1. Пояснительная записка

• Нормативное основание составления рабочей программы:

- Конвенция о правах ребенка

- Федеральный закон от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»;

- Постановление главного санитарного врача Российской Федерации от 29.12.2010 № 189 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях» (с изменениями на 29.06.11);

- Приказ Минобрнауки РФ от 17.12.2010 № 1897 "Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования" (Зарегистрировано в Минюсте РФ 01.02.2011 N 19644)

- Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 декабря 2014 № 1644 «О внесении изменений в приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010г. № 1897 «Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования»

- Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 31 марта 2014г. № 253 "Об утверждении федерального перечня учебников, рекомендованных к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования»

- Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 8 декабря 2014 г. N 1559 «О внесении изменений в Порядок формирования федерального перечня учебников, рекомендованных к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования, утвержденный приказом Министерством образования и науки Российской Федерации от 05 сентября 2013г. № 1047»;

- Устав МАОУ лицей № 100;

- Примерная основная образовательная программа основного общего образования (одобрено Федеральным учебно-методическим объединением по общему образованию. Протокол заседания от 8 апреля 2015г. №1/15);

- Основная образовательная программа основного общего образования МАОУ лицей № 100

- Приказ директора МАОУ лицея № 100 «О введении ФГОС ООО с 1 сентября 2012 года» № 54/1-о от 29.08.2012

• Концептуальные положения и принципы (подходы) формирования рабочей программы

Цель:

Развитие способностей детей, проявляющих интерес к робототехнике, реализация их творческих идей через конструирование, программирование и исследования моделей с использованием современных компьютерных технологий

Программа детализирует и раскрывает содержание стандарта, определяет общую стратегию обучения, воспитания и развития учащихся средствами учебного предмета в соответствии с целями изучения предмета, которые определены Федеральным государственным стандартом общего образования.

2. Общая характеристика учебного предмета, курса

Программа курса «Образовательная робототехника» может быть использована для организации внеурочной деятельности для учащихся 7-8 классов основной школы. В курсе «Образовательная робототехника» рассматриваются задачи по созданию реально действующих моделей роботов, управление которыми осуществляется путём простейшего программирования. Освоение такой среды позволяет решить проблемы, связанные с возрастными особенностями учащихся, обусловленные недостаточным уровнем развития абстрактного мышления, существенным преобладанием образно-визуального восприятия над другими способами получения информации. Программа курса рассчитана на 34 часа, но возможно увеличение курса за счет варьирования заданий из книги проектов или создания собственных моделей.

Новизна программы заключается занимательной форме знакомства обучающегося с основами робототехники, радиоэлектроники и программирования микроконтроллеров для роботов шаг за шагом, практически с нуля. Избегая сложных математических формул, на практике, через эксперимент, обучающиеся постигают физику процессов, происходящих в роботах, включая двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры NXT.

В ходе работы на занятиях кружка обучающиеся получают первые представления о робототехнике, смогут построить робота, находящего выход из лабиринта, ориентирующегося на источник света и звука, ультразвуковой дальномер.

Первая часть программы посвящена изучению режиму управления (даны готовые программы, в которые необходимо внести изменения, удовлетворяющие заданным условиям). На данном этапе учащиеся рассматривают проект «Помощник диск-жокея». В рамках второй части программы «Образовательная робототехника» рассматривается режим управление (программы создаются на основе данных шаблонов) и одна из моделей книги проектов (например, автомобиль или помощник диск-жокея), затем - создание собственных программ в режиме конструирования.

В ходе изучения новых видов деятельности (конструирование и моделирование), у учащихся появляется возможность не только углубить и расширить предметные знания по устройству компьютера, понятие алгоритма, исполнители алгоритмов, команды исполнителей, но и сформировать универсальные учебные действия: умение выбрать и сформулировать задачу, построить план достижения цели - программу для управления роботом, проанализировать достижение цели, откорректировать ошибки в программе, представить свои достижения. При обучении данной темы, открываются воспитательные возможности, так возможность спрогнозировать результат своей деятельности, ощущение хорошо выполненного дела вызывает у учащихся желание продолжать и совершенствовать свою работу, что в свою очередь является средством мотивации развития интереса к программированию. Деятельность по конструированию и моделированию способствует воспитанию активности школьников в познавательной деятельности, развитию высших психических функций (повышению внимания, развитию памяти и логического мышления), аккуратности, самостоятельности в учебном процессе.

Программа внеурочной деятельности школьников по техническому творчеству для начальной ступени общего образования «Робототехника» основывается на принципах природсообразности, культуросообразности, коллективности, патриотической направленности, проектности, диалога культур, поддержки самоопределения воспитанника.

