Муниципальное автономное образовательное учреждение
дополнительного образования «Дом школьников»
Бавлинского муниципального района РТ
УТВЕРЖДАЮ
Директор МАОУ ДО
«Дом школьников»
_______Е.А. Никифорова
Принято на заседании педагогического совета
Протокол №_1_
От «_28_»_августа__2017 г.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА
ТЕХНИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ
«ПЕРВЫЙ ШАГ В РОБОТОТЕХНИКУ»
ВОЗРАСТ ОБУЧАЮЩИХСЯ: 7-11 ЛЕТ
СРОК РЕАЛИЗАЦИИ: 4 ГОДА
АВТОР- СОСТАВИТЕЛЬ:
ВИЛЬДАНОВА ОЛЬГА ВЯЧЕСЛАВОВНА, ПЕДАГОГ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
г.Бавлы, 2017
Пояснительная записка
Программа дополнительного образования детей «Робототехника», технической направленности, составлена в соответствии с:
- Федеральным законом от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»;
-Федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования (приказ Министерства образования и науки Российской Федерации № 1897 от 17.12. 2010 г., зарегистрирован в Минюсте России 17 февраля 2011г.)
- Приказом Министерства образования и науки РФ от 29.08.2013. №1008 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
-Методическим рекомендациям по проектированию дополнительных общеразвивающих программ, (письмо Департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи Министерства образования и науки РФ от 18 ноября 2015г. № 09-3242)
- Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года (от 17.11.2008г.№ 1662-р);
- Учебным планом дополнительного образования образовательного учреждения
дополнительного образования «Дом школьников» .
В начале XXI века человечество вступило в информационно-компьютерную эпоху, которая в системе образования России начинает развиваться всё более интенсивно. Главным приоритетом в системе образования становятся не только знания, умения и навыки, но и личность учащегося, с присущими ему индивидуальностью, особенностями и способностями.
Перед образовательным процессом всё более решительно ставится задача выделения учебного времени на творческую работу учащегося, нацеленную на активную учебно-познавательную деятельность и использование современных информационных технологий.
Изменение условий жизни общества неизменно вызывает совершенствование образовательных концепций. Под воздействием новых информационных технологий меняется взгляд на самообразование, на содержание и методы обучения предметным дисциплинам. Бурно развивающийся процесс информатизации образования позволяет использовать в обучении широкий спектр средств новых информационных технологий.
Современный уровень развития науки и техники способствуют тому, что человек нуждается в больших знаниях и умениях. Для их получения требуется новые области знаний на тех этапах, на которых ранее это было невозможно. В нашем очень быстро развивающемся мире робототехника играет огромнейшую роль. Сегодня существует масса роботов начиная с тех, которые производят в обычной промышленности, для выполнения различных механических задач, поисково-спасательных роботов, которые спасают жизни людей, ползая под обломками разрушенных строений, до межпланетарных роботов-исследователей, которые зондируют просторы бесконечного космоса. Вполне логичным можно считать тот факт, что некоторые роботы стали активно применяться в образовательном процессе. Они были разработаны на основе конструктора Lego и новейших технологий в области робототехники и получили название — Lego-роботы. Используя Lego-роботы на занятиях, дети учатся основам работы с компьютерными программами и алгоритмами, создают "умных" роботов, например роботов на базе конструктора Lego Mindstorms EV3. В микрокомпьютере Lego Mindstorms EV3 можно как самим создавать программы, так и использовать программное обеспечение. Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3 даёт возможность программировать роботов при помощи USB-кабеля или Bluetooth соединения. Помимо этого, благодаря Bluetooth можно управлять роботом с помощью мобильного телефона. Данная программа представляет собой среду визуального (графического) программирования. Программное обеспечение Lego Mindstorms EV3 имеет очень понятный, интуитивный интерфейс, который основан на иконках. Для того, чтобы создать программу, требуется нарисовать последовательность иконок, которые показывают то или иное действие. Данные программные обеспечения позволяют и учителям, и ученикам легко ориентироваться в программной среде, которые имеют структуру «низкий - высокий», что позволяет программировать на всех уровнях, от новичка до эксперта. Это делает программные обеспечения подходящими как 7-летним детям, так и студентам ВУЗов.
