СОДЕРЖАНИЕ 1. Комплекс основных характеристик программы 1.1 Пояснительная записка 1.2 Цель, задачи программы 1.3 Содержание программы 1.4 Планируемые результаты 2. Организационно-педагогические условия 2.1Условия реализации программы 2.2Формы аттестации и оценочные материалы 3. Список литературы 15 15 17 Приложения: 1. Диагностическая карта оценки результатов обучения 18 3 5 5 12 2 1. КОМПЛЕКС ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММЫ 1.1 Пояснительная записка Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника» технической направленности разработана в соответствии с требованиями в образовании, отражёнными в следующих документах: - Федеральный закон от 29 декабря 2012 г. № 273 – ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (последняя редакция); - Концепция развития дополнительного образования детей (утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 сентября 2014 г. № 1726-р); - Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 29.09.2020 № 28 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания, обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»; - Приказ от 09.11.2018г. № 196 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»; - Письмо Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015г. № 09-3242 «О направлении информации» (Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ); - Письмо Министерства просвещения России от 19.03.2020 № ГД-39/04 «О направлении методических рекомендаций» (вместе с «Методическими рекомендациями по реализации образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования, образовательных программ среднего профессионального образования и дополнительных общеобразовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий»; - Письмо Министерства просвещения РФ от 28.06.2019 № МР-81/02ВН «О методических рекомендациях для субъектов РФ по вопросам реализации основных и дополнительных общеобразовательных программ в сетевой форме»; - Устав МАОУ лицея №135: - Положение о дополнительном образовании в МАОУ лицее №135. Модифицированная программа для обучающихся 11-14 лет составлена на основе программы Ершова А.А. «Робототехника на основе Arduino». Выбор данной авторской программы и учебно-методического комплекса обусловлен тем, программа включает определенный общем теоретических знаний и формы обучения детей на практических занятиях, является первым шагом в процессе знакомства учащихся с основами электро и радиотехники, электроники и робототехники, а также ориентирует школьников на выбор профессии. На практических занятиях учащиеся работают с комплектами Ардуино (базовые и расширенные), оснащенные микропроцессором Arduino Uno ATmega328p. С 3 помощью данного набора учащийся может создать проект и запрограммировать его на выполнение определенных функций. Командная работа над практическими заданиями способствует глубокому изучению составляющих современных роботов, а визуальная программная среда позволит легко и эффективно изучить алгоритмизацию и программирование. Дополнительным преимуществом изучения данной программы является создание команды единомышленников и ее участие в конкурсах по робототехнике, что значительно усиливает мотивацию учеников к получению знаний. Образовательная программа по робототехнике технической направленности, так как в наше время робототехники и компьютеризации ребенка необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать. В процессе конструирования и программирования кроме этого дети получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики. Актуальность Основной акцент в освоении данной программы делается на использование проектной деятельности и самостоятельность в создании проектов и роботов, что позволяет получить полноценные и конкурентоспособные продукты. Проектная деятельность, используемая в процессе обучения, способствует развитию основных компетентностей учащегося, а также обеспечивает связь процесса обучения с практической деятельности за рамками образовательного процесса. Творческое, самостоятельное выполнение практических заданий, задания в форме описания поставленной задачи или проблемы, дают возможность учащемуся самостоятельно выбирать пути ее решения. Содержание дополнительного образования в области робототехники не стандартизируется, работа с учащимся происходит в соответствии с его интересами, его выбором, что позволяет безгранично расширять его образовательный потенциал. При этом реализуются: диалоговый характер обучения; приспособление оборудования и инструмента к индивидуальным особенностям ребенка; возможность коррекции педагогом процесса обучения в любой момент; Данная программа полностью соответствует личностно-ориентированной модели обучения и предоставляет широкие возможности для выявления, учёта и развития творческого потенциала каждого ребёнка, вкуса, проявления его индивидуальности. Отличительная особенность данной программы в использовании нетрадиционных форм работы – практические работы. Адресат программы. Программа