Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности «Мой первый робот»

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ

МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СЛАВЯНСКИЙ РАЙОН

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЦЕНТР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ГОРОДА СЛАВЯНСКА-НА-КУБАНИ

МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СЛАВЯНСКИЙ РАЙОН

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

ТЕХНИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ

«Мой первый робот»

Уровень: базовый

Срок реализации программы: 1 год (108 часов)

Возрастная категория: 7-9 лет

Вид программы: модифицированная

Автор-составитель: Бойцова Лариса Юрьевна

педагог дополнительного образования

Славянск-на-Кубани, 2019

Содержание

Раздел 1.

комплекс основных характеристик образования:

объем, содержание, планируемые результаты

Представить современный мир без роботов уже невозможно, они прочно входят в нашу повседневную жизнь. За последние годы успехи в робототехнике и автоматизированных системах изменили личную и деловую сферы нашей жизни. Сегодня промышленные, обслуживающие и домашние роботы широко используются на благо человека: выполняют работы более дёшево, с большей точностью и надёжностью, чем люди, используются на вредных для здоровья и опасных для жизни производствах. Роботы широко используются в транспорте, в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом производстве промышленных товаров и товаров народного потребления. Интенсивная экспансия искусственных помощников в нашу повседневную жизнь требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами, что позволит быстро развивать новые, умные, безопасные автоматизированные и роботизированные системы.

Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Она опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование. Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

В российских образовательных программах робототехника приобретает все большее значение. Учащиеся российских школ вовлечены в проектирование и программирование робототехнических устройств, с применением конструкторов LEGO Education.

Образовательная робототехника – это инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с развитием инженерного творчества.

Внедрение технологий образовательной робототехники в учебный процесс способствует формированию личностных, регулятивных, коммуникативных и познавательных универсальных учебных действий, являющихся важной составляющей ФГОС.

Сегодня образовательная робототехника дает возможность на ранних шагах выявить технические наклонности учащихся и развивать их в этом направлении.  Одной из важных особенностей работы с образовательной робототехникой должно стать создание непрерывной системы - робототехника должна работать на развитие технического творчества, воспитание будущего инженера, начиная с детского сада и до момента получения профессии и даже выхода на производство.

Пояснительная записка

Программа создавалась на основе: пособия Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 3-4 классов. -М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 106 стр. пособия Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. – СПб.: Наука, 2013 – 319 с.

Программа составлена с учетом новых тенденций, как в основном образовании, так и в системе дополнительного образования, что способствует победам учащихся на соревнованиях и конкурсах разного уровня.

Направленность программы: техническая. Программа направлена на привлечение учащихся к современным технологиям конструирования, программирования и использования роботизированных устройств.

Важнейшие принципы построения программы:

– научность и доступность: использование на занятиях доступных для детей понятий и терминов, учет уровня подготовки, опора на имеющийся у учащихся опыт – от простого к сложному;

– системность, последовательность и доступность в освоении технических приемов: изучение нового материала опирается на ранее приобретенные знания;

– гуманистический характер отношений педагога и ребенка: ребенок рассматривается как активный субъект совместной с педагогом деятельности, основанной на реальном сотрудничестве, уважении личности и демократическом стиле взаимоотношений педагога с детьми;

– образовательный процесс строится, следуя природе развития личности ребенка, с учетом имеющегося потенциала на основе закономерностей внутреннего развития;

– разнообразие и приоритет практической деятельности;

– принцип модульного построения содержания программы;

– принцип индивидуального и дифференцированного подхода в обучении;

– принцип осмысленного подхода учащихся к творческой работе, ходу ее осуществления и конечному результату.

Новизна программы прослеживается в комплексе методов работы, обуславливающих результативность технического творчества обучающихся. В образовательном процессе в органическом единстве у учащихся развиваются элементы технологической и проектной культуры, как важные составляющие культуры современного человека. Во время занятий учащиеся получают знания, умения и навыки, которые в дальнейшем позволят им самим планировать и осуществлять трудовую деятельность.

Актуальностьпрограммы заключается в том, что в настоящий момент в России интенсивно развиваются информационные технологии, электроника, механика и робототехника. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.

Педагогическая целесообразность данной программы заключается в том, что она является целостной и непрерывной в течении всего процесса обучения, и позволяет школьнику шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и само реализоваться в современном мире. В процессе конструирования и программирования дети получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики. ИспользованиеLEGO-конструкторов во внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия ЛЕГО как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования

Адресат программы: программа рассчитана на учащихся 7-9 лет.

Уровень программы, объём и срок освоения программы. 

Уровень программы – базовый.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Мой первый робот» рассчитана на 1 год обучения (108 часов): это начальный этап, на уровне исполнительской, репродуктивной деятельности, предполагает знакомство с основами конструирования и программирования, с правилами безопасности при работе с конструктором и компьютером. Данный этап способствует развитию интереса к конструированию и техническому творчеству, что помогает дальнейшему самоопределению и ранней профориентации учащегося.

