Смоленское областное государственное бюджетное учреждениедополнительного образования

«Центр развития творчества детей и юношества»

УТВРЖДАЮДиректор СОГБУДО «Центр развитиятворчества детей и юношества»___________ Е.В. СтепановаПриказ от 28.08.2019 № 113

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА НА 2019 – 2020 учебный годк дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе

«Электроника и робототехника»

Форма реализации программы – очнаяГод обучения – первыйНомер группы – 1Возраст обучающихся –10-13 лет

Составитель:Шишов Д.А.,

педагог дополнительного образования

Смоленск2019

1

Пояснительная записка

Мир совершенствуется каждый день, изобретая и открывая что-то новое, ранее неизведанное, и остановить это процесс невозможно, да и бессмысленно. Без этих современных научно технических новшеств мы бы не продвинулись так далеко в эволюционном развитии цивилизации. Ученые, исследователи, разработчики и дизайнеры со всего мира пытаются воплотить любые фантастические идеи в реальность, максимально реализовать то, что упростит нашу жизнь и сделает ее интереснее.

Российская Федерация принимает активное участие в этом важном и колоссально сложном процессе.

Направленность дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Электроника и Робототехника» – научно-техническая.

Актуальность программы обусловлена тем, что в настоящее время, в рамках совершенствования системы дополнительного образования, при осуществлении государственного и социального заказа профориентации и подготовки квалифицированных инженерно-технических кадров для высокотехнологичных отраслей промышленности, особое значение приобретает необходимость решения проблем, связанных с возвращением массового интереса школьников к научно-техническому творчеству.

Программы продиктована общественной потребностью в творчески активных и технически грамотных молодых людях, а так же необходимостью возрождения интереса подростков к изучению техники, и воспитания культуры жизненного и профессионального самоопределения.

Программа нацелена, как на учащихся проявляющих интерес к технике и имеющих способности к конструированию и моделированию, так и на детей, которым сложно определиться в выборе увлечения.

Основу курса составляет работа с детьми по сборке макетов и моделей технических объектов из наборов готовых деталей обучающего конструктора «Образовательный набор «Амперка», «Амперка-Матрёшка Z (Iskra)», «Амперка-Микроник». Работая с наборами деталей, учащиеся получают возможность, не только изготовить модель по образцу, но и произвести ее модернизацию используя свое творческое мышление.

Педагогическая целесообразность программы заключается в том, что широко используются элементы проектной деятельности, выполнение творческих и исследовательских заданий, практические работы. Программа «Электроника и Робототехника» прекрасно развивает творчество, умственные способности, мелкомоторные навыки, конструкторское мышление учащихся, а также формирует технические компетенции учащихся.

2

Новизна данной программы заключается, в том, что в содержание изучаемого курса введены темы: «Электроника для начинающих», «Основы теории алгоритмов», «Основы работы в визуальных средах программирования», «Основы языка программирования высокого уровня C++». При проведении занятий используются игровой и проектный методы.

Практическая значимость программы состоит: в формировании у обучающихся навыков конструирования и моделирования; создание соответствующей комфортной учебной среды для обучающихся; оптимизация форм, средств и методов развития знаний, умений и навыков обучающихся.

Данная Программа предусматривает развитие творческих способностей в области техники у детей среднего школьного возраста и использование их в дальнейшей практической деятельности. Программа способствует формированию расширения политехнического кругозора учащихся, развитию их пространственного мышления, совершенствования графической подготовки и формирование устойчивого интереса к конструкторско-технологической деятельности.

Отличительной особенностью данной программы от других программ является то, что занятия по моделированию и конструированию способствуют не только техническому, но и умственному, нравственному развитию учащихся. Работая с моделями, выполняя различные задания, сравнивая свои успехи с успехами других, ребенок познает истинную радость технического творчества.

Организация выставок, использование детских работ для учебных пособий - играют существенную роль в воспитании. Программа позволяет многим детям найти своё место в жизни, развить в себе способности творческого самовыражения или просто заняться интересным и полезным делом.

Цель и задачи программы Цель – Начальная профориентация учащихся младшей и средней школы в

инженерно-техническом направлении профессионального образования. Задачи:

Образовательные: • знакомить с историей развития отечественной и мировой техники,

систематизировать и закреплять имеющиеся знания, вводить новые понятия и определения;

• формировать профессиональные умения и навыки работы с простейшими инструментами, закреплять их на практике;

• формировать потребности в обучении и саморазвитии; • формировать графическую культуру на начальном уровне: умение читать

простейшие чертежи, изготавливать по ним модели, радиоэлектронные схемы; • умение выражать с помощью технического рисунка или схемы свой замысел

на плоскости;

3

• научить основам алгоритмизации; • дать основные знания по программированию в визуальных средах; • дать основные знания по программированию в высокоуровневом языке

«C++»; • научить базовым понятия по проектированию, сборке, наладке и эксплуатации

роботизированных систем на базе наборов: «Микроник …», и «Амперка…»; • познакомить с технологией работы платформы «Arduino»; • научить составлять программы управления Arduino-роботами. • научить использовать средства информационных технологий, чтобы

проводить исследования и решать задачи в межпредметной деятельности. • развивать интерес к технике, знаниям, устройству технических объектов.

Развивающие: • формировать учебную мотивацию и мотивацию к творческому поиску; • развивать у детей элементы технического мышления, изобретательности,

образное и пространственное мышление; • развивать волю, терпение, самоконтроль; • развивать творческие способности и логическое мышление учащихся с

установкой на активное самообразование; • развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным

результатом; • развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел; • развивать умения работать по предложенным инструкциям по сборке

моделей; • развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности,

отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

• способствовать развитию любознательности в данной области знаний, расширять кругозор учащихся.

Воспитательные: • воспитывать трудолюбие, уважение к труду; • воспитывать дисциплинированность, ответственность, социальное поведение,

самоорганизацию; • формировать чувство коллективизма, взаимопомощи; • воспитывать у детей чувство патриотизма, гражданственности, гордости за

достижения отечественной науки и техники. Критерии отбора содержания программы

Программа объединяет теоретический, практический, творческий, измерительный и контрольно-итоговый учебный материал. Программа предусматривает три уровня усвоения учебного материала:

4

1. уровень усвоения – ученический, т.е. репродуктивное действие с подсказкой; 2. уровень усвоения – алгоритмический, т.е. репродуктивное действие по

памяти; 3. уровень – творческий.

Теоретический материал ориентирован на формирование научного мировоззрения, единства научно-практических знаний, позитивное, целостное отношение к научно техническим открытиям и прогрессивным процессам, происходящим инженерно конструкторском сообществе.

Практический материал направлен на развитие технических и конструкторских умений и навыков.

Творческие задания раскрывают творческий потенциал, способности самостоятельно проектировать и изобретать, формируют техническую интуицию.

Контрольный и измерительный материал определяет объективный, дифференцированный учет процесса обучения и результаты учебно-воспитательной деятельности учащихся.

Формы и методы обучения В программе особое место отведено следующим формам обучения:

• практическая работа, • творческое задание, • творческий проект, • тестовое задание, • лекционное занятие, • дискуссия, • конференция, • экскурсия, • выставка творческих работ, • конкурс творческих работ на муниципальном, региональном,

всероссийском уровне. Основными методами работы с учащимися являются следующие:

• методы обучения: o монологический, o диалогический, o алгоритмический, o показательный, o эвристический;

• методы преподавания: o объяснительный, o информационно-сообщающий,

5

o иллюстративный; • методы учения: o репродуктивный, o исполнительский, o частично-поисковый, o поисковый, o проблемный;

• методы воспитания: o убеждения, o упражнения, o личный пример.

Применяются современные образовательные технологии: • игровая, • проектная, • интерактивная, • развивающего обучения, • здоровьесбережения, • ИКТ.

Структура программы Программа «Электроника и Робототехника» для учащихся, проявляющих

интерес к техническому творчеству, разработана в 2018 году. Программа рассчитана на 1 года обучения для учащихся средних классов, с

теоретическим курсом, практическими, итоговыми занятиями, исследовательскими и опытническими заданиями, проектами и экскурсиями. В программу заложены только основы технического творчества и конструирования. Получив необходимые умения и навыки, учащиеся продолжают обучение в творческом объединении «Электроника и Робототехника».

