Общеразвивающей программы « ROBOT »

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 5Следующая ⇒

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

«ROBOT»

Объединение «Робототехника»

                                                                                  Вид деятельности:

                                                                                  Техническая направленность                                                                                        

                                                                                  Возрастная категория детей: 7 -16 лет

                                                                                  Срок реализации программы: 3 года

           Автор-составитель программы:

                                                                                  Городничева Н.П.,

                                                                             педагог дополнительного образования

г. Новочеркасск,

2019

Содержание

1. Паспорт программы …………………………………………………………………3

2. Пояснительная записка …………………………………………………………… 6

1) направленность программы и направление деятельности; ………………… 6

2) вид программы; ………………………………………………………………… 7

3) новизна, актуальность, педагогическая целесообразность программы; …… 7

4) цель и задачи программы; ……………………………………………………… 8

5) отличительные особенности данной программы; …………………………… 9

6) возраст детей, участвующих в реализации программы; …………………… 10

7) сроки реализации программы; ………………………………………………… 10

8) формы и режим занятий; ……………………………………………………… 10

9) ожидаемые результаты; ………………………………………………………… 11

10) способы определения результативности; …………………………………… 14

11) формы подведения итогов реализации программы. ………………………… 14

3. Учебно-тематический план …………………………………………………………15

4. Содержание изучаемого материала ……………………………………………… 21

5. Методическое обеспечение дополнительной общеразвивающей программы … 24

1) методические рекомендации; ………………………………………………… 24

2) условия реализации программы; ……………………………………………… 25

3) материально-техническое обеспечение; ……………………………………… 26

4) диагностические материалы; ……………………………………………………27

5) дидактические материалы. ………………………………………………………27

6. Информационное обеспечение программы ……………………………………… 29

7. Приложение 1 ……………………………………………………………………… 31

8. Приложение 2 ……………………………………………………………………… 42

Паспорт дополнительной общеобразовательной

Общеразвивающей программы

«ROBOT»

Пояснительная записка

Предмет робототехники - это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения.

Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития и самих этих наук. В кибернетике это связано, прежде всего, с интеллектуальным направлением и бионикой как источником новых, заимствованных у живой природы идей, а в механике – с многостепенными механизмами типа манипуляторов.

Робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.

Робототехника является одним из важнейших направлений научно - технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

За последние годы успехи в робототехнике и автоматизированных системах изменили личную и деловую сферы нашей жизни. Роботы широко используются в транспорте, в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом производстве промышленных товаров и товаров народного потребления. Многие устройства, принимающие решения на основе полученных от сенсоров данных, тоже можно считать роботами — таковы, например, лифты, без которых уже немыслима наша жизнь.

Содержание и структура дополнительной общеразвивающей программы «ROBOT» направлены на формирование устойчивых представлений о робототехнических устройствах как едином изделии определенного функционального назначения и с определенными техническими характеристиками.

Конструктор Лего предоставляет учащимся возможность приобретать важные знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов. «Мозгом» робота Lego Mindstorms Education является микрокомпьютер Lego NXT, делающий робота программируемым, интеллектуальным, способным принимать решения. Для связи между компьютером и NXT можно использовать также беспроводное соединение Bluetooth. На NXT имеется три выходных порта для подключения электромоторов или ламп. С помощью функции NXT Program (Программы NXT) можно осуществлять прямое программирование блока NXT без обращения к компьютеру. Датчики получают информацию от микрокомпьютера NXT.

Конструктор Лего и программное обеспечение к нему предоставляет ребенку прекрасную возможность учиться на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а педагог лишь консультирует его.

Конструктор Mindstorms NXT приглашает ребят войти в увлекательный мир роботов, погрузиться в сложную среду информационных технологий.

Программное обеспечение отличается дружественным интерфейсом, позволяющим ребенку постепенно превращаться из новичка в опытного пользователя. Каждое занятие - новая тема или новый проект. Модели собираются либо по технологическим картам, либо со включением фантазии детей. По мере освоения проектов проводятся соревнования роботов, созданных группами. В последующем учащиеся, благодаря накопленному опыту участия в городских соревнованиях и выставках и постоянному совершенствованию моделей роботов, могут успешно выступать на областных соревнованиях и выставках, с дальнейшим выходом на Всероссийский уровень.

Настоящая программа имеет техническуюнаправленность, робототехника.