Форма обучения: очная, групповая. Группы детей набираются из разных школ. Формирование групп происходит соответственно возрасту и уровню подготовки учащихся.

Режим работы:

Программа рассчитана на 1 год обучения: 108 часов в год, 3 часа в неделю: 1 раз в неделю 2 часа (2 занятия по 40 минут) и 1 раз в неделю 1 час (40 минут).

Особенности организации образовательного процесса.

На занятиях учащимся демонстрируются небольшие видеоролики о реальных механизмах (их аналогом будет ЛЕГО-модель), с комментариями педагога по данной теме. На начальном этапе ребята учатся следовать схемам, на следующем - конструировать по фотографиям и рисункам, по памяти, после чего модель проходит испытание, дорабатывается, совершенствуется, программируется в среде LEGOWeDo.

После изучения простых механизмов учащимся предлагаются творческие задание. В процессе работы над заданием учащиеся обдумывают, что они должны сконструировать и каких результатов достичь. Учащиеся будут экспериментировать, разрабатывать модели с новыми возможностями, а также развивать свои идеи применительно к реальным машинам и механизмам.

Данная программа допускает творческий, импровизированный подход со стороны детей и педагога того, что касается возможной замены порядка раздела, введения дополнительного материала, методики проведения занятий. Руководствуясь данной программой, педагог имеет возможность увеличить или уменьшить объем и степень технической сложности материала в зависимости от состава группы и конкретных условий работы.

Данный курс предполагает использование на занятиях таких игровых методов как: соревнования, конкурсы, выставки, олимпиады. Эти игровые методы не только интересны ребятам, но и стимулируют их к дальнейшей работе и творческому саморазвитию.

Цели и задачи программы.

Цели программы:Создание условий для развития у детей интереса к техническому творчеству и обучение их конструированию через создание простейших моделей и управление готовыми моделями с помощью простейших компьютерных программ.

Задачи:

Образовательные:

1. Познакомить с историей развития робототехники.

2. Овладеть знаниями о простейших механизмах и применении их в повседневной жизни.

3. Приобрести навыки разработки и создания моделей, отвечающих определенным критериям.

4. Развить умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Метапредметные:

1. Развитие качеств, необходимых для продуктивной научно-технической деятельности, нацеленной на решение практических задач.

2. Формирование у учащихся навыков самостоятельного моделирования и конструирования, воспроизводящего и творческого воображения.

3. Формирование умений самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

Личностные:

1. Воспитывать любознательность, интерес к техническим устройствам.

2. Воспитывать готовность и способность обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию.

3. Воспитывать достаточный уровень коммуникативной культуры, желание и готовность сотрудничать в составе творческой группы, делиться результатами своей работы и работы участников.

Работа в объединении организуется и проводится в соответствии с нормативными документами:

1. Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. №273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (Далее – ФЗ № 273).

2. Концепция развития дополнительного образования детей, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 сентября 2014 г. № 1726-р (Далее – Концепция).

3. Приказ Министерства образования и науки РФ от 29 августа 2013 г. № 1008 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (Далее – Приказ № 1008);

4. Приказ Министерства образования и науки РФ от 9 января 2014 г. № 2 «Об утверждении порядка применения организациями, осуществляющими образовательную деятельность, электронного обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ» (Далее – Приказ № 2);

5. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 4 июля 2014 г. № 41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей».

6. Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ от 18.11.2015 г. Министерство образования и науки РФ.

7. Краевые методические рекомендации по разработке дополнительных общеобразовательных программ и программ электронного обучения от 15 июля 2015 г.

8 Краевые методические рекомендации по проектированию дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ Рыбалѐвой И.А., канд. пед. наук, доцент, зав. кафедрой дополнительного образования ГБОУ «Институт развития образования» Краснодарского края от 2016 г.

9. Устав муниципального автономного учреждения центра дополнительного образования города Славянска-на-Кубани муниципального образования Славянский район.

Учебный план

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Тема №1. Вводное занятие (3 часа)

Обсуждение плана работы. Режим работы, правила поведения. Инструктаж по технике безопасности. История конструктора ЛЕГО. Детали, названия, способы соединения.

Практическая работа: знакомство с конструктором и его возможностями. Свободное конструирование

Тема № 2. Простые конструкции и механизмы (15 часов) Понятия строительные конструкции, наклонная плоскость, жесткость, кулачок, рычаг, блок, полиспаст. Узлы, подвижные и неподвижные соединения. Понятие храповой механизм, зубчатая передача, ременная передача, червячная передача, кулачок. Основные виды движения, преобразование движения. Эксперимент со шкивами разных размеров, прямыми и перекрёстными ременными передачами

Практическая работа: сборка моделей: «Рычаг», Треугольник, Наклонная плоскость, «Качели», «Дрель», «Тележка», «Рычажные весы», «Катапульта», «Подъемный мост», «Большая рыбалка». Испытание моделей, внесение изменений в конструкцию, наблюдение, измерения, запись результатов.

Тема № 3. Модели животных (12 часов)

Знакомство с особенностями движения живых существ и возможностями передачи этих движений в модели. Использование датчика расстояния.

Практическая работа: сборка различных моделей животных «Лев», «Обезьянка-барабанщица», «Аллигатор», «Дракон», «Танцующие птицы», «Прыгающая лягушка». Программирование моделей, игра. Описание логической последовательности событий, создание постановки с главными героями и её оформление визуальными и звуковыми эффектами.

Тема № 4. Транспорт (15 часов) (3 часа – теор., 12 часов – практ.).

Знакомство с основными видами транспорта. Способы передвижения по разным поверхностям. Повторение основных механизмов, работающих в модели, зубчатые и ременные передачи. Использование зубчатой передачи для повышения скорости движения.

Практическая работа: Сборка моделей «Автомобиль», «Светофор», «Шлагбаум», «Вертолет», «Ракета», программирование, демонстрация, обсуждение. Соревнования.

Тема № 5. Строительная техника (12 часов)

Знакомство с основными видами строительной техники. Знакомство с различными способами захвата и транспортировки груза. Использование ранее изученных механизмов в конструкции моделей строительной техники.

Практическая работа: Сборка моделей «Рука манипулятор», «Кран», «Погрузчик», программирование, демонстрация, обсуждение.

Тема № 6. Военная техника (9 часов) (2 часа – теор., 7 часов – практ.).

Знакомство с основными видами военной техники. Способы передвижения по разным поверхностям. Способы передачи движения вылетающей детали.

Практическая работа: Сборка моделей военной техники, стреляющих моделей, программирование, демонстрация, соревнования, обсуждение.

Тема № 7. Шагающие модели (9 часов)

Знакомство с принципом преобразования вращательного движения в поступательное. Сборка моделей «Лягушка», «Лыжник», озвучивание моделей, создание программы «Путешествие».

Практическая работа: сборка моделей, программирование. Подготовка и проведение демонстрации модели.

Тема № 8. Измерения (9 часов)

Физические величины и их измерение. Понятия: передаточное отношение, точность измерения, калибровка (градуировка), шкала, масса, погрешность,

Практическая работа: сборка моделей «Измерительная тележка», «Почтовые весы», «Таймер». Испытание моделей, внесение изменений в конструкцию, наблюдение, измерения, запись результатов. Разработка и изготовление модели по замыслу детей.

Тема № 9. Энергия (9 часов)

Энергия в жизни человека. Виды энергии. (Солнца, ветра, воды, сжатого воздуха.) Значение электричества в жизни человека. Представление об электрическом токе, электрическая цепь. Исследование скорости и тяговой силы различных сочетаний зубчатых передач и колес. Исследование работы рычагов, сцеплений, кулачков и кривошипов при выполнении сложных синхронных и регулируемых движений.

Практическая работа: сборка моделей: «Ветряк», «Инерционная машина», «Гидротурбина», «Ветряная мельница» Творческое задание «Машина с резиномотором».

Тема № 10. Творческие проекты (9 часов)

Знакомство с понятием проект, проектирование, основными этапами создания проекта. Поиск информации в различных источниках.

Практическая работа: сборка моделей по замыслу детей. «Настольный зоопарк», «Парк аттракционов», «Умный дом», «Художник». Работа над проектом, сборка модели, представление, защита проекта.

Тема № 11. Итоговое занятие (3 часа)

Представление лучших творческих проектов. Подведение итогов работы объединения, результаты, достижения, награждение по итогам года. Перспектива деятельности группы на следующий учебный год.

Планируемые результаты

Программа предполагает, что учащийся будет знать:

- правила безопасной работы;

- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
основные приемы конструирования роботов;

- компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;

- порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств;

Программа предполагает, что учащийся будет уметь:

- владеть понятийным аппаратом научно-технической деятельности;

- проводить сборку робототехнических средств, с применением LEGO конструкторов;

- создавать программы для робототехнических средств.

- высказываться устно в виде сообщения или доклада.

- работать со специальной литературой, схемами и фотографиями;

- анализировать результаты, как своей деятельности, так и деятельности других учащихся;

- соблюдать правила техники безопасной работы с конструктором и компьютерной техникой, правила техники безопасной работы с моделью;

- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания на практике).

Личностные результаты

Программа предполагает воспитание у учащихся:

– достаточного уровня коммуникативной культуры;

– уважительного и доброжелательного отношения к работе своей и других учащихся;

– желание и готовность сотрудничать с коллегами в составе творческой группы, делиться результатами своей работы и работы участников исследований.

Мета предметные результаты:

Программа предполагает развитие у учащихся:

– интеллекта, проектного мышления,

– творческого мышления,

– самостоятельного мышления,

– прикладной стороны мышления,

– навыков самоконтроля,

– познавательного интереса к техническому творчеству и проектной деятельности.

РАЗДЕЛ 2. КОМПЛЕС СОЦИАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Календарный учебный график

к программе «Мой первый робот»

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/381530-dopolnitelnaja-obscheobrazovatelnaja-obschera