Пояснительная записка
Назначение программы, возрастная группа обучающихся, на которую
ориентирована программа
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
«Робототехника» относится к технической направленности.
Данная программа рассчитана на возрастную категорию детей 8 – 10 лет.
Новизна, актуальность и педагогическая целесообразность
Последние годы одновременно с информатизацией общества лавинообразно
расширяется применение микропроцессоров в качестве ключевых компонентов автономных
устройств, взаимодействующих с окружающим миром без участия человека. Область
взаимосвязанных роботизированных систем признана приоритетной, несущей потенциал
революционного технологического прорыва, с активным внедрением новых технологий.
Многие обучающиеся стремятся попасть на специальности, связанные с информационными
технологиями, не предполагая о всех возможностях этой области. Между тем, игры в
роботы, конструирование и изобретательство присущи подавляющему большинству
современных детей. Таким образом, появилась возможность и назрела необходимость в
непрерывном образовании в сфере робототехники. Заполнить пробел между детскими
увлечениями и серьезной квалифицированной подготовкой позволяет изучение
робототехники в дополнительном образовании, на основе специальных образовательных
конструкторов.
Введение в дополнительное образование образовательной программы «Робототехника»
с использованием таких методов, как совместное творчество, поиск проблем и их
практическое решение, анализ и обобщение опыта, подготовка исследовательских проектов
и их защита, элементы соревнований и т.д., неизбежно изменит картину восприятия
учащимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд
прикладных. Применение детьми на практике теоретических знаний, полученных из области
математики или физики, ведет к более глубокому пониманию основ, закрепляет полученные
навыки, формируя образование в его наилучшем смысле. И с другой стороны, игры с
созданием моделей роботов, 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 занятиях.
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.
Отличительные особенности
1. Элементы кибернетики и теории автоматического управления адаптированы для уровня
восприятия детей, что позволяет начать подготовку инженерных кадров уже с 3-5 класса
школы.
2. Данная программа нацелена 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.
3. 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.
Цель образовательной программы
Создание условий для личностного развития обучающихся через научно- техническое
творчество.
Задачи:
1. Познакомить с комплексом базовых технологий, применяемых при созданиироботов.
2. Научить решать кибернетические задачи, результатом каждой из которых будет
работающий механизм или робот с автономным управлением.
3. Реализуют межпредметные связи с физикой, информатикой и математикой.
4. Формировать навыки проектного мышления.
Нормативно-правовая база
В основу разработки данной программы положены следующие нормативные документы:
1. Федеральный Закон Российской Федерации от 29.12.2012 г. №273-ФЗ «Об образовании в
Российской Федерации».
2. Федеральная целевая программа «развитие дополнительного образования детей в
Российской Федерации до 2020 года»
3. Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих
программ (включая разноуровневые программы), разработанные МО и Н РФ совместно с
ГАОУ ВО города Москвы «Московский государственный педагогический университет»,
ФГАУ «Федеральный институт развития образования», АНО ДПО «Открытое
образование» в 2015 г.
4. Положение о рабочей программе курса дополнительного образования.
5. Учебная программа дополнительного образования «Робототехника» автора Кутузова
Г.Н.
6. Адаптивная программа объединения дополнительного образования «Легороботы»
автора Андреева А.М.
7. Рабочая программа дополнительного образования «Робототехника» автораЛучик С.Г.
8. Образовательная программа – Робототехника авторов Корнев А.Н. и Бритков И.М.
Адресат программы
Рабочая программа рассчитана на обучающихся 8-10 лет.
Количество детей в объединении– 16-20 обучающихся (2 группы по 8-10 человек)
Объем программы
Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 учебному часу (34 часа в год).
Формы организации образовательного процесса
Преподаватель ставит новую техническую задачу, решение которой ищется совместно. При
необходимости выполняется эскиз конструкции. Если для решения требуется
программирование, обучающиеся самостоятельно составляют программы на компьютерах
(возможно по предложенной преподавателем схеме). Обучающиеся могут работать в
подгруппах по 2-4 человека.
Форма обучения
Вид занятий
Групповая
Коллективная
Практические работы Творческие проекты
Лекции
Просмотр кинофильма Проектирование
моделей роботов
Индивидуальная
Тестирование
Презентация проектов по робототехнике
Сроки освоения программы
Программа рассчитана на один обучения.
В первый год обучающиеся проходят курс конструирования, построения механизмов с
электроприводом, а также знакомятся с основами программирования контроллеров базового
набора, изучают основы теории автоматического управления, интеллектуальные и
командные игры роботов, строят роботов, а также занимаются творческими и
исследовательскими проектами.
Режим занятий
Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 учебному часу (40 минут).
Учебный план на 1-й год обучения
№ п/п
1
1.1.
2.
2.1.
2.2.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
4.
4.1.
4.2.
5.
