Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Легоробо»

Управление образования Администрации городского округа Спасск-Дальний

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования «Созвездие» городского округа Спасск – Дальний

ЛЕГОРОБО

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа Направленность: техническая

Возраст учащихся: 8-13 лет

Срок реализации: 1 год

Чечель Екатерина Сергеевна,

педагог дополнительного образования МБУДО «Созвездие»

г. Спасск-Дальний

2022 год

Раздел № 1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММЫ

1.1. Пояснительная записка

Актуальность программы

В настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование, т.е. создана благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники. Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления.

В Концепции развития дополнительного образования детей до 2030 года, обозначена одна из проблем системы дополнительного образования детей: «неэффективное использование потенциала дополнительного образования в формировании у обучающихся функциональной грамотности и компетентностей, связанных с эмоциональным, физическим, интеллектуальным, духовным развитием человека, значимых для вхождения Российской Федерации в десятку ведущих стран мира по качеству общего образования, для реализации приоритетных направлений научно-технологического развития страны» 1. Одно из направлений функциональной грамотности - креативное мышление – это умение человека использовать свое воображение для выработки и совершенствования идей, решения задач, формирования нового знания, с которыми он не сталкивался раньше. По версии PISA, креативное мышление также способность критически осмысливать свои разработки, совершенствовать их.

Согласно Концепции развития дополнительного образования детей до 2030 года, программа вовлекает детей в создание искусственно-технических объектов, освоение основ программирования и робототехники.

Использование LEGO-конструкторов формирует у обучающихся функциональную грамотность, повышает мотивацию обучающихся к обучению, так как при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия LEGO как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования. Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Программа предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами.

На занятиях по робототехнике учащиеся знакомятся с законами реального мира, учатся применять теоретические знания на практике, развивают наблюдательность, мышление, сообразительность, креативность.

Модели конструктора ПервоРоботаЛего дают представление о работе механических конструкций, о силе, движении и скорости, помогают производить математические вычисления. Программа способствует изучению разделов информатики: моделирование и программирование, а также успешной адаптации учащихся при переходе от пропедевтического курса информатики к базовому.

Программа реализуется по сетевому договору.

Направленность программы – техническая.

Язык реализации – русский.

Уровень освоения - стартовый

Адресат программы: дети 8-13 лет из общеобразовательных организаций г.о. Спасск-Дальний.

Особенности организации образовательного процесса:

Группы формируются на основе сетевого договора с МБОУ СОШ №11 и №15 из учащихся 2-6 классов, проявляющих интерес к робототехнике, лего-проектированию и программированию.

Режим занятий: 1 раз в неделю по 3 часа.

Продолжительность образовательного процесса – 120 часов, 40 недель, 1 год.

1.2. Цель и задачи программы

Цель программы: освоение учащимися 2-6 классов основ программирования и робототехники посредством занятий с конструкторами Lego «WeDo» и Lego «WeDo 2.0».

Задачи:

Воспитательные:

Сформировать готовность и способность обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к творческой деятельности, а также на основе формирования уважительного отношения к труду.

Воспитать чувство гражданской ответственности и патриотизма.

Сформировать коммуникативную компетентность в общении и сотрудничестве с одногруппниками, педагогами в процессе творческой деятельности

Сформировать стремление к получению качественного законченного результата.

Сформировать осознание ценности природы и необходимости нести ответственность за её сохранение, соблюдать правила экологичного поведения.

Развивающие:

Развивать умение определять общую цель, самостоятельно планировать, корректировать и адекватно оценивать результаты своей деятельности, осознанно выбирать наиболее эффективные и рациональные способы решения поставленных самостоятельно задач.

Развить умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль.

Развивать умения применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы.

Развивать оперативную и механическую память, пространственное воображение, логическое мышление, мелкую моторику, внимательность, аккуратность и изобретательность.

Сформировать компетенции в области использования информационно-коммуникативных технологий.

Сформировать коммуникативную компетентность в общении со сверстниками и взрослыми.

Обучающие:

Сформировать понятия об автоматизированных системах управления, процессе передачи движения и преобразования энергии в машине.

Сформировать представления об основах механики (виды механических передач, название и назначение, особенности механических передач и др.) и кинематики (направление вращения, скорость вращения, мощность передачи и др.).

