Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «TETRA-лаборатория» (4 класс)
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:
Основные личностные результаты, формируемые в процессе освоения программы «ТЕТРА -лаборатория»» в 4 классе – это:
формирование ответственного отношения к учению, способности довести до конца начатое дело на примере завершённых творческих учебных проектов;
формирование способности к саморазвитию и самообразованию средствами информационных технологий на основе приобретённой благодаря иллюстративной среде программирования мотивации к обучению и познанию;
развитие опыта участия в социально значимых проектах, повышение уровня самооценки, благодаря реализованным проектам;
формирование коммуникативной компетенности в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, участия в конкурсах и конференциях различного уровня;
формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития информационных технологий;
формирование осознанного позитивного отношения к другому человеку, его мнению, результату его деятельности;
развитие эстетического сознания через творческую деятельность на базе иллюстрированной среды программирования.
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.
К основным метапредметным результатам (осваиваемым обучающимися межпредметным понятиям и универсальным учебным действиям, способности их использования как в учебной, так и в познавательной и социальной практике), формируемые в процессе освоения программы «ТЕТРА-лаборатории» в 4 классах, можно отнести:
умение самостоятельно ставить и формулировать для себя новые задачи, развивать мотивы своей познавательной деятельности;
умение самостоятельно планировать пути решения поставленной проблемы для получения эффективного результата, понимая, что в программировании длинная программа не значит лучшая программа;
умение оценивать правильность решения учебно-исследовательской задачи;
умение корректировать свои действия, вносить изменения в программу и отлаживать её в соответствии с изменяющимися условиями;
владение основами самоконтроля, принятия решений;
планирование деятельности: определение последовательности промежуточных целей с учётом конечного результата, составление плана и последовательности действий;
прогнозирование результата деятельности и его характеристики;
контроль в форме сличения результата действия с заданным эталоном;
коррекция деятельности: внесение необходимых дополнений и корректив в план действий;
умение выбирать источники информации, необходимые для решения задачи (средства массовой информации, электронные базы данных, информационно-телекоммуникационные системы, Интернет, словари, справочники, энциклопедии и др.);
умение выбирать средства ИКТ для решения задач из разных сфер человеческой деятельности;
умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебно-исследовательских и проектных работ;
ИКТ-компетенцию;
умение сотрудничества и совместной деятельности со сверстниками в процессе проектной и учебно-исследовательской деятельности.
Основные предметные результаты, формируемые в процессе изучения «ТЕТРА-лаборатории» в 4 классах направлены на:
осознание значения математики и информатики в повседневной жизни человека;
формирование представлений об основных предметных понятиях — «информация», «алгоритм», «модель» и их свойствах;
развитие логических способностей и алгоритмического мышления, умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя, знакомство с основными алгоритмическими структурами — линейной, условной и циклической;
развитие пространственных представлений, навыков геометрических построений и моделирования таких процессов, развитие изобразительных умений с помощью средств ИКТ;
формирование информационной и алгоритмической культуры, развитие основных навыков использования компьютерных устройств и программ;
Способность и готовность применять необходимые для построения моделей знания
принципов действия и математического описания составных частей мехатронных и робототехнических систем (информационных, электромеханических, электронных
элементов и средств вычислительной техники);
Способность реализовывать модели средствами вычислительной техники;
Владение навыками разработки макетов информационных, механических,
электронных и микропроцессорных модулей мехатронных и робототехнических систем;
Владение основами разработки алгоритмов и составления программ управления роботом;
Умение проводить настройку и отладку конструкции робота.
По окончании обучения по программе обучающиеся
будут знать:
элементную базу, при помощи которой собирается устройство;
основные понятия и компоненты электротехники;
порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами;
порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств;
правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами.
будут уметь:
проводить сборку робототехнических средств с применением конструкторов на базе Arduino;
создавать программы для робототехнических средств при помощи специализированных визуальных конструкторов.
Обучающийся (для использования в повседневной жизни и обеспечения возможности успешного продолжения образования на базовом уровне)
в области информационных технологий:
запускать на выполнение программу Scratch, работать с ней, cохранять созданные файлы, закрывать программу;
создавать, переименовывать, перемещать, копировать и удалять файлы;
работать с основными элементами пользовательского интерфейса: использовать меню, обращаться за справкой, работать с окнами (изменять размеры и перемещать окна, реагировать на диалоговые окна);
вводить информацию в компьютер с помощью клавиатуры и мыши;
применять встроенный в программу Scratch графический редактор для создания и редактирования простых рисунков;
осуществлять поиск информации в сети Интернет с использованием простых запросов (по одному признаку);
ориентироваться на интернет-сайтах (нажать указатель, вернуться, перейти на главную страницу);
соблюдать требования к организации компьютерного рабочего места, требования безопасности и гигиены при работе со средствами ИКТ;
разрабатывать и реализовывать собственные творческие проекты в среде Scratch, размещать их на своей странице сайта http://scrаtch.mit.edu, просматривать чужие проекты на данном сайте, оценивать их и скачивать для использования с учётом авторских прав;
сформировать начальные представления о назначении и области применения проектов; о проектировании как методе научного познания.