Программа дополнительного образования направлена на активизацию технической деятельности обучающихся, способствует развитию у них внимания, мышления, воображения, творческой активности, формированию их технической культуры.
Предлагаемой образовательной программы заключается в том, что в настоящее время владение компьютерными технологиями рассматривается как важнейший компонент образования, играющий значимую роль в решении приоритетных задач образования – в формировании целостного мировоззрения, системно-информационной картины мира, учебных и коммуникативных навыков. Детское объединение «Первый шаг в робототехнику» дает возможность получения дополнительного образования, решает задачи развивающего, мировоззренческого, технологического характера, здоровьесбережения. Обучающиеся получат представление о самобытности и оригинальности применения робототехники как вида искусства, как объектов для исследований.
Педагогическая целесообразность
Введение образовательной программы с использованием таких методов, как совместное творчество, поиск проблем и их практическое решение, анализ и обобщение опыта, подготовка исследовательских проектов и их защита, элементы соревнований и т.д., неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.
Возможность прикоснуться к неизведанному миру роботов для современного ребенка является очень мощным стимулом к познанию нового, преодолению инстинкта потребителя и формированию стремления к самостоятельному созиданию. При внешней привлекательности поведения, роботы могут быть содержательно наполнены интересными и непростыми задачами, которые неизбежно встанут перед юными инженерами. Их решение сможет привести к развитию уверенности в своих силах и к расширению горизонтов познания.
Новые принципы решения актуальных задач человечества с помощью роботов, усвоенные в школьном возрасте (пусть и в игровой форме), ко времени окончания вуза и начала работы по специальности отзовутся в принципиально новом подходе к реальным задачам. Занятия с детьми на кружках робототехники, способствует подготовке специалистов нового склада, способных к совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.
Обеспечить развитие у ребёнка способностей и навыков в области электроники, механики и робототехники.
Обучающие:
- познакомить учащихся со спецификой работы над различными видами моделей роботов на простых примерах (Лего-роботов);
- научить приемам построения моделей роботов из бумаги Лего-конструкторов;
- научить различным технологиям создания роботов, механизмов;
- научить добиваться высокого качества изготовленных моделей (добротность, надежность, привлекательность);
- научить составлять программы для роботов различной сложности;
- формировать творческой личности установкой на активное самообразование.
Развивающие:
- развивать мыслительные операции: анализ, синтез, обобщения, сравнения, конкретизация; алгоритмическое и логическое мышление, устную и письменную речь, память, внимание, фантазию;
-развить у детей элементы изобретательности, технического мышления и творческой инициативы;
-развить глазомер, творческую смекалку, быстроту реакции;
-ориентировать учащихся на использование новейших технологий и методов организации практической деятельности в сфере моделирования;
-развить способности программировать;
-приобретение навыков коллективного труда;
-организация разработок научно-технологических проектов.
Воспитательные:
-воспитать у детей чувство патриотизма и гражданственности на примере истории российской техники;
-воспитать высокую культуру труда обучающихся;
-сформировать качества творческой личности с активной жизненной позицией;
-сформировать навыки современного организационно-экономического мышления, обеспечивающие социальную адаптацию в условиях рыночных отношений;
-ранняя ориентация на инновационные технологии и методы организация практической деятельности в сферах общей кибернетики и роботостроения;
- воспитывать ценностное отношение к предмету информатика, взаимоуважение друг к другу, эстетический вкус, бережное отношение к оборудованию и технике, дисциплинированность.
Сроки реализации и возрастные особенности детей
Программа рассчитана на 4 года обучения. Для обучения принимаются дети в возрасте 7-8 лет без специального отбора. Формируются группы по 15 человек.
Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 часу (32 часа в год). Основной формой являются групповые занятия.
Методы организации занятий
Создание проблемной ситуации.
Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение нового материала, беседа, сообщение-презентация, практика).
Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая работа, дискуссия).
Контроль и проверка умений и навыков (опрос, самостоятельная работа, соревнования).
Комбинированные занятия.
Создание ситуаций творческого поиска.
Стимулирование (поощрение, участие в соревнованиях)
Методика проведения занятий
Устанавливая связи между уже имеющимся и новым опытом, полученным в процессе обучения, учащийся приобретает знания. Педагог дополнительного образования ставит новую техническую задачу, решение которой ищется совместно. Обучение в процессе практической деятельности, предполагает создание моделей и реализацию идей путем конструирования. При необходимости, выполняется эскиз конструкции. Далее учащиеся работают в группах по 3-5 человека, ассистент преподавателя раздает конструкторы с контроллерами и дополнительными устройствами. Проверив наличие основных деталей, учащиеся приступают к созданию роботов. При необходимости преподаватель раздает методические указания со всеми этапами сборки (или выводит изображение этапов на большой экран с помощью проектора). В зависимости от задач на занятиях используются разные виды конструирования. Свободное, не ограниченное жесткими рамками исследование, в ходе которого обучающиеся создают различные модификации простейших моделей, что позволяет им прийти к пониманию определенной совокупности идей. Исследование, проводимое под руководством преподавателя и предусматривающее пошаговое выполнение инструкций, в результате которого обучающиеся строят модель, используемую для обработки данных. Свободное, неограниченное жесткими рамками решение творческих задач, в процессе которого обучающие делают модели по собственным проектам и самостоятельные конструкторские разработки. На каждом компьютере обучающегося имеется постоянно дополняющиеся папка с готовыми инструкциями по конструированию моделей и руководство пользования программой.
На этапе рефлексии обучающиеся дается возможность обдумать то, что они построили, запрограммировали, помогает более глубоко понять идеи, с которыми они сталкиваются в процессе своей деятельности на предыдущих этапах. Размышляя, обучающиеся устанавливают связи между полученной и новой информацией и уже знакомыми им идеями, а также предыдущим опытом. На этом этапе в каждом задании детям предлагается некоторый объем вопросов, побуждающих установить взаимосвязи между опытом, который они получают в процессе работы над заданием, и тем, что они знают в реальном мире. При необходимости производится модификация программы и конструкции. На этапе развития обучающиеся предлагаются дополнительные творческие задания по конструированию. Творческие задачи наилучшим образом способствуют дальнейшему обучению и развитию.
Для закрепления изученного материала, мотивации дальнейшего обучения и выявления наиболее способных учеников регулярно проводится защита творческих проектов.
Методы достижения результатов:
Движение от простого к сложному;
Активное вовлечение обучающихся в творческие конкурсы, конференции, выставки;
Дополнительные творческие задания;
Исследовательские разработки;
Поощрение, стимулирование.
Ожидаемые результаты и способы их проверки
К концу первого года обучения обучающийся будет
знать:
-простейшие основы механики и робототехники;
-основные виды конструкций, соединение деталей;
-последовательность изготовления конструкций, простейших моделей роботов;
- технику безопасности в компьютерном классе;
уметь:
-определять, различать и называть детали конструктора;
-конструировать по условиям, заданным преподавателем, по образцу, по схеме;
-отличать новое от уже известных моделей;
-делать выводы в результате совместной работы группы учащихся; сравнивать и группировать модели роботов и их образы;
-излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
К концу второго года обучения обучающийся будет
знать:
- интерфейс программы Lego Mindstorms EV 3, настройки программного интерфейса;
- способы создания простейших программ в среде Lego Mindstorms EV 3;
- основные приемы работы с линейным алгоритмом;
- простейших основ механики, робототехники;
-виды конструкций (алгоритм с ветвлением, алгоритмы с применением цикла), соединение сложных деталей;
-последовательность изготовления сложных конструкций;
- технику безопасности в компьютерном классе.
уметь:
- создавать простейшие модели роботов;
- работать в среде Lego Mindstorms EV3;
- создавать стандартные модели роботов по образцу и написать для них программы;
- разработать творческие модели;
- использовать возможности графического редактора и текстового редактора для оформления проектных работ по робототехнике.
