Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы программирования»

КОМИТЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ АДМИНИСТРАЦИИ МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОД ЕФРЕМОВ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДВОРЕЦ ДЕТСКОГО (ЮНОШЕСКОГО) ТВОРЧЕСТВА»

Дополнительная общеобразовательная

общеразвивающая программа

«Основы программирования»

НАПРАВЛЕННОСТЬ: ТЕХНИЧЕСКАЯ

СРОК РЕАЛИЗАЦИИ: 1 ГОД

УРОВЕНЬ: БАЗОВЫЙ

ВОЗРАСТ ОБУЧАЮЩИХСЯ: 10-14 ЛЕТ

АВТОР:

ПАНКРАТОВ

ВАЛЕРИЙ АНДРЕЕВИЧ,

педагог

дополнительного образования

г. Ефремов, 2024

Внутренняя экспертиза дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Мой друг - робот» проведена «30» августа 2024 года.

Ответственный:______________ Панина С.В., методист муниципального бюджетного учреждения дополнительного образования «Дворец детского (юношеского) творчества».

СОДЕРЖАНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩЕЙ

ПРОГРАММЫ

«ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММЫ»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дополнительнаяобщеобразовательная общеразвивающая программа «Основы программирования» (Далее - Программа) реализуется в соответствии с технической направленностью.

Программапредусматриваетформированиеначальныхзнаний в области программирования роботизированных устройств на платформе ARDUINO и роботов на платформе LEGOWEDO 2

УРОВЕНЬ ПРОГРАММЫ – стартовый.

Нормативная база

•Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»;

•Указ Президента Российской Федерации от 19.12.2012 №1666 «О Стратегии государственной национальной политики Российской Федерации на период до 2025 года»;

•Указ Президента Российской Федерации от 21.07.2020 № 474 «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года»;

•Распоряжение Правительства Российской Федерации от 31.03.2022 года №678-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей»;

• Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29.05.2015 №996-р «Об утверждении Стратегии развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года»;

• Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 №196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;

• Письмо Министерства образования науки России от 18.11.2015 №09-3242 «О направлении информации» (вместе с «Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разно уровневые программы)»);

• Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 30.09.2020 №533 «О внесении изменений в Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам, утвержденный приказом Министерства просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 №196;

• Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.01.2021 № 2 «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»;

• Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.09.2020 г. № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»;

• Лицензия на осуществление образовательной деятельности 0133/02368 от 02.04.2015 г.;

• Устав МБУДО «ДДЮТ» (постановление администрации МО город Ефремов №1334 от 19.08.2022 г.);

• Локальные акты МБУДО «ДДЮТ».

Актуальность данной программы обусловлена стремительным развитием информационных технологий, при существующей большой задержке их освоения в образовательных учреждениях. Так же есть большая потребность научных и производственных организаций в специалистах в данной сфере. Образовательный процесс у обучающихся способствует развитию элементов технологической культуры, как важных составляющих культуры современного человека. У детей формируются знания об основных принципах программирования микроконтроллеров и создания на их основе робототехнических систем. Программы LEGO WeDo и mBlok объединят в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию. Важно отметить, что ноутбук используется как средство управления собранной моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для моделей. Обучающиеся получают представление об особенностях составления программ управления. В процессе систематического обучения конструированию у детей интенсивно развиваются сенсорные и умственные способности. Наряду с конструктивно-техническими умениями формируется умение целенаправленно рассматривать и анализировать предметы, сравнивать их между собой, выделять в них общее и различное, делать умозаключения и обобщения, творчески мыслить.

Отличительные особенности программы. В отличие от уже существующих ДООП этого направления, обучающиеся по данной программе смогут освоить принципы самостоятельного создания собственных робототехнических проектов на базе микроконтроллеров LegoWeDo и ArduinoUno. После каждой новой темы о возможностях микроконтроллера и его модулей, дается творческое задание для закрепления полученных знаний и их самостоятельного применения в собственных проектах. Данные навыки помогут дальнейшему самостоятельному самосовершенствованию личности и разовьют инженерные способности для будущей профессиональной деятельности.