в области алгоритмов и элементов программирования:
понимать смысл понятия «скрипт - алгоритм», приводить примеры алгоритмов;
понимать термины «спрайт - исполнитель», «среда исполнителя», «блоки скриптов - система команд исполнителя»;
осуществлять управление имеющимся формальным исполнителем; понимать правила записи и выполнения алгоритмов, содержащих алгоритмические конструкции «следование», «ветвление», «цикл»;
подбирать алгоритмическую конструкцию, соответствующую заданной ситуации;
исполнять линейный, разветвляющийся и циклический алгоритмы для формального исполнителя с заданной системой команд.
Обучающийся получит возможность научиться (для обеспечения возможности успешного продолжения образования на базовом и углубленном уровнях)
расширить знания о назначении и функциях программного обеспечения компьютера; приобрести опыт решения задач из разных сфер человеческой деятельности с применением средств информационных технологий;
видоизменять готовые графические объекты с помощью средств графического редактора;
расширить представления об этических нормах работы с информационными объектами.
использовать возможности и средства программы Scratch по добавлению звуков, изменению цвета, управлению действиями при нажатии клавишей мышки или клавиатуры, созданию своих собственных спрайтов, графических эффектов картинок, анимации спрайтов.
создавать алгоритмы, содержащие интерактивность и взаимодействие нескольких спрайтов;
по данному алгоритму определять, для решения какой задачи он предназначен;
разрабатывать в среде исполнителя алгоритмы, содержащие базовые алгоритмические конструкции и вспомогательные алгоритмы;
на основе имеющихся базовых алгоритмов производить творческие видоизменения скриптов, создавая собственные проекты.
Содержание программы
БЛОК 1. Среда программирования Scratch
1. Знакомство со средой программирования Scratch (16 часов)
ТБ и правила поведения при работе на компьютере. Свободное программное обеспечение. Авторы программной среды Scratch. Параметры для скачивания и установки программной среды на домашний компьютер.
Основные элементы пользовательского интерфейса программной среды Scratch. Внешний вид рабочего окна. Блочная структура систематизации информации. Функциональные блоки. Блоки команд, состояний, программ, запуска, действий и исполнителей. Установка русского языка для Scratch.
Создание и сохранение документа. Понятия спрайта, сцены, скрипта. Очистка экрана.
Основной персонаж как исполнитель программ. Система команд исполнителя (СКИ). Блочная структура программы. Непосредственное управление исполнителем.
Библиотека персонажей. Сцена и разнообразие сцен, исходя из библиотеки данных. Систематизация данных библиотек персонажей и сцен. Иерархия в организации хранения костюмов персонажа и фонов для сцен. Импорт костюма, импорт фона.
Демонстрация примеров проектов, сделанных в среде Scratch. Знакомство со средой программирования Scratch. Установка Scratch на домашнем компьютере. Интерфейс и главное меню Scratch. Понятия «скрипт», «сцена», «спрайт». Система команд исполнителя Scratch. Блоки и команды. Движение, звук, цвет спрайтов. Управление и контроль над спрайтом, анимация.
Учащиеся будут знать:
выделять аппаратное и программное обеспечение компьютера;
определять технические устройства для ввода и вывода информации;
понимать иерархическую организацию библиотеки данных программной среды;
выделять путь к элементам библиотеки;
выделять фрагменты изображения для дальней работы с ними;
планировать работу по созданию сложных изображений путем копирования и масштабирования простых;
выбирать наиболее подходящий инструмент графического редактора для создания фрагмента изображения;
различать верхний и нижний цвета изображения;
придумывать и создавать различные градиенты для заливки замкнутой области;
планировать создание симметричных изображений.
Учащиеся будут уметь:
выбирать и запускать программную среду Scratch;
работать с основными элементами пользовательского интерфейса программной среды;
изменять размер и перемещать окно программы, выбирать необходимый режим окна;
вводить имя файла с помощью клавиатуры;
выбирать необходимый файл из нужной папки библиотеки программы;
создавать, копировать, переименовывать, перемещать, копировать и удалять файлы;
соблюдать требования техники безопасности при работе в компьютерном классе.
БЛОК 2. Программирование Arduino
Содержание занятий
Тема 1. Вводное занятие. Техника безопасности при работе в компьютерном классе. Общий обзор курса. (1 ч.)
Техника безопасности при работе в компьютерном классе и электробезопасность. Современное состояние робототехники и микроэлектроники в мире и в нашей стране.
Тема 2. Знакомство с платой Arduino Uno. (1 ч.)
Структура и состав микроконтроллера. Пины.
Тема 3-4. Теоретические основы электричества. (2 ч.)
