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