Дополнительная общеразвивающая образовательная программа научно-технической направленности «Введение в програмирование. Образовательный робототехнический модуль ТЕХНОЛАБ» (нормативный срок освоения 1 учебный год) возраст детей 6-7 лет 2021-2022 учебный го
рабочая программа (подготовительная группа)

Муниципальное дошкольное образовательное учреждение

«Детский сад № 93»

Дополнительная общеразвивающая образовательная программа

научно-технической направленности

«Введение в програмирование. Образовательный робототехнический модуль ТЕХНОЛАБ»

(нормативный срок освоения 1 учебный год)

возраст детей 6-7 лет

2021-2022 учебный год

               Автор-составитель:

                        Куликова Яна Юрьевна

                                                       воспитатель, высшая квалификационная

                                                        категория

Ярославль, 2021 год

Пояснительная записка

Одной из приоритетных задач ФГОС является интеллектуальное и творческое развитие дошкольников. Для ее реализации рекомендуется использовать образовательный робототехнический конструктор нового поколения.

Конструирование полностью отвечает интересам детей, их способностям и возможностям, поскольку является основной детской деятельностью. Следовательно, благодаря ей ребенок особенно быстро совершенствует навыки и умения, развивается умственно и эстетически. Известно, что тонкая моторика рук связана с центрами речи, значит, у занимающегося конструированием ребенка быстрее развивается речь. Ловкие, точные движения рук дают ему возможность быстрее и лучше овладеть техникой письма.

Цель образовательной деятельности — удовлетворить естественное любопытство и любознательность детей, их потребность в игре и новых впечатлениях, желание работать руками, стремление познать окружающий мир, свойства предметов и их взаимодействие в статике и динамике. Все это необходимо для решения задач ФГОС ДОО по познавательному развитию воспитанников, развитию любознательности и познавательной мотивации; формированию познавательных действий, становлению познания, развитию воображения и творческой активности.

Дети, как правило, активно участвуют в исследовательской, экспериментальной, поисково-познавательной деятельности, которая перетекает в игровую и наоборот. В процессе этой деятельности формируются необходимые способы действия, отношения детей между собой и со взрослыми, расширяется кругозор. Важно, чтобы это проходило в коллективе сверстников, в совместных, увлекательных занятиях и играх. Организовать такую деятельность можно с использованием образовательного конструктора.

Особый интерес представляет создание творческих моделей роботов различного назначения. Появляются дополнительные возможности для воспитания разносторонней творческой личности, у ребенка развиваются креативность, нестандартное мышление, сенсомоторные координации.

Актуальность программы

Научно-технический прогресс связан с интенсивным развитием и использованием робототехники и других перспективных технологий требует формирование в нашей стране научно-технологического потенциала, адекватного современным вызовам мирового технологического развития.

Подготовка кадрового потенциала для решения научно-практических задач может начинаться с изучения курса «Введение в робототехнику» в общеобразовательной школе и продолжаться в учреждениях профессионального образования. При изучении курса «Введение в робототехнику» обучающиеся получат исходные представления и умения моделирования, конструирования и программирования роботов и робототехнических систем, представления о мире науки, технологий и техносферы, влиянии технологий на общество и окружающую среду, о сферах человеческой деятельности и общественного производства. Интересы нашей страны на данном этапе развития требуют, чтобы особое внимание было обращено на ориентацию обучающихся на инженерно-техническую деятельность в сфере высокотехнологического производства.

Курс «Введение в робототехнику» систематизирует научно-технические знания, раскрывает способы их применения в различных областях деятельности человека. Важную роль в курсе играет самостоятельная проектно-исследовательская деятельность учащихся, способствующая их творческому развитию.

Робототехника – область науки и техники, ориентированная на создание роботов и робототехнических систем, построенных на базе мехатронных модулей (информационно-сенсорных, исполнительных и управляющих).

Курс «Введение в робототехнику» интегрированный курс для учащихся 1-4 классов, который сочетает в себе элементы механики, электроники, программирования.

Инвариант курса содержит 6 основных модулей:

Модуль I. Общие представления о роботе.

Модуль II. Основные понятия.

Модуль III. Контроллер. Сенсорные системы.

Модуль IV. Система передвижения робота.

Модуль V. Язык программирования.

Модуль VI. Робототехнические проекты.

Основным оборудованием для организации занятий курса «Введение в робототехнику» является образовательный конструктор ROBOTIS DREAM.

