Рабочая программа "Промробоквантум". Вводный модуль
рабочая программа

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ   ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОЗДОКСКИЙ ЦЕНТР ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА

Промробоквантум. Вводный модуль.

Рабочая программа к дополнительной

общеобразовательной общеразвивающей программе

технической направленности детского технопарка «Кванториум»

Срок реализации программы:

10 сентября – 21 января

Кол-во учебных недель: 18 недель

Всего академических часов в год по учебному плану 72 часа

Всего академических часов в неделю по учебному плану 4 часа

Возраст: 10-18 лет

Педагог: Кадынцева Марина Андреевна

2023-2024

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

2. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Данная программа ориентирована на социальный заказ общества к дополнительному образованию детей. Робототехника сейчас является отдельной отраслью, которая включает в себя множество компетенций: программирование, конструирование, проектирование, электроника и др. Интерфейсы и программные продуктыпромышленной робототехники на сегодняшний адаптированы и доступны для изучения студентам и школьникам. Однако существует необходимость актуальных образовательных программ, которые дают возможность современному поколению реализовать свои идеи в узком техническом направлении программирования и робототехники.

В последние годы одновременно с информатизацией общества лавинообразно расширяется применение микропроцессоров в качестве ключевых компонентов автономных устройств, взаимодействующих с окружающим миром без участия человека. Стремительно растущие коммуникационные возможности таких устройств, равно как и расширение информационных систем, позволяют говорить об изменении среды обитания человека. Авторитетными группами международных экспертов область взаимосвязанных роботизированных систем признана приоритетной, несущей потенциал революционного технологического прорыва и требующей адекватной реакции как в сфере науки, так и в сфере образования.

В связи с активным внедрением новых технологий в жизнь общества постоянно увеличивается потребность в высококвалифицированных специалистах.

Настоящая образовательная траектория является одним из механизмов формирования творческой личности, дает навыки овладения начального технического конструирования, развития мелкой моторики, изучения понятий конструкции и ее основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навыки взаимодействия в команде.

Направленность программы

Программа имеет научно-техническую направленность, в связи с этим рассматриваются следующие аспекты изучения.

1. Технологический. Содержание программы рассматривается как средство формирования образовательного потенциала, позволяющего развивать наиболее передовые на сегодняшний день технологии — информационные, интегрирующие в себе науку и технологию и робототехнические, содержащие инженерию и конструирование.

2. Социально-психологический. Содержание программы рассматривается как средство формирования навыков эффективной деятельности в проекте, успешной работы в команде, развития стрессоустойчивости, эмпатических способностей, умению распределять приоритеты и пользоваться инструментами планирования, а также креативного и инженерно-технического мышления.

Программа «Промробоквантум» соответствует основному законодательству, регламентирующему реализацию дополнительных образовательных программ, а именно:

• Федеральный закон РФ от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (далее – ФЗ № 273);
• Указ Президента Российской Федерации от 07.05.2014 №204 «О национальных целях и стратегических задачах развития РФ на период до 2021 года»;
• Распоряжение Правительства РФ от 31 марта 2022 г. N 678-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей до 2030 г.»;
•  Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 27 июля 2022 г. №629 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным образовательным программ»;
• Указ Президента РФ от 7 мая 2012 г. № 599 «О мерах по реализации государственной политики в области образования и науки»;
• Стратегия развития воспитания в РФ (2015–2025) (утв. Распоряжением Правительства РФ от 29 мая 2015 г. № 996-р);
• Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам (Приказ Минобрнауки РФ от 09.11.2018 г. N 196);
• Письмо Минобрнауки РФ от 18.11.2015 № 09-3242 «О направлении рекомендаций» (вместе Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ);
• Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 г. № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи», (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 №28) и СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) без-вредности для человека факторов среды обитания» (утв. Постановлением Главного госу-дарственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 №2). Приказ действует до 1 сентября 2027 года;
• Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровненные программы);
• Распоряжение Министерства просвещения Российской Федерации от 17 декабря 2019 года N Р-139 об утверждении Методических рекомендаций по созданию детских технопарков «Кванториум» в рамках региональных проектов, обеспечивающих достижение целей, показателей и результата федерального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование».
• Устав МБУДО Моздокского ЦДТ.