Новизна программы заключается в построении индивидуальной образовательной траектории обучающегося, в приобретении им знаний, востребованных на рынке труда, в повышении самооценки и осознании перспектив будущей жизни, дальнейшей социализации. Применение роботов в современном мире облегчает труд человека и расширяет горизонты их дальнейшего использования. Робототехника – это, несомненно, наше будущее, ставшее уже настоящим. Работа с LEGO WeDo 2.0 и mBlokArduino позволяет учащимся в форме игры исследовать основы механики, физики и программирования. Разработка, сборка и построение алгоритма поведения модели позволяет обучающимся самостоятельно освоить целый набор знаний из разных областей, в том числе робототехники, электроники, механики, программирования, что способствует повышению интереса к быстроразвивающейся науке робототехнике. Такая деятельность позволяет не только формировать навыки конструирования и программирования, но и создаёт условия для активного взаимодействия детей, для формирования новых знаний о предмете изучения.

Педагогическая целесообразность программы заключается в формировании у обучающихся чувства ответственности в исполнении своей индивидуальной функции в коллективном процессе изготовления моделей технического творчества, с одной стороны, и формировании самодостаточного проявления своих творческих способностей в работе с использованием всех изученных техник технического творчества, при выполнении индивидуальных заданий. В процессе освоения программы происходит развитие у обучающихся навыков технологической культуры, творческих способностей, получение навыков самообразования и самореализации, формирование адаптации личности к социальной среде. Все используемые педагогом формы работы с обучающимися, методы, средства и приемы способствуют адаптации ребенка в социуме и успешному психофизиологическому развитию. В процессе освоения программы у детей формируются и развиваются навыки решения проблемных задач, совершенствуется умение самостоятельного поиска знаний, приобретается опыт использования полученных знаний в повседневной жизни. Комплекс заданий позволяет детям в форме познавательной игры развить необходимые в дальнейшей жизни навыки, формирует специальные технические умения, развивает аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат. Программа позволяет обучающимся почувствовать себя исследователями, конструкторами и изобретателями технических устройств, тем самым окажет существенное влияние на подготовку будущих специалистов для высокотехнологичных отраслей.

ВОЗРАСТ УЧАЩИХСЯ (адресат программы): 10-14 ЛЕТ

ОБЪЕМ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ: 72 часов

СРОК ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ: 1 год

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ: очная

МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ: словесный,наглядный, практический, проектно-конструкторский.

ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА, ТИП ЗАНЯТИЙ: беседа,техническое задание;защитапроектов; лабораторно–практическаяработа.

ФОРМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ: аудиторная, групповая, подгрупповая.

РЕЖИМ ЗАНЯТИЙ:1развнеделюпо 2 часа (1 занятие по 45 минут)

МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕИЕ: Ноутбуки, программное обеспечение WeDo 2.0. mBlock,Arduino.

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ – обучение программированию робототехники через создание творческих проектов, развитие личности ребенка, способного к творческому самовыражению, обладающего технической культурой, аналитическим мышлением, навыками и умениями робототехники и программирования.

Воспитательный потенциал программы (План воспитательной работы. Приложение 3).

Цель воспитательной работы: создание условий для формирования социально-активной, творческой, интеллектуально - развитой личности.

Задачи воспитательной работы:

-воспитание интереса к техническим видам творчества;

-развитие навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении проектов;

-воспитание трудолюбия, самостоятельности, ответственности.

Ожидаемые результаты воспитательной работы: в процессе воспитания происходит изменения в личностном развитии обучающихся, у ребят формируются такие качества как трудолюбие, самостоятельность, ответственность, формируется интерес к техническим видам творчества.

Формы проведения воспитательных мероприятий: тематические беседы; участие в конкурсах технического творчества, посещение музеев, выставок технического творчества, онлайн-экскурсии и д р.

Методы воспитательного воздействия: познавательная игра, эмоциональное воздействие, поощрение, командная работа, коллективное дело, проектная деятельность.

ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ

Обучающие:

• создать оптимальное мотивационное пространство для технического творчества;

• обучить первоначальным знаниям о программировании робототехнических устройств;

• стимулироватьпознавательнуюактивность.

Развивающие:

• развивать логическое мышление, познавательные процессы;

• формировать начальные навыки в программировании роботов.

Воспитательные:

• формировать коммуникативные навыки;

• формировать навыки индивидуальной и коллективной работы;

• воспитыватьчувствопатриотизма,гражданственности,гордостизадостиженияотечественнойнаукиитехники.

ПЛАНИРУЕМЫЕРЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГРАММЫ

Личностные:

•создано оптимальное мотивационное пространство для детского творчества;

• получены знания о программировании робототехнических устройств;

•обучающиеся проявляют познавательную активность;

• сформированы коммуникативные навыки.

Метапредметные:

•развить интерес к научно-техническому, инженерно-конструкторскому творчеству;

•сформированы навыки индивидуальной и коллективной работы.

Предметные:

• развито логическое мышление, познавательные процессы;

• сформированы начальные навыки программирования роботов

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО ПЛАНА

Введение в программу (2ч.)

Теория (2ч.) Назначение роботов: от игровых до промышленных. Установки на выполнение задач.

Форма контроля: беседа, демонстрационные видеоролики

Раздел 1. «Электроника – это просто» (8ч.)

1. Электрический ток. Источники электрического тока. Потребители. (2ч)

Теория (2ч.) Познакомить с теоретическими основами элементарной электротехники постоянный и переменный ток. Потребители тока. Правила электробезопасности.

Форма контроля: Беседа.

1. Электрическая цепь. (2ч.)

Теория (1ч.) Назначение электрических цепей, порядок построения. Условные обозначения элементов схем. Чтение схем.

Практика (1ч.). Построение простейших электрических цепей на базе конструктора «Знаток» по прилагаемым схемам.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Полупроводники: резистор, диод и светодиод, транзистор, микросхема, конденсатор.(2ч.)

Теория (1ч.) Назначение резистора, диода и светодиода, транзистора, микросхемы, конденсатора.

Практика (1ч.). Определение по внешнему виду на базе конструктора «Знаток», измерение параметров полупроводников.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Электрические машины: двигатели, генераторы. Измерительные приборы.(2ч.)

Теория (1ч.) Назначение электродвигателей. Виды электродвигателей. Назначение приборов, виды.

Практика (1ч.). Способы подключения электродвигателей. Методика работы с измерительными приборами.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

Раздел 2. Программирование в среде WeDo 2.0 (28ч.)

1. Среда програмирования Weo 2.0 (2ч.)

Теория (2ч.) Знакомство с программой. Порядок установки на ПК. Электронные компоненты набора WeDo 2.0. Смартхаб (SmartHub). Подключение Смартхаба. Двигатель. Датчик движения (расстояния). Датчик наклона. Цвета основных программных блоков.

Форма контроля: Беседа. Видео.

1. Зеленая палитра (2ч.)

Теория (1ч.) Назначение блоков управления мотором и индикатором смартхаба

Практика (1ч.). Создание программ управления.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Желтая палитра (2ч.)

Теория (1ч.) Назначение блоков управления программой (запуск, ожидание, цикл)

Практика (1ч.). Создание алгоритмов.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Красная палитра (2ч.)

Теория (1ч.) Назначение блоков работы с экраном, звуками и математикой.

Практика (1ч.). Создание алгоритмов.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Оранжевая палитра (2ч.)

Теория (1ч.) Назначение блоков работы с датчиками.

Практика (1ч.). Создание алгоритмов.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Синяя палитра (2ч.)

Теория (1ч.) Назначение блоков расширения

Практика (1ч.). Создание алгоритмов.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Составление программ для моделей роботов конструктора LegoWeDo 2.0 (16ч)

Практика (16ч.). Создание индивидуальных программ для моделей роботов, собранных из конструктора Lego.

Форма контроля: практическая работа.

Раздел 3. Программирование в программе mBlok, контроллер Arduino.

