Департамент образования Администрации города Екатеринбурга
Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования Центр детского творчества
Программа рассмотрена и рекомендована
к утверждению на заседании
Методического совета МБУ ДО - ЦДТ
протокол от 19.08.2024 №2
УТВЕРЖДАЮ
___________________/Т.Г. Хисамова
Директор МБУ ДО - ЦДТ
приказ от 19.08.2024 №51-ДООП
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
технической направленности «РобоLand»
Возраст обучающихся
Срок реализации
Количество часов
8 - 15 лет
3 года
432 часа
Автор-составитель:
Хасанова Яна Валерьевна,
педагог дополнительного
образования
Екатеринбург, 2024 г.
1
Содержание
I.
Комплекс основных характеристик
3
1.1. Пояснительная записка
3
1.2. Цель и задачи программы
7
1.3. Планируемые результаты программы
8
1.4. Содержание программы
8
II.
Комплекс организационно-педагогических условий
17
2.1. Календарный учебный график
17
2.2. Условия реализации программы
17
2.3. Формы аттестации/контроля и оценочные материалы
20
Список литературы
22
2
РАЗДЕЛ I. КОМПЛЕКС ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
1.1.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
В настоящее время робототехника является одним из передовых направлений
научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий
переплетаются с проблемами искусственного интеллекта. Роботы совершенствуются, а
сфера их применения становится всё шире, сейчас они используются в исследованиях
Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных
исследований, в сфере безопасности, в массовом промышленном производстве. Развитие
автоматизированных систем и робототехники изменило не только деловую сферу нашей
жизни. Идёт интенсивная разработка домашних и обслуживающих роботов.
Робототехника - это проектирование, конструирование и программирование
всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру.
Дополнительная общеразвивающая программа «РобоLand» позволяет объединить
конструирование и программирование в одном курсе и привить подрастающему
поколению интерес к техническому творчеству.
Использование конструктора LEGO Education Mindstorms EV3 - повышает
мотивацию детей к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех
учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук.
Работа с данным конструктором формирует умение самостоятельно решать
технические задачи (выбор материала, планирование предстоящих действий,
самоконтроль, умение применять полученные знания, приемы и опыт в конструировании).
Программа технической направленности «РобоLand» разработана в соответствии с
государственной образовательной политикой и основана на ценностях человечности,
жизни, здоровья и свободного развития личности.
Программа разработана на основе нормативно-правовой документации:
Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской
Федерации» в действующей редакции.
Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года (утверждена
распоряжением Правительства РФ от 31.03.2022 г. № 678-р).
Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 27.07.2022 г. № 629
"Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности
по дополнительным общеобразовательным программам".
Федеральный закон РФ от 24.07.1998 № 24-ФЗ «Об основных гарантиях прав
ребенка в Российской Федерации (в редакции 2013 г.).
Письмо Минобрнауки России от 18 ноября 2015 г. № 09-3242. «О направлении
информации» (вместе с «Методическими рекомендациями по проектированию
дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)».
Приказ Министерства образования и моложёной политики Свердловской области
от 30.03.2018 г. № 162 Д «Об утверждении Концепции развития образования на
территории Свердловской области на период до 2035 года».
Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 №
28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно- эпидемиологические
требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и
молодежи».
3
Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 №
2 Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические
нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека
факторов среды обитания».
Федеральный закон от 13.07.2020 № 189 ФЗ «О государственном (муниципальном)
социальном заказе на оказание государственных (муниципальных) услуг в социальной
сфере».
Приказ Министерства образования и молодежной политики Свердловской области
от 29.06.2023 № 785-Д Об утверждении Требований к условиям и порядку оказания
государственной услуги в социальной сфере «Реализация дополнительных
общеразвивающих программ» в соответствии с социальным сертификатом.
Устав МБУ ДО-ЦДТ.
Актуальность программы.
Данная программа позволяет создать условия для удовлетворения потребностей
обучающихся в интеллектуальном развитии, ориентирована на удовлетворение интереса к
направлениям и перспективам развития образовательной робототехники.
Уровень программы.
Содержание и материал общеразвивающей программы организован по принципу
дифференциации в соответствии с уровнями сложности:
1 год обучения – стартовый уровень – 144 часа. Стартовый уровень программы
предполагает первоначальное знакомство использование конструктора Lego Mindstorms
EV3 и средой программирования, собранных конструкций под задачи начального уровня
сложности. Будут рассмотрены такие разделы как: знакомство с набором LegoMindstorms
3, язык программирования Lego Mindstorms Education EV3, блоки датчиков,
программирование Lego Mindstorms Education EV3, создание роботов.
2 год обучения – базовый уровень -144 часа. Базовый уровень программы
рассчитан на более подробное изучение образовательного конструктора Lego Mindstorms
EV3 и углубленное изучение среды программирования EV3, будут рассмотрены такие
разделы как: введение в технологию EV3, подключение компонентов, интерфейс модуля,
программное обеспечение. Изучение технологий EV3 позволит научить конструировать
сложные модели роботов, программировать роботов с помощью программы LEGO
Education Mindstorms EV3, углубить знания обучающихся о таких профессиях, как
инженер, программист.
3 год обучения – продвинутый уровень -144 часа. Продвинутый уровень включает
в себя инженерные проекты и олимпиадную робототехнику. Группа 3-го года обучения
формируется из учащихся, имеющих опыт участия в соревнованиях, конкурсах,
олимпиадах различного уровня и имеющие результаты. Они работают, в основном,
самостоятельно, изготавливая каждый свою модель и получая при необходимости
консультации и рекомендации педагога. Практические занятия этой группы могут
проходят одновременно с группами 1-2 года обучения. Присутствие опытных учащихся
при работе младших групп дисциплинирует младших робототехников в работе над
моделями. Помогая младшим товарищам в работе над моделью, указывая на допущенные
ошибки, исправляя их, они получат практику инструкторов-инженеров.
4
Целевая группа.
Программа разработана для обучающихся 8-15 лет. Группы формируются по
возрасту: от 8 до 10 лет; от 10 до 13 лет; от 12 до 15 лет
В связи с началом этапа полового созревания изменения происходят в
познавательной сфере младшего подростка:
1. Замедляется темп их деятельности (на выполнение определённой работы теперь
школьнику требуется больше времени, в том числе и на выполнение домашнего задания).
2. Дети часто отвлекаются, неадекватно реагируют на замечания. 3. Иногда ведут
себя вызывающе, бывают раздражены, капризны, их настроение часто меняется
3. Происходят изменения взглядов на окружающую действительность и на самого
себя. Активное формирование самосознания и рефлексии рождает массу вопросов о
жизни и о себе.
4. Психические процессы приобретают характер произвольности – ребенок
научается управлять восприятием, мышлением, памятью, в некоторой степени своими
эмоциями и воображением.
5.
Развивается устойчивое внимания; совершенствуется быстрое переключения
внимания с одного объекта на другой.
6.
Запоминание происходит через игру или какую-либо трудовую
деятельность;
Вместе с осознанием своей уникальности, неповторимости, непохожести на других
подросток часто испытывает чувство одиночества. С одной стороны, растет потребность в
общении, с другой — повышается его избирательность, появляется потребность в
уединении. Подросток стремится осмыслить свои права и обязанности, оценить свое
прошлое, обдумать настоящее, утвердить и понять самого себя. Формируется стремление
быть и считаться взрослым.
Численный состав обучающихся в группе не должно быть менее 8 человек и не
должен превышать 25 человек.
Режим занятий.
Длительность одного занятия: 2 академических часа.
Периодичность занятий в неделю: 2 раза.
Продолжительность одного академического часа – 40 минут.
Перерыв между учебными занятиями – 10 минут.
Объем программы: 432 часов
1 год обучения – 144 часа.
2 год обучения – 144 часа.
3 год обучения – 144 часа.
Срок освоения определяется содержанием программы и составляет 3 года.
Особенности организации образовательного процесса. Модель реализации
программы – традиционная (линейное освоение учебного материала). Программа может
реализовываться в дистанционной форме. Педагогом разработаны и создан банк видео
занятий в соответствии с учебным планом.
Форма обучения: очная, дистанционная. Программа предполагает (при
необходимости) интеграцию очного и электронного обучения с использованием
дистанционных образовательных технологий (дистанционное обучение), обеспечение
5
цифровыми образовательными ресурсами (ЦОР) и электронными пособиями,
ориентированными на самостоятельную работу обучающихся.
Образовательный процесс осуществляется через учебное занятие. Основной формой
занятий является комбинированное, интерактивное занятие, которое включает в себя:
• организационные моменты;
• введение нового материала;
• работу над проектом;
• физкультминутку;
• упражнения на повторение и закрепление предыдущего материала;
• подведение итогов.
Перечень видов занятий:
Учебное занятие – основная традиционная форма образовательной деятельности,
используется педагогом при изучении нового учебного материала, закреплении знаний и
способов деятельности, а также при проверке, оценке, коррекции знаний и способов
деятельности (если нецелесообразно использовать нетрадиционные формы);
Коллективно-творческое дело – форма образовательной деятельности, направленная
на развитие творческих, интеллектуальных и физических способностей ребенка. Это
совместная работа педагога и обучающихся, результатом которой является творческий
продукт;
Презентация проекта – представление обучающимися результатов своей творческой
деятельности;
Техническая лаборатория – нетрадиционная форма организации образовательной
деятельности; используется педагогом для того, чтобы обучающиеся овладели новой
учебной информацией, знаниями опытным, экспериментальным путём или в ходе
исследования технического материала;
Соревнование – форма учебной деятельности, при которой обучающиеся
демонстрируют свои личные достижения, и на основании заранее определённых
критериев выбирается обучающийся, который лучше других выполнил установленные
критерии;
Дидактическая игра – вид учебной деятельности обучающихся, организованных в
виде учебных игр, реализующих ряд принципов активного обучения и отличающихся
наличием правил, фиксированной структуры игровой деятельности и системы
оценивания;
Работа в мини-группах – это методика объединения учащихся в небольшие группы
для совместного выполнения задания. Используется для того, чтобы обучающийся
овладел коммуникативным умениям и навыкам. Совместная работа развивает умение
общаться, слушать, коллективно решать проблемы, достигать взаимопонимания. учебная
игра - занятие, которое имеет определенные правила и служит для познания нового;
характеризуется моделированием жизненных процессов в условиях развивающейся
ситуации;
Ролевая игра – как форма образовательной деятельности представляет собой
моделирование событий, происходящих в определённом мире в определённое время;
Круглый стол – организационная форма познавательной деятельности
обучающихся, позволяющая закрепить полученные ранее знания.Перечень форм
6
подведения итогов реализации: этюды, фонетический зачет, представление минипроектов.
Перечень форм подведения итогов реализации:
Беседа – вопросно-ответный метод контроля; применяется с целью активизации
умственной деятельности обучающихся в процессе приобретения новых знаний или
повторения и закрепления, полученных ранее;
Наблюдение – педагог опосредованно контролирует выполнение того или иного
задания обучающимися, при необходимости вносит коррективы;
Взаимоконтроль – обучающийся проверяет работу, выполненную другим
обучающимся, по образцу, памятке или инструкции;
творческие задания – учебные задания, для выполнения которых обучающийся
должен применить нестандартное решение;
Технические задачи – проблемные ситуации в области конструирования,
технического обслуживания того или иного объекта, предмета, разрешение которых
связано с открытием и освоением нового познавательного действия. практическое задание
- особый вид учебных занятий, имеющих целью практическое усвоение основных
положений по предмету.
1.2.ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ
Цель программы: формирование у обучающихся навыков конструирования,
программирования и тестирования различных моделей роботов LEGO Mindstorms Education
EV3.
Задачи программы:
Обучающие:
знакомить обучающихся с историей развития LEGO конструирования;
знакомить с комплектами конструкта LEGO Mindstorms Education EV3;
знакомить с основами автономного программирования;
обучать собирать модели, используя готовую схему сборки, а также по эскизу;
обучать основам алгоритмических конструкций, этапами решения задач с
использованием ЭВМ.
обучать основным этапам технологии EV3.
Развивающие:
развивать логическое и пространственное мышление, наблюдательность,
внимательность, память;
развивать умение самостоятельно решать учебные задачи, действовать в
нестандартных ситуациях, умение находить новые решения;
развивать умение получения информации из различных источников и
использования её для достижения цели.
Воспитательные:
прививать ответственное отношение к выполнению задания;
способствовать социализации и адаптации обучающихся в современном обществе;
формировать культуру здорового и безопасного образа жизни.;
формировать умение работать в команде, осознавать свою роль, свой вклад в
достижении общей цели, высокого результата;
7
1.3.
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ
Предметные:
знают историю развития LEGO конструирования;
знают комплекты конструктора LEGO Mindstorms Education EV3;
знают основу автономного программирования;
умеют собирать модели, используя готовую схему сборки, а также по эскизу;
знают основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач
использованием ЭВМ;
знают основные этапы технологии EV3.
с
Метапредметные:
развито логическое и пространственное мышление, наблюдательность,
внимательность, память;
сформировано умение самостоятельно решать учебные задачи, действовать в
нестандартных ситуациях, умение находить новые решения;
сформировано умение получения информации из различных источников и
использования её для достижения цели.
Личностные:
сформировано ответственное отношение к выполнению задания;
социализация и адаптация обучающихся в современном обществе;
сформирована культура здорового и безопасного образа жизни
умеют работать в команде, осознавать свою роль, свой вклад в достижении общей
цели, высокого результата.
1.4.СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРОГРАММЫ
№п/п
Наименование раздела, темы
1.
2.
Вводное занятие
Знакомимся с набором LegoMindstorms
EV3 сборки 45544.
Язык программирования Lego Mindstorms
Education EV3.
Блоки датчиков
Программирование Lego Mindstorms
Education EV3.
Создание роботов
Введение
в
технологию EV3
Подключение
компонентов EV3
Программное
обеспечение. Блочное программирование
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
8
Количество часов по годам
1 год
2 год
3 год
обучения
обучения
обучения
2
2
2
4
12
16
94
12
10
8
30
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Конструирование
моделей роботов
Разработка индивидуальных
проектов
Защита проекта
Конструирование и программирование
сложных
моделей роботов
Робототехника. Образовательные роботы.
Правила работы с наборами, деталями
конструктора
Лего.
Характеристики
робота Lego Mindstorms EV3. Создание
первого проекта.
Программирование робота в среде EV3.
Основные виды соревнований и элементы
заданий.
Конструирование и программирование.
Изучение среды управления и
программирования.
Проектная деятельность в группах.
Конструирование и программирование
робота: сборка и программирование
моделей для соревнований
Передовые направления в
робототехнике XXI века. Интернет
материалы. Обзор образовательных
сайтов по робототехнике.
Повторение изученного в течении
учебного года. Итоговое занятие.
Выставка творческих работ
обучающихся.
Итоговое занятие
Всего
34
18
2
36
10
20
20
23
61
4
4
144
4
144
4
144
1.4.1. «1 ГОД ОБУЧЕНИЯ – СТАРТОВЫЙ УРОВЕНЬ»
Цель первого года обучения: знакомство с основами робоконструирования LEGO
Mindstorms EV3 и познавательной активности через обучение робототехники.
Задачи первого года обучения:
Обучающие:
знакомить с основными компонентами LEGO Mindstorms EV3
обучать простым приемам сборки робототехнических устройств;
дать представление о компьютерной среде LEGO Mindstorms EV3;
знакомить с порядком создания алгоритма программы, действиями
робототехнических средств.
Развивающие:
развивать логическое и пространственное мышление, наблюдательность,
внимательность, память.
Воспитательные:
прививать ответственное отношение к выполнению задания;
9
формировать культуру здорового и безопасного образа жизни.
Планируемые результаты первого года обучения:
Предметные:
знают основные компоненты LEGO Mindstorms EV3;
знают простые приемы сборки робототехнических устройств;
имеют представление о компьютерной среде LEGO Mindstorms EV3;
знают порядок создания алгоритма программы, действиями робототехнических
средств.
Метапредметные:
развито логическое и пространственное мышление, наблюдательность,
внимательность, память.
Личностные:
сформировано ответственное отношение к выполнению задания;
сформирована культура здорового и безопасного образа жизни.
УЧЕБНЫЙ (ТЕМАТИЧЕСКИЙ) ПЛАН ПЕРВОГО ГОДА ОБУЧЕНИЯ
№п/п
Тема
Количество часов
Всего Теория Практика
1.
Вводное занятие
6
2.
6
-
Знакомимся
с
набором 2
LegoMindstorms
EV3 сборки 45544
Язык
программирования
Lego 10
Mindstorms Education EV3
Блоки датчиков
16
2
-
6
4
5
11
21
73
6.
Программирование Lego Mindstorms 94
Education EV3
Создание роботов
12
-
12
7.
Итоговое занятие
40
4
104
3.
4.
5.
4
144
Всего
Формы
аттестации /
контроля
Входная
аттестация
Взаимоанализ
Презентация
работ
Презентация
работ
Презентация
работ
Выставка
работ
Наблюдение
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО (ТЕМАТИЧЕСКОГО) ПЛАНА ПЕРВОГО ГОДА
ОБУЧЕНИЯ
Тема 1. Вводное занятие.
Введение. Техника безопасности.
Тема 2. Знакомимся с набором LegoMindstorms EV3 сборки 45544.
Теория. Знакомство с конструктором LegoMindstorms EV3 сборки 45544.
Способы соединения деталей. Правила работы с конструктором Lego.Основные детали
конструктора Lego.Спецификация конструктора.
Практика. Сбор не программируемой модели.
10
Тема 3. Язык программирования Lego Mindstorms Education EV3.
Теория. Знакомство с командами: Запусти мотор вперед, назад. Знакомство с EV3. Кнопки
управления. Передача программы. Запуск программы.
Практика. Отработка составления простейшей программы по шаблону, передачи и запуска
программы.
Тема 4. Блоки датчиков.
Теория. Моторы EV3. Большой мотор и средний мотор. Датчик цвета. Гироскопический
датчик. Ультразвуковой датчик. Инфракрасный датчик.
Практика. Сборка модели с использованием датчика. Составление программы, передача,
демонстрация.
Тема 5. Программирования LegoMindstorms Education EV3.
Теория. Введение в язык программирования.
Практика. Программирование модели.
Тема 6. Создание роботов.
Практика. Доработка конструкций роботов и программ. Отладка конструкций роботов и
программ. Движения по заданной траектории. Отладка конструкций роботов и программ.
Тема 7. Итоговое занятие.
Практика. Демонстрация роботов.
1.4.2. ВТОРОЙ ГОД ОБУЧЕНИЯ – «БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ»
Цель второго года обучения: формирование у детей устойчивого интереса и начальных
представлений о механике и робототехнике.
Задачи второго года обучения:
Обучающие:
изучать основные принципы механики;
совершенствовать умение работать в компьютерной программы и с
роботизированной моделью;
дать представления о современном информационном обществе, информационной
безопасности личности и государства.
Развивающие:
развивать алгоритмическое мышление и творческие способности.
развивать коммуникативные способности, формировать критичность мышления.
Воспитательные:
формировать систему универсальных учебных действий, позволяющих учащимся
ориентироваться в различных предметных областях знаний и усиливающих мотивацию к
обучению; вести поиск информации, фиксировать её разными способами и работать с ней;
Планируемые результаты второго года обучения:
Предметные:
знают основные принципы механики;
сформированы умения работать в компьютерной программе и с роботизированной
моделью;
имеют представления о современном информационном обществе, информационной
безопасности личности и государства.
11
Метапредметные:
развито алгоритмическое мышление и творческие способности.
развиты коммуникативные способности, сформировано критичность мышления.
Личностные:
сформирована система универсальных учебных действий, позволяющих учащимся
ориентироваться в различных предметных областях знаний и усиливающих мотивацию к
обучению, умеют вести поиск информации, фиксировать её разными способами и
работать с ней.
УЧЕБНЫЙ (ТЕМАТИЧЕСКИЙ) ПЛАН ВТОРОГО ГОДА ОБУЧЕНИЯ
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Название
раздела
программы
Вводное занятие
Введение
в
технологию EV3
Подключение
компонентов EV3
Программное
обеспечение. Блочное
программирование
Конструирование
моделей роботов
Разработка
индивидуальных
проектов
Количество часов
Всего
Теория
Практика
2
2
-
Формы контроля
Беседа
Техническое
задание
Техническое
задание
Техническое
10
5
5
8
2
6
30
10
20
34
4
30
18
4
14
задание
Защита проекта
2
0
2
Презентация
проекта
Конструирование
и
программирование
сложных
моделей
роботов
Итоговое занятие
36
6
30
Техническое
задание
4
2
2
Итого:
144
35
109
задание
Творческое
задание
Техническое
Наблюдение
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО (ТЕМАТИЧЕСКОГО) ПЛАНА ВТОРОГО ГОДА
ОБУЧЕНИЯ
1. Вводное занятие
Теория. Цели, задачи и содержание работы творческого объединения «Робототехника».
Правила поведения в учреждении. Правила организации рабочего места. Техника
безопасности.
Практика. Демонстрация готовых моделей роботов, просмотр видеороликов.
2. Введение в технологию EV3
Теория. Знакомство с конструктором EV3. Модуль EV3. Обзор. Установка аккумуляторов.
Включение модуля EV3. Моторы EV3. Большой мотор. Средний мотор. Сравнение
большого и среднего мотора. Виды датчиков EV3. Датчик цвета. Гироскопический датчик.