Управление электричеством. Законы электричества. Как быстро строить схемы: макетная плата. Чтение электрических схем. Управление светодиодом. Мультиметр. Электронные измерения.
Тема 5. Знакомство со средой программирования S4A (1 ч.)
Подпрограммы: назначение, описание и вызов. Параметры, локальные и глобальные переменные. Логические конструкции.
Тема 6. Проект «Маячок» (1 ч.)
Знакомство с резисторами, светодиодами. Сборка схем. Программирование: функция digital write.
Тема 7. Проект «Маячок с нарастающей яркостью» (1 ч.)
Таблица маркировки резисторов. Мигание в противофазе.
Тема 8. Проект «Светильник с управляемой яркостью» (1 ч.)
Подключение потенциометра. Аналоговый вход.
Тема 9. Проект «Терменвокс» (1 ч.)
Терменвокс. Подключение фоторезистора, пьезопищалки. Воспроизведение звука.
Тема 10. Логические переменные и конструкции (1 ч.)
Особенности подключения кнопки. Устранение шумов с помощью стягивающих и подтягивающих резисторов. Программное устранение дребезга. Булевые переменные и константы, логические операции.
Тема 11. Аналоговые и цифровые входы и выходы. Принципы их использования. (1 ч.)
Аналоговые и цифровые сигналы, понятие ШИМ. Управление устройствами с помощью портов, поддерживающих ШИМ. Циклические конструкции, датчик случайных чисел.
Тема 12. Проект «Ночной светильник» (1 ч.)
Последовательное и параллельное подключение резисторов. Фоторезистор.
Тема 13. Проект «Кнопка + светодиод» (1 ч.)
Особенности подключения и программирования кнопки.
Тема 14. Проект «Светофор» (1 ч.)
Моделирование работы дорожного трехцветного светофора.
Тема 15. Проект «RGB светодиод» (1 ч.)
Подключение и программирование RGB-светодиода.
Тема 16. Проект «Пульсар» (1 ч.)
Знакомство с устройством и функциями транзистора. Подключение и программирование устройств с транзисторами и светодиодной шкалой.
Тема 17. Проект «Бегущий огонек» (1 ч.)
Подключение и программирование устройств с транзисторами и светодиодной шкалой.
Тема 18. Итоговая конференция учащихся (1 ч.)
Презентация собственных проектов.
Учащиеся будут знать:
создавать план появления событий для отражения определенной темы;
выбирать иллюстративный материал из встроенной библиотеки;
выбирать метод анимации для конкретной задачи;
планировать последовательность событий для создания эффекта анимации по выбранному сценарию.
Учащиеся будут уметь:
использовать возможности программной среды Scratch для создания мультимедийных проектов;
создавать имитационные модели, интерактивные проекты и игры средствами программной среды.
Учебно-тематическое планирование
Состоит из двух блоков по 34 часа.
БЛОК 1. Среда программирования Scratch
Номер урока | Тема / содержание | Кол-во часов |
Раздел I. Знакомство со средой программирования Scratch (16 часов) | ||
1 | Знакомство со средой Scratch. | 1 |
2 | Особенности среды Scratch. | 1 |
3 | Выбор и создание спрайта. | 1 |
4 | Управляющие программы – скрипты. | 1 |
5 | Блок внешнего вида. | 1 |
6 | Блок движения. | 1 |
7 | Блок перо. | 1 |
8 | Блок чисел. | 1 |
9 | Блок контроля. | 1 |
10 | Блок сенсоров. | 1 |
11 | Блок звуков. | 1 |
12 | Блок переменных. | 1 |
13 | Управление и контроль. | 1 |
14 | Управление спрайтами с помощью клавиатуры. | 1 |
15 | Изменение цвета. | 1 |
16 | Анимация спрайта. | 1 |
Итого 16 часов |
БЛОК 2. Программирование Arduino
| Тема занятия | Количество часов |
1 | Вводное занятие. ТБ. Общий обзор курса | 1 |
2 | Знакомство с платой Arduino Uno. | 1 |
3-4 | Теоретические основы электроники. Схемотехника. | 2 |
5 | Знакомство со средой программирования S4A | 1 |
6 | Проект «Маячок» | 1 |
7 | Проект «Маячок с нарастающей яркостью» | 1 |
8 | Проект «Светильник с управляемой яркостью» | 1 |
9 | Проект «Терменвокс» | 1 |
10 | Логические переменные и конструкции | 1 |
11 | Аналоговые и цифровые входы и выходы. Принципы их использования. | 1 |
12 | Проект «Ночной светильник» | 1 |
13 | Проект «Кнопка + светодиод» | 1 |
14 | Проект «Светофор» | 1 |
15 | Проект «RGB светодиод» | 1 |
16 | Проект «Пульсар» | 1 |
17 | Проект «Бегущий огонек» | 1 |
18 | Работа над индивидуальными проектами | 1 |
19 | Итоговая конференция учащихся | 1 |
Итого 19 часов |
11