Научить создавать, программировать и испытывать действующие модели.

Обучить работе с интерфейсами платформы по средствам подключения внешних устройств и написания коротких демонстрационных программ.

Научить применять на практике знания, выразив свои технические решения в сборке модели по собственному замыслу.

Сформировать проектные умения.

Профориентировать на профессии, связанные с робототехникой и программированием.

1.3. Содержание программы

Учебный план

Содержание учебного плана

1. Тема: Введение

Теория: Вводный инструктаж по соблюдению техники безопасности и пожарной безопасности при работе. Правила поведения в образовательном учреждении. Правила работы с конструктором и электрическими приборами. Понятия «Робот, робототехника». Технологические разработки в СССР и Российской Федерации. Профессии, связанные с робототехникой. Применение робототехники в военной и космической отрасли, на службе МЧС. Передовые технологические разработки, используемые в Российской Федерации.

Практика: Игры «Где Опасность?», «Безопасный маршрут».

2. Тема: Конструктор и программное обеспечение Lego WeDo

Теория: Основные составляющие части среды конструктора. Изучение названий деталей.

Практика: Работа с базовым набором конструктора и изучение визуальной среды программирования Lego WeDo 1.2.2 и его интерфейса и блоков. Тест: «Первые шаги в робототехнике».

3. Тема: Механизмы и базовые модели LeGo WeDo

Теория: Моторы и датчики набора LEGO. Что делает мотор. Равномерная зубчатая передача движения. Промежуточное зубчатое колесо. Понижающая и повышающая зубчатая передача. Как работает датчик наклона. Ременная передача движения. Коробка передач. Червячное колесо. Колебательное движение. Отсчёт. Изменение отсчёта. Где можно применить программу счёта.

Практика: Работа с блоками «Начало», «Мотор по часовой стрелке», «Мотор против часовой стрелки», «Включить мотор на…», «Мощность мотора», «Выключить мотор». Смена звуков и мощности мотора. Работа с блоками «Фон экрана», «Ждать», «Экран». Изменение вида наклона и фона экрана. Рычаг для смены положения датчика наклона. Перекрестная ременная передача. Снижение скорости. Повышение скорости. Передача движения под углом. Блок «Звук», Вход Датчик звука. Блок «Начать нажатием клавиши». Изменение клавиши запуска. Вход Случайное число – случайная смена скорости движения. Блок «Цикл». Работа блока «Цикл» со входом и без него. Испытание блока «Цикл» на изученных механизмах. Блоки «Отправить сообщение», «Начать при получении письма». Реализация собственных идей. Первые шаги в применении технических устройств и механизмов при конструировании моделей. Создание базовых моделей и программ по готовым инструкциям сборки. Проведение эксперимента с собранной моделью. Усовершенствование моделей.

4. Тема: Конструктор и программное обеспечение Lego WeDo 2.0

Теория: Основные составляющие части среды конструктора. Изучение названий деталей.

Практика: Работа с базовым набором конструктора и изучение визуальной среды программирования и его интерфейса и блоков. Установление Bluetooth- соединения СмартХаба с устройством. Тест: «Мир робототехники».

5. Проекты с пошаговыми инструкциями

Теория: цель, задачи проектирования, этапы, оформление проекта Правила работы с пошаговыми инструкциями. Изучение предметной области.

Практика: Исследование моторов и датчиков набора LEGOWeDo 2.0. Сборка конструкции «Майло»: Обзор схемы. Изучение механизмов. Сборка и программирование схемы «Майло». Работа над проектом «Тяга». Сборка и программирование схемы. Защита проекта. Работа над проектом «Скорость». Сборка и программирование схемы. Защита проекта. Работа над проектом «Прочные конструкции». Сборка и программирование схемы. Защита проекта. Работа над проектом «Метаморфоз лягушки». Сборка и программирование схемы. Защита проекта.

6. Проекты с открытым решением

Теория: Технология выполнения проектов с открытыми решениями.

Практика: Сборка моделей, конструирование, доработка собранных моделей. Изменение заданной программы. Защита проектов.

7. Самостоятельная проектная деятельность

Теория: Выбор темы проекта. Порядок выполнения проекта.

Практика: Самостоятельный выбор темы проектируемой модели. Поиск необходимой информации в различных источниках. Презентация.

1.4. Планируемые результаты

Личностные:

Сформированы готовность и способность обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к творческой деятельности, а также на основе формирования уважительного отношения к труду.

Сформировано чувство гражданской ответственности и патриотизма.

Сформирована коммуникативную компетентность в общении и сотрудничестве с одногруппниками, педагогами в процессе творческой деятельности

Сформировано стремление к получению качественного законченного результата.

Сформировано осознание ценности природы и необходимости нести ответственность за её сохранение, соблюдать правила экологичного поведения.

Метапредметные:

Развито умение определять общую цель, самостоятельно планировать, корректировать и адекватно оценивать результаты своей деятельности, осознанно выбирать наиболее эффективные и рациональные способы решения поставленных самостоятельно задач.

Развито умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль.

Развиты умения применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы.

Развиты оперативная и механическая память, пространственное воображение, логическое мышление, мелкую моторику, внимательность, аккуратность и изобретательность.

Сформированы компетенции в области использования информационно-коммуникативных технологий.

Сформированы коммуникативная компетентность в общении со сверстниками и взрослыми.

Предметные:

Сформированы понятия об автоматизированных системах управления, процессе передачи движения и преобразования энергии в машине.

Сформированы представления об основах механики (виды механических передач, название и назначение, особенности механических передач и др.) и кинематики (направление вращения, скорость вращения, мощность передачи и др.).

Сформированы умения создавать, программировать и испытывать действующие модели.

Сформированы умения работы с интерфейсами платформы по средствам подключения внешних устройств и написания коротких демонстрационных программ.

Сформированы умения применять на практике знания, выразив свои технические решения в сборке модели по собственному замыслу.

Сформированы проектные умения.

Учащиеся профориентированы на профессии, связанные с робототехниколй и программированием.

РАЗДЕЛ № 2. ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

2.1. Условия реализации программы

Материально-техническое обеспечение

Для эффективности реализации образовательной программы необходимы материальные ресурсы:

компьютеры (ноутбуки) – 6 шт,

принтер,

проектор

Основное оборудование, используемое при обучении детей робототехнике на занятиях - это ЛЕГО-конструкторы:

Базовый набор Lego Education WeDo (Артикул: 9580 Название: LEGO® Education WeDo™);

Ресурсный набор Lego Education WeDo (Артикул: 9585 Название: LEGO® Education WeDo™);

Лицензионное программное обеспечение LEGO® Education WeDo™ (version 1.2.2)

Набор Lego Education WeDo 2.0

Программное обеспечение Lego Education WeDo 2.0.

Используя конструктор Lego Education WeDo, ученики строят Лего-модели, подключают их к ЛЕГОкоммутатору и управляют ими посредством компьютерных программ. В набор входят 158 элементов, включая USB ЛЕГО-коммутатор, мотор, датчик наклона и датчик расстояния, позволяющие сделать модель более маневренной и «умной». USB LEGO-коммутатор. Через этот коммутатор осуществляется управление датчиками и моторами при помощи программного обеспечения WeDo™. Через два разъёма коммутатора подаётся питание на моторы и проводится обмен данными между датчиками и компьютером. Программное обеспечение LEGO® WeDo автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик. Программа может работать с тремя USB LEGO-коммутаторами одновременно. Мотор Можно запрограммировать направление вращения мотора (по часовой стрелке или против) и его мощность. Питание на мотор (5В) подаётся через USB порт компьютера. К мотору можно подсоединять оси или другие LEGO-элементы. Датчик наклона Датчик наклона сообщает о направлении наклона. Он различает шесть положений: «Носом вверх», «Носом вниз», «На левый бок», «На правый бок», «Нет наклона» и «Любой наклон». Датчик расстояния Датчик расстояния обнаруживает объекты на расстоянии до 15 см.

Учебно-методическое и информационное обеспечение

Литература для педагога:

Для организации занятий используются методические рекомендации «Книги для учителя» (ПервоРобот LEGO ® WeDo™ Книга для учителя – электронный вариант) и книга для учителя LEGO® Education WeDo 2.0 (Электронный ресурс). При составлении Программы учитывалось, что первоначальное освоение лего-конструкторов требует наличия для детей готовых шаблонов. Такими шаблонами конструктора стали технологические карты и задания, заложенные авторами в программное обеспечение, сопровождающее конструктор.

2.2. Оценочные материалы и формы аттестации

Формы контроля: входной контроль, текущий, промежуточный контроль и итоговая оценка.

Входной контроль проводится с целью оценки исходного уровня знаний учащихся перед началом образовательного процесса. В течение обучения проводится промежуточная диагностика с  целью изучения уровня овладения полученными знаниями, умениями и навыками, уровня развития.

Текущий контроль – это оценка качества усвоения учащимися содержания конкретной темы и выполненных практических работ.

Промежуточный контроль – это оценка качества усвоения учащимися содержания разделов.

Итоговая оценка – это оценка уровня достижений учащихся, заявленных в образовательных программах по завершении обучения.

Формы текущего контроля: оценка практических работ

Формы промежуточного контроля:

Игры, тест, оценка практических работ

Формы итоговой оценки:

Защита проектов

Одна из задач — обучение детей навыкам самооценки и рефлексии. С этой целью выделяются и поясняются критерии оценки каждой практической работы:

Критерии оценки:

Высокий уровень – 14- 18 баллов

Средний уровень – 6 – 13 баллов

Низкий уровень – менее 5 баллов

Формы отслеживания и фиксации образовательных результатов:

Грамоты, дипломы, сертификаты участия.

Фото и видео

Отзывы детей и родителей.

Статьи в средствах массовой информации и социальных сетях.

2.3. Методические материалы

Принципы, технологии, формы и методы

Программа строится на принципах доступности,  наглядности, системно-деятельностном подходе, добровольности,  межпредметных связей.

Основными формами учебных занятий являются:

групповые учебно-практические и теоретические занятия;

работа по индивидуальным планам (проекты);

участие в соревнованиях между группами и парами;

комбинированные занятия.

Все наборы на основе LEGO-конструктора ПервоРобот предназначены для того, чтобы ученики в основном работали группами. Поэтому при освоении программы учащиеся одновременно приобретают навыки сотрудничества и умение справляться с индивидуальными заданиями, составляющими часть общей задачи. В процессе конструирования должны добиваться того, чтобы созданные модели работали и отвечали задачам, которые перед ними ставятся.

Учащиеся получают возможность учиться на собственном опыте, проявлять творческий подход при решении поставленной задачи. Задания разного уровня сложности учащиеся осваивают поэтапно, переходя от простых задач к более сложным. Основной принцип обучения «шаг за шагом», являющийся ключевым для LEGO, обеспечивает учащемуся возможность работать в собственном темпе.

Организация мозговых штурмов помогает поиску новых решений и обсуждению идей.

Эффективность обучения основам робототехники зависит и от организации занятий, проводимых с применением следующих методов:

объяснительно - иллюстративный - предъявление информации различными способами (объяснение, рассказ, беседа, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др);

эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.);

проблемный - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;

программированный - набор операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения практических работ (форма: компьютерный практикум, проектная деятельность);

репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу, беседа, упражнения по аналогу);

частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;

поисковый – самостоятельное решение проблем.

Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. Основной метод, который используется при изучении робототехники, - это метод проектов.

На каждом занятии дети создают модель автоматизированного устройства, при этом поднимаются вопросы из курса информатики, математики, физики, технологии и других предметов.

2.4. Календарный учебный график

Список используемой литературы

Книга для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO® WeDo™ [Электронный ресурс] https://wiki.soiro.ru/images/Lego_wedo_pervorobot_kniga_uchitelya.pdf

Книга для учителя LEGO® Education WeDo 2.0 [Электронный ресурс] https://education.lego.com/ru-ru/product-resources/wedo-2/

Профессии, связанные с робототехникой. [Электронный ресурс]

Обзор профессий, связанных с робототехникой: список, характеристика, СУЗы и ВУЗы, достоинства и недостатки * (disshelp.ru)

Популярные профессии. [Электронный ресурс]

Популярные профессии в робототехнике (techinsider.ru)

Роботека - Энциклопедия роботов [Электронный ресурс]

https://xn--80abmurblt.xn--p1ai/

Интернет-журнал про образовательную робототехнику и роботов. [Электронный ресурс] Топ-10 советских роботов — Robotoved

Российская робототехника. [Электронный ресурс] Российская робототехника — Русский эксперт (ruxpert.ru)