Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности «Робототехника в начальной школе. Fischertechnik. Исследования» Возраст обучающихся: 9-12 лет Срок реализации: 1 год Автор-составитель: Ермолаев А.С., педагог дополнительного образования г. Североуральск 1 Оглавление 1. Комплекс основных характеристик. ................................................................. 3 1.1. Пояснительная записка. ................................................................................. .3 1.2.Цель и задачи программы……………………………………………………..5 1.3.Планируемые результаты……………………………………………………..7 1.4.Содержание общеразвивающей программы………………………………..10 2. Комплекс организационно-педагогических условий………………………..12 2.1.Календарный учебный график……………………………………………....12 2.2.Условия реализации программы ..................... ……………………….…….12 2.3.Форма аттестации и оценочные материалы………………………………..13 Список литературы……………………………………..………………………..15 2 1. Комплекс основных характеристик 1.1 Пояснительная записка Направленность: техническая Актуальность Современное общество – стремительно развивающаяся система, для ориентирования в которой ребятам приходится обладать постоянно растущим кругом дисциплин и знаний. Данный курс помогает учащимся не только познакомиться с вливающимся в нашу жизнь направлением робототехники, но и интегрироваться в современную систему. Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют учащимся в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу. Программа разработана для того, чтобы позволить обучающимся работать наравне со сверстниками и подготавливает к работе с более взрослыми обучающимися. Способствует развитию самосознания, обучающегося как полноценного и значимого члена общества. Отличительные особенности Программа разработана для обучения обучающихся основам конструирования и моделирования роботов при помощи программируемых конструкторов Fishertehnik. Программа предполагает минимальный уровень знаний операционной системы Windows. Курс робототехники является одним из интереснейших способов изучения компьютерных технологий и программирования. Во время занятий обучающиеся собирают и программируют роботов, проектируют и реализуют миссии, осуществляемые роботами – умными машинками. Командная работа при выполнении практических миссий способствует развитию коммуникационных компетенций, а программная среда позволяет легко и эффективно изучать алгоритмизацию и программирование, успешно знакомиться с основами робототехники. . Адресат Возраст обучающихся: 9-12 лет Численность группы: до 8 обучающихся В реализации данной программы участвуют обучающиеся не имеющие медицинских противопоказаний. Программа не предусматривает конкурсного отбора. 3 Режим занятий: 2 часа в неделю. Продолжительность занятий в группах устанавливается в соответствии с санитарными нормами и правилами и рассчитана в академических часах (академический час – 40 минут) с учетом возрастных особенностей обучающихся. Объем общеразвивающей программы: 76 часов Срок освоения: 1 год Уровневость: базовый уровень Формы обучения: индивидуальные, групповые, фронтальные, коллективные, парные, аудиторные и внеаудиторные, классные и внеклассные, школьные и внешкольные формы обучения. Виды занятий: комбинированные, лекции, коллоквиумы, экскурсии, обучающие игры, презентации, проектирование, круглый стол, ролевые игры. Формы подведения результатов: участие детей в выставках различных уровней; конкурсах, фестивалях, конференциях; защите творческих работ и др. 4 1.2 Цель и задачи программы Цель программы – развитие у обучающихся навыков деятельностных компетенций через погружение творческую предметную деятельность. Задачи программы: Образовательные: - создать условия для обучения с Fishertehnik -оборудованием и программным обеспечением самостоятельно (в группе); планировать процесс работы с проектом с момента появления идеи или задания и до создания готового продукта; - содействовать обучающимся в умении применять знания и навыки, полученные при изучении других предметов: математики, информатики, технологии; в умение собирать, анализировать и систематизировать информацию; - дать обучающимся навыки оценки проекта и поиска пути его усовершенствования. Развивающие: - содействовать обучающимся в развитии у них конструкторских, инженерных и вычислительных навыках, в творческом мышлении; - развить у обучающихся умение самостоятельно определять цель, для которой должна быть обработана и передана информация; - способствовать развитию у обучающихся умения исследовать проблемы путём моделирования, измерения, создания и регулирования программ; - создать условия для развития умения излагать мысли в чёткой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путём логических рассуждений; - развивать умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности. Воспитательные: - способствовать формировать мотивацию успеха и достижений, творческой самореализации на основе организации предметно-преобразующей деятельности; формировать внутренний план деятельности на основе поэтапной отработки 5 предметно преобразовательных действий; - создать условия для формировать умений искать и преобразовывать необходимую информацию на основе различных информационных технологий (графических - текст, рисунок, схема; информационно-коммуникативных); - содействовать обучающимся в воспитании командного духа, команды, где каждый ребёнок умеет сотрудничать со сверстниками и взрослыми; - сформировать у обучающихся адекватное отношение к командной работе, без стремления к соперничеству. 6 1.3 Планируемые результаты Метапредметные результаты: Регулятивные универсальные учебные действия: принимать и сохранять учебную задачу; планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели; формировать умения ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели; осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату; адекватно воспринимать оценку учителя; различать способ и результат действия; вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок; в сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачи; проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве; осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях; оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла. Познавательные универсальные учебные действия: осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных архивах обучающегося, информационной среде образовательного учреждения, в федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов; использовать средства информационных и коммуникационных технологий для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач; ориентироваться на разнообразие способов решения задач; осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков; проводить сравнение, классификацию по заданным критериям; строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об объекте; устанавливать аналогии, причинно-следственные связи; моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственнографическая или знаково-символическая); синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов; выбирать основания и критерии для сравнения, сериации, классификации 7 объектов; Коммуникативные универсальные учебные действия: аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при выделении признаков, сравнении и классификации объектов; выслушивать собеседника и вести диалог; признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою; планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками — определять цели, функций участников, способов взаимодействия; осуществлять постановку вопросов — инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; разрешать конфликты – выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация; управлять поведением партнера — контроль, коррекция, оценка его действий; уметь с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации; владеть монологической и диалогической формами речи. Личностные результаты: критическое отношение к информации и избирательность её восприятия; осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий; развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера; развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности – качеств весьма важных в практической деятельности любого человека; развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления; воспитание чувства справедливости, ответственности; начало профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанных с робототехникой. Предметные результаты. По окончании обучения учащиеся должны знать: правила безопасной работы; основные компоненты конструкторов Fischertechnik; конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов; компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования; виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; конструктивные особенности различных роботов; 8 как передавать программы ROBO TX Controller; как использовать созданные программы; приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.; основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ. уметь: использовать основные алгоритмические конструкции для решения задач; конструировать различные модели; использовать созданные программы; применять полученные знания в практической деятельности; владеть: навыками работы с роботами; навыками работы в среде ROBOPro. 9 1.4 Содержание общеразвивающей программы УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Первый год обучения № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Итого: Название раздела, темы Введение Представление о роботах и робототехнике 3 закона робототехники Описание компонентов Основные детали конструктора. Основы конструирования устойчивых конструкций. Датчики Программирование Визуальные языки программирования Программа ROBO Pro Проектная деятельность в группах Количество часов Всего Теория Практика 5 3 2 5 3 2 5 5 5 5 3 5 0 3 2 0 5 2 10 5 10 2 3 8 8 2 2 5 16 76 3 3 35 2 13 41 Формы аттестации / контроля Входной контроль Творческий проект Творческий проект Творческий проект Творческий проект Содержание учебно-тематического плана Введение Теория: Вводный инструктаж по технике безопасности. Представление о роботах и робототехнике. 3 закона робототехники. Практика: Типы конструкторов различных фирм производителей. Описание компонентов Теория: Функции рабочей тетради. Основные детали конструктора. Спецификация конструктора. Знакомство с контроллером. Практика: Основы конструирования устойчивых конструкций. Параметры мотора и лампочки. Изучение влияния параметров на работу модели. Теория: Знакомство с датчиками. Кнопочный переключатель. Датчик освещенности. Влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности. Фототранзистор. Практика: Датчик маршрута. Ультразвуковой датчик. Датчик температуры. Программирование Теория: Визуальные языки программирования. Программа ROBO Pro. Разделы программы, уровни сложности. Практика: Знакомство с командами. Передача программы. Запуск программы. Команды визуального языка программирования. Теория: Изучение окна инструментов. Изображение команд в программе и на схеме. Работа с пиктограммами. Практика: Соединение команд. Знакомство с командами: запусти мотор вперед; включи лампочку; жди; запусти мотор назад; стоп. Отработка составления 10 простейшей программы по шаблону, передачи и запуска программы. Составление программы. Сборка модели с использованием мотора. Составление программы, передача, демонстрация. Линейная программа. Циклическая программа. Теория: Составление программы с использованием параметров. Зацикливание программы. Условие, условный переход. Практика: Простая модель. Основная программа. Движение по прямой. Выполнение поворота. Движение вдоль кривой линии. Счетчик импульсов. Теория: Подпрограммы. Базовая модель. Машины на гусеничном ходу.Рулевое управление. Практика: Простой робот. Тоннельный робот- пожарный. Датчик цвета. Робот-исследователь. Робот-спасатель. Проектная деятельность в группах Теория: Тематика творческих проектов. Выработка и утверждение темы. Практика: Разработка собственных моделей в группах. Конструирование модели. Программирование модели группой разработчиков. Виды проектной документации. Презентация моделей. Выставка. Подготовка к соревнованиям. Соревнования. Повторение изученного ранее материала. Зачёт. 11 2. Комплекс организационно-педагогических условий 2.1. Календарный учебный график № п/п Основные характеристики образовательного процесса 1 Количество учебных недель 38 2 Количество учебных дней 38 3 Количество часов в неделю 2 4 Количество часов 76 5 Недель в I полугодии 16 6 Недель во II полугодии 22 7 Начало занятий 20 сентября 8 Выходные дни 31 декабря9 января 9 Окончание учебного года 31 мая 2.2 Условия реализации программы Материально-технические обеспечение Программа реализуется при условии наличия следующего: просторного, светлого помещения не менее чем на 16 посадочных мест, оснащённого в соответствии с требованиями СанПиН 2.4. 3648-20; Технические средства обучения 1. Ноутбуки с мышкой и доступом к сети Интернет, на которых установлено следующие программное обеспечение: операционная система Windows (версия не ниже 7), пакет офисных программ MS Office; 2. Нетбуки с мышкой, и доступом к сети Интернет, на которых установлено следующие программное обеспечение: операционная система Windows (версия не ниже 7), пакет офисных программ MS Office; 3 Наборы консткукторов Fischertechnik 12 2 10 12 4 5 Интерактивная панель Мультимедийный проектор 1 1 Информационное обеспечение: программа ROBO Pro, MS Office Кадровое обеспечение: реализация программы осуществляется педагогом дополнительного образования, имеющим высшее или среднее профессиональное образование, обладающим профессиональными знаниями в сфере декоративно-прикладного творчества. Педагогу необходимо знать специфику дополнительного образования, иметь практический опыт в сфере организации интерактивной деятельности детей. Методические материалы К программе прилагаются раздаточные, дидактические и наглядные материалы: инструкционные карты, карточки заданий, инструкций по технике безопасности. Методические разработки учебных занятий: собственные методические разработки разработки игр, кроссвордов, тестов по терминологии предмета изучения; разработки бесед-обсуждений фильмов; конспекты открытых занятий; 2.2 Форма аттестации и оценочные материалы Периодичность и порядок текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся по программе осуществляется согласно календарному учебному графику. Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации: входной контроль проводится в форме тестирования с целью выявления возможностей обучающихся; текущий контроль успеваемости проводится по окончании изучения каждой темы учебного плана программы. Методы контроля: наблюдение за качеством выполнения заданий обучающимися; срез теоретических знаний по темам программы (опрос); участие в выставочно-конкурсной деятельности. Промежуточная аттестация обучающихся проводится по окончании учебного 13 года. Диагностика результатов проводится в форме тестирования и оценки выполнения контрольных заданий. Итоговая аттестация обучающихся проводится по окончании обучения по программе. Методы контроля: наблюдение за качеством выполнения заданий обучающимся; срез теоретических знаний по темам программы (устный опрос); контрольное выполнение заданий (итоговая выставка); участие в конкурсах различного уровня. Показатели оценки результатов освоения программы: теоретическая подготовка обучающихся по программе (владение терминологией, знание основных предметных областей учебного плана программы); практическая подготовка обучающихся по программе; участие в образовательном процессе (посещение занятий). 14 Список литературы Перечень литературы, необходимый педагогу и родителям: 1. Робототехника для детей и родителей. С.А. Филиппов. СПб: Наука, 2. Санкт-Петербургские олимпиады по кибернетике М.С. Ананьевский, 2010. Г.И. Болтунов, Ю.Е. Зайцев, А.С. Матвеев, А.Л. Фрадков, В.В. Шиегин. Под ред. А.Л. Фрадкова, М.С. Ананьевского. СПб.: Наука, 2009. 3. Журнал «ft:pedia», подборка статей за 2013 г. «Основы робототехники на базе конструктора fischertechnik. 15 16