Содержание
Общие положения
1 Целевой раздел
1.1 Пояснительная записка
1.2 Планируемые результаты освоения программы «Робототехника»
1.3 Формирование универсальных учебных действий
2 Содержательный раздел
2.1 Содержание учебного курса
3 Организационный раздел
3.1 Учебный план
3.2 Условия реализации программы «Робототехника»
3
4
4
6
7
9
9
11
11
11
2
Общие положения
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
платной образовательной услуги «Робототехника» МАОУ лицея № 135
разработана на основании:
Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» от
29.12.2012Г. № 273-ФЗ;
Приказа Министерства просвещения РФ от 09.11.2018 г. № 196 «Об
утверждении Порядка организации и осуществления образовательной
деятельности по дополнительным образовательным программам»;
Приказа Министерства просвещения РФ от 30.09.2020 г. № 533 «О
внесении изменений в Порядок организации и осуществления
образовательной деятельности по дополнительным образовательным
программам, утвержденный приказом Министерства просвещения РФ
от 09.11.2018 г. № 196»;
Постановление Правительства РФ от 15.09.2020 № 1441 «Об
утверждении Правил оказания платных образовательных услуг»;
Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от
28.09.2020 № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20
«Санитарно-эпидемиологические
требования
к
организации
воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»
Письмо Министерства образования и науки РФ от 18.11. 2015 г. № 093242 «О направлении информации» (вместе с «Методическими
рекомендациями
по
проектированию
дополнительных
общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)»;
Письмо Министерства образования и науки РФ от 29.03.2016г. № ВК641/09 «О направлении методических рекомендаций» (вместе с
«Методическими рекомендациями по реализации адаптированных
дополнительных общеобразовательных программ, способствующих
социально-психологической
реабилитации,
профессиональному
самоопределению детей с ОВЗ, включая детей инвалидов, с учетом их
особых образовательных потребностей»);
Приказ Минобрнауки РФ от 23.08.2017 № 816 «Об утверждении
Порядка
применения
организациями,
осуществляющими
образовательную
деятельность,
электронного
обучения,
дистанционных образовательных технологий при
реализации
образовательных программ»;
Устава МАОУ лицея № 135.
Актуальность программы
Основной акцент в освоении данной программы делается на
использование проектной деятельности и самостоятельность в создании
3
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.
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
платной образовательной услуги «Робототехника» МАОУ лицея № 135
содержит три раздела: целевой, содержательный, организационный.
Целевой раздел определяет цели, задачи и планируемые результаты
реализации программы «Робототехника».
Целевой раздел включает: пояснительную записку; планируемые
результаты реализации программы «Робототехника».
Содержательный раздел включает
программу учебного курса
«Робототехника».
Организационный раздел включает учебный план и условия
реализации программы «Робототехника»
1. Целевой раздел
1.1.Пояснительная записка
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
технической направленности
«Робототехника» составлена на основе
программы Ершова А.А. «Робототехника на основе Arduino».
Выбор данной авторской программы и учебно-методического
комплекса обусловлен тем, программа включает определенный объем
теоретических знаний и формы обучения детей на практических
занятиях, является первым шагом в процессе знакомства учащихся с
основами электротехники и радиотехники, электроники и робототехники,
а также ориентирует школьников на выбор профессии. На практических
занятиях учащиеся работают с комплектами Arduino (базовые и
расширенные), оснащенные микропроцессором Arduino Uno АTmega
328p. С 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
4
программы является создание команды единомышленников и ее участие в
конкурсах по робототехнике, что значительно усиливает мотивацию
учеников к получению знаний. Образовательная программа по
робототехнике научно-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.
При этом реализуются:
диалоговый характер обучения;
приспособление
оборудования
и
инструмента
к
индивидуальным особенностям ребенка;
возможность коррекции педагогом процесса обучения в любой
момент;
оптимальное сочетание индивидуальной и групповой работы.
Данная
программа
полностью
соответствует
личностноориентированной модели обучения и предоставляет широкие возможности
для выявления, учёта и развития творческого потенциала каждого ребёнка,
вкуса, проявления его индивидуальности, инициативы, формирования
духовного мира, этики общения, навыка работы в творческом объединении.