ориентирована на учащихся 11 -14 лет и учитывает возрастные и индивидуальные способности учащихся. Количество 4 учащихся от 10 до 15 человек. Набор учащихся свободный. Состав группы постоянный. Объем и срок освоения программы Занятия проводятся 2раза в неделю по 1 часу, 72 ч. в год. Программой предусмотрено проведение 26 практических работ Форма обучения – очная. Уровни обучения Стартовый - 1 год обучения. Особенности реализации образовательного процесса Предполагает использование и реализацию общедоступных и универсальных форм организации обучения, минимальную сложность предлагаемого для освоения содержания программы. Программа предполагает дать начальные знания по курсу. Образовательный процесс организуется в традиционной форме. В период приостановки образовательной деятельности образовательный процесс организуется с применением дистанционных технологий. 1.2 Цель, задачи программы Цель: обучение основам робототехники, программирования, развитие творческих способностей в процессе конструирования и проектирования. Задачи: дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств; научить программировать робототехнические устройства; сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования; ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами. формировать творческое отношение к выполняемой работе; воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности. развивать творческую инициативу и самостоятельность; развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений. 1.3 Содержание программы №п/п Название раздела, количество часов всего теория практика Форма контроля 5 темы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Вводное занятие. Техника безопасности при работе в компьютерном классе. Общий обзор курса. Знакомство с платой Arduino Uno. Теоретические основы электричества. Схемотехника Знакомство со средой программирования Логические переменные и конструкции Аналоговые и цифровые входы и выходы. Принципы их использования. Сенсоры. Датчики Arduino. Реализация проектов Работа над собственными творческими проектами итого 2 2 собеседование 2 2 Наблюдения 4 1 3 Наблюдения, схема 16 2 14 2 2 Наблюдения, схема Наблюдения, схема 2 1 1 2 1 1 Наблюдения, схема 2 1 1 10 2 8 30 2 28 Наблюдения, схема Наблюдения, схема модель Наблюдения, схема модель 72 16 56 1. Вводное занятие. Техника безопасности при работе в компьютерном классе. Общий обзор курса. Техника безопасности при работе в компьютерном классе и электробезопасность. Современное состояние робототехники и микроэлектроники в мире и в нашей стране. 2. Знакомство с платой Arduino Uno. Структура и состав микроконтроллера. Пины. 6 3. Теоретические основы электричества. Управление электричеством. Законы электричества. Как быстро строить схемы: макетная плата. Чтение электрических схем. Управление светодиодом. Мультиметр основы. Электронные измерения 4. Схемотехника Параллельное и последовательное подключение. Принцип работы переключателя. Принцип работы резистора. Эксперименты с резистором. Принцип работы переключателя. Принцип работы переключателя. Светодиоды. Принцип работы зуммера и переключателя. Принцип работы конденсатора. Эксперименты с конденсатором. Простая схема со светодиодами. Эксперименты с фотодиодом. Принцип работы сигнализации. Эксперименты с диодами. Эксперимент светодиодфотодиод, «таймер 555». «Опыты с герконом». «Пульт для контроллера». 5. Знакомство со средой программирования Подпрограммы: назначение, описание и вызов. Параметры, локальные и глобальные переменные. Логические конструкции. 6. Логические переменные и конструкции Особенности подключения кнопки. Устранение шумов с помощью стягивающих и подтягивающих резисторов. Программное устранение дребезга. Булевые переменные и константы, логические операции. 7. Аналоговые и цифровые входы и выходы. Принципы их использования Аналоговые и цифровые сигналы, понятие ШИМ. Управление устройствами с помощью портов, поддерживающих ШИМ. Циклические конструкции, датчик случайных чисел. 8. Сенсоры. Датчики Arduino. Роль сенсоров в управляемых системах. Сенсоры и переменные резисторы. Делитель напряжения. Потенциометр. Аналоговые сигналы на входе Arduino. Использование монитора последовательного порта для наблюдений за параметрами системы. 9. Реализация проектов Пректы: «Маячок», «Маячок с нарастающей яркостью», «Светильник с управляемой яркостью», «Терменвокс», «Пульсар», «Ночной светильник», «Кнопка + светодиод», «Светофор», «RGB светодиод», «Мерзкое пианино», «Бегущий огонек».,«Кнопочный переключатель», «Кнопочные ковбои», «Охранная система», «Термометр», «Секундомер», «Мой робот», «Колесная база Колесница», «Танец колесницы», «Колесница в плену», «Колесница на дороге». 