Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Робототехника»

МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Министерство образования и науки Республики Башкортостан

МКУ Управления образования муниципального района

Давлекановский район

МОБУ СОШ №7

Пояснительная записка

Данная программа ориентирована на обеспечение условий для конкретного творческого труда, одного из видов технического творчества - «Робототехника»

Образовательная дополнительная программа «Робототехника» технического творчества носит индивидуальный и групповой характер обучения. Направленность программы научно-техническая. А именно развитие научно-технических способностей подростков в процессе проектирования, моделирования, конструирования и программирования роботизированных устройств.

Новизна, актуальность и педагогическая целесообразность

Век накопления знаний и теоретической науки сменяется новой эпохой - когда всевозможные роботы и механизмы заполняют мир. Потребности рынка труда в специалистах технического профиля и повышенные требования современного бизнеса в области образовательных компетентностей выдвигают актуальную задачу обучения детей основам робототехники. Техническое образование является одним из важнейших компонентов подготовки подрастающего поколения к самостоятельной жизни. Деятельностный характер технологического образования, направленность содержания на формирование предпосылок умений и навыков, обобщенных способов учебной, познавательной, коммуникативной, практической, творческой деятельности позволяет формировать у ребят способность ориентироваться в окружающем мире и подготовить их к продолжению образования в учебных заведениях любого типа. Развитие научно-технического и творческого потенциала личности ребенка при освоении данной программы происходит, преимущественно, за счёт прохождения через разнообразные интеллектуальные, игровые, творческие, фестивальные формы, требующие анализа сложного объекта, постановки относительно него преобразовательных задач и подбора инструментов для оптимального решения этих задач. Занимаясь с детьми на кружках робототехники, мы подготовим специалистов нового склада, способных к совершению инновационного прорыва в современной науке и технике.

Цель программы:

Развивать научно-технический и творческий потенциал личности дошкольника через обучение элементарным основам инженерно-технического конструирования и робототехники. Обучение основам конструирования и элементарного программирования.

Задачи программы:

Стимулировать мотивацию детей к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка. Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям, развитию конструкторских, инженерных и вычислительных навыков. Развивать мелкую моторику. Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей.

Обучающие:

Познакомить учащихся с основными терминами и понятиями в области робототехники и научить использовать специальную терминологию;

Сформировать представление об основных законах робототехники;

Сформировать первоначальные представления о конструировании роботов;

Познакомить учащихся с основами разработки алгоритмов при создании робототехнических конструкций;

Усовершенствовать или привить навыки сборки и отладки простых робототехнических систем;

Познакомить с основами визуального языка для программирования роботов;

Систематизировать и/или привить навыки разработки проектов простых робототехнических систем;

Усовершенствовать навыки работы с компьютером и офисными программами и/или обучить использованию прикладных программ для оформления проектов.

Развивающие:

Стимулировать интерес к смежным областям знаний: математике, информатике, физике, биологии;

Способствовать заинтересованности в самостоятельном расширении кругозора в области конструирования робототехнических систем;

Формировать информационную культуру, умение ориентироваться и работать с разными источниками информации;

Поддерживать выработку эффективных личных методик использования внимания и памяти, обработки и анализа сведений, конспектирования и наглядного представления информации (подготовки презентаций, в том числе мультимедийных);

Поощрять стремление к применению своего потенциала в поиске оригинальных идей, обнаружении нестандартных решений, развитию творческих способностей.

Развивать способности работы индивидуально и в командах разного качественного и количественного состава группы;

Прививать навыки к анализу и самоанализу при создании робототехнических система;

Содействовать саморазвитию в формировании успешных личных стратегий коммуникации и развитию компетенций при участии учеников в командной работе.

