Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Моделирование и робототехника»

Разделы: Технология, Дополнительное образование

Классы: 5, 6

Ключевые слова: робототехника

Пояснительная записка

Одними из самых востребованных на рынке труда являются инженерные кадры высокого профессионального уровня, отсюда и необходимость популяризации профессии инженера. Получение знаний в области инженерии позволит обучающимся получить опыт познавательной и творческой деятельности; понять смысл основных научных понятий и законов физики, усвоить взаимосвязи между ними.

Актуальность данной программы в том, что она дает пропедевтические знания для дальнейшего развития интересов воспитанников в курсе «Робототехника на базе EV3».

Педагогическая целесообразность данной дополнительной образовательной программы в том, что она дает возможность познакомить обучающихся с элементами мехатроники.

Отличительной особенностью, данной дополнительной общеобразовательной программы является то, что процесс обучения строится на основе активной работы по конструированию и исследованию. Дает возможность охватить широкий круг учебных тем по разным образовательным областям.

Цель курса: познакомить обучающихся с основами механики и программирования на примере действующих моделей, используемых в повседневной жизни.

Задачи курса:

обучающие:

  • дать первоначальные знания о конструкциях, механизмах и простых машинах;
  • научить программировать модели в среде Education WeDo;
  • 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.

Курс рекомендуется для обучающихся 11-13 лет (5-6-х классов), рассчитан на 1 год (60 ч) по 2 часа в неделю и включает в себя темы: конструирование, программирование в среде Education WeDo, проекты, творческие задания.

Занятия проводятся в форме лекций, бесед, консультаций, практических работ.

Ожидаемые результаты: у обучающихся должны быть сформированы основы общекультурных, общеучебных и предметных компетенций.

При составлении поурочного планирования на основе данной программы количество часов по темам и разделам, а также последовательность их изложения может варьироваться в зависимости от уровня подготовки обучающихся, форм и методов обучения.

Требования к знаниям и умениям

Обучающиеся должны знать:

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

  1. Проверочные работы
  2. Практические занятия
  3. 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: LEGO MINDSTORMS EV3 – 10 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;
  • 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.
  • 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

  • LEGO DACTA. Early Control Activities. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1993. - 43 pag.
  • LEGO DACTA. Motorised Systems. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1993. - 55 pag.
  • LEGO DACTA. Pneumatics Guide. – LEGO Group, 1997. - 35 pag.
  • LEGO Dacta: The educational division of Lego Group. 1998. – 39 pag.
  • LEGO Technic 1. Activity Centre. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1990. – 143 pag.
  • LEGO Technic 1. Activity Centre. Useful Information. – LEGO Group, 1990.- 23 pag.
  • LEGO TECHNIC PNEUMATIC. Teacher’s Guide. – LEGO Group, 1992. - 23 pag.
  • Бедфорд Аллан. LEGO. Секретная инструкция/Бедфорд А.; пер.с англю – М.: ЭКОМ Паблишерз, 2013. – 332с.: ил.
  • Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарев В.П., Смолин А. Ю. Основы робототехники. — Томск: МГП «РАСКО», 2013.
  • 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).
  • Градецкий В.Г., Рачков М. Ю. Роботы вертикального перемещения, М.: Тип. Мин. Образования РФ, 2017. — 223 с.
  • Инструкции к наборам LEGO.
  • Комский Д. Кружок технической кибернетики. — М.: Просвещение, 2016.
  • Конструирование роботов: Пер. с франц. / Андре П., Кофман Ж.-М., Лот Ф., Тайар Ж.-П. — М.: Мир, 2016. — 360 с, ил.
  • Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику/ Д.Г.Копосов.- 2-е изд. – М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.- 288 с.: ил.
  • ЛЕГО-лаборатория (Control Lab): Справочное пособие, - М., ИНТ, 2018. –150 стр.
  • С.И.Волкова «Конструирование», - М: «Просвещение», 2019.
  • Халамов В.Н. Образовательная робототехника: учебно-методическое пособие /Под рук. В.Н.Халамова и др. – Челябинск: Взгляд, 2016.
  • Шайдурова В.Н. Развитие ребёнка в конструктивной деятельности: справочное пособие /В.Н.Шайдурова. – М.: ТЦ Сфера, 2018.
  • Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с.
  • 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