Основными принципами работы педагога по данной программе
являются:
принцип научности;
принцип доступности;
принцип сознательности;
принцип наглядности;
принцип вариативности;
принцип открытости.
Цель: обучение основам робототехники, программирования, развитие
творческих способностей в процессе конструирования и проектирования.
Задачи:
Обучающие:
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.
5
Воспитывающие:
формировать творческое отношение к выполняемой работе;
воспитывать умение работать в коллективе, эффективно
распределять обязанности.
Развивающие:
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.
Особенности электронного конструктора Arduino
Среда обитания современного человека насыщена разнообразными
электронными устройствами, которые будут и в дальнейшем развиваться и
совершенствоваться. Другая сторона этого явления – упрощение самого
процесса создания электронного устройства. Благодаря накопленным
разработкам, он может быть настолько простым, что с ним справится и
ребёнок. В частности, такую возможность предоставляет вычислительная
платформа Arduino. На базе этой платформы ученики могут конструировать
и программировать модели электронных управляемых систем, не вдаваясь в
сложные вопросы схемотехники и программирования на низком уровне.
Причём эта уникальная инженерно-конструкторская среда имеет низкий
порог вхождения и не имеет потолка. Конструировать и программировать
простые устройства управления новогодней гирляндой или передачи
акустических сигналов азбукой Морзе, несложные электронные игрушки
ребёнок может уже на первых шагах знакомства с Arduino. В то же время
Arduino используют профессиональные программисты и «продвинутые»
любители в сложных конструкциях управления робототехническими
устройствами.
При организации процесса обучения в рамках данной программы
предполагается применением следующих педагогических технологий
обучения: организация самостоятельной работы, проектной деятельности,
самоконтроля, рефлексивного обучения, организация работы в парах.
Форма оценки – демонстрация, защита работы, выступление перед
зрителями, итоговый показ проекта.
Требования к режиму занятий
Занятия проводятся два раза в неделю по 40 минут. Расписание
занятий составляется в соответствии с возможностями лицея по
6
предоставлению аудиторного фонда до или после занятий по основному
расписанию, финансируемому из бюджета.
Количество часов в год – 56 часов.
Формы обучения – фронтальная, индивидуальная, индивидуальногрупповая, групповая.
1.2 Планируемые результаты освоения программы
«Робототехника»
Обучающие 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.
Обущающие должны уметь:
использовать основные алгоритмические конструкции для
решения базовых задач; конструировать различные модели;
использовать созданные программы;
применять полученные знания в практической деятельности.
Обучающие должны овладеть:
навыками работы с роботами;
навыками работы в среде Arduino.
1.3 Формирование универсальных учебных действий
В программе «Робототехника» заложены возможности формирования
у учащихся универсальных учебных действий (личностных, регулятивных,
познавательных и коммуникативных) и ключевых компетенций.
Личностные результаты::
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
7
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.
Метапредметные
Познавательные УУД:
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.
Регулятивные УУД:
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;
адекватно воспринимать предложения учителей, товарищей,
родителей и других людей по исправлению допущенных ошибок;
8
выделять и формулировать то, что уже усвоено и что еще нужно
усвоить, определять качество и уровня усвоения;
Коммуникативные УУД:
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.
2. Содержательный раздел
2.1. Содержание учебного курса « Робототехника»
Общий обзор курса
Техника безопасности при работе в компьютерном классе.
Современное состояние робототехники и микроэлектроники в мире и в
нашей стране.
Знакомство с платой Arduino
Структура и состав микроконтроллера. Пины.
Теоретические основы электричества
Управление электричеством. Законы электричества. Как быстро
строить схемы: макетная плата. Чтение электрических схем. Управление
светодиодом. Мультиметр основы. Электронные измерения.
Схемотехника
Параллельное и последовательное подключение. Принцип работы
переключателя. Принцип работы резистора. Эксперименты с резистором.