Воспитательные:

Формировать интерес к практическому применению знаний, умений и навыков в повседневной жизни и в дальнейшем обучении;

Поощрять целеустремленность, усердие, настойчивость, оптимизм, веру в свои силы;

Способствовать развитию способности конструктивной оценки и самооценки, выработке критериев оценок и поведенческого отношения к личным и чужим успехам и неудачам;

Подтверждать высокую ценность таких способностей и качеств, как эмоциональная уравновешенность, рассудительность, эмпатия;

Поддерживать представление учащихся о значимости общечеловеческих нравственных ценностей, доброжелательности, сотрудничества;

Укреплять спортивный дух, способность сохранять уважение к соперникам и преодолевать стресс во время обучения и соревнований;

Прививать культуру организации рабочего места, правила обращения со сложными и опасными инструментами;

Воспитывать бережливость и сознательное отношение к вверенным материальным ценностям.

Планируемые результаты освоения курса (основы робототехники)

Метапредметные УУД

Коммуникативные универсальные учебные действия:

формировать умение слушать и понимать других;

формировать и отрабатывать умение согласованно работать в группах и коллективе;

формировать умение строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами.

формировать желание решать поставленные задачи собственными силами.

2. Познавательные универсальные учебные действия:

формировать умение извлекать информацию из текста и иллюстрации;

формировать умения на основе анализа рисунка-схемы делать выводы;

формировать умение применять любые знания к реализации цели.

3. Регулятивные универсальные учебные действия:

формировать умение оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей;

формировать умение составлять план действия на уроке с помощью учителя;

формировать умение мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными.

Личностные УУД

формировать учебную мотивацию, осознанность учения и личной ответственности;

формировать эмоциональное отношение к учебной деятельности и общее представление о моральных нормах поведения;

формировать положительное отношение к учению, к познавательной деятельности, желание приобретать новые знания, умения, совершенствовать имеющиеся;

осознавать свои трудности и стремиться к их преодолению;

осваивать новые виды деятельности;

участвовать в творческом, созидательном процессе.

Предметные УУД

У обучающихся будут сформированы:

основные понятия робототехники;

основы алгоритмизации;

умения автономного программирования;

знания среды Scratch;

основы программирования на платформе Ардуино;

умения подключать и задействовать датчики и двигатели;

навыки работы со схемами.

Обучающиеся получат возможность научиться:

собирать базовые модели роботов;

составлять алгоритмические блок-схемы для решения задач;

использовать датчики и двигатели в простых задачах;

программировать на Scratch;

использовать датчики и двигатели в сложных задачах, предусматривающих многовариантность решения;

проходить все этапы проектной деятельности, создавать творческие работы.

Программа рассчитана на учащихся 10-14 лет.

Количество обучающихся 12 человек

Учебный период 130 часа

Количество занятий в неделю 2 раза

Количество часов в занятии 2 часа

Учебно-тематический план

Содержание изучаемого курса

1 Робототехника введение (4 часа)

Понятие «робототехника». (1 час) - Вводное занятие. Знакомство, инструктаж, общие понятия робототехники.

История робототехники (1 час) – Знакомство с историей робототехники.

Понятие о роботе их виды (1 час) – Знакомство с видом роботов: промышленные, бытовые.

Три закона (правила) робототехники. (1 час) – Формулируем три закона робототехнике.

2. Основные понятия микроэлектроники (4 часов)

Понятие тока и напряжение (1 час) – Знакомство с электрическим током.

Блок схемы радиоэлементов (1 час) – Знакомство с условными изображениями в радиоэлектронике, сборка простых схем.

Параллельное и последовательное соединение (2 час) – Знакомство с параллельном и последовательном соединение, сборка схем.

3. Основные принципы программирования микроконтроллеров (6 часа)

Знакомство с платформой Arduino (2 час) – Знакомство с набором ардуино.

Датчики и их применение (2 час) – Знакомство с датчиками и их видами, назначением.

Программирование Arduino (2 час) – Знакомство с Ардуино, способами программирования контролера.