12
Датчик касания. Ультразвуковой датчик. Инфракрасный датчик. Удаленный
инфракрасный маяк. Датчик температуры
Практика. Использование среднего, большого мотора. Программирование точных и
мощных действий робота. Программирование модуля EV3. Применение ультразвукового
датчика для изучения отражения звуковых волн, для измерения расстояния между
датчиком и любыми объектами на своем пути. Применение гироскопического датчика,
для измерения поворота робота. Распознать три условия: прикосновение, щелчок и
отпускание при использовании датчика касания. Применение датчика цвета для
распознавания семи различных цветов и определения яркости света.
3. Подключение компонентов EV3
Теория. Знакомство с основными правилами: Подключение модуля EV3 к компьютеру.
Беспроводное подключение – Bluetooth, wi-fi. Подключение модуля EV3 к сети. Изучение
приложений модуля.
Практика. Подключение модуля EV3 к компьютеру с помощью USB-кабеля или
посредством беспроводной связи с использованием либо Bluetooth, либо Wi-Fi.
Подключение разъема USB к компьютеру. Беспроводное подключение — Bluetooth.
Настройка адаптера Bluetooth. Беспроводное подключение — Wi-Fi Подключение к Wi-Fi.
4. Программное обеспечение. Блочное программирование
Теория. Знакомство с темами: Моторы. Программирование движений по различным
траекториям. Работа с подсветкой, экраном и звуком. Работа с экраном. Работа с
подсветкой кнопок на блоке EV3. Работа со звуком. Программные структуры. Цикл с
постусловием. Структура
Практика. Сборка простейшей модели с использованием конструктора LEGO Mindstorms
EV3. Проектирование и сборка из готовых деталей манипуляторов и роботов различного
назначения.
5. Конструирование моделей роботов
Теория. Правила техники безопасности при работе с роботами-конструкторами. Изучение
основных механических деталей конструктора Mindstorms EV3 и их назначение. Освоение
принципов конструирования модели робота с заданными параметрами.
Практика. Сборка модели по технологическим картам. Создание алгоритмов простых
конструкций. Конструирование простых моделей с одним мотором. Написание
простейшего алгоритма и его запуск. Применение алгоритма и модели на полигоне.
Сборка опытной модели. Развитие модели и сборка более сложных моделей c двумя и
более моторами («робот – манипулятор», «шагающие роботы», «робот помощник» и т.д.).
6. Разработка индивидуальных проектов
Теория. Формирование технического задания для модели робота. Определение
необходимых ресурсов. Изучение технической литературы. Поиск информации.
Написание программы.
Практика. Разработка инструкции. Подготовка эскиза робота, или прототип модели в
программе Lego Digital Designer. Сборка модели и ее программирование. Техническая
отладка модели, если требуется. Подготовка презентации к защите проекта. Создание
собственной модели робота, презентация и защита проекта.
7. Защита проекта.
Практика. Презентация проекта.
8. Конструирование и программирование сложных моделей роботов
13
Теория. Формирование
технического задания
для модели
робота.
Определение необходимых ресурсов.
Практика. Конструирование модели робота с двумя и более датчиками, осуществление
процесса сборки в реальном режиме времени с фиксированием и анализом данных.
Проектирование, конструирование, сборка, программирование, испытание, отладка,
запуск роботов.
9. Заключительное занятие
Подведение итогов учебного года.
ТРЕТИЙ ГОД ОБУЧЕНИЯ – «ПРОДВИНУТЫЙ УРОВЕНЬ»
Цель третьего года обучения: развитие инженерного мышления учащихся, навыков
конструирования, программирования и использования роботизированных устройств.
Задачи третьего года обучения:
Обучающие:
совершенствовать умение самостоятельно решать технические задачи в процессе
конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль,
применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием
специальных элементов, и других объектов и т.д.);
обучать создавать сложные программы и подпрограммы в среде LabVIEW;
углублять знания в современной тенденции развития олимпиадной робототехники.
Развивающие:
развивать умения оценивать правильность выполнения учебной задачи,
собственные возможности ее решения;
развивать ИКТ-компетентности: приобретение опыта использования средств и
методов информатики: моделирование, формализация и структурирование информации,
компьютерный эксперимент.
Воспитательные:
способствовать дальнейшей профориентации обучающихся;
способствовать развитию умения излагать мысли в чёткой логической
последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и
самостоятельно находить ответы на вопросы путём логических рассуждений.
Планируемые результаты третьего года обучения:
Предметные:
сформировано умение самостоятельно решать технические задачи в процессе
конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль,
применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием
специальных элементов, и других объектов и т.д.);
умеют создавать сложные программы и подпрограммы в среде LabVIEW;
сформированы знания в современной тенденции развития олимпиадной
робототехники.
Метапредметные:
развито умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные
возможности ее решения;
14
развиты ИКТ-компетентности: приобретение опыта использования средств и
методов информатики: моделирование, формализация и структурирование информации,
компьютерный эксперимент.
Личностные:
сформированы знания о различных профессиях;
умеют излагать мысли в чёткой логической последовательности, отстаивать свою
точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы
путём логических рассуждений.
УЧЕБНЫЙ (ТЕМАТИЧЕСКИЙ) ПЛАН ТРЕТЬЕГО ГОДА
Количество часов
Всего
Теория Практика
2
2
-
№
Темы занятий
раздела
1
Вводное занятие
Характеристики робота Lego
2
Mindstorms EV3.
Программирование робота в среде
3
EV3.
Основные виды соревнований и
4
элементы заданий.
5
6
7
8
Конструирование и
программирование. Изучение среды
управления и программирования.
Проектная деятельность в группах.
Конструирование и
программирование робота: сборка и
программирование моделей для
соревнований
Передовые направления в
робототехнике XXI века.
Интернет материалы. Обзор
образовательных сайтов по
робототехнике.
Итоговое занятие.
Итого:
10
4
6
20
5
15
20
5
15
25
5
20
Формы
контроля
Проект
Творческое
задание
Соревнования.
Наблюдение.
Творческое
задание
Творческое
задание
61
6
55
Наблюдение
2
2
-
4
144
29
4
115
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО (ТЕМАТИЧЕСКОГО) ПЛАНА ТРЕТЬЕГО ГОДА
ОБУЧЕНИЯ
1. Вводное занятие.
Теория. Правила поведения и ТБ в кабинете информатики при работе с наборами,
деталями, моделями конструктора Лего.
2. Характеристики робота Lego Mindstorms EV3.
Теория. Робототехника. Образовательные роботы. Правила работы с наборами, деталями
конструктора Лего.
Практика Создание первого проекта.
3. Программирование робота в среде EV3.
15
Теория. Знакомство с темами: Структура «Переключатель». Работа с данными. Типы
данных. Проводники. Переменные и константы. Математические операции с данными.
Другие блоки работы с данными. Логические операции данными.
Практика. Работа с датчиками. Датчик касания. Датчик цвета. Датчик гироскоп. Датчик
ультразвука. Инфракрасный датчик. Датчик определения угла/ количества оборотов и
мощности мотора. Работа с файлами. Совместная работа нескольких роботов. Создание
подпрограмм.
4. Основные виды соревнований и элементы заданий.
Теория. Правила соревнований. Соревнование «Сумо». Робот – сканер штрих – кодов.
Слалом (объезд препятствий). Программирование движения по линии. Калибровка
датчиков. Алгоритм движения по линии «Зигзаг» (дискретная система управления).
Алгоритм «Волна». Пропорциональное линейное управление. Нелинейное управление
движением по косинусному закону. Поиск и подсчет перекрестков. Проезд инверсии.
Практика. Проведение соревнований
5. Конструирование и программирование. Изучение среды управления и
программирования.
Теория. Загрузка готовых программ для управления роботом. Редактирование программ и
тестирование роботов. Регулирование параметров, при которых программы работают без
ошибок.
Практика. Создание робота «Погрузчик» по алгоритму "Лестница". Программирование
робота высокой сложности: шагающий робот.
7.
Проектная деятельность в группах.
Конструирование и программирование робота: сборка и программирование моделей для
соревнований в формате «Лестница». Разработка творческих проектов. Проект
автоматизированного устройства/установки или робота для трассы «Лабиринт».
Разработка собственных моделей в группах, подготовка к мероприятиям, связанным с
ЛЕГО. Выработка и утверждение темы, в рамках которой будет реализовываться проект.
Конструирование модели, ее программирование группой разработчиков. Изучение
полей для тестирования моделей роботов. Презентация моделей. Выставки.
Соревнования.
7. Передовые направления в робототехнике XXI века. Обзор образовательных
сайтов по робототехнике.
Теория. Интернет материалы. Обзор образовательных сайтов по робототехнике.
8.Итоговое занятие.
Практика. Повторение изученного в течение учебного года. Выставка творческих работ
обучающихся.
16
РАЗДЕЛ II. КОМПЛЕКС ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ
УСЛОВИЙ
2.1. КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК
Год
обучени
я
Дата
начала
обучения
Дата
окончания
обучения
Количес
тво
учебных
недель
1
09.01.
31.12
36
2
09.01.
31.12
36
3
09.01.
31.12
36
Промежу
точная
аттестац
ия
Итогов
ая
аттеста
ция
22.12. по
27.12
22.12.
по
27.12
Количе
ство
учебны
х дней
72
Количе
ство
учебны
х
часов
144
72
144
72
144
Режим
занятий
2 занятия
по 2 часа в
неделю
2 занятия
по 2 часа в
неделю
2 занятия
по 2 часа в
неделю
Каникулы: 01.06. по 14.09.
Выходные дни: Выходные дни: с 01.01. по 08.01, 08.03, 23.03, 01.05, 09.05. 04.11.
2.2. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
% использования
Единица
Количество
№п/п
Оборудование
в ходе реализации
измерения
на группу
программы
Учебный
кабинет
шт
1
100%
1. 1.
(включая
типовую
мебель)
Конструктор LEGO®
2. 2.
шт
4
100 %
MINDSTORMS® EV3
Конструктор LEGO®
3. 3.
MINDSTORMS®
EV3
шт
4
100 %
допы
4. 4.
Ноутбук
шт
8
35 %
5. 5.
Зарядное устройство
шт
8
35 %
6. 6.
Мышь компьютерная
шт
1
35 %
Комплект полей для
7. 7.
шт
1
20%
соревнований
Доска магнитномаркерная 120х180см с
8. 8.
шт
1
40%
антибликовым
покрытием
17
ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ
№
п/
п
1
2
3
4
5
6
7
11
12
№
п/п
1
2
3
4
Аудио-, видео, фото-источники
Название
Комплект изображений на тему «Шкивы»
Комплект изображений на тему «Колеса и оси»
Комплект изображений на тему «Зубчатые колеса»
Комплект изображений на тему «Рычаги»
Комплект инструкций к набору Lego Education WeDo
Комплект дополнительных инструкций к набору Lego Education WeDo
Комплект инструкций к набору LEGO MINDSTORMS Education EV3
Видео-материалы по теме «Введение в робототехнику»
Видео-материалы по теме «Роботы-помощники»
Интернет-источники
Название
Ссылка
15
10 роботов Boston Dynamics
Кегельринг
Кегельринг, 7 секунд"
Новейшие военные роботы в
мире"
Официальный сайт
LegoMindstormsEV3
Пляжные скульптуры Тео Яасена
Пример вилочного погрузчика из
Лего
Промышленные роботы
Реечная передача
Роботы, которые заменят людей
на производстве
Роботы на фабрике Тесла
Самые лучшие военные роботы в
мире
Стопоходящая машина
Чебышева
ТанецРоботов LEGO Mindstorms
EV3
Тест «Механическая переда»
16
Тест «Элементы конструктора»
17
Установка и настройка LEGO
DIGITAL DISIGNER
Червячная передача
Шагающий механизм
DancingRobots"
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
18
19
20
Колво
4
4
4
4
4
4
4
1
1
https://www.youtube.com/watch?v=j8vjvtxLMTw
https://www.youtube.com/watch?v=7pE9Gsgobps
https://www.youtube.com/watch?v=ETKvFbCWaz0
https://www.youtube.com/watch?v=aRpCBl8myO8
http://www.lego.com/en-us/mindstorms
https://www.youtube.com/watch?v=zit8aYvnNqY
https://www.youtube.com/watch?v=EzO8UL_zcNk
https://www.youtube.com/watch?v=xEC2wuu-ukA
https://www.youtube.com/watch?v=lRUkD3Vfdbo
https://www.youtube.com/watch?v=0dwhrN1EqTc
https://www.youtube.com/watch?v=xEC2wuu-ukA
https://www.youtube.com/watch?v=sxpyrMsNND0
https://www.youtube.com/watch?v=2_LUOOlgo5k
https://www.youtube.com/watch?v=RLrvOvSekRo
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe1l4Xy
6ntR2pOFj2dgZLS6fIsU2_K3kcYQOToX5RhLpRZ
8Ng/viewform
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdQ_fP
L13ZxJ6RTbYDcuiXWy58KsLqn2scxaAkdPkM1p
DTIdA/viewform
https://drive.google.com/file/d/1CuR4BPMjIbNqo55t6GJt3edyvVple7y/view?usp=sharing
https://www.youtube.com/watch?v=-v6UIJ0U-KA
https://www.youtube.com/watch?v=aDnyPpVa0mg
https://www.youtube.com/watch?v=wjvehjWe1YU
18
21
22
Legomindstormsrobotdance"
Инструкция по сборке к
модификаций модели Robot
Educator модель Инструкция к
LME EV3 модель Мобильная
платформа с ультразвуковым
датчиком
https://www.youtube.com/watch?v=592Ap5-LUlY
Созданию роботов в среде Lego
mindstorms!
Способы соединения 2 больших
моторов Lego Mindstorms Ev3
https://robot-help.ru/
https://educube.ru/support/instructions/files/mobilnaya
-platforma-s-ultrazvukovym-datchikom/
https://www.youtube.com/watch?v=OQthaNPftK8
Программное обеспечение
Название
№
п/п
1 Программное обеспечение для учащегося LEGO MINDSTORMS Education
EV3 Student Edition
5 Программное обеспечение для моделирования LEGODIGITALDISIGNER
7
Программная среда RobboScretch
8
Программа «Компас-3D»
9
Программа «Blender»
Колво
8
8
8
1
1
КАДРОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Высшее профессиональное образование или среднее профессиональное
образование в области, соответствующей профилю объединения без предъявления
требований к стажу работы, либо высшее профессиональное образование или среднее
профессиональное образование и дополнительное профессиональное образование по
направлению "Образование и педагогика" без предъявления требований к стажу работы и
курсы повышения квалификации по направлению деятельности.
МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Дидактический материал подбирается и систематизируется в соответствии с
учебно-тематическим планом (по каждой теме), возрастными и психологическими
особенностями детей, уровнем их развития и способностям.
В
программе
используются
образовательные
конструкторы
LegoMindstormsEducationEV3и аппаратно-программное обеспечение, как инструмента для
обучения конструированию, моделированию и компьютерному управлению на занятиях.
Работа с образовательными конструкторами позволяет учащимся в форме познавательной
игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки.
Программа реализует различные формы работы детей на занятии: фронтальную,
индивидуальную и групповую. Первая предполагает совместные действия всех учащихся
под руководством педагога. Вторая — самостоятельную работу каждого ученика.
Наиболее эффективной является организация групповой работы.
Методы, используемые при реализации программы: - практический (работа с
образовательными
конструкторами
LegoMindstormsEducationEV3
и
аппаратнопрограммного); - наглядный (фото и видеоматериалы по робототехнике); - словесный
(инструктажи, беседы, разъяснения); - инновационные методы (поисково-
19
исследовательский, проектный игровой); - работа с литературой (изучение специальной
литературы, чертежей).
Организация занятий: На практике сначала из лего-деталей и блоков
LegoMindstormsEducationEV3 собирается модель. На компьютере посредством
программы, создается программа управления этой моделью. Затем при помощи
соединительного кабеля загружается и испытывается модель.
№
1.
2.
3.
4.
5.
Методические материалы
Таблица с названием LEGO - деталей
Техника безопасности во время работы с конструктором LEGO
Технологические карты, схемы, образцы и модели конструирования
Иллюстрации, картинки с изображениями предметов и объектов конструирования
Фотографии.
