Дополнительная общеразвивающая программа «Мобильная робототехника: программирование и конструирование»
рабочая программа

Департамент образования Администрации мо г. Салехард

Муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение

 «Средняя общеобразовательная школа №3»

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

«Мобильная робототехника: программирование и конструирование»

Возраст обучающихся: 7-18 лет

Срок реализации: 1 год

Направленность: научно – техническая.

Автор программы:

Угинов Олег Михайлович

учитель физики МБОУ «СОШ №3»

г. Салехард 2018 год

 Пояснительная записка 

1. 1.1.Направленность образовательной программы

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

2. 1.2. Новизна, актуальность и педагогическая целесообразность

Введение дополнительной образовательной программы «Робототехника» в школе неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных. Применение детьми на практике теоретических знаний, полученных на математике или физике, ведет к более глубокому пониманию основ, закрепляет полученные навыки, формируя образование в его наилучшем смысле. И с другой стороны, игры в роботы, в которых заблаговременно узнаются основные принципы расчетов простейших механических систем и алгоритмы их автоматического функционирования под управлением программируемых контроллеров, послужат хорошей почвой для последующего освоения сложного теоретического материала на уроках. Программирование на компьютере (например, виртуальных исполнителей) при всей его полезности для развития умственных способностей во многом уступает программированию автономного устройства, действующего в реальной окружающей среде. Подобно тому, как компьютерные игры уступают в полезности играм настоящим.

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. Занимаясь с детьми на кружках робототехники, мы подготовим специалистов нового склада, способных к совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.

3. 1.3. Отличительные особенности

• Существующие аналоги предполагают поверхностное освоение элементов робототехники с преимущественно демонстрационным подходом к интеграции с другими предметами. Особенностью данной программы является нацеленность на конечный результат, т.е. ребенок создает не просто внешнюю модель робота, дорисовывая в своем воображении его возможности. Ребенок создает действующее устройство, которое решает поставленную задачу.
• Программа плотно связана с массовыми мероприятиями в научно-технической сфере для детей (турнирами, состязаниями, конференциями), что позволяет, не выходя за рамки учебного процесса, принимать активное участие в конкурсах различного уровня: от школьного до международного.

4. 1.4. Возраст детей, участвующих в реализации данной программы

• 10-13 лет – основная группа
• 14-17 лет – старшая группа

Программа может быть скорректирована в зависимости от возраста учащихся. Некоторые темы взаимосвязаны со школьным курсом и могут с одной стороны служить пропедевтикой, с другой стороны опираться на него. Например, передаточные отношения связаны с обыкновенными дробями, которые изучаются во второй половине 5 класса. Понятие скорости появляется на физике в 7 классе, но играет существенную роль в построении дифференциального регулятора.

Если кружок начинает функционирование в старшей группе, на многие темы потребуется гораздо меньше времени, но коснуться, так или иначе, нужно всего. Работая со старшеклассниками, проявившими интерес к робототехнике незадолго до окончания школы, приходится особенно бережно и тщательно относится к их времени: создавать индивидуальные планы и при необходимости сокращать трехгодичный курс до одного года.

5. 1.5. Цель образовательной программы

• Создание условий для мотивации, подготовки и профессиональной ориентации школьников для возможного продолжения учебы в ВУЗах и последующей работы на предприятиях по специальностям, связанным с робототехникой.

1. 1.6. Задачи образовательной программы

1. Образовательные

• Использование современных разработок по робототехнике в области образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности учащихся
• Ознакомление учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых при создании роботов
• Реализация межпредметных связей с физикой, информатикой и математикой
• Решение учащимися ряда кибернетических задач, результатом каждой из которых будет работающий механизм или робот с автономным управлением

1. Развивающие

• Развитие у школьников инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования кибернетических систем
• Развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности и изобретательности
• Развитие креативного мышления и пространственного воображения учащихся
• Организация и участие в играх, конкурсах и состязаниях роботов в качестве закрепления изучаемого материала и в целях мотивации обучения

1. Воспитательные

• Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию собственных роботизированных систем
• Формирование у учащихся стремления к получению качественного законченного результата
• Формирование навыков проектного мышления, работы в команде

1. 1.8. Сроки реализации программы

Программа рассчитана на один год обучения.

Учащиеся проходят курс конструирования, построения механизмов с электроприводом, а также знакомятся с основами программирования контроллеров базового набора.

1.9. Режим занятий

Занятия проводятся 2 раза в неделю по 2 учебных часа (140 часов).

1.10 Планируемые результаты

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса

Личностные результаты.

• формировать учебную мотивацию, осознанность учения и личной ответственности,
• формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения,
• умение работать самостоятельно и нести ответственность за собственные действия,
• умение работать в команде и находить оптимальные общие решения.

Межпредметные результаты.

• 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.
• формировать умение извлекать информацию из текста и иллюстрации;
• формировать умения на основе анализа рисунка-схемы делать выводы.
• 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.

Предметные результаты.

у обучающихся будут сформированы:

• основные понятия робототехники;
• основы алгоритмизации;
• умения автономного программирования;
• знания среды LEGO
• основы программирования
• умения подключать и задействовать датчики и двигатели;
• навыки работы со схемами.

2. 2. Учебно-тематический план дополнительной образовательной программы «Мобильная робототехника: программирование и конструирование».
3. 2.1. Задачи:

1. Образовательные

• Использование современных разработок по робототехнике в области образования, организация на их основе активной внеурочной деятельности учащихся
• Ознакомление учащихся с комплексом базовых технологий, применяемых при создании роботов
• Реализация межпредметных связей с математикой

1. Развивающие

• Развитие у школьников инженерного мышления, навыков конструирования, программирования и эффективного использования кибернетических систем
• Развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности и изобретательности
• Развитие креативного мышления, и пространственного воображения учащихся
• Организация и участие в играх, конкурсах и состязаниях роботов в качестве закрепления изучаемого материала и в целях мотивации обучения

1. Воспитательные

• Повышение мотивации учащихся к изобретательству и созданию собственных роботизированных систем
• Формирование у учащихся стремления к получению качественного законченного результата

Учебный план

Тематическое планирование

4. 3. Формы подведения итогов реализации программы

• В течение курса предполагаются регулярные зачеты, на которых решение поставленной заранее известной задачи принимается в свободной форме (не обязательно предложенной преподавателем). При этом тематические состязания роботов также являются методом проверки, и успешное участие в них освобождает от соответствующего зачета.
• По окончании курса учащиеся защищают творческий проект,  требующий проявить знания и навыки по ключевым темам.
• Для робототехников всех возрастов и уровней подготовки возможно участие в международных состязаниях роботов.
• Ведется организация собственных открытых состязаний роботов (например, командный футбол роботов и т.п.) с привлечением участников из других учебных заведений.

1. 5. Список литературы

1. Робототехника для детей и родителей. С.А.Филиппов. СПб: Наука, 2010.
2. Бачинин А., «Основы программирования микроконтроллеров»
   ООО «Амперка» М. 2013, 207 с
3. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.
4. http://www.legoeducation.info/nxt/resources/building-guides/
5. http://www.legoengineering.com/

1. КАЛЕНДАРНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН