ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГИМНАЗИЯ № 144 Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности Инженерная студия «Наше дело» Соревновательная робототехника Возраст обучающихся: 11-17 лет Срок реализации: 1 год (68 часов) Составитель: Никифоров учитель информатики Екатеринбург 2022 г. Д.Д., ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Настоящая дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Инженерная студия «Наше дело» Соревновательная робототехника» (далее - программа) разработана в соответствии со следующими документами: 1. Федеральный Закон от 29.12.2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (далее – ФЗ); 2. Федеральный закон РФ от 24.07.1998 № 124-ФЗ «Об основных гарантиях прав ребенка в Российской Федерации» (в редакции 2013 г.); 3. Стратегия развития воспитания в РФ на период до 2025 года (распоряжение Правительства РФ от 29 мая 2015 г. № 996-р); 4. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2020 г. № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.364820 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи» (далее – СанПиН); 5. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 23.08.2017 г. № 816 «Об утверждении Порядка применения организациями, осуществляющими образовательную деятельность, электронного обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ»; 6. Приказ Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 05.05.2018 № 298 «Об утверждении профессионального стандарта «Педагог дополнительного образования детей и взрослых»; 7. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (далее – Порядок); 8. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 30 сентября 2020 года № 533 «О внесении изменений в Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам, утвержденный приказом Министерства просвещения Российской Федерации от 9 ноября 2018 г. N 196«; 9. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 03.09.2019 № 467 «Об утверждении Целевой модели развития региональных систем дополнительного образования детей»; 10. Письмо Минобрнауки России от 18.11.2015 № 09-3242 «О направлении информации» (вместе с «Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)»; 11. Письмо Минобрнауки России от 28.08.2015 № АК-2563/05 «О методических рекомендациях» (вместе с «Методическими рекомендациями по организации образовательной деятельности с использованием сетевых форм реализации образовательных программ». 12. Письмо Минобрнауки России от 29.03.2016 № ВК-641/09 «О направлении методических рекомендаций» (вместе с «Методическими рекомендациями по реализации адаптированных дополнительных общеобразовательных программ, способствующих социальнопсихологической реабилитации, профессиональному самоопределению детей с ограниченными возможностями здоровья, включая детей-инвалидов, с учетом их особых образовательных потребностей»); 13. Приказ Министерства общего и профессионального образования Свердловской области от 30.03.2018 г. № 162-Д «Об утверждении Концепции развития образования на территории Свердловской области на период до 2035 года». 14. Методические рекомендации «Разработка дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ в образовательных организациях" утвержденные приказом ГАНОУ СО «Дворец молодёжи» от 01.11.2021 №934-д «Об утверждении методических рекомендаций» 15. Изменения в Методические рекомендации «Разработка дополнительных общеобразовательных программ в образовательных организациях», утвержденные приказом ГАНОУ СО «Дворец Молодежи» от 04.03.2022 г. № 219-д. 16. Устав МАОУ гимназии № 144. 17. Положение о правилах оказания платных образовательных и иных услуг. Направленность программы: техническая. Актуальность программы. Робототехника на ряду с IT технологиями и инженерными специальностями на данный момент занимает одно из передовых мест в современных тенденциях развития общества. Большая часть существующих инновационных разработок рождается на стыке наук, в том числе робототехники, электроники и программирования. Существует большое количество различных видов соревнований между устройствами на различной технологической базе, в том числе и в нашем регионе. Соревнования различаются множеством требований и условий, однако можно выделить основные элементы и задания, которые устройства должны уметь выполнять для успешного участия. Все это требует многочисленных изменений в конструкции робототехнических устройств и умения программировать их реакцию на внешние условия. Новизна программы. Соревновательная робототехника позволяет применить знания и умения, полученные на курсе «Проектирование устройств» для решения конкретных прикладных задач. Отличительной особенностью данной программы можно считать изучение робототехнических устройств на базе микроконтроллера MicroBit. Педагогическая целесообразность программы. Изучение робототехники в любом виде даёт возможность учащимся понять основные принципы работы бытовых электронных устройств. Это позволяет развивать сопутствующие компетенции, и в целом позволяет повысить мотивацию обучающихся к изучению технических и естественнонаучных дисциплин. Адресат: По программе занимаются мальчики и девочки в возрасте 11-17 лет. Набор свободный, отбор детей по уровню способностей не ведется, на занятия приходят дети с выраженным интересом к проектированию робототехнических устройств на базе микроконтроллера MicroBit. Возрастные особенности учащихся обуславливают мотивацию на неформальное общение, продуктивную творческую деятельность. Режим занятий: Продолжительность одного академического часа – 40 мин. Общее количество часов в неделю – 1 час (с сентября по май включительно) Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 часу Объем программы – 34 часа Программа рассчитана на 1 год обучения Форма реализации программы – традиционная, линейная По уровню содержания: программа базового уровня. Формы организации обучения - очная, при реализации образовательной программы возможно использование электронного обучения и дистанционных образовательных технологий. Программа является практико-ориентированной. Форма организации деятельности – групповая, 2 человека. Такая форма обусловлена индивидуальными особенностями разрабатываемых устройств в каждой команде и развитием творческого подхода к решению инженерно-технических задач. Формы проведения занятий: • словесные (обсуждение ТЗ, диспут), • эмпирические (поиск решения технических проблем), • практические (реализация найденных технических решений). Учащиеся работают группой по два человека (команда разработчиков робототехнического устройства). Каждая группа имеет доступ к компьютерам и своему набору MicroBit с контроллером, датчиками и соединительными элементами. Цель программы – развитие творческих способностей, обучающихся в процессе конструирования и проектирования робототехнических устройств, формирование и подготовка команд для участия в различных видах соревнований робототехнических устройств Задачи Обучающие • дать знания о видах типовых задач соревновательной робототехники; • научить программированию робототехнических устройств; • сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования; • ознакомить с правилами безопасной работы с инструментами. Развивающие • развивать творческую инициативу и самостоятельность; • развивать психофизиологические качества учеников: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном; • развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений Воспитательные • воспитание чувства коллективизма, умение взаимодействовать в группе, эффективно распределять обязанности; • формирование интереса учащихся к техническому творчеству; • Развивать стремление к здоровому соревновательству; • формировать творческое отношение к выполняемой работе. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ Важным звеном в обучении по программе является проверка знаний, умений и навыков учащихся. Оценка успеваемости производится на основе: • наблюдений за текущей работой учащихся; • результатов проверки работоспособности создаваемый робототехнических конструкций; • результатов участия в соревнованиях различного уровня. Также результаты обучения могут быть продемонстрированы на внутренних и внешних тематических состязаниях. УЧЕБНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Кол-во часов № Тема модуля 1. Конструкция базы робота Теория 5 Формы контроля Практика Всего 9 7 Внутренние соревнования 1. Соревнования "Кегельринг" и "РобоСумо" 3 11 7 2. Движение по линии 3 13 8 3. Прохождение лабиринтов. 2 10 6 4. Перемещение предметов 2 10 6 15 53 34 ИТОГО ПО ПРОГРАММЕ: Внутренние соревнования Внутренние соревнования Внутренние соревнования Внутренние соревнования СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО ПЛАНА Конструкция базы робота Теория: Техника безопасности при работе с электронными компонентами и средствами вычислительной техники. Практика: Основные элементы базовой платформы и размещение компонентов. Проектирование системы электропитания. Базовые функции движения. Радиоуправление. Соревнования "Кегельринг" и "РобоСумо". Теория: Правила соревнований. Практика: Необходимые модули, их размещение и программирование. Селекция целей. Движение по линии. Теория: Правила соревнований. Практика: Необходимые модули, их размещение и программирование. Типовые задачи: объезд препятствия, виды поворотов, перекрёстки и пунктиры. Инверсия линий. Прохождение лабиринтов Теория: Правила соревнований. Практика: Необходимые модули, их размещение и программирование. Основные манёвры. Алгоритм прохождения лабиринта. Перемещение предметов Теория: Виды конструкций модуля захвата. Основные принципы выбора и особенности проектирования. Практика: Типовые соревновательные задачи и их решение. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Личностные результаты: • 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; • сформированность представлений о мире профессий, связанных с робототехникой, и требованиях, предъявляемых различными востребованными профессиями, такими как инженер-механик, конструктор, архитектор, программист, инженер-конструктор по робототехнике. Метапредметные результаты (УУД): 1. Познавательные УУД: • строить рассуждение от общих закономерностей к частным явлениям и от частных явлений к общим закономерностям, строить рассуждение на основе сравнения предметов и явлений, выделяя при этом общие признаки; • формировать научный взгляд на область информационных процессов в живой природе, обществе, робототехнике как одну из важнейших областей современной действительности; • устанавливать взаимосвязь знаний по разным учебным предметам (математике, физике, природоведения, биологии, анатомии, информатике, технологии и др.) для решения прикладных учебных задач по Робототехнике; 2. Регулятивные УУД: • определять и формировать цель деятельности на уроке с помощью учителя; • учиться работать по предложенному учителем плану. Самостоятельно формулировать тему и цели урока; • формировать умение ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели, создавать наглядные динамические графические объекты в процессе работы; • составлять план решения учебной проблемы совместно с учителем; • осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях; • оценивать получающийся творческий продукт и соотнесение его с изначальным замыслом, выполнение по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла. 3. Коммуникативные УУД: • формировать и развивать компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий при защите своих работ; • оформлять свои мысли в устной и художественной форме с учётом речевой ситуации (на уровне предложения, небольшого текста или презентации); • слушать и понимать речь других; договариваться с одноклассниками совместно с учителем о правилах поведения и общения и следовать им; • учиться работать в паре, группе; выполнять различные роли (лидера исполнителя; • адекватно использовать речевые средства для решения различных коммуникативных задач; • договариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности; Предметные результаты изучения курса: Знать: • правила безопасной работы с электронными компонентами; • знать принципы работы простейших механизмов, принципы устройства роботов как кибернетической системы; • основные компоненты конструкторов MicroBit; • конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов; • компьютерную среды, включающую в себя графический язык программирования; • виды подвижных и неподвижных соединений; • конструктивные особенности различных роботов; • приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.; • типовые задачи соревновательной робототехники; • основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ. • Уметь: • конструировать по условиям, заданным учителем, по образцу, по чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему. • использовать основные алгоритмические конструкции для решения базовых задач управления устройством; • проводить настройку и отладку конструкции устройства согласно поставленной задачи. КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК Год Дата обучения начала обучения 1 год Дата окончания обучения 12 31 мая сентября Количество учебных недель Количество Количество Режим учебных учебных занятий дней часов 32 32 32 1 занятие по 1 часу в неделю Каникулы 31 октября -6 ноября 31 декабря – 8 января 27 марта – 2 апреля МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Материально - техническое оснащение занятий: • Интерактивная доска. Проектор • Компьютер ученический (2 шт.) + Компьютер учителя • Набор MicroBit в составе контроллера соединительных и расширяющих элементов, подключаемых устройство и датчиков; • Наборы «Электродвигатели +драйвер подключения+элементы питания» Информационное обеспечение программы: Компьютер, мультимедийный проектор, динамики, экран. Доступ к сети интернет. Кадровое обеспечение: образовательный процесс обеспечивается педагогическими кадрами, имеющими базовое образование, соответствующее профилю программы и опыт деятельности в соответствующей профессиональной сфере и систематически занимающимися научнометодической деятельностью. 1. 2. 3. 4. 5. 1. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ ИСТОЧНИКОВ Литература для учителя Фролов А.В. Робототехника. Практическое введение для детей и взрослых. - ЛитРес: Самиздат», 2020 Белиовская Л.Г., Белиовский А.Е. Программируем микрокомпьютер NXT в Lab VIEW. - М.: ДМК, 2010, 278 стр. Блум Джереми. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства: Пер. с англ. - СПб. БХВ-Петербург, 2015. - 336 с.: ил. Основы программирования микроконтроллеров: учебное пособие/ Бачинин А., Панкратов В., Накоряков В.. - М.: Амперка, 2013. - 205 с. : ил., табл.; 23. Применение учебного оборудования. Видеоматериалы. - М.: ПКГ «РОС», 2012. Литература для учащихся Фролов А.В. Робототехника. Практическое введение для детей и взрослых. - ЛитРес: Самиздат», 2020 2. Ньютон С. Брага. Создание роботов в домашних условиях. - М.: NT Press, 2007, 345 стр. Электронные ресурсы 1. Курс «Робототехника» на образовательном ресурсе «Dep-courses» от компании «M-labs»: https://dep-courses.ru/. 2. Портал «Мой робот»: URL: http://myrobot.ru. 3. Портал «Занимательная робототехника»: URL: http://edurobots.ru. Разработка роботов: URL: http://www.robot- develop.org.