Рабочая программа дополнительного образования по робототехнике Юный конструктор, 1-4 класс
Программа составлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», Приказом Министерства образования и науки РФ от 31 декабря 2015 года № 1576 «О внесении изменений в федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 6 октября 2009 г. № 373».
Программа «Юный конструктор» разработана с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования и планируемых результатов начального общего образования.
Курс рассчитан на 1 год занятий, объем занятий – 34 ч. Программа предполагает как проведение регулярных еженедельных занятий со школьниками (в расчете 1ч. в неделю), так и возможность организовывать занятия крупными блоками.
Предусмотренные программой занятия могут проводиться как на базе одного отдельно взятого класса, так и в смешанных группах, состоящих из учащихся нескольких классов.
Актуальность программы:
- необходимость вести пропедевтическую работу в младшей школе в естественнонаучном направлении для создания базы, позволяющей совершить плавный переход к дисциплинам среднего звена (физике, биологии, технологии, информатике, геометрии);
- востребованность развития широкого кругозора младшего школьника и формирования основ инженерного мышления;
- отсутствие предмета в школьных программах начального образования, обеспечивающего формирование у обучающихся конструкторских навыков и опыта программирования.
Программа отвечает требованиям направления региональной политики в сфере образования - развитие научно-технического творчества детей младшего школьного возраста.
Робототехника - это прикладная наука, занимающаяся разработкой и эксплуатацией интеллектуальных автоматизированных технических систем для реализации их в различных сферах человеческой деятельности. Современные робототехнические системы включают в себя микропроцессорные системы управления, системы движения, оснащены развитым сенсорным обеспечением и средствами адаптации к изменяющимся условиям внешней среды. При изучении таких систем широко используется комплект КЛИК— конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота.
Программа предусматривает использование базовых датчиков и двигателей комплекта КЛИК, а также изучение основ автономного программирования и программирования в графической среде Arduino Uno.
Цель программы: формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами робототехники.
Задачи программы
Обучающие:
- ознакомление с комплектом КЛИК;
- ознакомление с основами автономного программирования;
- ознакомление со средой программирования КЛИК;
- получение навыков работы с датчиками и двигателями комплекта;
- получение навыков программирования;
- развитие навыков решения базовых задач робототехники.
Развивающие:
- развитие конструкторских навыков;
- развитие логического мышления;
- развитие пространственного воображения.
Воспитательные:
- воспитание у детей интереса к техническим видам творчества;
- развитие коммуникативной компетенции: навыков сотрудничества в коллективе, малой группе (в паре), участия в беседе, обсуждении;
- развитие социально-трудовой компетенции: воспитание трудолюбия, самостоятельности, умения доводить начатое дело до конца;
- формирование и развитие информационной компетенции: навыков работы с различными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию.
В процессе обучения используются разнообразные методы обучения. Традиционные:
- объяснительно-иллюстративный метод (лекция, рассказ, работа с литературой и т.п.);
- репродуктивный метод;
- метод проблемного изложения;
- частично-поисковый (или эвристический) метод;
- исследовательский метод. Современные:
- метод проектов:
- метод обучения в сотрудничестве;
- метод портфолио;
- метод взаимообучения.
Курс робототехники преследует цель ознакомления и развития у обучающихся навыков работы с компьютером и робототехническими системами, овладение навыками начального технического конструирования. Для достижения поставленной на цели на первой ступени обучения робототехники необходимо решить следующие задачи:
- развивать образное, техническое мышление;
- развивать мелкую моторику;
- развивать творческие способности и логические мышление детей.
2. Планируемые личностные и метапредметные результаты освоения обучающимися программы курса
- Коммуникативные универсальные учебные действия: формировать умение слушать и понимать других; формировать и отрабатывать умение согласованно работать в группах и коллективе; формировать умение строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами.
- Познавательные универсальные учебные действия: формировать умение извлекать информацию из текста и иллюстрации; формировать умения на основе анализа рисунка- схемы делать выводы.