2.3. ФОРМА АТТЕСТАЦИИ /КОНТРОЛЯ И ОЦЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Программа предусматривает проведение оценивания индивидуальных
особенностей личности обучающегося:
первичное в начале учебного года (выявит исходный уровень по основным
исследуемым характеристикам).
промежуточное (позволяет отслеживать личностные изменения обучающихся);
контрольное в конце учебного года (позволяет констатировать творческие
изменения, которые происходят у детей), проводится аналогично первой.
Формами отслеживания роста предметной компетенции являются:
• Педагогическое наблюдение, практическое задание.
• Учет результативности участия обучаемых в выставках технической направленности и
соревновании.
Способы проверки результатов освоения программы:
Входное оценивание - позволяет выявить уровень обучающихся вначале года.
Промежуточное оценивание – позволяет констатировать творческие изменения, которые
происходят у детей в ходе освоения программы.
Итоговая аттестация - как результат деятельности за год. Формой итогового контроля
можно считать участие детей в выставках технической направленности.
Контролером своих знаний и навыков является сам ребенок. Он может сравнить свои
навыки и умения игры с навыками и умениями своих товарищей, оценить свой уровень и
стремиться к улучшению своих результатов.
Личностные результаты
Ф.И.
№ обучающег
ося
№
Организацион
но-волевые
качества
Ориентацион
ные качества
Поведенчес
кие качества
Предметные результаты
Ф.И.
обучающегося Теоретическая Предметная Ценностно20
Инициативно
сть
Средний
Средн
ий
балл
подготовка
практическая
подготовка
смысловые
навыки
балл
Метапредметные результаты
№
Ф.И.
обучающегося
Учебнопознавательные
способности
Информационные
способности
21
Коммуникативные
способности
Функциональные
способности
Уровень и
динамика
достижений
Средний
балл
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Нормативные документы:
1.
Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в
действующей редакции.
2.
Федеральный закон РФ от 24.07.1998 № 24-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.
Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года (утверждена
распоряжением Правительства РФ от 31.03.2022 г. № 678-р).
5.
Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 № 28
«Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно- эпидемиологические
требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи».
6.
Приказ Минобрнауки России от 23.08.2017 № 816 «Об Утверждении Порядка
применения организациями, осуществляющими образовательную деятельность, электронного
обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных
программ».
7.
Приказ Министерства труда и социализации защиты Российской Федерации от
05.05.2018 № 298 «Об утверждении профессионального стандарта «Педагог дополнительного
образования детей и взрослых».
8.
Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 27.07.2022 г. № 629 "Об
утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по
дополнительным общеобразовательным программам".
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 ноября 2015 г. № 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 г. № ВК -641/09 «О направлении методических
рекомендаций» (вместе с «Методическими рекомендациями по реализации адаптированных
дополнительных общеобразовательных программ, способствующих социально-психологической
реабилитации, профессиональному самоопределению детей с ограниченными возможностями
здоровья, включая детей-инвалидов, с учетом их особых образовательных потребностей»).
13.
Приказ Министерства образования и моложёной политики Свердловской области от
30.03.2018 г. № 162 Д «Об утверждении Концепции развития образования на территории
Свердловской области на период до 2035 года».
14.
Постановление Правительства Свердловской области от 01.08.2019 г. № 461 ПП «О
региональном модельном центре дополнительного образования детей Свердловской области».
15.
Федеральный закон от 13.07.2020 № 189 ФЗ «О государственном (муниципальном)
социальном заказе на оказание государственных (муниципальных) услуг в социальной
сфере»;
16.
Приказ Министерства образования и молодежной политики Свердловской области
от 29.06.2023 № 785-Д Об утверждении Требований к условиям и порядку оказания
22
государственной услуги в социальной сфере «Реализация дополнительных
общеразвивающих программ» в соответствии с социальным сертификатом.
Список литературы для педагога:
1.
Бабич, А. В. Промышленная робототехника / А.В. Бабич. - М.: Книга по
Требованию, 2012. - 263 c.
2.
Барсуков, А. Кто есть кто в робототехнике: Ежеквартальный справочник / А.
Барсуков. - М.: Книга по Требованию, 2005. - 126 c. Д.Г.
3.
Копосов. УМК для средней школы «Первый шаг в робототехнику», 2012 г.
Макаров, И. М. Робототехника. История и перспективы / И.М. Макаров, Ю.И. Топчеев. М.: Наука, МАИ, 2003. - 352 c.
4.
Первый шаг в робототехнику. 5-6 классы. Практикум / Д.Г. Копосов. - М.: Бином.
Лаборатория знаний, 2014. - 292 c.
5.
Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий. Содержание курса
программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы,
практические примеры, секреты мастерства. г. Челябинск, РФ, 2014 г.)
6.
Юревич, Е. И. Основы робототехники (+ CD-ROM) / Е.И. Юревич. - М.: БХВПетербург, 2010. - 360 c
7.
Разработанный
лабораторный
практикум
составителем
программы
дополнительного образования детей «Первый шаг в робототехнику».
Список литературы и источников для обучающихся:
1.
Робототехника для детей и родителей. С.А. Филиппов. - Спб.: «Наука», 2011
2.
Энциклопедический словарь юного техника. - М., «Педагогика», 2001
3.
Энциклопедия для детей "Аванта+". Том 16. Физика. Части 1 и 2, Издательство:
Аванта+, 2000
4.
Энциклопедия для детей Аванта Том Техника, Издательство: Аванта+, 2001
5.
Энциклопедия юного ученого. Техника. Москва «РОСМЕН», 2000
23