Название раздела,
темы
Количество часов
Формы
организации
занятий
всего
теория
практика
Раздел 1. Инструктаж по ТБ (1 час)
1
1
0
Лекция
Формы
аттестации
(контроля)
Техника
безопасности в
кабинете
робототехники
Раздел 2. Введение: информатика, кибернетика, робототехника (2 часа)
1
0,5
0,5
Информатика,
Лекция Просмотр
фильма
кибернетика,
робототехника
1
1
0
Лекция
Входное
Введение в
тестирован ие
робототехнику
Раздел 3. Основы конструирования (4 часа)
Названия и
1
1
0
Лекция
принципы крепления
деталей
Виды механической 1
0,5
0,5
Лекция
передачи.
Практическая
Повышающая
работа
передача.
Понижающая
передача.
1
0
1
Редуктор. Осевой
Практическая
редуктор с заданным
работа
передаточным
отношением
1
0
1
Стационарные
Практическая
моторные
работа
механизмы
Раздел 4. Моторные механизмы (4 часа)
2
1
1
Одномоторный
Лекция
гонщик
Практическая
работа
0
2
Преодоление горки 2
Лекция
Защита
Практическая
творческог о
Шагающие роботы
работа
проекта
Проектировани
е моделей роботов
Раздел 5. Трехмерное моделирование (4часа)
5.1.
Сборка простейших
моделей
5.2.
Знакомство с
контроллером
6.
6.1.
6.2.
7.
7.1.
7.2.
8.
8.1.
9.
9.1.
10.
10.1.
11.
11.1.
Одномоторная
тележка
Двухмоторная
тележка
Датчики Колесные,
гусеничные и
шагающие роботы
Пропорциональный
регулятор
Защита от
«застреваний»
Траектория с
перекрестками
Пересеченная
местность
Обход лабиринта
Управление
моторами через
bluetooth
Управляемый футбол
роботов
Следование полинии
Роботы-помощники
человека
11.2.
Роботы-артисты
11.3.
Создание роботов по
собственной модели
12.
12.1.
Защита проектов
Итого часов:
Лекция
Практическая
работа
2
1
1
Лекция
Практическая
работа
Раздел 6. Введение в робототехнику (5 часов)
3
1
2
Лекция
Практическая
работа
2
1
1
2
0
2
Лекция
Практическая
работа
Раздел 7. Основы управления роботом (3часа)
2
0
2
Лекция
Практическая
работа
Лекция
Практическая
работа
Творческий
проект
Раздел 8. Удаленное управление (2 часа)
2
1
1
Лекция
Защита
Практическая
творческог о
работа
проекта
Проектировани
е моделей роботов
Раздел 9. Игры роботов (3 часа)
3
1
2
Лекция
Практическая
работа
Раздел 10. Состязания роботов (1 час)
1
0,5
0,5
Лекция
Практическая
работа
Раздел 11. Творческие проекты (3 часов)
1
0,5
0,5
Лекция
Практическая
работа
1
0,5
0,5
Лекция
Практическая
работа
1
0
1
Лекция
Практическая
работа
Проектировани
е моделей роботов
Раздел 12. Защита проектов (2 часа)
2
0
2
Презентация
Защита
проектов по
итогового
робототехнике проекта
34 часа
11,5
22,5
1
0
1
Содержание учебного плана
№ п/п
1
2
Раздел
Инструктаж по ТБ
Введение:
информатика,
кибернетика,
робототехника
Тема занятия
Содержание занятия
Техника безопасности в
Знакомство детей с техникой
кабинете робототехники
безопасности
Информатика,
кибернетика,
робототехника
Названия и принципы
крепления деталей
3
Основы
конструирования
Знакомство детей с историей
информатики,кибернетики,
робототехники
Знакомство детей с
названиями и принципами
крепления деталей.
Виды механической
Демонстрация детям полно
передачи.
приводной одномоторной
Повышающаяпередача.
тележки для повышения
Понижающаяпередача.
мощности, для повышения
скорости.
Сборка механизма,
используемого совместно с
двигателями для
преобразования и передачи
крутящегося момента
Конструирование
Стационарные моторные
стационарных моторных
механизмы
механизмов.
Сборка одномоторной
Одномоторный гонщик
гоночной машины на базе
Моторные механизмы
одномоторной тележки
Преодоление горки
Сборка по инструкции
Шагающие роботы
шагающего робота.
Сборка простейших
Сборка моделей по
моделей
инструкции
Трехмерное
моделирование
Знакомство с
Показ детям контроллера.
контроллером
Главные функции.
Сборка и демонстрация
Одномоторная тележка
одномоторной и
Двухмоторная тележка
двухмоторной тележек.
Разница данных тележек
Введение в
робототехнику
Знание особенностей работы
Датчики
датчика.
