программа доп образования

ПРОГРАММА: «Программирования летательного аппарата на языке Python»

Пояснительная записка

Актуальность: в настоящее время процесс информатизации проявляется во всех сферах человеческой деятельности. Использование современных информационных технологий является необходимым условием успешного развития как отдельных отраслей, так и государства в целом. Создание, внедрение, эксплуатация, а также совершенствование информационных технологий немыслимо без участия квалифицированных и увлечённых специалистов, в связи с этим внедрение курса «Программирования летательного аппарата на языке Python» в учебный процесс актуально.

Программа учебного курса «Программирования летательного аппарата на языке Python» направлена на подготовку творческой, технически грамотной, гармонично развитой личности, обладающей логическим мышлением, способной анализировать и решать задачи в команде в области информационных и аэротехнологий, решать ситуационные кейсовые задания, основанные на групповых проектах, направлен на изучение основ программирования на языке Python и программирование автономных квадрокоптеров. В рамках курса обучающиеся смогут познакомиться с физическими, техническими и математическими понятиями. Приобретённые знания будут применимы в творческих проектах. Учебный курс представляет собой самостоятельный модуль и содержит необходимые темы из курса технологии, физики и информатики. Количество часов по учебному плану: всего 70 часов в год; в неделю 2 часа

Цель программы: освоение Hard- и Soft-компетенций обучающимися в области программирования и аэротехнологий через использование кейс-технологий.

Задачи:

Обучающие:

• изучить базовые понятия программирования и технологическую, конструкторскую документацию на беспилотные летательные аппараты.
• сформировать навыки выполнения технологической цепочки разработки программ средствами языка программирования Python;
• изучить основные конструкции языка программирования Python, позволяющие работать с простыми и составными типами данных (строками, списками, кортежами, словарями, множествами);
• научить применять навыки программирования на конкретной учебной ситуации (программирование беспилотных летательных аппаратов на учебную задачу);
• развить навык пилотирования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на практике;
• привить навыки проектной деятельности.

Развивающие:

• способствовать расширению словарного запаса;
• способствовать развитию памяти, внимания, технического мышления, изобретательности;
• способствовать развитию алгоритмического мышления;
• способствовать формированию интереса к техническим знаниям;
• способствовать формированию умения практического применения полученных знаний;
• сформировать умение формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;
• сформировать умение выступать публично с докладами, презентациями и т. п.

Воспитательные:

• воспитывать аккуратность и дисциплинированность при выполнении работы;
• способствовать формированию положительной мотивации к трудовой деятельности;
• способствовать формированию опыта совместного и индивидуального творчества при выполнении командных заданий;
• воспитывать трудолюбие, уважение к труду;
• формировать чувство коллективизма и взаимопомощи;
• воспитывать чувство патриотизма, гражданственности, гордости за достижения отечественной науки и техники.

Уровень освоения программы - базовый уровень, где предполагается использование и реализация таких форм организации материала, которые допускают освоение специализированных знаний. Гарантированно обеспечивают трансляцию общей и целостной картины в рамках содержательно-тематического направления программы.

Направленность (профиль) программы – дополнительная общеразвивающая программа «Программирования летательного аппарата на языке Python» имеет техническую направленность.

Содержание программы перекликается с другими образовательными областями, преемственность обеспечивается посредством учета содержания познавательно-исследовательской деятельности детей.

Новизна программы состоит:

- в научно - технической направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества.

- в создании специально организованной предметно-развивающей среды.

Инновационность программы определяется гибкостью по отношению к платформам реализуемых робототехнических устройств. Практически все программы дополнительного и профессионального образования ориентированы на одну платформу. Инновационность программы состоит в проектном подходе к обучению. Таким образом, не забывая традиционный подход к созданию беспилотных летательных аппаратов, и реализуется инновационная деятельность по их программированию.

Данная программа предназначена для детей возраста 15 лет.

Объём программы - программа рассчитана на 70 часов.

Формы обучения и виды занятий Занятия включают теоретическую и практическую часть. Важной составляющей каждого занятия является самостоятельная работа обучающихся над проектом (мини-проектом). Форма организации учебных занятий:

беседа;

практическая работа;

техническое соревнование;

игра-квест;

экскурсия;

индивидуальная и групповая защита проектов;

лабораторно-практическая работа.

Срок освоения программы – программа рассчитана на 1 год обучения. Режим занятий – занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 часа.

Планируемые результаты усвоения программы:

Личностные результаты:

• критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;
• осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;
• развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;
• развитие внимательности, настойчивости, целеустремлённости, умения преодолевать трудности;
• развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;
• освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной жизни в группах и сообществах;
• формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве с другими обучающимися.