7 Знакомство с резисторами, светодиодами. Сборка схем. Программирование: функция digitalWrite. Таблица маркировки резисторов. Мигание в противофазе. Подключение потенциометра. Аналоговый вход. Терменвокс. Подключение фоторезистора, пьезопищалки. Воспроизведение звука. Последовательное и параллельное подключение резисторов. Фоторезистор. Особенности подключения и программирования кнопки. Моделирование работы дорожного трехцветного светофора. Подключение и программирование RGB-светодиода. Знакомство с устройством и функциями транзистора. Подключение и программирование устройств с транзисторами и светодиодной шкалой. Подключение и программирование устройств с транзисторами и светодиодной шкалой. Подключение трех кнопок и пьезопищалки. Понятие «дребезг» контактов. Триггер. Программирование музыки. Создание игрушки на реакцию: на быстроту нажатия кнопки по сигналу. Подключение семисегментного индикатора. Подключение инфракрасного датчика. 10. Работа над собственными творческими проектами Творческий проект сочетает в себе как электронную начинку так и механику и корпус, изготовленные своими руками. №п/ Название раздела, количество часов п темы всег теори практика о я 1 Вводное занятие. 2 2 Техника безопасности при работе в компьютерном классе. Общий обзор курса. 2 Знакомство с 2 2 объясняет платой Arduino основные понятия Uno. электричества 3 Теоретические 4 1 3 основы электричества. и микроконтроллер, Основные виды деятельности учащихся электрической схемы; называет основные элементы на цифровых схемах; пользуется средой программирования для создания программы работы микроконтроллера; объясняет разницу между различными 8 4 Схемотехника 16 2 14 5 Знакомство со средой программировани я 2 2 использует современные среды программирования микроконтроллеров ; объясняет основную структуру программы и ее элементы; пользуется такими основными понятиями программирования как переменные, выражения, логические конструкции, источниками питания и выбирает необходимые; пользуется таблицей маркировки резисторов для определения соответствующего номинала; читает схемы; выполняет сборку электрических схем, вносит исправления в электронные схемы, собранные неправильно; экспериментирует, используя основные принципы работы базовых электронных компонентов. 9 6 Логические переменные и конструкции 2 1 функции 1 7 Аналоговые и цифровые входы и выходы. Принципы их использования. 2 1 1 8 Сенсоры. Датчики 2 Arduino. 1 1 умеет составить программу в соответствии с поставленной задачей и загрузить ее в микроконтроллер; анализирует представленную компьютерную программу и определяет, что соответствующая программа выполняет объясняет разницу между цифровым и аналоговым сигналом; приводит примеры использования различных типов сигналов; объясняет принцип широтноимпульсной модуляции; описывает цветовые модели и их роль в создании цвета; обосновывает выбор соответствующего типа сигнала в своей схеме. объясняет понятие сенсора; различает типы сенсоров; приводит примеры применения сенсоров; 10 9 Реализация проектов 10 2 8 осуществляет настройки датчиков; снимает показания, которые посылают датчики; описывает проблемы, возможные при использовании датчиков; пользуется различными типами датчиков для получения необходимой информации; создает программный код для управления датчиками; выбирает соответствующий датчик для получения необходимого сигнала. собирает устройства по схеме на макетной плате подключает фоторезисторы, резисторы, пьезопищалки подбирает номиналы резисторов. подключает резисторы разными способами. подключает и программировать 11 10 Работа над собственными творческими проектами 30 Всего 72 2 28 56 кнопки. Называет основные сферы применения микроконтроллеро в в обществе. Осуществляет анализ предоставленного устройства. Называет основные составляющие устройства. Использует дополнительные платы расширения и датчики для предоставления устройству соответствующих возможностей. Создает собственные библиотеки при программировании устройства. Приводит варианты улучшения существующей конструкции и работы электронного устройства. 1.4 Планируемые результаты Личностные УУД 12 готовность к самоидентификации в окружающем мире на основе критического анализа информации, отражающей различные точки зрения на смысл и ценности жизни; умение создавать и поддерживать индивидуальную информационную среду, обеспечивать защиту значимой информации и личную информационную безопасность, развитие чувства личной ответственности за качество окружающей информационной среды; приобретение опыта использования информационных ресурсов общества и электронных средств связи в учебной и практической деятельности; умение осуществлять совместную информационную деятельность, в частности при выполнении учебных проектов; повышение своего образовательного уровня и уровня готовности к продолжению обучения с использованием ИКТ. начало формирования навыка поиска необходимой информации для выполнения учебных заданий. сбор информации; обработка информации (с помощью ИКТ); анализ информации; передача информации (устным, письменным, цифровым способами); самостоятельно выделять и формулировать познавательную цель; использовать общие приёмы решения задач; контролировать и оценивать процесс и результат деятельности; моделировать, т.