Колесные, гусеничныеи
Сборка роботов по
шагающие роботы
инструкции
Пропорциональный
Сборка механизма для
регулятор
защиты от «застреваний»
робота во время
Защита от
«застреваний»
прохождения испытанный
Основы управления
Траектория с
роботом
Сборка робота по схеме для
перекрестками
Пересеченная местность прохождения лабиринта на
Обход лабиринта
пересеченной местности
Редуктор. Осевой
редуктор с заданным
передаточным
отношением
4
5
6
7
8
Удаленное
управление
Управление моторами
через bluetooth
Использование программ
для управления моторами по
средствам bluetooth
Управляемый футбол
роботов
9
Игры роботов
10
Состязания роботов
Творческиепроекты
11
12
Защита проектов
Перетягивание каната
Следование по линии
Слалом
Роботы-помощники
человека
Роботы-артисты
Свободные темы
Защита проектов
Проведение состязания между
различными группами детей
по робофутболу
Проведение соревнований
роботов в различных видах
состязаний
Выбор и написание проектов
на выбранныезаранее темы
Представление и защита
проектов
Планируемые результаты и способы определения их результативности
Личностные:
1.
формировать учебную мотивацию, осознанность учения и личной ответственности,
2.
формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее
представление оморальных нормах поведения.
Предметные:
1.
получение первоначальных представлений о созидательном и нравственном значении
труда в жизни человека и общества; о мире профессий и важности правильного выбора
профессии;
2.
усвоение правил техники безопасности использование приобретенных знаний и умений
для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских
(дизайнерских), технологических и организационных задач;
3.
приобретение первоначальных навыков совместной продуктивной деятельности,
сотрудничества, взаимопомощи, планирования и организации;
Метапредметные:
1. 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;
2. умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе
альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и
познавательных задач;
3. умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять
контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы
действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в
соответствии с изменяющейся ситуацией;
4. умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности
её решения.
Условия реализации данной программы
1.
2.
Оснащенный кабинет.
Создание доброжелательной и увлекательной атмосферы занятий.
Материально-техническое обеспечение (ноутбуки, наборы
ROBO&BLOCK).Мониторинг образовательной программы (формы контроля)
Основными видами отслеживания результатов освоения учебного материала являются
входной, промежуточный и итоговый контроль. Осуществляется контроль следующим
образом:
3.
Входной контроль:
Проводится в начале учебного года. Отслеживается уровень подготовленности
обучающихся.
Контроль проводится в форме теста.
Текущий контроль:
Осуществляется в виде подготовки и защиты творческих работ по итогам изучения
нескольких тем. Текущий контроль позволяет отследить насколько обучающимися освоен
пройденный материал.
Итоговый контроль:
Проводится в конце учебного года. Цель его проведения – определение уровня усвоения
программы каждым обучающимся. Формы проведения: защита итогового творческого
проекта собственного изготовления.
Диагностика уровня освоения детьми программы (1-ый год обучения)
Умение создавать модель по схеме, подбирать соответствующие детали и соединения.
Умение использовать материнскую плату и двигатель для конструирования робота и
приведенияего в движение.
Понимание действие ИК датчиков, уметь продемонстрировать с помощью робота.
Умение применять ДУ, выбирать правильный режим для начала работы
-Умение
создать модель по образцу, по условиям. Проявление творческой
инициативы, самостоятельности, умения работать в команде.
Умение сконструировать механические модели ROBO&BLOCK.
Умение запрограммировать механические модели ROBO&BLOCK.
Материально-техническое обеспечение
№
Наименование объектов и средств материально-технического обеспечения
Технические средства обучения.
1.
Ноутбуки
2.
Проектор
3.
Интерактивная доска
4.
Наборы ROBO&BLOCK
Экранно-звуковые пособия
5.
Видеоматериалы
6.
Мультимедийные презентации на электронных носителях
Интернет – ресурсы
1.
http://www.Robo&blockengineering.com/library/doc_download/150-nxtconstructopedia-beta-21.html.
2.
http://www.Robo&blockeducation.info/nxt/resources/building-guides/
3.
http://www.Robo&blockengineering.com/
4.
https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Frobot.edu54.ru%2Fsites%2Fdefault
%2Ffiles
%2Fprogram_robotics_239.doc&name=program_robotics_239.doc&lang=ru&c=56b2d229bcc7
5.
http://surwiki.admsurgut.ru/wiki/images
6.
http://nsportal.ru/shkola/dopolnitelnoe-obrazovanie/library/2013/10/13/programmadopolnitelnogo-obrazovaniya
7.
https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fizberdeischool.68edu.ru%2Fdocumen
ts%2FR obototehnika.pdf&name=Robototehnika.pdf&lang=ru&c=56b2e0637397&page=9
8.
http://pandia.ru/text/78/550/97507.php
9.
http://cdtor.ru/robototekhnika/item/3698-aktualnost-programmy-robototekhnika
10.
http://robot.uni-altai.ru/metodichka/publikacii/obrazovatelnaya-programma-vneurochnoydeyatelnosti-osnovy-robototehniki
11.
http://wiki.tgl.net.ru/index.php