Светодиоды. Принцип работы зуммера и переключателя. Принцип работы
конденсатора. Эксперименты с конденсатором. Простая схема со
светодиодами, Эксперименты со светодиодами. Эксперименты с
фотодиодом. Принцип работы сигнализации. Эксперименты с диодами.
Таймер 555. Опыты с герконом, пульт для контроллера.
9
Знакомство со средой программирования
Подпрограммы: назначение, описание, вызов. Параметры локальные и
глобальные переменные. Логические конструкции.
Логические переменные и конструкции
Особенности подключения кнопки. Устранение шумов с помощью
стягивающих и подтягивающих резисторов. Программное устранение
дребезга. Булевые переменные и константы.
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.
Сенсоры. Датчики Arduino
Роль сенсоров в управляемых системах. Сенсоры переменных
резисторы. Делитель напряжения. Потенциометр. Аналоговые сигналы на
входе Arduino. Использование монитора последовательного порта для
наблюдений за параметрами системы.
Реализация проектов.
«Маячок», «Маячок с нарастающей яркостью», «Светильник с
управляемой яркостью», «Пульсар», «Терменвокс», «Ночной светильник»,
«Кнопка+светодиод», «Светофор», «Мерзкое пианино», «Бегущий огонек»,
«Кнопочный переключатель», «Кнопочные ковбои», «Охранная система»,
«Термометр», «Секундомер», «Мой робот», « Колесная база – колесница»,
«Колесница в плену», «Колесница на дороге».
Знакомство с резисторами, светодиодами. Сборка схем. Таблица
маркировки резисторов.
Мигание
в
противофазе.
Подключение
потенциометра. Аналоговый вход. Термовокс. Подключение фоторезистора,
воспроизведение звука. Последовательное и параллельное подключение
резисторов. Моделирование работы дорожного трехцветного светофора.
Знакомство с устройствами транзистора. Понятие «дребезг» контактов.
Триггер. Программирование музыки. Подключение инфракрасного датчика.
Работа над собственными творческими проектами.
Создание проекта, сочетающего в себе как электронную начинку и
микроконтроллер, так и механику, и корпус, изготовленные своими руками.
10
3.
Организационный раздел
3.1. Учебный план
№
Наименование
предмета
Количество
учебных часов в
неделю
Количество
учебных
часов в месяц
Количество
учебных
часов в год
1
Робототехника
2 часа
8 часов
56 часов
Итого:
2 часа
8 часов
56 часов
3.2. Условия реализации программы «Робототехника»
Кадровые условия реализации программы «Робототехника»
Педагог дополнительного образования
Материально-техническое обеспечение
Оборудование кабинета информатики,
конструктор на основе Arduino,
конструктор «Роботология».
Учебно-методическое обеспечение
Для педагога:
1.http://wiki.amperka.ru/ теоретический и практический материал, описание
практикума
2.http://robocraft.ru/page/summary/#PracticalArduino
Теоретический
и
практический материал
3.http://avr-start.ru/?p=980 Электроника для начинающих. Уроки.
4.http://bildr.org Инструкции и скетчи для подключения различных
компонентов к плате Arduino.
5.http://arduino4life.ru практические уроки по Arduino.
6.http://arduino-project.net/ Видео уроки, библиотеки, проекты, статьи, книги,
приложения на Android.
7.https://sites.google.com/site/arduinodoit/home Методические разработки,
описание практических и лабораторных работ.
8.http://bildr.org Инструкции и скетчи для подключения различных
компонентов к плате Arduino.
9.http://arduino4life.ru практические уроки по Arduino.
10.http://avr-start.ru/?p=980 Электроника для начинающих. Уроки.
11.http://edurobots.ru Занимательная робототехника.
11
12.http://lesson.iarduino.ru Практические уроки Arduino.
Требования к организации групп.
Количественный состав групп: до 15 человек.
Требования к режиму занятий.
Занятия проводятся два раза в неделю по 40 минут. Расписание занятий
составляется в соответствии с возможностями лицея по предоставлению
аудиторного фонда до или после занятий по основному расписанию,
финансируемому из бюджета.
12