1. Аппаратная платформа “Arduino”( 2ч.),

Теория (2ч.) История создания. Технические характеристики, назначение выводов. Макетная плата. Программа mBlok порядок установки и основные разделы. Понятие ШИМ

Форма контроля: Беседа, просмотр видеороликов.

1. Программы управления светом. (2ч.)

Теория (1ч.) Команды для построения программы.

Практика(1ч.) Скетчи для светодиодов «Маячок», «Светофор», «Бегущие огни».

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

3. Программа управления электроприводами (2ч.)

Теория (1ч.) Команды для построения программы.

Практика(1ч.) Скетч “Управление потенциометром углом поворота сервопривода.”

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Программа управления двигателями (2ч.)

Теория (1ч.) Команды для построения программы.

Практика(1ч.) Скетч “Управление пуском и остановкой двигателей.”

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Программа управления скоростью и направлением вращения двигателей (2ч.)

Теория (1ч.) Команды для построения программы.

Практика(1ч.) Скетч «Управление скоростью и направлением вращения двигателя».

1. Программа настройки датчика линии (2ч.)

Теория (1ч.) Команды для построения программы.

Практика(1ч.) Скетч «Датчик линии».

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Программа настройки датчика дальномер (2ч.)

Теория (1ч.) Команды для построения программы.

Практика(1ч.) Скетч «Датчик дальномер»

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

1. Создание индивидуальных проектов в среде mBlok для моделей роботов (18ч.)

Практика(18ч.) Скетчи для роботов, индивидуальные проекты.

Форма контроля: Беседа, практическая работа.

Итоговое занятие (2ч.)

Теория (2ч.) Подведение итогов обучения.

Форма контроля: просмотр видеороликов с результатами сборки моделей.

«Комплекс организационно-педагогических условий»

1. Кадровое обеспечение: образовательный процесс ведёт педагог дополнительного образования, имеющий высшее образование или среднее профессиональное образование в рамках укрупненных групп специальностей и направлений подготовки высшего образования и специальностей среднего профессионального образования «Образование и педагогические науки», прошедший курсы переподготовки по должности «Педагог дополнительного образования».

2. Календарный учебный график (Приложение 1).

3. Материально - техническое обеспечение.

Программы для создания скетчей для «Lego Ecudation», «Keyestudio 4WD BT Robot Car V2.0 Комплект для Arduino», Keyestudio 4DOF Robot Mechanical Arm Kit, «Spider Robot (Arduino)». Пальчиковые батарейки.

ФОРМЫ АТТЕСТАЦИИ (КОНТРОЛЯ)

Оценка качества освоения программы включает формы аттестации: входной контроль, текущий контроль, промежуточную аттестацию и итоговую оценку качества освоения программы.

Входной контроль проводится в периодсо 2 по 15 сентября.

Текущий контроль проходит в течение учебного года. Используются разнообразные формы контроля.

Промежуточная аттестация проводится в периодс 15 по 29 декабря.

Итоговая оценка качества освоения программыпроводится в периодс 15 по 28 мая.

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

Список литературы для педагога:

1. Вильяме Д. Программируемый робот, управляемый с КПК. [Текст]: учебное пособие /Д. Вильяме; пер. с англ. А. Ю. Карцева. — М.: НТ Пресс, 2021. — 224 с;

2. Карпов В.Э. «Мобильные мини роботы» Часть I Знакомство с автоматикой и электроникой. [Текст]: учебное пособие / В.Э. Карпов. – М: 2019. – 154 с.

3. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику. [Текст]: учебное пособие / Д.Г. Копосов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2021. – 89 с.

4. Юревич Ю.Е. Основы робототехники. [Текст]: учебное пособие / Ю.Е. Юревич. – СПб.: БВХ Петербург, 2021. – 213 с.

Список литературы для родителей.

1. Крейг Джон. Введение в робототехнику. Механика и управление. [Текст]: монограмма / Джон Крейг. - М.: Институт компьютерных исследований, 2019 - 64c.

2. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. [Текст]: учебное пособие / С.А.Филиппов. – СПб.: Наука, 2020. – 213 с.