Новизна программы состоит в том, что она учитывает новые технологические уклады, которые требуют креативного и критического мышления.

Введение в дополнительное образование общеобразовательной и общеразвивающей программы «Промробоквантум» с использованием таких методов, как эксперимент; кейс-метод; поиск проблем и их практическое решение; анализ и обобщение опыта; соревновательные элементы. Это неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных.

Актуальность программы. В наше время роботы экспоненциально включаются в промышленную среду. Они приносят с собой невероятную точность, производительность и гибкость. Кроме того, предприятия видят перспективу совместной работы автоматических роботизированных систем и человеческих ресурсов.

Автоматизация – одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкости выполняемых операций. Промышленная робототехника – это инженерная дисциплина, посвящённая созданию и изучению роботов для автоматизации производственных процессов.

Всё больше наблюдается рост зависимости жизни современного человека от достижений научно-технического прогресса. Востребованность инженерно-технических кадров становится как никогда актуальной проблемой современного общества и государства. В связи с этим предпринимаются различные попытки развития научно-технического потенциала инженерных кадров с помощью внедрения принципиально новых подходов к организации образовательного процесса. От образовательного процесса требуется, с одной стороны, формирование личностных и межличностных компетенций ребёнка, таких как критическое мышление, коммуникабельность, командность, креативность и т.д.; с другой стороны, формирование вводных технических и инженерных навыков, знаний и умений.

Данная программа помогает раскрыть творческий потенциал обучающегося, определить его резервные возможности, осознать свою личность в окружающем мире.

Педагогическая целесообразность программы заключается в приобретении обучающимися важных навыков творческой и исследовательской работы в процессе разработки, программирования и тестирования роботов.

В настоящее время робототехника приобрела большую популярность. Она является одним из наиболее эффективных средств приобщения детей к техническому творчеству. Возможность прикоснуться к неизведанному миру роботов для современного подростка является очень мощным стимулом к познанию нового, преодолению инстинкта потребителя и формированию стремления к самостоятельному созиданию. При внешней привлекательности функций, роботы могут быть также содержательно наполнены разной сложности задачами, которые неизбежно встанут перед юными инженерами. Их решение способствует развитию

Программа «Промробоквантум» способствует формированию человека, способного самостоятельно критически мыслить, уметь видеть возникающие проблемы и находить пути их решения; четко осознавать, где могут быть применены его знания; творчески мыслить; грамотно работать с информацией; уметь работать сообща; самостоятельно развивать собственный интеллект. Ребята участвуют в различных соревнованиях, конкурсах, выставках, показательных выступлениях и других массовых мероприятиях, что в свою очередь, является пропагандой и популяризацией детского технического творчества. Новые принципы решения актуальных задач человечества с помощью роботов, усвоенные в школьном возрасте, ко времени окончания вуза и начала работы по специальности отзовутся в принципиально новом подходе к реальным задачам.

Цель программы: сформировать взгляд и представление об теоретических и практических аспектах развития робототехники в современном мире, а также освоить начальные навыки конструирования, программирования и дистанционного и автономного управления.

Задачи программы:

Обучающие задачи:

• Сформировать представление об основных видах и типах роботов;
• Обучить принципам разработки и проектирования интеллектуальных робототехнических систем и комплексов на начальном уровне;
• Изучить основы проектирования, функционирования и эксплуатации робототехнических комплексов, применяемых в промышленности;
• Сформировать представления и знания в области программирования промышленных роботов;
• Систематизировать знания в области промышленной робототехники;
• Изучить современные средства управления проектами;
• Изучить основы ТРИЗ и дизайн мышления;

Развивающие задачи:

• Сформировать интерес к техническим наукам и, в частности, к промышленной робототехнике;
• Развивать общие психофизиологические качества у обучающихся: память, внимание, логическое, пространственное и аналитическое мышление;
• Развивать навыки проектно-исследовательской деятельности;
• Стимулировать познавательную и творческую активность обучающихся, посредством включения их в различные виды соревновательной и конкурсной деятельности;
• Развивать навыки инженерно-конструкторской, исследовательской и проектной деятельности.