Программа является экспериментальной, созданной на базе опыта работы педагога,и разработана на основе:

- Федеральный закон Российской Федерации от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»;

- Приказ Минобрнауки РФ от 29.08.2013 № 1008 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам;

- Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы) (письмо Минобрнауки РФ от 18.11.2015 № 09-3242;

- Методическое пособие «Программа педагога дополнительного образования детей: этапы создания, основные разделы, рекомендации». Под ред. Паничева Е.Г., Мехедовой С.В. Издание 2-е дополненное и переработанное – Ростов-на-Дону, - ООП ГБОУ ДОД РО ОЦТТУ, - 2014, 216 с.

- Постановление от 04.07.2014 Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека об утверждении САНПИН 2.4.4.3172-14 № 41 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей»;

- Устав МБУ ДО ЦТТ № 1 имени В.В. Горбатко;

- локальные акты, регламентирующие деятельность МБУ ДО ЦТТ № 1 имени В.В. Горбатко.

Программа «Робототехника» имеет общеразвивающую ориентацию. Уровень программы – базовый.

Новизнапрограммы - заключается в комплексном изучении предметов и дисциплин, не входящих ни в одно стандартное обучение общеобразовательных школ.

При изготовлении моделей роботов, учащиеся сталкиваются с решением вопросов механики и программирования, у них вырабатывается инженерный подход к решению встречающихся проблем. Уникальность программы заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одно целое.

Актуальность программы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование, т.е. создается 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.

Педагогическая целесообразность программы в том, что, учащиеся научатся объединять реальный мир с виртуальным в процессе конструирования и программирования. Кроме этого школьники получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Программа является целостной и непрерывной и позволяет учащемуся в течение всего процесса обучения шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализовываться в современном мире.

Использование Лего-конструкторов на занятии повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Одновременно занятия ЛЕГО как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет учащимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.

Очень важной представляется практика работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества.

Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. В данной программе, созданной для эффективной работы объединения, определены цели и задачи, изложены теоретические сведения и продуманы практические за­нятия, предусмотрена образовательно-воспитательная работа и обеспечение, необходимое для реализации программы.

Дополнительная общеразвивающая программа «ROBOT» ставит следующую цель:

- создать условия для раскрытия интеллектуального и творческого потенциала детей;

- создать условия для улучшения коммуникативных способностей и приобретения навыков работы в коллективе;

- развить такие качества личности, как старательность, интерес к процессу деятельности и результатам труда, настойчивость в преодолении трудностей, проявление инициативы и творческого отношения к делу;

- научить ребят грамотно выражать свою идею, спроектировать ее техническое и программное решение, реализовать ее в виде модели, способной к функционированию.

Задачи:

Личностное развитие учащегося

1. Способность определять ценности и смыслы обучения:

- личностное, профессиональное, жизненное самоопределение;

- положительное отношение к учебной деятельности;

- ориентация на понимание причин успеха в учебной деятельности, в том числе на самоанализ и самоконтроль результата;

- учебно-познавательный интерес к учебному материалу;

2. Смыслообразование - установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом, другими словами, между результатом учения и тем, что побуждает деятельность, ради чего она осуществляется. Учащийся должен задаваться вопросом о том, «какое значение, смысл имеет для меня учение», и уметь находить ответ на него;

3.Способность к нравственно-этической ориентации:

- знание основных моральных норм поведения;

- формирование этических чувств: сочувствия, стыда, вины, как регуляторы морального поведения;

- осознание своей гражданской идентичности;

- понимание чувств одноклассников, педагогов, других людей и сопереживание им;

- развитие чувства прекрасного и эстетических чувств на основе учебного материала;

- умение соотносить поступки и события с принятыми этическими принципами, знание моральных норм и умение выделить нравственный аспект поведения;

- способность ориентироваться в социальных ролях и межличностных отноше­ниях.

На метапредметном уровне

Развитие регулятивных универсальных учебных действий

- способность организовать учебную деятельность: целеполагание; планирова­ние; прогнозирование; контроль; коррекция; оценка;

- способность к целеполаганию - как постановка учебной задачи на основе со­отнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неиз­вестно;

- способность к планированию - определение последовательности промежуточ­ных целей с учетом конечного результата; составление плана и последователь­ности действий;

- способность к прогнозированию – предвосхищение результата и уровня усвое­ния; его временных характеристик;

: - способность владению информационно-коммуникационными технологиями получения и обработки информации;

 - способность к применению ИКТ- компетенции для решения учебных задач и задач прикладного характера;

 - способность к владению первичными навыками учебно- исследовательской и проектной деятельности;

 - способность к развитию познавательного интереса к робототехнике. - способность к контролю в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений от него;

- способность к коррекции – внесение необходимых дополнений и корректив в план и способ действия в случае расхождения ожидаемого результата действия и его реального продукта;

- способность к оценке – выделение и осознание учащимся того, что уже ус­воено и что еще подлежит усвоению, оценивание качества и уровня усвоения;

- способность к саморегуляции: мобилизация сил и энергии; способность к во­левому усилию – выбору в ситуации мотивационного конфликта и к преодоле­нию препятствий.

Развитие познавательных универсальных учебных действий.

Общеучебные универсальные действия:

- способность самостоятельно выделить и сформулировать познавательные цели;

- способность к поиску и выделение необходимой информации; применение ме­тодов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств;

- способность к структурированию знаний;

- способность к осознанному и произвольному построению речевого высказы­вания в устной и письменной форме;

- способность выбора наиболее эффективных способов решения задач в зависи­мости от конкретных условий;

- способность к рефлексии способов и условий действия: контроль и оценка процесса и результатов деятельности;

- способность понимания и адекватная оценка языка средств информации;

- способность постановки и формулирования проблемы, самостоятельное созда­ние алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера.

- способность к знаково-символическим действиям: моделированию; преобразованию модели с целью выявления общих законов, определяю­щих данную предметную область.

Логические универсальные действия:

- способность к анализу, синтезу, сравнению, классификации объектов по выделенным признакам;

- способность к подведению понятий, выведению следствий;

- способность установления причинно-следственных связей;

- способность построения логической цепи рассуждений;

- способность доказывать и находить доказательство;

- способность выдвижения гипотез и их обоснование;

- способность к постановке и решению проблемы: формулирование про­блемы,

- самостоятельное создание способов решения проблем творческого и по­искового характера.

Развитие коммуникативных универсальных учебных действий

- способность к учебному сотрудничеству с педагогом и сверстниками;

- определение цели, функций участников, способов взаимодействия;

- способность к умению ставить вопросы (инициативное сотрудничество в по­иске и сборе информации);

- способность разрешать конфликты (выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие ре­шения и его реализация);

- способность управления поведением партнера (контроль, коррекция, оценка действий партнера);

- умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответ­ствии с задачами и условиями коммуникации;

  Отличительной особенностью программы «ROBOT» является создание условий, благодаря которым во время занятий ребята научатся проектировать, создавать и программировать роботов. Командная работа над практическими заданиями, которая способствует глубокому изучению составляющих современных роботов, и визуальная программная среда позволят легко и эффективно изучить алгоритмизацию и программирование.

В распоряжении детей предоставлены LEGO-конструкторы, оснащенные специальным микропроцессором, позволяющим создавать программируемые модели роботов. С его помощью учащийся может запрограммировать робота на выполнение определенных функций.

Дополнительным преимуществом изучения робототехники является создание команды единомышленников и ее участие в олимпиадах по робототехнике, что значительно усиливает мотивацию учеников к получению знаний.

Отличительной особенностью данной программы является то, что она построена на обучении в процессе практики.

Ведущая идея дополнительной общеразвивающей программы «ROBOT» — создание комфортной среды общения, развитие способностей, творческого потенциала каждого ребенка и его самореализация.

В программе рассматриваются несколько направлений робототехники:

-  Мобильные роботы - перемещаются в пространстве.

- Буксировщики и конвейеры - перемещают в пространстве предметы.

- Измерительные роботы - снимают показания при помощи датчиков.

- Роботы действия - приспособления для выполнения работы с различными повторяющимися действиями.

- Логические роботы - на основе показаний датчиков принимают решение и совершают различные запрограммированные операции. 

- Модели реальных систем - конструкции, показывающие в упрощенном виде реальные процессы, встречающиеся в реальной или виртуальной жизни.

Роботы из Лего Mindstorms NXT- это модели реальных процессов или модели уже

созданных роботов для изучения математики, программирования, технологии производства и физики.  

Программа рассчитана на 3 года обучения. Возраст учащихся 7-16 лет.

Занятия проводятся по 2 часа 2 раза в неделю с перерывом 10 минут, годовая учебная нагрузка 144 часа, количество учащихся в группе - 11-13 человек. Учебные группы формируются на добровольной основе по возрастному признаку, уровню знаний и умений, определяемому результатами тестирования. В группах могут обучаться дети с разницей в возрасте 1-4 года.

Программа строится с учетом знаний, умений и навыков, приобретенных учащимися на занятиях в соответствии с обязательным образовательным ми­нимумом.

Выбирая формы и методы обучения, формы организации учебной деятель­ности учащихся, учитываются индивидуальные и возрастные особенности детей, их потенциальные возможности.

Весь учебный материал программы распределен в соответствии с возрас­тным принципом и рассчитан на последовательное и постепенное расширение теоретических знаний, практических умений и навыков.

Особое внимание в работе объединения уделяется правилам безопасности труда.

Учащиеся принимают участие в соревнованиях, конкурсах и выставках муниципального, регионального и Всероссийского уровней. С этой целью они знакомятся с техническими требованиями к мо­делям, представляемым на соревнования, с условиями проведения соревнова­ний.

Важным методом работы являются экскурсии на предприятия, встречи с родителями учащихся.

В программу 1 года обучения входит: изучение элементной базы конструктора Lego Mindstorms Education при помощи которой собираются роботы, порядок взаимодействия механических узлов робота с электронными и оптическими устройствами, порядок создания алгоритма программы действия робототехнических средств, сборка робототехнических средств с применением LEGO конструкторов, простых программ для робототехнических средств при помощи специализированных визуальных конструкторов.

В программу 2 года обучения входит: изучение конструктивных особенностей различных моделей, сооружений и механизмов, компьютерной среды, включающей в себя графический язык программирования; виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе, основные приемы конструирования роботов; создание программ для робототехнических средств.

В программу 3 года обучения входит: порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств, использование созданных программ, самостоятельное решение технических задач в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применение полученных знаний, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и других объектов и т.д.), создание реально действующих моделей роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу, создание программ на компьютере для различных роботов, владение техническими компетенциями в сфере робототехники, набором коммуникативных компетенций, позволяющих безболезненно войти и функционировать без напряжения в команде, собранной для решения технической проблемы, умение решать практические задачи, используя набор технических и интеллектуальных умений на уровне их свободного использования

В процессе реализации программы используются следующие методы организации обучения:

- объяснительно-иллюстративный;

- репродуктивный;

- проблемный;

- исследовательский.

       Педагог использует технологии проблемно-поискового обучения; технологии развивающего обучения; технологии проблемного изложения (создание проблемной ситуации при постройке модели робота, формулирование проблемы, выдвижении гипотезы, формулировка выводов и обобщение применительно к робототехнике). 

Формы организации обучения:

- коллективные (учащиеся выполняют одно задание при постройке модели робота и получают навыки коммуникативного общения);

- индивидуальные (учащиеся выбирают определенную модель, конструируют ее самостоятельно, что способствует развитию мыслительной деятельности учащегося).

Ожидаемые результаты реализации программы:

- умение применить творческие возможности в области техники, обусловленные личностным потенциалом ребенка;

- формирование эмоционально - волевого отношения к познанию, постоянное стремление к активной деятельности (трудолюбие);

– умение извлекать сведения из различных источников, систематизировать и анализировать их;

– развитие внимания, памяти, мышления, пространственного воображения, мелкой моторики рук и глазомера;

– развитие коммуникативных способностей и приобретение навыков работы в коллективе;

-  формирование таких качеств личности, как старательность, интерес к процессу деятельности и результатам труда, настойчивость в преодолении трудностей, проявление инициативы и творческого отношения к делу;

- умение самостоятельно и творчески решать проблемные задачи.

Решение поставленных в программе задач осуществляется посредством использования различных методов, форм организации обучения и определенных методов и форм проведения контроля уровня обученности.

Способы определения результативности программы:

- педагогическое наблюдение;

- педагогический анализ результатов:

· тестирование, анкетирование;

· опрос, выполнение учащимися диагностических заданий;

· участие в конкурсах, выставках, соревнованиях, олимпиадах;

· защита проектов;

· решение задач поискового характера;

· активность учащихся на занятиях и т.д.

Мониторинг

Для отслеживания результативности используется:

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману