Дополнительная образовательная общеразвивающая программа технической направленности «Робототехника» (стр. 2 )

Программа состоит из двух самодостаточных блоков.

Первый (начальный, базовый) блок данной программы позволяет получить теоретическую и практическую базу необходимых знаний для дальнейшей работы по созданию роботов, разнообразных машин и механизмов, а также узнать о способах управления данными объектами, познакомятся с интерфейсом среды LEGO Mindstorms NXT, научиться составлять программы в ней.

Второй блок программы рассчитан на детей более старшего возраста от 12-ти и до 18 лет, предназначен для изучения и создания проектов на основе микроконтроллеров серии «ARDUINO» или Ардуино совместимых плат.

По окончании обучения воспитанникам вручаются свидетельства о полученных знаниях.

Формы обучения

Форма обучения по программе «Робототехника» - очная.

Формы организации деятельности: групповая, индивидуальная, в парах, работа по подгруппам.

Режим занятий

Периодичность проведения занятий: 2 раза в неделю.

Продолжительность одного занятия – 2 учебных часа.

Всего 4 часа в неделю и 144 часа в год.

Особенности организации образовательного процесса

В объединении могут быть сформированы группы учащихся одного возраста или разных возрастных категорий, определенного  уровня подготовки учащихся. Состав группы постоянный.

Курс спроектирован и реализуется таким образом, чтобы он был доступен школьнику обычных средних способностей. Усвоение учебного материала происходит полностью на занятиях.

Программа может быть скорректирована в зависимости от возраста учащихся.

7-11 лет –  начальная группа: ведущей в младшем школьном возрасте становится учебная деятельность. В рамках учебной деятельности складываются психологические новообразования, характеризующие наиболее значимые достижения в развитии младших школьников и являющиеся фундаментом, обеспечивающим развитие на следующем возрастном этапе.

12-13 лет – основная группа: это важное время для развития самосознания подростка, его рефлексии. Наиболее значим этот период для развития полноценного общения со сверстниками.

От 14 лет – старшая группа: ведущая деятельность в этом возрасте— учебно-профессиональная, в процессе которой формируются такие новообразования, как мировоззрение, профессиональные интересы, самосознание, мечта и идеалы. Именно в этом возрасте подросток начинает чувствовать себя взрослым, стремится быть самостоятельным.

Выявление талантливых и одаренных учащихся и работа с ними выполняется на уровне индивидуального подхода к детям. Обучение таких детей ведется по индивидуальным планам повышенной сложности, разработанных  на основе программы «Робототехника».

Учебно-тематический план предполагает адаптацию под конкретную возрастную группу, с изменением последовательности изучаемых тем и учебных часов.

Занятия могут быть индивидуальные, в парах, работа по подгруппам и группам.

Обучение по данной программе способствует улучшению мелкой моторики рук, развитию логического и творческого мышления, пространственного воображения; выработке инженерного подхода к решению задач;  поступательного движения в конструировании и моделировании автоматических систем; умению создавать свои собственные разработки робототехнических и кибернетических систем управления и автоматики; формированию навыков создания программ и алгоритмов управления технически сложных систем.

Распределение учебного материала

Обучение по программе состоит из двух этапов формирования знаний.

Первый этап «Мир ЛЕГО» (1, 2 ступени сложности) – получение знаний по созданию и программированию роботов, машин, механизмов.

Второй этап «Мир АРДУИНО» (3, 4 ступени сложности) – предназначен для изучения и создания проектов на основе микроконтроллеров серии  «ARDUINO» или Ардуино совместимых плат.

Основная цель: создание условий для развития технических способностей и творческого потенциала учащихся посредством вовлечения его в проектную и исследовательскую деятельность через освоение основ инженерно-технического конструирования и робототехники.

Из поставленной цели формируются следующие задачи:

образовательные (предметные):

ознакомление с историей развития техники и современными достижениями; формирование умений и навыков осуществлять расширенный поиск информации в соответствии с исследовательской задачей с использованием ресурсов библиотек и сети Интернет; формирование навыков работы с технической документацией; привитие навыков ориентироваться на разные способы решения познавательных исследовательских задач; формирование навыков работы с программными средствами управления роботами;

личностные:

формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности, учащихся к саморазвитию и самообразованию; формирование культуры общения и поведения со сверстниками в процессе разных видов деятельности; развитие самостоятельности, личной ответственности за свои поступки; приобретение стремления к самоутверждению через освоение технического конструирования и творческую деятельность;

метапредметные:

развитие познавательного интереса к техническому моделированию, конструированию, робототехнике, алгоритмированию и программированию; развитие творческих и интеллектуальных способностей через освоение технического моделирования и конструирования; формирование основ для осознанного выбора направления профессионального образования; развитие способностей проводить сравнение, классификацию по разным критериям, устанавливать причинно-следственные связи; развивать умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Решение задач носит комплексный характер и реализуется на учебных занятиях, во время проведения конкурсов, соревнований, олимпиад, научно-практических конференций, выставок, экскурсий, тематических вечеров.

Учебный план
образовательной программы

«Робототехника»

Количество часов
1 и 2 года обучения	3 и 4 года обучения
в неделю	в год	в неделю	в год
I блок «Мир  ЛЕГО»	4	144	-	-
II блок «Мир Ардуино»	-	-	4	144
288	288

I блок «Мир  ЛЕГО»

На первый этапе «Мир ЛЕГО» (1, 2 ступени сложности)  ребята получают основные знания по созданию и программированию роботов, машин, механизмов.

На первой ступени учащиеся знакомятся с конструктором Lego Mindstorms NXT 2.0, с условными обозначениями и названиями деталей, способами их крепления, с принципами работы датчиков: касания, освещѐнности, расстояния. Работают по схемам и инструкциям. Рассматривают виды и способы механических передач, рычажные и блочные механизмы. На основе программы LEGO Mindstorms Eduсation NXT 2.0 ребята знакомятся с блоками компьютерной программы: дисплей, движение, цикл, блок датчиков, блок переключателей. Под руководством педагога, а затем и самостоятельно пишут программы: «движение «вперед-назад», «движение с ускорением», «робот-волчок», «восьмерка», «змейка», «поворот на месте», «спираль», «парковка», «выход из лабиринта», «движение по линии». Создают простые машины, механизмы, проектируют роботов и программируют их. Готовят роботов к соревнованиям.

На второй ступени обучения расширение знаний и усовершенствование навыков работы с конструктором LEGO NXT Mindstorms. Обучающиеся изучают программу Robolab, Команды визуального языка программирования Lab View. На основе этих программ проводят эксперименты с моделями, конструируют и проектируют робототехнические изделия (роботы для соревнований, роботы помощники в быту, роботы помощники в спорте и т. д.)

Программа первого этапа выстроена таким образом, чтобы учащиеся по его окончании могли получить представление о робототехнике, получить навыки проектной деятельности и сделать выбор для дальнейшего углубленного обучения на втором этапе данной программы.

       Цель первого этапа: Создание условий для изучения основ алгоритмизации и программирования с использованием робота Lego Mindstorms NXT и развития научно-технического и творческого потенциала личности ребѐнка.

Задачи:

Образовательные (предметные):

ознакомить с комплексом базовых технологий, применяемых при создании роботов; реализовывать межпредметные связи с физикой, информатикой, математикой; дать первоначальные знания по устройству робототехнических устройств; научить основным приемам сборки и программирования робототехнических средств; сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования; ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами необходимыми при конструировании робототехнических средств.

Личностные:

формирование гуманизма, чувства долга, милосердия и ответственности, товарищества и патриотизма; формирование культуры поведения, общения, труда, экологического сознания; формирование потребности и умения работать в коллективе;

формирование стремление к получению качественного законченного результата; формирование навыков проектного мышления,  стремления к самоутверждению через создание собственных робототехнических изделий.

Метапредметные:

развитие мотивации и стимулирование интересов учащихся к изучению робототехники; развитие инженерного мышления, навыков конструирования, программирования; развитие мелкой моторики, внимательности, аккуратности, изобретательности; развитие креативного мышления и пространственного воображения; развитие и поддержание желания участвовать в соревнованиях и конкурсах с целью мотивации к обучению и закреплению изученного материала;

Планируемые результаты