3. Предко М. 123 Эксперимента по робототехнике. - НТ Пресс, 2020. – 134с.

Список литературы для обучающихся:

1. Корягин А. В. Образовательная робототехника Lego WeDo. [Текст]: сборник методических рекомендаций и практикумов / А.В. Корягин. - М.: ДМК Пресс, 2020. - 254 c.

2. Крейг Джон Введение в робототехнику. Механика и управление. [Текст]: Монограмма / Джон Крейг. - М.: Институт компьютерных исследований, 2019. - 564 c.

3. Тывес Л. И. Механизмы робототехники. Концепция развязок в кинематике, динамике и планировании движений. [Текст]: учебное пособие / Л.И. Тывес. - М.: Ленанд, 2019. - 208 c.

Интернет-ресурсы:

http://www.robosport.ru/ - сайт «Робототехника».

http://www.wroboto.org/ - Международные состязания роботов.

http://nnxt.blogspot.com/ - робототехника для школ Нижнего Новгорода.

http://www.rostovrobot.ru/ - секция «Робототехника».

Приложение 1

Календарный учебный график

объединения «Основы программирования»

Начало работы объединения со 04.09.2024г.,

окончание учебного года 28.05.2025г. (9 месяцев, 36 учебных недель).

Приложение 2.

ОЦЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ПРОГРАММЕ

Материалы входного контроля - беседа и демонстрационные видеоролики.

Тест - беседа

Для движения робота используется:

1. Электрический двигатель

2. Ручная сила;

3. Двигатель внутреннего сгорания

Энергия от двигателя передается:

1. Через шестерни

2. Напрямую на конечности робота

3. Через червячную передачу

Двигатель работает от:

1. Солнечной батареи

2. От пружинного механизма

3. От батареек

Назначение датчиков робота

1. Определение дальности до объекта

2. Определение скорости

3. Определение температуры

4. Определение линии

Arduino – это:

1. Название робота

2. Обозначение датчика

3. Упрощённый язык программирования

Sketch – это:

1. Название элемента

2. Программа для выполнения определенных действий роботом

3. Обозначение платы

Обозначение на схеме лампочки:

1. Круг разделен на 4 части

2. Квадрат разделен на 4 части

3. Прямоугольник разделен на 4 части

Свойства светодиода:

1. При прохождении тока вызывается свечение

2. Пропускает ток в оба направления

3. Вообще не пропускает ток

Как протекает ток в цепи?

1. От – к +

2. От + к –

Как правильно выполнить действия?

1. Собрать схему, проверить, подключить питание

2. Собрать схему, подключить питание, а потом проверять

3. Подключить питание, собрать схему, проверить.

Материалы промежуточной аттестации - тестирование, практическая работа.

Тест

Назначение солнечной батареи:

1. преобразование света в тепло

2. для обогрева помещения

3. преобразование солнечной энергии в электрическую.

Для чего используют роботов?

1. для совершенствования производства

2. для устранения ручного труда

3. для развлечений

Что такое arduino?

1. Название робота

2. Обозначение датчика

3. Упрощённый язык программирования

Что такое сервопривод?

1. Вид электродвигателя

2. Элемент электронной платы

3. Датчик скорости

Принцип работы фото резистора?

1. изменяет электрическое сопротивление в зависимости от освещения

2. изменяет электрическое сопротивление в зависимости от температуры

3. изменяет электрическое сопротивление в зависимости от звука

Что такое гальванометр?

1. прибор для измерения температуры

2. прибор для измерения малых величин тока

3. прибор для измерения скорости

Как на схеме изображается катушка индуктивности?

1. последовательные 3 квадрата

2. последовательные 3 круга

3. последовательные 3 полуокружности

Практическая работа - на произвольной схеме показать и рассказать об использованных в схеме элементах.

Итоговая оценка качества освоения программы - просмотр видеороликов с результатами сборки моделей. Учитывая, что на первоначальном этапе знания в области робототехники весьма обширные и новы для учащихся данной возрастной группы, оценивание их знаний и навыков не выставляется индивидуально.

Приложение 3

План воспитательной работы