- Регулятивные универсальные учебные действия: формировать умение оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей; формировать умение составлять план действия на уроке с помощью учителя; формировать умение мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными.
- Личностные универсальные учебные действия: формировать учебную мотивацию, осознанность учения и личной ответственности, формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения.
3. Ожидаемые предметные результаты реализации программы
Первый уровень
у обучающихся будут сформированы:
- основные понятия робототехники;
- основы алгоритмизации;
- умения автономного программирования;
- умения подключать и задействовать датчики и двигатели;
- навыки работы со схемами.
Второй уровень
обучающиеся получат возможность научиться:
- классифицировать роботов;
- составлять алгоритмические блок-схемы для решения задач;
- использовать датчики и двигатели в классических задачах.
Третий уровень
обучающиеся получат возможность научиться:
- программировать в графической среде Arduino Uno;
- использовать датчики и двигатели в широком круге задач;
- проходить все этапы проектной деятельности, создавать творческие работы.
4. Содержание учебного предмета
Раздел «Вводное занятие, знакомство с конструктором».
Тема 1. Вводное занятие: Материалы и инструменты, используемые для работы.
Теория: Принципы и варианты построения роботов. Рассматриваются разновидности существующих робототехнических конструкторов. Рассматриваются инструменты для работы, правила и способы соединения.
Формы занятий: лекция, беседа.
Тема 2. Физические принципы построения роботов.
Теория: Основные элементы конструктора, способы соединения.
Практика: сборка базовых элементов.
Формы занятий: беседа, практическое занятие.
Тема 3. Конструкции и разновидности роботов. Теория: Разновидности подвижных роботов.
Формы занятий: лекция, беседа
Раздел «Среды программирования: mBlock, ArduinoIDE».
Тема 1. Первая программа. Знакомство со средой программирования mBlock
Теория: Запуск первых программ.
Практика: установка и настройка ПО, загрузка и установка драйверов, библиотек.
Формы занятий: Лекция.
Тема 2. Знакомство со средой программирования ArduinoIDE
Теория: Запуск программы ArduinoIDE
Практика: установка и настройка ПО, загрузка и установка драйверов, библиотек.
Формы занятий: лекция.
Тема 3. Знакомство со средой программирования mBlock. Практическая часть.
Теория: Запуск программы.
Практика: установка и настройка ПО, загрузка и установка драйверов, библиотек.
Формы занятий: практическое занятие.
Тема 4. Знакомство со средой программирования ArduinoIDE
Теория: Запуск программы.
Практика: установка и настройка ПО, загрузка и установка драйверов, библиотек.
Формы занятий: практическое занятие.
Раздел «Универсальная платформа исследовательских задач»
Тема 1. Элементная база набора. Стандартная платформа.
Теория: Стандартная двухмоторная платформа
Практика: сборка классической двухмоторной платформы, проезд по линии и вдоль стены.
Формы занятий: практическое занятие.
Тема 2. Варианты построения манипулятора. Захват объекта.
Теория: Варианты манипуляционных роботов. Механизмы захвата.
Практика: сборка классической двухмоторной платформы с манипулятором. Пробное перемещение объектов.
Формы занятий: практическое занятие.
Тема 3. Модуль технического зрения.
Теория: Модуль технического зрения TrackingCam. ПО и библиотеки. Интеграция с классическими сборками роботов.
Практика: сборка классической двухмоторной платформы с манипулятором и модулем
технического зрение. Обнаружение объектов.
Формы занятий: практическое занятие.
Тема 4. Перемещение робота в пространстве
Практика: сборка выбранной модели по инструкции, программирование робота, перемещение объекта в пространстве.
Формы занятия: практическое занятие.
Раздел «Проект»
Тема 1. Тематика проекта. Соревновательный робот. Проектная робототехника. Различие роботов.
Формы занятия: практическое занятие, проектная деятельность.
Тема 2. Построение 3d-модели. Конструирование модели.
Формы занятия: практическое занятие, проектная деятельность.
Тема 3. Программирование.
Формы занятия: практическое занятие, проектная деятельность.
Тема 4. Подготовка и защита проекта.
Практика: Защита проектов.
Формы занятий: проектная деятельность, зачет.
5. Тематическое планирование с определением
Содержание курса
Раздел 1 Первые шаги в робототехнике
1.1 Основные понятия. История развития робототехники.
Раздел 2 Знакомство с набором КЛИК
2.1 Изучение основных деталей конструкции роботов.
2.2 Изучение электрических компонентов набора Lego.
2.3 Управление моторами с помощью контроллера, без подключения компьютера.
Раздел 3 Сборка простых моделей роботов
3.1 Сборка основной модели робота набора КЛИК ПР: сборка робота по схеме-инструкции
3.2 Программирование робота через контроллер без подключения к компьютеру.
Раздел 4 Программирование простых роботов
4.1 Изучение среды программирования КЛИК.
Раздел 5 Сенсоры простых роботов
5.1 Сенсор «Звук». Принципы работы, применение и возможности сенсора. Примеры роботов.
5.2 Установка сенсора «Звук» на модель робота. ПР: Сборка робота по схеме.
5.3 «Ультразвуковой» сенсор. Настройка параметров.
Разбор программы: движение вперед, пока нет препятствия.
5.4 Сенсор «Цвет». Настройка параметров. Разбор программы «Красный цвет».
5.5 Сенсор «Касание». Настройка параметров. Разбор программы «Реакция на касание»
Раздел 6 Основная модель робота КЛИК
6.1 Сборка основной модели робота. Устройство и возможности робота.
6.2 Построение основной модели робота по схеме
6.3 Изучение принципов программирования робота
6.4 Подключение робота к компьютеру. Программирование робота по готовой инструкции
Характеристика деятельности учащихся
Коммуникативные: умение слушать и понимать других; умение строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами.
Познавательные: умение извлекать информацию из текста и иллюстрации: умение на основе анализа рисунка- схемы делать выводы.
Регулятивные: умение мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными.
Личностные: эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения.
6. Материально-техническое обеспечение образовательного процесса
Технические средства обучения:
- наборы КЛИК;
- компьютеры с ОС Linux и графической средой Arduino Uno.
- мультимедиа – проектор;
- интерактивная доска;
- поля для соревнований.
Экранно-звуковые пособия:
- видеофильмы и презентации.
- электронный учебник
7. Календарно-тематическое планирование
8. Учебно-методическое обеспечение:
Дидактические материалы.
Методическая продукция:
Методические разработки, рекомендации, пособия, описания, инструкции, аннотации. Информационное обеспечение программы.
Интернет-ресурсы:
Учебные пособия и инструкции. https://fgoskomplekt.ru/catalog/robototekhnika_i_3d_printery/osnovnaya_shkola_nabory_robototekhniki_dlya_5_11_klassa/robototekhnicheskij-nabor-klik/
Список литературы:
Нормативные правовые акты
Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 № 273-ФЗ.
Указ Президента Российской Федерации «О мерах по реализации государственной политики в области образования и науки» от 07.05.2012 № 599.
Указ Президента Российской Федерации «О мероприятиях по реализации государственной социальной политики» от 07.05.2012 № 597. Распоряжение Правительства РФ от 30 декабря 2012 г. №2620-р. Проект межведомственной программы развития дополнительного образования детей в Российской Федерации до 2020 года.
Приказ Министерства просвещения РФ от 09.11.2018 г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным
общеобразовательнымпрограммам».
Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 04.07.2014 N 41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарноэпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного
образования детей». 2017.
Для педагога дополнительного образования:
Саймон Монк. Программируем Arduino. Питер, 2017 Мобильные роботы на базе Arduino. Момот М.В. БХВ-Петербург,
Для обучающихся и родителей:
Джереми Блум. Изучаем Arduino- инструменты и методы технического волшебства. М., 20