Возраст учащихся и режим занятий Программа «Электроника и Робототехника» рассчитана на учащихся

младшего школьного возраста 10 – 13 лет. Набор детей свободный, форма занятий групповая. Состав творческого объединения 10-16 человек. Занятия проводятся: два занятие в неделю. Продолжительность занятий 2 часа по 40 минут, перерыв между ними 10 минут.

Занятия в творческом объединении начинаются с 1 сентября и заканчиваются 31 мая.

Планируемые результаты реализации программы В процессе освоения программы «Электроника и Робототехника» планируется

достижение учащимися результатов личностного, предметного и метапредметного характера:

6

• Личностные: У обучающегося будут сформированы:

o проявление познавательного интереса и творческой активности в области научно-технической деятельности;

o мотивация учебной деятельности; o овладение установками, нормами и правилами научной организации

умственного и физического труда; o самоопределение в выбранной сфере будущей профессиональной

деятельности; o самооценка умственных и физических способностей для определения в

различных сферах с позиций будущей социализации и выбора профессии;

o нравственно-эстетическая ориентация; o реализация творческого потенциала в технической и предметно-

продуктивной деятельности; o развитие готовности к самостоятельным действиям; o развитие трудолюбия и ответственности за качество своей деятельности; o гражданская идентичность; o проявление технико-технологического мышления;

Обучающийся получит возможность для формирования: o компетентности в реализации основ гражданской идентичности в

поступках и деятельности; o компетентности в выбранном им направлении профессиональной

деятельности; • Метапредметные:

У обучающихся будут сформированы: Познавательные УУД: o умение определять, различать и называть детали конструктора; o умение конструировать по условиям, заданным педагогом, по образцу, по

чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему; o умение ориентироваться в своей системе знаний, отличать новое от уже

известного; o умение перерабатывать полученную информацию: делать выводы в

результате свое деятельности, совместной работы всего класса; o умение сравнивать и группировать предметы и их образы; Регулятивные УУД: o умение работать по предложенным инструкциям и алгоритмам; o умение излагать мысли в четкой логической последовательности; o умение отстаивать свою точку зрения; o умение анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на

вопросы путем логических рассуждений; o умение определять и формулировать цель деятельности на занятии с

помощью учителя; Коммуникативные УУД: o умение работать в паре и в коллективе;

7

o умение рассказывать о модели, проекте своем достижении; o умение работать над проектом в команде, эффективно распределять

обязанности. Обучающийся получит возможность для формирования: o умения адекватно воспринимать предложения учителей, товарищей,

родителей и других людей по исправлению допущенных ошибок; o умения устанавливать соответствие полученного результата с поставленной

целью; o умения стабилизировать эмоциональное состояния для решения различных

задач; o умений необходимых для поиска и выделения нужной информации из

различных источников в разных формах; o умения определять общую цель и пути ее достижения; o умения осуществлять взаимный контроль, o умения адекватно оценивать собственное поведение и поведение

окружающих, o умения оказывать в сотрудничестве взаимопомощь; o умения аргументировать свою позицию и координировать ее с позициями

партнеров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельности;

• Предметные Обучающийся узнает: o правила безопасной работы; o наименования деталей конструктора; o классификацию деталей по размеру, типу, и способам применения; o как анализировать технический объект, выделять его характерные

особенности, основные функциональные части, устанавливать связь между их назначением и строением;

o стандартные инструменты визуальных сред программирования; o основные понятия высокоуровневого языка программирования С++; o основы рабы с платформой Arduino o основы радиоэлектроники;

Обучающийся научится: o правильно отбирать детали конструктора, необходимые для сборки

конкретной модели; o составлять алгоритм построения модели (планировать процесс создания

собственной модели); o самостоятельно конструировать модель по техническому рисунку (по

предъявленной схеме); o конструировать модель по собственному замыслу (выполнение творческих

заданий). o собирать и настраивать простейшие радиоэлектронные схемы; o управлять моделями посредствам стандартных методов платформы Arduino; o навыкам использования ручных инструментов и приборов.