е. выделять и обобщенно фиксировать группы существенных признаков объектов с целью решения конкретных задач. подведение под понятие на основе распознавания объектов, выделения существенных признаков; синтез; сравнение; классификация по заданным критериям; установление аналогий; построение рассуждения. навыки умения формулировать и удерживать учебную задачу; преобразовывать практическую задачу в познавательную; ставить новые учебные задачи в сотрудничестве с учителем; выбирать действия в соответствии с поставленной задачей и условиями её реализации; умение выполнять учебные действия в устной форме; использовать речь для регуляции своего действия; сличать способ действия и его результат с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий от эталона; 13 адекватно воспринимать предложения учителей, товарищей, родителей и других людей по исправлению допущенных ошибок; выделять и формулировать то, что уже усвоено и что еще нужно усвоить, определять качество и уровня усвоения; В процессе обучения дети учатся: работать в группе, учитывать мнения партнеров, отличные от собственных; ставить вопросы; обращаться за помощью; формулировать свои затруднения; предлагать помощь и сотрудничество; договариваться о распределении функций и ролей в совместной деятельности; слушать собеседника; договариваться и приходить к общему решению; формулировать собственное мнение и позицию; осуществлять взаимный контроль; адекватно оценивать собственное поведение и поведение окружающих. Результативность программы Учащиеся 11-14 лет в результате усвоения программы должны знать: правила безопасной работы; основные компоненты конструкторов Arduino; конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов; компьютерную среды, включающую в себя графический язык программирования; виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; конструктивные особенности различных роботов; приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.; основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ. уметь: использовать основные алгоритмические конструкции для решения базовых задач; конструировать различные модели; использовать созданные программы; применять полученные знания в практической деятельности. владеть: навыками работы с роботами; 14 Предполагаемые результаты реализации программы и критерии их оценки: 1 уровень 2 уровень 3 уровень Первый уровень Учащиеся Учащиеся предполагает самостоятельно, во самостоятельно смогут формирование взаимодействии с применять полученные информационной педагогом, высказывая знания, аргументировать культуры в рамках мнения, смогут свою позицию, дополнительного выполнять задания, оценивать ситуацию и образования. Учащиеся обобщать, полученный результат. приобретают знания о классифицировать, микроэлектронике, обсуждать. робототехнике, программировании микроконтроллеров, о способах и средствах выполнения заданий. Формируется мотивация к учению через занятия. 2. Организационно-педагогические условия 2.1 Условия реализации программы Занятия проводятся в классной комнате, где есть: Столы; Стулья; Наборы « Робототехника» . 2. 2 Формы аттестации и оценочные материалы Входной мониторинг- позволяет выявить уровень обучающихся вначале года. Текущий контроль. Осуществляется на каждом занятии. Выучивание и исполнение комбинаций - это практическая деятельность. Программа составлена таким образом, что каждый приобретаемый навык или усваиваемое знание необходимы для деятельности в целом, а также служат базисом для всех последующих занятий. Тематический контроль. Происходит по завершению изучения какой- либо темы. Так же предполагается контроль после изучения нескольких разделов в виде итогового занятия. 15 Контролером своих знаний и навыков является сам ребенок. Он может сравнить свои навыки и умения игры с навыками и умениями своих товарищей, оценить свой уровень и стремиться к улучшению своих результатов. Промежуточный мониторинг – (позволяет констатировать творческие изменения, которые происходят у детей в ходе освоения программы). Итоговый мониторинг - (позволяет констатировать творческие изменения, которые происходят у детей после освоения программы). Итоговая аттестация - как результат деятельности за год. Формой итогового контроля можно считать участие детей в районных, городских. В работе над программой необходимо провести входной мониторинг обучающихся. Конкурсного отбора детей нет, принимаются все желающие . Промежуточный проводится в полугодие и по окончании года обучения Оценочные материалы 1. Таблица результатов итоговой диагностики образовательного уровня 2. Уровень усвоения теоретического и практического материала по теме Для обучения детей игре в шахматы используют разнообразные методы и приемы. Информационно-рецептивный - Совместная деятельность педагога и учащегося. Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности Практический - использование учащимися на практике полученных знаний Словесный - краткое описание и объяснение действий, Проблемный - постановка проблемы и поиск решения. Творческое использование готовых заданий (предметов), самостоятельное их преобразование. Частично-поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога. На уровне аналитической работы происходит: понимание того, что нужно сейчас учащемуся (конкретно) в плане продвижения вперед. При этом необходимо учитывать индивидуальный темп развития, осуществлять индивидуальный подход к каждому учащемуся. Такой подход обеспечивает овладение важнейшими практическими навыками: умение объективно оценивать позицию, быстро и точно рассчитывать варианты, намечать наиболее целесообразный план игры. Методика обучения (формы, приёмы) - постоянно меняются. Метод упражнения. Подобранные упражнения представляют собой процесс Данная программа рассчитана на 1 год обучения. Занятия включают организационную теоретическую и практическую части. Организационная часть обеспечивает наличие всех необходимых для работы материалов, пособий и иллюстраций. Результаты работы определяются степенью освоения практических умений на основе полученных знаний. Критерии успешности определяются результатом участия учащихся объединения в соревнованиях различного ранга. 16 3. Список литературы Для учащихся: Основная (ЦОР): http://wiki.amperka.ru/ теоретический и практический материал, описание практикума http://robocraft.ru/page/summary/#PracticalArduino Теоретический и практический материал http://avr-start.ru/?p=980 Электроника для начинающих. Уроки. Дополнительная http://bildr.org Инструкции и скетчи для подключения различных компонентов к плате Arduino. http://arduino4life.ru практические уроки по Arduino. http://arduino-project.net/ Видео уроки, библиотеки, проекты, статьи, книги, приложения на Android. Для учителя (ЦОР): https://sites.google.com/site/arduinodoit/home Методические разработки, описание практических и лабораторных работ. http://bildr.org Инструкции и скетчи для подключения различных компонентов к плате Arduino. http://arduino4life.ru практические уроки по Arduino. http://avr-start.ru/?p=980 Электроника для начинающих. Уроки. http://edurobots.ru Занимательная робототехника. http://lesson.iarduino.ru Практические уроки Arduino. http://zelectro.cc Сообщество радиолюбителей (Arduino). Уроки, проекты, статьи и др. http://cxem.net Сайт по радиоэлектроники и микроэлектронике. http://arduino-project.net/ Видео уроки, библиотеки, проекты, статьи, книги, приложения на Android. http://maxkit.ru/ Видео уроки, скетчи, проекты Arduino. http://arduino-diy.com Все для Arduino. Датчики, двигатели, проекты, экраны. http://www.robo-hunter.com Сайт о робототехнике и микроэлектронике. http://boteon.com/blogs/obuchayuschie-lekcii-po-arduino/uroki-po-arduinooglavlenie.html? Уроки по Arduino. http://arduinokit.blogspot.ru/ Arduino-проекты. Уроки, программирование, управление и подключение. http://kazus.ru/shemes/showpage/0/1192/1.html Электронный портал. Новости, схемы, литература, статьи, форумы по электронике. http://www.radioman-portal.ru/36.php Портал для радиолюбителей. Уроки, проекты Arduino. http://www.ladyada.net/learn/arduino/ уроки, инструкция по Arduino. http://witharduino.blogspot.ru/ Уроки Arduino. http://arduino.ru/Reference Проекты, среда программирования Arduino. 17 http://a-bolshakov.ru/index/0-164 Видеоуроки, проекты, задачи. http://arduino-tv.ru/catalog/tag/arduino Проекты Arduino. http://herozero.do.am/publ/electro/arduino/arduino_principialnye_skhemy_i_uroki/4-1-032 Принципиальные схемы и уроки Arduino. http://interkot.ru/blog/robototechnika/okonnoe-upravlenie-sistemoy-arduino/студия инновационных робототехнических решений. Уроки, проекты. Приложения: Диагностическая карта оценки результатов обучения Таблица результатов итоговой диагностики образовательного уровня Дата проведения диагностики _____________________________ № п/ п Фамилия, имя Качество Особенности Активность знаний, мотивации к участия в умений, занятиям мероприятиях навыков Достижения Приложение №3 Уровень усвоения теоретического и практического материала по теме ________________________________________________________________ № Фамилия, имя Контрольный Контрольный Контрольный критерий* критерий* критерий* *количество Контрольных критериев определяется педагогом в соответствии с планируемым результатом по теме В карте индивидуальной успешности обучающихся отражаются все контрольные критерии (при необходимости количество контрольных критериев может быть увеличено). 18 Результативность в данной карте представляет собой разностный показатель суммы всех критериев на конец контрольного периода и его начало. Контрольных критериев на начало контрольного периода . Результативность = Σ Контрольных критериев на конец контрольного периода. (Результативность может иметь и положительный и отрицательный показатель. В последнем случае это свидетельствует об отрицательной динамике результатов обучения по программе). 19 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)