Воспитательные задачи:

• развивать у воспитанников аккуратность, силу воли, самостоятельность, внимательность, усидчивость, стремление доводить начатое дело до конца;
• формировать у воспитанников организаторские и лидерские качества;
• формировать у воспитанников навык сохранения порядка на рабочем месте;
• формировать у воспитанников чувство коллективизма и взаимопомощи.

3. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВВОДНОГО МОДУЛЯ

Прохождение данного образовательного модуля должно сформировать у обучающихся компетенции, которые могут быть применены в ходе реализации проектов в последующих образовательных модулях.

Профильные компетенции (HardSkills)

• собирать и эксплуатировать робототехнические конструкции;
• конструировать простые механизмы;
• разрабатывать алгоритмы и программировать робототехнические системы;
• работать с блочным программированием;
• работать с датчиками и приводами.

Метакомпетенции (SoftSkills)

• работа в команде;
• поиск и анализ информации;
• критическое мышление;
• техническое мышление;
• проектная деятельность;
• коммуникабельность;
• креативность;
• навыки проектирования;
• готовность применять теоретические знания по математике, информатике для решения задач в реальном мире.

Адресат программы – дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая) программа «Промышленная робототехника» ориентирована на детей 10-18 лет, соответствующих младшему и старшему подростковому возрасту. Смешанные по возрасту группы способствуют ускоренному освоению младшими подростками познания системы межличностных отношений, примером которых являются старшие подростки.

Количество человек в группе: рекомендуемая наполняемость группы от 12 до 15 человек.

Срок освоения программы:

вводный модуль – 72 часа (4 месяца, 18 недель);

Форма занятий: программой предусмотрено проведение комбинированных занятий: групповая, индивидуальная лабораторная работа, исследовательская, практическая, проектная работа, экскурсия, организационно-деятельностная игра, конференция, демонстрационная, фронтальная, групповая и командная работа, самостоятельная.

Режим занятий: 2 часа, 2 раза в неделю (с 10-минутным перерывом между академическими часами) в форме практических занятий с теоретической частью.

Объем программы: 72часа.

Модули освоения программы

для зачисления на вводный модуль – зачисляются по заявлению законных представителей;

Форма обучения: очная; очно-заочная с применением технологий дистанционного образования (при необходимости).

Формы аттестации/контроля

Формы отслеживания и фиксации результатов

В течение учебного года для определения уровня усвоения программы учащимися осуществляются диагностические срезы:

• входная диагностика – беседа, где выясняется стартовый уровень ЗУН обучающегося;
• промежуточная диагностика позволяет выявить достигнутый на данном этапе уровень ЗУН обучающихся, в соответствии с пройденным материалом программы;
• итоговая диагностика проводится в соответствии с критериями оценивания

Оценочные материалы

Текущий контроль, как проверка учебных достижений, теоретических знаний и практических навыков, производится в ходе осуществления образовательной деятельности согласно учебному плану.

Промежуточная аттестация, как оценка уровня достижения результатов освоения программы обучающимися вводного модуля производится в соответствии с «Критериями оценивания вводного модуля» (Приложение 1)

Количество баллов определяет уровень успешности освоения содержания

настоящей программы и является критерием перевода на следующий уровень программы по данному направлению при наличии мест.

Условия реализации программы

Формы работы: решение кейсовых заданий, лабораторно-практические работы, беседы, интерактивные лекции, мастер-классы, занятие-соревнование, экскурсии.

Методы:

• практические (упражнения, задачи);
• словесные (рассказ, беседа, инструктаж, чтение справочной литературы);
• наглядные (демонстрации мультимедийных презентаций, фотографии);
• проблемные (методы проблемного изложения), когда детям дается часть готового знания);
• эвристические (частично-поисковые),
• когда детям предоставляется большая возможность выбора вариантов);
• исследовательские, когда дети сами открывают и исследуют знания;
• иллюстративно-объяснительные;
• репродуктивные;
• конкретные, абстрактные, синтез, анализ, сравнение, обобщение, абстрагирование, классификация, систематизация, т.е. методы как мыслительные операции;
• индуктивные и дедуктивные методы.

Материально-техническое обеспечение

Для эффективной реализации программы необходимо следующее оборудование:

1. Персональное автоматизированное рабочее место с возможностью установки необходимого ПО.

2. Базовый набор Lego Mindstorms EV3

3. Ресурсный набор Lego Mindstorms EV3

4.  Контроллеры Arduino.

5. Образовательный робототехнический комплект «Российский комплект STEM»

6. Робототехнический конструктор Tetrix с ресурсными наборами

7. Модули технического зрения.

8. Интерактивная панель;

9. Наборы инструментов;

10. 3D принтер и пластик для печати;

11. Учебная мебель;

12. Поля для робототехники.

Кадровое обеспечение

Освоение программы обеспечивает педагог дополнительного образования, имеющий среднее специальное или высшее образование в профильной области или педагогике, прошедший обучение на курсах повышения квалификации педагогов-наставников сети детских технопарков «Кванториум».

Информационное обеспечение

Электронные образовательные ресурсы (видео),

Использование системы дистанционного обучения Moodle. Данная программа реализуется c использованием следующих сервисов:

Платформа Zoom - сервис для проведения видеоконференций, онлайн встреч

дистанционного обучения.

Аккаунт Google- персонализированный веб-поиск, электронная почта, облачное

хранилище, социальная сеть.

Google Формы - онлайн-сервис для создания форм обратной связи, онлайн-

тестирований и опросов.

Discord – платформа для проведения трансляций, онлайн семинаров и лекций.

Trello – онлайн органайзер.

Кроме этого предполагается использование чатов в telegram или discord для

коммуникации педагога с учащимися и их родителями, а также для обмена учебными

материалами.

4.  ПЛАН ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

5. УЧЕБНЫЙ ПЛАН ВВОДНОГО МОДУЛЯ – 72 часа

6. СОДЕРЖАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

ВВОДНОГО МОДУЛЯ

7. КАЛЕНДАРНО-УЧЕБНЫЙ ГРАФИК

ВВОДНОГО МОДУЛЯ– 72 часа

8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Макаров И. М., Топчеев Ю. И. Робототехника: История и перспективы. —М.: Наука; Изд-во МАИ, 2003 — 349 с

2. https://education.lego.com/ru-ru/downloads/mindstorms-ev3/software Программное обеспечение для создания программ на контроллере из набора Lego Mindstorms EV3.

3. https://robot-help.ru/images/lego-mindstorms-ev3/instructions/ev3_user_guide_education.pdf Руководство по LegoMindstorms EV3.

4 https://www.lego.com/ru-ru/mindstorms/about-ev3 - Официальная страница с

информацией о наборе Lego Mindstorms EV3

5. Программирование на Python 3 Подробное руководство –Марк Саммерфилд;

6. Изучаем Python, 4-е издание – Марк Лутц;

7. Занимательная электроника – Ревич Юрий

8. Делаем сенсоры. Проекты сенсорных устройств на базе Arduino и Raspberry Pi – Теро Карвинен, Киммо Карвинен, Вилле Валтокари;

9. https://stepik.org/ – ресурс для самообразования, образовательная платформа и конструктор онлайн-курсов;

10. http://wiki.amperka.ru/ – сайт Амперка, где содержатся материалы, которые помогут освоить Arduino, основы схемотехники и программирования;

11. https://www.arduino.cc/ – официальный сайт Arduino;

Приложение 1

Критерии оценивания вводного модуля:

Для оценки деятельности обучающихся используются следующие способы:

1. Наблюдение за учащимися в процессе их индивидуальной и групповой       работы.
2. Оценка степени участия каждого в командных и индивидуальных соревнованиях, в обсуждениях и в других видах коллективной деятельности.

Итоговая оценка производится по трём уровням:

• «высокий» (от 24 до 33 баллов);
• «средний» (от 12 до 23 баллов);
• «низкий» (от 0 до 11 баллов).

Освоившими программу являются те обучающиеся, которые набрали более 11 баллов.

Приложение 2

Диагностическая карта

учащихся по дополнительной общеобразовательной программе

Педагог д/о                  

Группа №        

Год обучения                   

Вид контроля                          

Подпись педагога д/о ___________        _