Цель курса: Формирование и развитие у учащихся системы технологических знаний и умений, необходимых для осваивания разнообразных способов и средств работы с образовательными конструкторами для создания роботов и робототехнических систем.

Задачи курса:

1. помочь учащимся овладеть методами познания, освоения и совершенствования техники использования информационно-коммуникационных технологий в поиске новых технических решений, работать с литературой;
2. научить школьников устной и письменной технической речи со всеми присущими ей качествами (простотой, ясностью, наглядностью, полнотой); четко и точно излагать свои мысли и технические замыслы;
3. помочь обучающимся овладеть минимумом научно-технических сведений, необходимых для активной познавательной деятельности, для решения практических задач, возникающих в повседневной жизни;
4. научить пользоваться различными программно-аппаратными комплексами;
5. воспитать устойчивый интерес к методам технического моделирования, проектирования, конструирования, программирования;
6. выявить и развить у обучающихся технические природные задатки и способности (восприятие, воображение, мышление, память и т.п.).

Определенные темы курса «Введение в робототехнику», возможно, использовать как дополнительный материал при изучении отдельных образовательных областей : социально-коммуникативное, познавательное , художественно- эстетическое и речевое развитие.  

Например,  познавательное развитие: скорость, время, путь, угол, построение простейших выражений с помощью логических связок и слов («и»; «не»; «если… то…»; «верно/неверно, что…»; «каждый»; «все»; «некоторые»); истинность утверждений; составление, запись и выполнение простого алгоритма, плана поиска информации;

Тематический модуль конструктивно-модельная деятельность: конструирование и моделирование изделий из различных материалов по образцу, рисунку, простейшему чертежу или эскизу и по заданным условиям (технико-технологическим, функциональным и пр.); конструирование и моделирование на компьютере и в интерактивном конструкторе и т.д.

Тематические модуль ознакомление с миром природы: природные объекты и предметы, созданные человеком; неживая и живая природа; признаки предметов (цвет, форма, сравнительные размеры и др.); животные, их разнообразие; дикие и домашние животные; роль животных в природе и жизни людей и т.д.

Музыкальная деятельность: звуки окружающего мира; звуки шумовые и музыкальные; освоение в игровой деятельности элементов музыкальной грамоты; создание творческого проекта силами обучающихся, педагогов, родителей и т.д.

В целях обеспечения индивидуальных потребностей и различных интересов  детей курс «Введение в робототехнику» реализуется за счет часов части, формируемой участниками образовательного процесса или внеурочную деятельность. Внеурочную деятельность по образовательной робототехнике относится к направлению развития личности – общеинтеллектуальное, в таких формах, как кружки, спортивно-технические клубы и секции, научные общества и т.д. Количество часов для реализации курса требуется 1-2 часа, в неделю, или от 35 до 70 часов в год.

Для курса «Введение в робототехнику» в детском саду определим следующие требования к результатам:

личностные:

• формирование познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей обучающихся;
• формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и технологий;
• самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;
• готовность к выбору жизненного пути в соответствии с собственными интересами и возможностями;
• проявление технико-технологического мышления при организации своей деятельности;
• мотивация образовательной деятельности школьников на основе личностно ориентированного подхода;
• формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам обучения;
• формирование коммуникативной компетентности в процессе проектной, учебно-исследовательской, игровой деятельности.

метапредметные:

• овладение составляющими проектной деятельности;
• умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
• овладение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
• умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
• развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли, способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;
• формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию;
• комбинирование известных алгоритмов технического и технологического творчества в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них;
• поиск новых решений возникшей технической или организационной проблемы;
• самостоятельная организация и выполнение различных творческих работ по созданию технических изделий;
• виртуальное и натурное моделирование технических объектов и технологических процессов;
• проявление инновационного подхода к решению учебных и практических задач в процессе моделирования изделия или технологического процесса;
• выявление потребностей, проектирование и создание объектов, имеющих потребительную стоимость;
• формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

предметные:

• умение использовать термины области «Робототехника»;
• умение конструировать механизмы для преобразования движения;
• умение конструировать модели, использующие механические передачи, редукторы;
• умение конструировать мобильных роботов, используя различные системы передвижения; умение программировать микроконтроллер СМ-150 и сенсорные системы;
• умение составлять линейные алгоритмы управления исполнителями и записывать их на  выбранном языке программирования;
• умение создавать и выполнять программы для решения несложных алгоритмических задач в выбранной среде программирования;
• умение использовать готовые прикладные компьютерные программы и сервисы в выбранной специализации, умение работать с описаниями программ и сервисами;
• навыки выбора способа представления данных в зависимости от постановленной задачи;
• рациональное использование учебной и дополнительной технической и технологической информации для проектирования и создания роботов и робототехнических систем;
• владение алгоритмами и методами решения организационных и технических задач; владение методами чтения и способами графического представления технической, технологической и инструктивной информации;
• применение общенаучных знаний по предметам естественнонаучного и математического цикла в процессе подготовки и осуществления технологических процессов;
• владение формами проектной, игровой деятельности;
• планирование технологического процесса в процессе создания роботов и робототехнических систем.

КОМПЛЕКТОВАНИЕ УЧЕБНОЙ ГРУППЫ

Для успешных занятий техническим творчеством в курсе «Введение в робототехнику» обучающиеся должны обладать необходимыми набором качеств, развитых до определенного уровня. Основой успеха являются, прежде всего, прочные знания обучающихся, но на практике замечено, что неуспевающие школьники иногда достигают значительных успехов и, уже как следствие занятий по робототехнике, - улучшается их общая успеваемость.

На первой встрече желательно объяснить детям цели и задачи занятий. Можно предложить им высказать свои предложения.

При формировании групп, необходимо учитывать, что на одном рабочем месте может работать микрогруппа не более 2-3 человек. Функции в микрогруппе могут быть распределены на конструктора, программиста и дизайнера, при этом обязанности могут меняться в зависимости от поставленных целей и решаемых задач. Оптимальная группа для занятий робототехнического кружка 12-15 человек (от 4 до 6 микрогрупп). Группы формируются обучающимся одного возраста, имеет место формирование группы разного возраста, при этом в микрогруппах обучающиеся должны быть одного возраста, это необходимое условие для качественной подготовки и участия команд в различных робототехнических олимпиадах и конкурсах.

ПРОВЕДЕНИЕ ЗАНЯТИЙ

Занятия не всегда строятся по принципу «от простого к сложному». Чаще вначале осознается и формулируется проблема, затем определяется составляющие ее подзадачи, строится дерево целей и затем уже через уточнение условий, а также технических и других требований составляется перечень достаточно простых задач и организуется поиск возможных вариантов их решений.

Теоретические сведения обучающиеся собирают в объеме, который позволил бы им правильно понять значение тех или иных технических требований, более осознанно решить техническую задачу.

При подготовке к занятиям педагогу желательно уточнить вопросы методики конструирования, отметить основные этапы решения технических задач.

Особое внимание педагог должен уделить выбору методов для выработки у обучающихся умений: определять и формулировать суть технической задачи на конструирование; намечать возможные варианты решения конструкторской задачи.

При подготовке к занятию учителю необходимо:

• наметить по учебному плану тему занятия;
• сформулировать цель занятия (наметить основные задачи, которые должны быть решены);
• определить способ проведения занятия (беседа, лекция, практическая работа, экскурсия, испытание модели, разбор испытаний и т.д.);

• наметить последовательность проведения занятия и время для каждого этапа работы;
• вспомнить, кто из обучающихся чем занимался на прошлом занятии, на какой стадии работа у каждого из них, в чем они испытывают трудности;
• подготовить образовательные конструкторы и дополнительные комплектующие к ним;
• приготовить поле для отработки действий робота (при необходимости);
• продумать вопросы с целью проверки теоретического материала;
• приготовить технические задачи на конструирование, задачи для теоретического расчета, задачи на сообразительность (при необходимости);
• продумать, какие сведения, из каких образовательных областей по изучаемой теме целесообразно сообщить, в какой форме и в какой момент занятия;
• продумать какие интересные сведения из жизни ученых, занимающиеся исследованием рассматриваемого вопроса, можно сообщить;
• подготовить рекомендуемую литературу;
• продумать форму завершения занятия;
• организовать уборку образовательных конструкторов и рабочих полей на место постоянного хранения.

При определении содержания занятий нужно исходить из общей постановки задачи: разработать выбранного обучающимся робота (робототехнической системы) при некоторых ограничениях, обусловленных способом решения, материально-технической базой, возрастными особенностями детей дошкольного возраста, уровнем их значений, умений, практических навыков и т.д.