4. Практическое применение Arduino (32 часов)

Маячок (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Маячок с нарастающей яркостью (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Светильник с управляемой яркостью (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Терменвокс (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Ночной светильник (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Пульсар (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Бегущий огонёк (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Мерзкое пианино (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Миксер (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Кнопочный переключатель (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Светильник с кнопочным управлением (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Кнопочные ковбои (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Комнатный термометр (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Пантограф (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Светильник, управляемый по USB (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

Перетягивание каната (2 час) – Знакомство с способами программирования контролера Ардуино. Сборка тематической схемы и тестирование.

5. Творческий проект (82 часов)

Разработка и создание проекта (2 часа) – Разработка индивидуального или группового проекта

7. Итоговое занятие (2 часа)

Проведение выставки (2 час) – подведение итогов в виде выставки

Методическое обеспечение программы «Робототехника»

1. Способы работы с детьми: – индивидуальный (работа с каждым учеником: консультации, проверка знаний, умений); – коллективный (работа в парах, в группе); – наглядно-иллюстративный (учитель сам показывает приёмы работы с инструментом и материалами).

2. Формы работы: – лабораторно-практические занятия; – экскурсии; – конкурсы мастеров; – презентация творческого проекта; – конкурс на лучший творческий проект.

3. Основные методы учебно-воспитательного процесса: – проектный (на конкретных проектах школьники узнают, как использовать знания и умения для выдвижения идей, планирования и изготовления изделия); – личностно-ориентированный (ориентация на личность каждого ученика, учет его знаний и умений, помощь в решении поставленной задачи); – витагенное обучение (ориентация на творческое воображение учащихся); – методика ИКТ (применение информационных технологий в проектной деятельности учащихся).

Материально-технические условия, необходимые для реализации программы:

наборы Ардуино;

стол с черной линией;

паяльные станции;

расходный материал;

серво двигатели;

шаговые двигатели;

редукторы;

датчики;

напильники;

шуроповерт;

набор отверток;

биты;

дример;

электрический лобзик;

клей ПВА, «Момент»;

наждачная бумага мелкозернистая;

лак, краска для покрытия изделия;

фанера;

ноутбуки;

интерактивная доска;

таблицы по технике безопасности.

Перечень литературы

Для учащихся: Основная (ЦОР):

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.

Дополнительная

1. http://bildr.org Инструкции и скетчи для подключения различных компонентов к

плате Arduino.

2. http://arduino4life.ru практические уроки по Arduino.

3. http://arduino-project.net/ Видео уроки, библиотеки, проекты, статьи, книги,

приложения на Android.

Для учителя (ЦОР):

1. https://sites.google.com/site/arduinodoit/home Методические разработки, описание

практических и лабораторных работ.

2. http://bildr.org Инструкции и скетчи для подключения различных компонентов к плате

Arduino.

3. http://arduino4life.ru практические уроки по Arduino.

4. http://avr-start.ru/?p=980 Электроника для начинающих. Уроки.

5. http://edurobots.ru Занимательная робототехника.

6. http://lesson.iarduino.ru Практические уроки Arduino.

7. http://zelectro.cc Сообщество радиолюбителей (Arduino). Уроки, проекты, статьи и др.

8. http://arduino-project.net/ Видео уроки, библиотеки, проекты, статьи, книги, приложения на Android.

9. http://maxkit.ru/ Видео уроки, скетчи, проекты Arduino.

10. http://arduino-diy.com Все для Arduino. Датчики, двигатели, проекты, экраны.

11. http://www.robo-hunter.com Сайт о робототехнике и микроэлектронике.

12. http://boteon.com/blogs/obuchayuschie-lekcii-po-arduino/uroki-po-arduino-oglavlenie.html? Уроки по Arduino.

13. http://arduinokit.blogspot.ru/ Arduino-проекты. Уроки, программирование, управление и

подключение.

14. http://www.ladyada.net/learn/arduino/ уроки, инструкция по Arduino.

15. http://witharduino.blogspot.ru/ Уроки Arduino.

16. http://arduino.ru/Reference Проекты, среда программирования Arduino.

17. http://herozero.do.am/publ/electro/arduino/arduino_principialnye_skhemy_i_uroki/4-1-0-32

Принципиальные схемы и уроки Arduino.

Календарный учебный график