Метапредметные результаты:

Регулятивные универсальные учебные действия:

• умение принимать и сохранять учебную задачу;
• умение планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;
• умение ставить цель (создание творческой работы), планировать достижение этой цели;
• умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;
• способность адекватно воспринимать оценку наставника и других обучающихся;
• умение различать способ и результат действия;
• умение вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе её оценки и учёта характера сделанных ошибок;
• умение в сотрудничестве ставить новые учебные задачи;
• способность проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;
• умение осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;
• умение оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Познавательные универсальные учебные действия:

• умение осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах обучающегося, информационной среде образовательного учреждения, федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;
• умение использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;
• умение ориентироваться в разнообразии способов решения задач;
• умение осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;
• умение проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;
• умение строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте;
• умение устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;
• умение моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая);
• умение синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельно достраивать с восполнением недостающих компонентов.

Коммуникативные универсальные учебные действия:

• умение аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов;
• умение выслушивать собеседника и вести диалог;
• способность признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою;
• умение планировать учебное сотрудничество с наставником и другими обучающимися: определять цели, функции участников, способы взаимодействия;
• умение осуществлять постановку вопросов: инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
• умение разрешать конфликты: выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;
• умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
• владение монологической и диалогической формами речи.

Предметные результаты

В результате освоения программы обучающиеся должны

знать:

• основные алгоритмические конструкции;
• принципы построения блок-схем;
• принципы структурного программирования на языке Python;
• что такое БПЛА и их предназначение.

уметь:

• составлять алгоритмы для решения прикладных задач;
• реализовывать алгоритмы на компьютере в виде программ, написанных на языке Python;
• применять библиотеку Tkinter;
• отлаживать и тестировать программы, написанные на языке Python;
• настраивать БПЛА;
• представлять свой проект.

владеть:

• основной терминологией в области алгоритмизации и программирования;
• основными навыками программирования на языке Python;
• знаниями по устройству и применению беспилотников.

Содержание программы

Кейс 1. «Угадай число»

При решении данного кейса обучающиеся осваивают основы программирования на языке Python посредством создания игры, в которой пользователь угадывает число, заданное компьютером.

Программа затрагивает много ключевых моментов программирования: конвертирование типов данных, запись и чтение файлов, использование алгоритма деления отрезка пополам, обработка полученных данных и представление их в виде графиков.

Кейс 2. «Спаси остров»

Кейс позволяет обучающимся поработать на языке Python со словарями и списками; изучить, как делать множественное присваивание, добавление элементов в список и их удаление, создать уникальный дизайн будущей игры.

Кейс 3. «Калькулятор»

При решении данного кейса обучащиеся создают первое простое приложение калькулятор: выполняют программную часть на языке программирования Python и создают интерфейс для пользователя при помощи библиотеки Tkinter.

Кейс 4. Программирование автономных квадрокоптеров

Роевое взаимодействие роботов является актуальной задачей в современной робототехнике. Квадрокоптеры можно считать летающей робототехникой. Шоу квадрокоптеров, выполнение задания боевыми беспилотными летательными аппаратами - такие задачи решаются с помощью применения алгоритмов роевого взаимодействия.

Данный кейс посвящен созданию шоу квадрокоптеров из 3х выполняющих полет в автономном режиме. Обучающиеся получат первые навыки программирования технической системы на языке Python. Познакомятся с алгоритмами позиционирования устройств на улице и в помещении, а также узнают о принципах работы оптического распознавания объектов.

Содержание учебно-тематического плана

Учебный план

Итоговая оценка развития личностных качеств воспитанника производится по трём уровням:

• «высокий»: положительные изменения личностного качества воспитанника в течение учебного года признаются как максимально возможные для него;
• «средний»: изменения произошли, но воспитанник потенциально был способен к большему;
• «низкий»: изменения не замечены.

Результатом усвоения обучающимися Программы по каждому уровню Программы являются: устойчивый интерес к занятиям робототехникой, результаты достижений в массовых мероприятиях различного уровня.

Формы подведения итогов реализации дополнительной программы

Подведение итогов реализуется в рамках следующих мероприятий: тестирование по программированию на языке Python, защита результатов выполнения кейса, групповые соревнования.

Формы демонстрации результатов обучения

Представление результатов образовательной деятельности пройдет в форме публичной презентации решений кейсов командами и последующих ответов выступающих на вопросы наставника и других команд.

Список литературы

1. Бреннан, К. Креативное программирование / К. Бреннан, К. Болкх, М. Чунг. — Гарвардская Высшая школа образования, 2017.
2. Лутц, М. Программирование на Python. Т. 1 / М. Лутц. — М.: Символ, 2016. — 992 c.
3. Лутц, М. Программирование на Python. Т. 2 / М. Лутц. — М.: Символ, 2016. — 992 c.
4. Понфиленок, О.В. Клевер. Конструирование и программирование квадрокоптеров / О.В. Понфиленок, А.И. Шлыков, А.А. Коригодский. — Москва, 2016.
5. Бриггс, Джейсон. Python для детей. Самоучитель по программированию / Джейсон Бриггс. — МИФ. Детство, 2018. — 320 с.