8

Контроль результатов обучения, формы и критерии оценки результатов

В процессе образовательной деятельности предусматриваются различные виды контроля уровня освоения учащимися содержания программы:

• Вводный контроль. Цель – выявление знаний учащихся, готовность к данному этапу обучения;

• Промежуточный контроль. Цель – оценка успешности продвижения учащихся в образовательной деятельности, творческая активность;

• Итоговый контроль. Демонстрация знаний, умений и навыков. Формами и методами контроля являются:

• Наблюдение: o текущеее.

• Устный контроль: o индивидуальный опрос; o устный зачет.

• Наглядный метод: o презентации, o фотоотчеты, o схемы и рисунки.

• Диагностический метод: o анкетирование, o тестирование.

• Оценка и взаимооценка выполненных работ: o устные обсуждения.

В практической деятельности результативность оценивается количеством и качеством собранных моделей, результатами участия в выставках, соревнованиях, чемпионатах.

Итоговый контроль может принимать различные формы: итоговые тестовые задания, диагностическое анкетирование, выставка творческих работ учащихся, проектно-исследовательские конференции, защита проектов, оформление альбома с лучшими работами учащихся и другие.

Сроки проведения аттестации: Входной контроль с 29.09 по 06.10 Промежуточная аттестация с 22.12 по 29.12 Итоговая аттестация с 11.05 по 23.05 Помимо этого в течении года проводятся:

• Диагностика личностных результатов учащихся; • Диагностика метапредметных результатов учащихся.

9

Учебный план

Название раздела, темы Количество часов Формы аттестации/контроля Всего Теория Практика

Введение 2 2 0 Беседа Основы элементарной

физики 16 16 0 Лекция Практическая работа

Основы радиоэлектроники 36 18 18 Лекция Практическая работа

Основы языка С++ 46 32 14 Лекция Практическая работа

Работа с платформой Arduino 42 8 34 Лекция

Практическая работа Входной контроль 2 0 2 Тестирование

Промежуточная аттестация 2 0 2 Тестирование Итоговый аттестация 2 0 2 Тестирование

Экскурсия 4 0 4 Экскурсия Беседа

Всего: 152 56 96

10

Материально-техническое обеспечение программы.

Для реализации программы в кабинете должно иметься следующее оборудование:

• Наборы образовательных конструкторов: «Образовательный набор «Амперка», «Амперка-Матрёшка Z (Iskra)», «Амперка-Микроник».;

• персональный компьютер – 10 шт.; • дополнительные устройства и датчики; • программное обеспечение «Arduino IDE 1.0.3» • драйвера устройств Arduino Iskra; • лазерный принтер – 1 шт.; • мультимедиа проектор – 1 шт.

Литература для педагога.

• Стефан Р. Дэвис, «Программирование для чайников», Диалектика 2003-2017 • Фридман А.Л. «Язык программирования С++», Национальный открытый

университет «ИНТУИТ», 2016 • Руководство «ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику». The Lego Group,

2006 г. • Злаказов А.С., Горшков Г.А. Уроки Лего-конструирования в школе, – М.

БИНОМ, 2011. • Яценко В.С. От Arduino до Omega: платформы для мейкеров шаг за шагом. С-

Пб. БХВ-Петербург, 2018, 304с. с илл • Интернет-ресурс http://wikirobokomp.ru. Сообщество увлеченных

робототехникой. • Интернет-ресурс http://www.mindstorms.su. Техническая поддержка для

роботов NXT. • Интернет-ресурс http://www.nxtprograms.com. Современные модели роботов

NXT. • Интернет-ресурс http://www.prorobot.ru. Курсы робототехники и LEGO-

конструирования в школе. • LEGO MINDSTORMS NXT Software. Программное обеспечение для

mindstorms NXT 2.0. • Среда программирования роботов NXT-G на языке NXC. • Сайт «Образовательная робототехника в Алтайском крае» http://robot.uni-

altai.ru • Сайт «Амперка» http://amperka.ru/

Литература для учащихся.

• Голобов В.Н. Электроника для любознательных. – С-Пб. Наука и Техника, 2018, 320 с. с илл

• Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов. – М. БИНОМ, 2012

11

• Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5-6 классов. – М. БИНОМ, 2012

• Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей,- С-Пб, "Наука", 2013.

Дополнительная литература: • Белов Н. В., Волков Ю. С. Электротехника и основы электроники. Учебное

пособие. – Санкт-Петербург, Москва, Краснодар, Лань, 2012 , 430с. с илл. • Аблин А.Н. Ушаков М.А. Фестинатов Г.С. Хотунцев Ю.Л. электротехника.

Учебное пособие для студентов физических и индустриальных факультетов. – М.: Агар, 2000. – 432с.

• Глазунов А.Т. Кабардин О.Ф. Малинин А.Н. Пинский А.А. Физика. Учебное пособие для 11 кл. шк. и классов углубл. изуч. Физики. – М.: Просвещение, 1994. – 432с. с илл.

12

Календарный учебный график № Дата Часы Тема занятия Форма

занятия 2 - Введение

1 05.09.2019 2 Вводное занятие. Техника безопасности. Материалы и инструменты. Организация рабочего места. Лекция

16 0 Основы элементарной физики 2 07.09.2019 2 Что изучает физика. Лекция 3 12.09.2019 2 Строение вещества. Молекулы. Лекция 4 14.09.2019 2 Атом, ядро, электрон. Лекция 5 19.09.2019 2 Что такое электрический ток. Лекция 6 21.09.2019 2 Напряжение и его свойства. Лекция

7 26.09.2019 2 Экскурсия в музей «Смоленщина в годы Великой Отечественной

войны 1941-1945 гг.» Экскурсия

8 28.09.2019 2 Сила тока и ее свойства. Лекция 9 03.10.2019 2 Сопротивление. Закон Ома. Лекция

10 05.10.2019 2 Входной контроль. тест: «Строение вещества.», беседа: «Я гражданин России»

Тест Беседа

11 10.10.2019 2 Проводники, диэлектрики и полупроводники. Лекция

18 18 Основы радиоэлектроники

12 12.10.2019 2 Общие понятие электрики. Лекция 13 17.10.2019 2 Электрическая цепь и ее элементы. Лекция 14 19.10.2019 2 Сборка схемы «Лампа» и «Разноцветные огни» Практикум

15 24.10.2019 2 Резистор. Переменный резистор. Конденсатор. Светодиод. Параллельное и последовательные соединения. Применение на практике.

Лекция

16 26.10.2019 2 Сборка и наладка схем: «Светофор» и «Бегущий огонь». Практикум

17 31.10.2019 2 Понятие напряжения, силы тока, сопротивления, емкости. Измерительные приборы, применяемые в электронике. Лекция

18 02.11.2019 2 Диод. Транзистор. Простейшие схемы их применения. Лекция 19 07.11.2019 2 Сборка и наладка схемы «Умный светильник». Практикум 20 09.11.2019 2 Сборка и наладка схемы «Пульсар». Практикум 21 14.11.2019 2 Основы математической логики. Лекция

22 16.11.2019 2 Интегральные микросхемы. «Логика» и «Таймер». Способы и методы их применения. Лекция

23 21.11.2019 2 Сборка схемы «Простой таймер». Практикум 24 23.11.2019 2 Моторы и сервоприводы. Устройство применение. Лекция 25 28.11.2019 2 Практическое использование моторов. Лекция 26 30.11.2019 2 Сборка самостоятельного проекта. I этап – проектирование. Практикум 27 05.12.2019 2 Сборка самостоятельного проекта. I I этап – сборка и наладка. Практикум 28 07.12.2019 2 Демонстрация и защита проекта. 1 подгруппа. Практикум 29 12.12.2019 2 Демонстрация и защита проекта. 2 подгруппа. Практикум