К концу третьего года обучения обучающийся будет
знать:
- простейших основ механики, робототехники;
- виды конструкций, соединение сложных деталей;
-последовательность изготовления сложных конструкций;
-целостное представление о мире техники;
-как реализовать свой творческий замысел;
- алгоритм создания презентаций, слайд-шоу;
- технику безопасности в компьютерном классе.
уметь:
- работать в среде Lego Mindstorms EV3;
- создавать стандартные модели роботов по образцу и написать для них программы;
- разработать творческие модели;
- создавать рисунки, коллажи, презентации, слайдшоу;
- использовать возможности Paint, Word, Power Point, Lego Mindstorms EV3 для разработки проектных работ по робототехнике.
К концу четвертого года обучения обучающийся будет
знать:
- основы механики, робототехники;
- виды конструкций, соединение сложных деталей;
- основы программирования в среде Lego Mindstorms EV3
-целостное представление о мире техники;
- алгоритм создания исследовательской работы;
- технику безопасности в компьютерном классе.
уметь:
- работать в среде Lego Mindstorms EV3;
- создавать сложные модели роботов и разрабатывать для них программы;
- разработать творческие модели;
- создавать рисунки, плакаты, презентации, слайдшоу для защиты проектов;
- использовать возможности Paint, Word, Power Point, Lego Mindstorms EV3 для разработки проектных работ по робототехнике.
наблюдение, беседа, фронтальный опрос, тестирование, практическая работа.
Критериями выполнения программы служат:
- стабильный интерес обучающихся к научно-техническому творчеству;
- массовость и активность участия детей в мероприятиях по данной направленности;
-результативность по итогам городских, республиканских, международных конкурсов, выставок;
- проявление самостоятельности в творческой деятельности.
Формой оценки качества знаний, умений и навыков, учитывая возраст обучающихся, являются:
- конкурсы, викторины, выставки;
- тематический (обобщающий) контроль (тестирование);
- контроль по зачетным заданиям (тестирование по всем темам), конкурс, выставка, портфолио.
Диагностика результата, контроль за прохождением образовательной программы:
1. Интерес детей к моделированию роботов диагностируется путем наблюдений за ребенком на занятиях, во время выполнения практических заданий, при подготовке к олимпиадам, конкурсам и выставкам.
2. Развитие творческих способностей диагностируется через анализ поведения ребенка на занятиях, при подготовке к олимпиаде, соревнованиям, конкурсам и участии в них.
3. Владение ребенком теоретическим материалом оценивается во время защиты своего проекта, а также при проведении теоретического опроса обучающегося.
Реализации воспитательных задач, обозначенных в образовательной программе, способствует пропаганда достижений творческого объединения «Первый шаг в робототехнику»
при участии его обучающихся в муниципальных, республиканских, всероссийских, международных мероприятиях и конкурсах, фестивалях, олимпиадах, соревнованиях: «Компьютерная грамотность», «Всероссийский инженерный фестиваль»
«Мир сегодня завтра», «Кулибины 21 века» и т.д. Реализация программы направлена также и на профориентацию талантливой молодежи на инженерно-конструкторские специальности.
Учебный план 1 год обучения
№ раздела
|
Тема занятий
|
Всего
|
Количество часов
|
теория
|
практика
|
Формы аттестации/ контроля
|
1
|
Вводное занятие. Техника безопасности в компьютерном классе. Материалы и инструменты. Инструктаж по ТБ.
|
1
|
1
|
|
опрос
|
2
|
Робототехника. Правила работы с наборами конструктора Лего.
|
7
|
2
|
5
|
зачет
|
3
|
Искусственный интеллект. Интеллектуальные роботы. Справочные системы.
|
12
|
4
|
8
|
зачет
|
4
|
Имитация. Роботы – симуляторы. Алгоритм. Свойства алгоритма. Система команд исполнителя.
|
10
|
4
|
6
|
зачет
|
5
|
Итоговое занятие. Подведение итогов работы детского объединения за учебный год. Выставка работ воспитанников. Экскурсии.
|
2
|
|
2
|
проект
|
|
Всего:
|
32
|
11
|
21
|
|
|