Принцип природосообразности предполагает, что процесс технического творчества школьников должен основываться на научном понимании взаимосвязи естественных и социальных процессов, согласовываться с общими законами развития природы и человека, воспитывать школьника сообразно полу и возрасту, а также формировать у него ответственность за развитие самого себя.

Принцип культуросообразности предполагает, что техническое творчество школьников должно основываться на общечеловеческих ценностях культуры и строиться в соответствии с ценностями и нормами тех или иных национальных культур, специфическими особенностями, присущими традициям тех или иных регионов, не противоречащих общечеловеческим ценностям.

Трактовка принципа коллективности применительно к техническому творчеству предполагает, что техническое образование, осуществляясь в детско-взрослых общностях, детско-взрослых коллективах различного типа и даёт юному человеку опыт жизни в обществе, опыт взаимодействия с окружающими, может создавать условия для позитивно направленных самопознания, эстетического самоопределения, художественно-творческой самореализации.

Принцип диалогичности предполагает, что духовно-ценностная ориентация детей и их развитие осуществляются в процессе такого взаимодействия педагога и учащихся в технической деятельности, содержанием которого являются обмен эстетическими ценностями, а также совместное продуцирование технических моделей. Диалогичность воспитания не предполагает равенства между педагогом и школьником. Это обусловлено возрастными различиями, неодинаковостью жизненного опыта, асимметричностью социальных ролей. Но диалогичность требует не столько равенства, сколько искренности и взаимного понимания, признания и принятия.

Принцип патриотической направленности предусматривает обеспечение субъективной значимости для школьников идентификации себя с Россией, народами России, российской культурой, природой родного края.

Принцип проектности предполагает последовательную ориентацию всей деятельности педагога на подготовку и «выведение» обучающегося в самостоятельное проектное действие, развёртываемое в логике замысел - реализация - рефлексия.

В ходе проектирования перед человеком всегда стоит задача представить себе ещё не существующее, но то, что он хочет, чтобы появилось в результате его активности.

Это может быть и некоторое событие, и некоторый предмет - главное, что он должен себе представить, что это должно быть и чем это должно быть для него. Если ему некто предварительно задал, к чему он должен прийти, и он в этом не может ничего изменить, то для него нет проектирования. Он может программировать свои шаги, может составлять план исполнения, но собственно проектировать он в таком случае ничего не будет.

Каждое занятие имеет несколько этапов:

1. Установление взаимосвязей.

2. Конструирование.

3. Рефлексия.

4. Развитие.

5. Решение «задач из жизни».

1. Установление взаимосвязей

Каждое занятие начинается с короткого рассказа, который помогает детям понять проблему и попытаться найти самый удачный способ её решения.

2. Конструирование

На этом этапе начинается собственно деятельность - дети собирают модели по инструкции. При этом реализуется известный принцип «обучение через действие». Обучающиеся получают подсказки о том, как провести испытания модели и убедиться, что она функционирует в соответствии с замыслом.

3. Рефлексия

Обучающиеся проводят научные исследования с помощью созданных ими моделей.

В процессе этих исследований они получают «пищу для ума» - учатся делать выводы и сопоставлять результаты опытов, а также знакомятся с такими понятиями, как измерение, скорость, равновесие, механическое движение, конструкции, сила и энергия. Результаты опытов представляются в таблице «Рабочих бланков». Опыты рекомендовано повторять несколько раз, поскольку их результаты могут различаться. Из «Рабочих бланков» составляется «Дневник исследователя».

4. Развитие

Творческая активность обучающихся и полученный ими опыт рождают у них идеи для продолжения исследований. Они будут экспериментировать, менять свои модели, усовершенствовать их, придумывать с ними игры.

5. Решение «задач из жизни»

В разделе «Требования к конструкции» указано, каким требованиям должна удовлетворять создаваемая детьми модель. Чтобы поставленная задача была решена. Модели, сконструированные учениками самостоятельно, фотографируются, дети дают подробное объяснение, как они пришли к такому решению

3. Описание места учебного предмета в учебном плане

Программа рассчитана на один учебный год, занятия проводятся один раз в неделе по 2 учебных часа. Основной вид деятельности - -групповой;

4. Результаты освоения предмета (личностные, метапредметные, предметные)

Личностными результатами изучения курса во является формирование следующих умений:

• оценивать жизненные ситуации (поступки, явления, события) с точки зрения собственных ощущений (явления, события), в предложенных ситуациях отмечать конкретные поступки, которые можно оценить как хорошие или плохие;

• называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять своё отношение к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей;

• самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы

Метапредметными результатами изучения курса является формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):

Познавательные УУД:

• определять, различать и называть детали конструктора,

• конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему.

• ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного.

• перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их образы;

Регулятивные УУД:

• уметь работать по предложенным инструкциям.

• умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

• определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью учителя;

Коммуникативные УУД:

• уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке.

• уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

Предметными результатами изучения курса является формирование следующих знаний и умений:

Обучающийся научится

• знать простейшие основы механики;

• различать виды конструкций однодетальные и многодетальные, неподвижное соединение деталей;

• понимать технологическую последовательность изготовления несложных конструкций

Обучающийся получит возможность научится

• с помощью учителя анализировать, планировать предстоящую практическую работу, осуществлять контроль качества результатов собственной практической деятельности; самостоятельно определять количество деталей в конструкции моделей.

• реализовывать творческий замысел.

5. Содержание учебного предмета, курса

1. Вводное занятие

Понятие робототехники. Конфигурация и функционирование микрокомпьютера NXT. Основы конструирования. Знакомство с конструктором ЛЕГО. Техника безопасности при работе с деталями. Правила сборки комплектов конструктора. Техника безопасности при работе с компьютером.

2. Основы конструирования

Простейшие механизмы. Названия и принципы крепления деталей. Виды не моторизированного транспортного средства. Рычаг. Зубчатая передача: прямая, коническая, червячная. Передаточное отношение. Ременная передача, блок. Колесо, ось. Центр тяжести. Измерения. Решение практических задач и принципы крепления деталей. Построение «фантастического» животного. Строительство высокой башни. Конструирование механизмов, передач и подбор, и расчет передаточного отношения. Построение не моторизированного транспортного средства.

3. Моторные механизмы

Виды моторизованного транспортного средства. Механизмы с использованием электромотора и батарейного блока. Роботы-автомобили, тягачи, простейшие шагающие роботы. Конструирование механизмов и роботов (стационарные моторные механизмы, одномоторный гонщик, преодоление горки, робот-тягач, СУМОтори, шагающие роботы, маятник Капицы).

4. . Введение в робототехнику

Знакомство с контроллером NXT и RCX. Встроенные программы. Датчики. Среда программирования. Стандартные конструкции роботов. Колесные, гусеничные и шагающие роботы. Решение простейших задач. Цикл, Ветвление, параллельные задачи. Конструирование и программирование моделей (одномоторная тележка, двухмоторная тележка, колесные, гусеничные и шагающие роботы).

5. . Основы управления роботом

Эффективные конструкторские и программные решения классических задач. Эффективные методы программирования: регуляторы, события, параллельные задачи, подпрограммы, контейнеры и пр. Конструирование, программирование и тестирование моделей.

6. . Игры роботов

Изучение правил игры в боулинг, футбол, баскетбол, командные игры с использованием инфракрасного мяча и других вспомогательных устройств. Использование удаленного управления. Простейший искусственный интеллект. Проведение состязаний, популяризация новых видов робоспорта.

6. Тематическое планирование

№ п/п

Тема

Основное содержание по темам

Количество часов

контроль

Теория

Практика

1

Вводное занятие

Понятие робототехники. Законы робототехники. Вводный инструктаж. Охрана труда.

1

0

2

Основы конструирования.

Простейшие механизмы. Принципы крепления деталей. Рычаг. Зубчатая передача: прямая, коническая, червячная. Передаточное отношение. Ременная передача, блок. Колесо, ось. Центр тяжести. Измерения. Редуктор. Понижающая и повышающая передача.

3

5

1

3

Моторные механизмы

Механизмы с использованием электромотора и батарейного блока. Роботы-автомобили, тягачи, простейшие шагающие роботы.

3

9

1

4

Введение в робототехнику

Знакомство с контроллером NXT. Встроенные программы. Датчики. Среда программирования. Стандартные конструкции роботов. Колесные, гусеничные и шагающие роботы. Решение простейших задач. Цикл, Ветвление, параллельные задачи.

9

11

1

5

Основы управления роботом

Эффективные конструкторские и программные решения классических задач. Эффективные методы программирования: регуляторы, события, параллельные задачи, подпрограммы, контейнеры и пр.

5

9

1

6

Игры роботов

Боулинг, футбол, баскетбол, командные игры с использованием инфракрасного мяча и других вспомогательных устройств. Использование удаленного управления. Простейший искусственный интеллект. Проведение состязаний, популяризация новых видов робоспорта

2

10

1

7

Итоговое тестирование

1

1

8

Резерв

1

Итого

24

44

6

Всего

75

7. Описание учебно-методического и материально- технического обеспечения образовательного процесса

Наборы образовательных Лего-конструкторов:

• Базовый набор LEGO MINDSTYORMS Education EV3, арт. 45544

• Ресурсный набор LEGO MINDSTYORMS Education EV3, арт. 45560

Поля; роботодром

Программное обеспечение:

• LEGO® MINDSTORMS® EV3;

• LEGO DIGITAL DESIGNER;

Компьютеры (Ноутбуки);

Проектор;

Интерактивный практикум ROBOLAB.