--p1ai/ - «Изучи интернет - управляй им» - образовательный интерактивный проект.
  • https://videouroki.net/ - «Видеоуроки в интернет» - образовательная онлайн-платформа.
  • http://xn--d1abkefqip0a2f.xn--d1acj3b/ - «Единыйурок.дети» - образовательный портал.

Кадровое обеспечение

Реализовывать данную общеобразовательную общеразвивающую программу может педагог дополнительного образования, имеющий высшее или среднее профессиональное образование без предъявления к стажу педагогической работы, владеющий компетенциями, необходимыми для организации проектной деятельности обучающихся, обладающий достаточным практическим опытом, знаниями, умениями и выполняющий качественно и в полном объеме возложенные на него должностные обязанности.

Список литературы для педагога

  1. LEGO DACTA. Early Control Activities. Teacher's Guide. - LEGO Group, 1993. - 43 pag.
  2. LEGO DACTA. Motorised Systems. Teacher's Guide. - LEGO Group, 1993. - 55 pag.
  3. LEGO DACTA. Pneumatics Guide. - LEGO Group, 1997. - 35 pag.
  4. LEGO Dacta: The educational division of Lego Group. 1998. - 39 pag.
  5. LEGO Technic 1. Activity Centre. Teacher's Guide. - LEGO Group, 1990. - 143 pag.
  6. LEGO Technic 1. Activity Centre. Useful Information. - LEGO Group, 1990.- 23 pag.
  7. LEGO TECHNIC PNEUMATIC. Teacher's Guide. - LEGO Group, 1992. - 23 pag.
  8. Бедфорд Аллан. LEGO. Секретная инструкция/Бедфорд А.; пер.с англю - М.: ЭКОМ Паблишерз, 2013. - 332с.: ил.
  9. Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарев В.П., Смолин А.Ю. Основы робототехники. - Томск: МГП «РАСКО», 2013.
  10. Вильяме Д. Программируемый робот, управляемый с КПК /Д. Вильяме; пер. с англ. А.Ю.Карцева. - М.: НТ Пресс, 2016. - 224 с; ил. (Робот - своими руками).
  11. Градецкий В.Г., Рачков М. Ю. Роботы вертикального перемещения, М.: Тип. Мин. Образования РФ, 2017. - 223 с.
  12. Инструкции к наборам LEGO.
  13. Комский Д. Кружок технической кибернетики. - М.: Просвещение, 2016.
  14. Конструирование роботов: Пер. с франц. / Андре П., Кофман Ж.-М., Лот Ф., Тайар Ж.-П. - М.: Мир, 2016. - 360 с, ил.
  15. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику/ Д.Г.Копосов.- 2-е изд. - М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.- 288 с.: ил.
  16. ЛЕГО-лаборатория (Control Lab): Справочное пособие, - М., ИНТ, 2018. -150 стр.
  17. С. И. Волкова «Конструирование», - М: «Просвещение», 2019.
  18. Халамов В.Н. Образовательная робототехника: учебно-методическое пособие /Под рук. В.Н. Халамова и др. - Челябинск: Взгляд, 2016.
  19. Шайдурова В.Н. Развитие ребёнка в конструктивной деятельности: справочное пособие /В.Н. Шайдурова. - М.: ТЦ Сфера, 2018.
  20. Энциклопедический словарь юного техника. - М., «Педагогика», 1988. - 463 с.
  21. Ямпольский Л. С. Промышленная робототехника. - Киев: Техника, 2014.

Список литературы для обучающихся и родителей.

  1. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. - СПб.: Наука, 2018, 195 стр.

Интернет-ресурсы

  1. www.ed.gov.ru - Министерство образования Российской Федерации
  2. www.informika.ru - Центр информатизации Министерства образования РФ
  3. www.school.eddo.ru - «Российское школьное образование»
  4. www.mediaeducation.ru - Медиаобразование в России
  5. Блог-сообщество любителей роботов Лего с примерами программ [Электронный ресурс] / http://nnxt.blogspot.ru/2010/11/blog-post_21.html
  6. Лабораторные практикумы по программированию [Электронный ресурс] http://www.edu.holit.ua/index.php?option=com_content&view= category&layout=blog&id=72&Itemid=159&lang=ru
  7. Образовательная программа «Введение в конструирование роботов» и графический язык программирования роботов [Электронный ресурс] / http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=280#program_blocks
  8. Примеры конструкторов и программ к ним [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.nxtprograms.com/index2.html
  9. Программы для робота [Электронный ресурс] / http://service.lego.com/en-us/helptopics/?questionid=2655
  10. http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=17
  11. http://do.rkc-74.ru/course/view.php?id=13
  12. http://robotclubchel.blogspot.com/
  13. http://www.lego.com/education/
  14. http://www.wroboto.org/
  15. http://www.roboclub.ru/
  16. http://robosport.ru/
  17. http://lego.rkc-74.ru/
  18. http://legoclab.pbwiki.com/
  19. http://www.int-edu.ru/
  20. //httpwwwbloggercomprofile179964.blogspot.com/
  21. http://www.doshkolka.ru
  22. Zagadochki.ru
  23. Ru.wikipedia.ru
  24. www.examen-technolab.ru