32 14 Основы языка С++ 30 14.12.2019 2 Основные понятия алгоритмов. Лекция 31 19.12.2019 2 Виды алгоритмов. Лекция 32 21.12.2019 2 Основы построения программы. Лекция 33 26.12.2019 2 Интерфейс программного модуля языка С++ Лекция

34 28.12.2019 2 Промежуточная аттестация. тест: «Основные элементы конструктора. Алгоритмы сборки»

Тест Практикум

35 09.01.2020 2 Изучение основных команд управления. Лекция 36 11.01.2020 2 Элементы языка С++. Лекция 37 16.01.2020 2 Циклы. Лекция

13

38 18.01.2020 2 Переменные. Лекция 39 23.01.2020 2 Порты. Лекция 40 25.01.2020 2 Двоичная и шестнадцатеричная системы счисления. Лекция 41 30.01.2020 2 Структура программы С++. Лекция 42 01.02.2020 2 Простейшая арифметика в С++. Лекция 43 06.02.2020 2 Управление портами. Лекция 44 08.02.2020 2 Тестирование и отладка программы. Лекция 45 13.02.2020 2 Функции и процедуры в С++. Лекция 46 15.02.2020 2 Установка программного обеспечения и драйверов. Лекция 47 20.02.2020 2 Программа «Линейный алгоритм». Практикум 48 22.02.2020 2 Программа «Простейшие условия». Практикум 49 27.02.2020 2 Программа «Повторители». Практикум 50 29.02.2020 2 Программа «Управление портами». Практикум 51 05.03.2020 2 Тестирование и отладка программ на платах Arduino. Практикум 52 07.03.2020 2 Сохранение и управление проектами. Практикум 53 12.03.2020 2 Программа «Опрос датчиков и вывод информации». Практикум

8 34 Работа с платформой Arduino 54 14.03.2020 2 Платформа Arduino: история, основные понятие и термины. Практикум 55 19.03.2020 2 Состав обучающего набора Матрёшка Z (Iskra). Практикум 56 21.03.2020 2 Основные понятия языка Arduino IDE. Основное окно программы. Практикум 57 26.03.2020 2 Подключение платы к ПК. 58 28.03.2020 2 Сборка и программирование проекта «Маячок». Лекция

59 02.04.2020 2 Сборка и программирование проекта «Маячок с нарастающей яркостью». Лекция

60 04.04.2020 2 Сборка и программирование проекта «Светильник с управляемой яркостью». Лекция

61 09.04.2020 2 Сборка и программирование проекта «Терменвокс». Практикум 62 11.04.2020 2 Сборка и программирование проекта «Ночной светильник» Практикум 63 16.04.2020 2 Сборка и программирование проекта «Миксер» Лекция 64 18.04.2020 2 Сборка самостоятельного проекта. I этап – проектирование и сборка. Практикум

65 23.04.2020 2 Сборка самостоятельного проекта. I I этап – программирование и наладка. Практикум

66 25.04.2020 2 Демонстрация и защита проекта. 1 подгруппа. Практикум 67 30.04.2020 2 Демонстрация и защита проекта. 2 подгруппа. Практикум

68 02.05.2020 2 Работа над собственным проектом «Моя первая модель Arduino» (проектирование) Практикум

69 07.05.2020 2 Работа над собственным проектом «Моя первая модель Arduino» (сборка) Практикум

70 14.05.2020 2 Работа над собственным проектом «Моя первая модель Arduino» (наладка) Практикум

71 16.05.2020 2 Работа над собственным проектом «Моя первая модель Arduino» (программирование) Практикум

72 21.05.2020 2 Работа над собственным проектом «Моя первая модель Arduino» (тестирование) Практикум

73 23.05.2020 2 Итоговая аттестация.

тест: «Основные электроники. Алгоритмы сборки.» контрольное задание «Выполнение лабораторного задания»

Тест Практикум

74 28.05.2020 2 Демонстрация собственных проектов «Моя первая модель Arduino» 1 подгруппа. Практикум

75 30.05.2020 2 Демонстрация собственных проектов «Моя первая модель Arduino» 2 подгруппа. Практикум

Итого: 150 Суббота 09/05/2020 (государственный праздничный день)