Под заданием творческого характера принято понимать, во-первых, задание, требующее самостоятельного применения обучающимися имеющихся у них знаний и умений в измененных условиях; во-вторых, задание, для выполнения которого обучающимся нужно самостоятельно или почти самостоятельно приобрести новые знания, овладеть практическими навыками использования тех или иных знаний, которых им пока не хватает, освоить некоторые наиболее продуктивные методы поиска новых технических решений.

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ

По результатам выполненных работ целесообразно организовать выставку. Каждый экспонат необходимо сопроводить пояснительной запиской с указанием элементов новизны (оригинальности) работы.

Подведение итогов можно организовать также в форме защиты проектов, рефератов. Эта форма наиболее приемлема в работе с обучающимися, которые уже обладают определенным запасом знаний, умеют анализировать и логически рассуждать.

При проведении итогов педагогу необходимо обратить внимание на анализ следующих моментов:

• успехи воспитанников (следует продумать возможность поощрения лучших учеников);
• выполнение намеченного в начале занятий плана;
• ошибки, наиболее характерные для большей части детей, их причины и возможные способы преодоления;
• перспективы продолжения занятий.

Завершающим этапом работы является подготовка им отчета, пригодного для публикации. Существуют различные формы публикации результатов: в масштабах группы, в виде реферата, в виде статьи (например, в журналах «Дополнительное образование», «Юный техник» и т.п.). Содержание работы необходимо излагать кратко и понятно. Статья должна содержать: вступление, общее описание применяемого метода; сведения, относящиеся к исследовательской аппаратуре; результаты измерений и их анализ; выводы частные и общие; заключение; библиографию; ход эксперимента.

Способами определения результативности программы являются:

• Промежуточная диагностика (проводится раз в квартал);
• Итоговая диагностика (1 раз в год);
• Выставки моделей «Юные робототехники» (проводятся 1 раз в месяц).

Формы и режим занятий

Ведущей формой организации занятий является индивидуальная работа. Наряду с индивидуальной формой работы, во время занятий осуществляется групповая работа и дифференцированный подход к детям.

Предусмотренные программой занятия проводятся на базе одной отдельно взятой группы.

Занятия строятся на основе практической работы с образовательным робототехническим конструктором .

Продолжительность занятий: 2 раза в неделю по 30 мин

Контингент:

Дети дошкольного возраста 6 – 7 лет.

Содержание работы программы:

Темы сгруппированы по разделам. В последовательности изучения тем следует учитывать возрастные особенности детей и их индивидуальное развитие. При изучении тем предлагаем дифференцированный подход в обучении. При этом темы разделяются на 4 уровня по сложности изложения материала.  Для простоты использования тем условно каждый уровень выделен цветом: уровень 1 – зеленый, уровень 2 – синий, уровень 3- оранжевый, уровень 4 – фиолетовый. На каждом уровне предлагается изучение 10-12 основных тем, и соответственно остальное время уделяется на разработку проектов по определенной тематики (Робот-спасатель, Роботы и Туризм, Роботы и Искусство, Системы охраны и сигнализации, Охрана окружающей среды, Антропоморфные роботы, Роботы помощники и т.д.) или конструирование роботов для организации соревнований (роботы-футболисты, альпинисты, эстафета, метание ядра и т.д).

Например, если курс ведется с 5-6 лет, для воспитанников 6-7 следует выбрать уровень 1, соответственно дальнейшее изучение курса предполагает освоение тем:

• Второе полугодие подготовительной к школе группе -  уровень 2;
• 1 класс – уровень 3;
• 2 класс – уровень 4.

Если предполагается ведение с 3 или 4 класса возможно последовательное изучение тем «от простого к сложному».

Программа рассчитана на один учебный год (64 часа), содержит перспективное планирование, которое представлено помесячно.

Учебно-тематический план

для детей 6 – 7 лет на 2020-2021 учебный год

Санитарно-эпидемиологические требования к организации воспитательно-образовательного процесса

В соответствии с «Санитарно-эпидемиологическими требованиями к организации воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи» (Санитарные правила СП 2.4. 3648-20, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 № 28), Санитарными правилами и нормами САНПИН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 N 2 "Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 от 29.01.2021 N 62296)

 Продолжительность образовательной деятельности для детей от 5 до 6-ти лет - не более 25 минут, а для детей от 6-ти до 7-ми (8-ми) лет - не более 30 минут.

1. Продолжительность дневной суммарной образовательной нагрузки для детей дошкольного возраста, 50 мин или 75 мин при организации 1 занятия после дневного сна от 6 до 7 лет - 90 мин. В середине времени, отведенного на непрерывную образовательную деятельность, проводят физкультурные минутки. Перерывы между периодами непрерывной образовательной деятельности не менее 10 минут.
2. Образовательная деятельность с детьми старшего дошкольного возраста может осуществляться во второй половине дня после дневного сна. Ее продолжительность должна составлять не более 25 - 30 минут в день. В середине непосредственно образовательной деятельности статического характера проводятся физкультурные минутки.
3. Образовательную деятельность, требующую повышенной познавательной активности и умственного напряжения детей, следует организовывать в первую половину дня.
4. При оборудовании учебных помещений интерактивной доской (интерактивной панелью), нужно учитывать её размер и размещение, которые должны обеспечивать обучающимся доступ ко всей поверхности. Диагональ интерактивной доски должна составлять не менее 165,1 см. На интерактивной доске не должно быть зон, недоступных для работы.
5. Интерактивная доска должна быть расположена по центру фронтальной стены классного помещения.
6. Интерактивные доски, сенсорные экраны, информационные панели и иные средства отображения информации, а также компьютеры, ноутбуки, планшеты, моноблоки, иные электронные средства обучения (далее - ЭСО) используются в соответствии с инструкцией по эксплуатации и (или) техническим паспортом. ЭСО должны иметь документы об оценке (подтверждении) соответствия.
7. Минимальная диагональ ЭСО должна составлять для монитора персонального компьютера и ноутбука - не менее 39,6 см, планшета - 26,6 см. Использование мониторов на основе электронно-лучевых трубок в образовательных организациях не допускается.
8. При использовании ЭСО во время занятий и перемен должна проводиться гимнастика для глаз.
9. При использовании ЭСО с демонстрацией обучающих фильмов, программ или иной информации, предусматривающих ее фиксацию в тетрадях воспитанниками и обучающимися, продолжительность непрерывного использования экрана не должна превышать для детей 5-7 лет - 5-7 минут.
10. Общая продолжительность использования ЭСО на уроке не должна превышать для интерактивной доски - для детей до 10 лет - 20 минут

Список использованной литературы

1. Горский, В.А. Техническое конструирование /В.А. Горский. – М.: Дрофа, 2010. – 112 с.
2. Накано, Э. Ведение в робототехнику / пер. с япон. Логинов А.И., Филатов А.М. – М.: Мир, 1988. – 334 с., ил.
3.  Предко, М. 123 эксперимента по робототехнике /М. Предко; пер. с анг. В.П. Попова. – М.: НТ Пресс, 2007. – 544 с., ил. (Электроника для начинающего гения).
4. Приказ Министерства образования и науки РФ от 6 октября 2009 г. N 373 «Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования» (с изменениями 31 декабря 2015 г. [Электронный ресурс: система ГАРАНТ: http://base.garant.ru/197127/#ixzz4K9tKJRqg].
5. Примерная основная образовательная программа начального общего образования. Одобрена решением от 8 апреля 2015. Протокол от №1/15 [Электронный ресурс: http://fgosreestr.ru/].
6. Феоктистова, В.Ф. Исследовательская и проектная деятельность младших школьников (рекомендации, проекты) / В.Ф. Феоктистова – Волгоград: Учитель, 2012, — 234 с.
7. Юревич, Е.И. Основы робототехники. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 205. – 416 с., ил.
8. Хорошавин С.А. Физико-техническое моделирование / С.А. Хорошавин. - М: Просвещение, 1983. – 207 с.
9.  ROBOTIS DREAM Level 1, Workbook,  224, il.
10.  ROBOTIS DREAM Level 2, Workbook, 290, il.
11.  ROBOTIS DREAM Level 3, Workbook, 372, il.
12.  ROBOTIS DREAM Level 4, Workbook, 396, il.
13. Siegwart R. Autonomous Mobile Robots / Siegwart R., Nourbakhsh I. // London: A Bradford Book, 336.
14.  Sandin P. Robot Mechanisms and Mechanical Devices / Paul E. Sandin // New York: McGraw-Hill, 337, il.
15.  http://en.robotis.com/ - официальный сайт компании ROBOTIS разработчика образовательного робототехнического конструктора ROBOTIS DREAM.
16.  http://support.robotis.com/en/  - информационный ресурс ROBOTIS.

Материально-техническое оснащение