ПРОГРАММА

проведения занятий по обучению детей основам робототехники

«Робототехника»

Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение

детский сад №47 «Успех»

(МБДОУ ДС №47 «Успех»)

ПРОГРАММА

проведения занятий по обучению детей основам робототехники

«Робототехника»

г. Нижневартовск, 2024.

Оглавление

1. Паспорт Программы

В современном обществе дети всё больше связаны с миром техники, что даёт толчок для продвижения и усовершенствования данного направления. Технологии захватили все сферы человеческой жизни, улучшая их, развивая и направляя на путь к новым достижениям. Чтобы успеть за новыми открытиями и шагать в ногу со временем, образование должно усовершенствоваться, чтобы дать возможность детям воплотить все свои задумки и мечты, которые начинают формироваться у них уже в дошкольном возрасте.

Робототехника является одной из наиболее перспективных областей в сфере детского технического творчества. Игры в роботов, конструирование и изобретательство присущи подавляющему большинству современных детей. Превратить детские увлечения в серьезную подготовку к будущей профессии позволяет занятия робототехникой на основе специальных образовательных конструкторов нового поколения и компьютерных технологий, комплектация которых разработана с учетом возрастных особенностей воспитанников детского сада.

Программа поможет педагогам дошкольных образовательных организаций поддержать детскую инициативу в освоении интересного увлекательного мира технического прогресса.

Сочетание индивидуальных и групповых форм работы также позволяет развивать у дошкольников коммуникативные способности, проектные и исследовательские умения.

Новизна Программы заключается в исследовательско-технической направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества. Авторское воплощение замысла в автоматизированные модели и проекты особенно важно для старших дошкольников, у которых наиболее выражена исследовательская (творческая) деятельность.

Техническое детское творчество является одним из важных способов формирования профессиональной ориентации детей, способствует развитию устойчивого интереса к технике и науке, а также стимулирует рационализаторские и изобретательские способности.

Цель Программы: Развитие технического творчества и формирование научно-технической профессиональной ориентации у детей старшего дошкольного возраста средствами робототехники.

Задачи Программы:

1. Формировать первичные представления о робототехнике, ее значении в

жизни человека, о профессиях, связанных с изобретением и производством технических средств.

2. Совершенствовать умения создавать конструкции по образцу, схеме,

чертежу и собственному замыслу из робототехнических конструкторов: Перворобот LEGO WEDO 1.0., LEGO Education WeDo 2.0., fanclastic, Tinkamo.

3. Содействовать формированию умения постановки технической задачи,

составлять план действий, осуществлять анализ и оценку проделанной работы.

4. Повысить уровень результативности формирования представлений об

элементарных приёмах сборки и программирования робототехнических средств, навыков сотрудничества и правил безопасной работы при конструировании.

5. Развитие конструкторских способностей и инженерного мышления у детей

дошкольного возраста посредством участия в конкурсах технического творчества.

6. Содействовать воспитанию организационно-волевых качеств личности.

Реализация программных задач позволит добиться следующих результатов:

• Ребенок владеет разными формами и видами творческо- технической игры, знаком с основными компонентами конструкторов и мини-роботов; видами подвижных и неподвижных соединений в конструкторе, основными понятиями, применяемые в робототехнике различает условную и реальную ситуации, умеет подчиняться разным правилам и социальным нормам;
• Ребенок задает вопросы взрослым и сверстникам, интересуется причинно-следственными связями, пытается самостоятельно придумывать объяснения техническим задачам; склонен наблюдать, экспериментировать;
• Ребенок обладает развитым воображением, которое реализуется в разных видах исследовательской и элементарной технической деятельности, программированию; по разработанной схеме с помощью педагога, запускает программы на компьютере для различных роботов;
• Ребенок овладевает элементарным техническим конструированием и робототехникой, проявляет инициативу и самостоятельность в среде моделирования и программирования, познавательно-исследовательской деятельности в работе с конструктором;
• Ребенок может соблюдать правила безопасного поведения при работе с электротехникой, инструментами, необходимыми при конструировании робототехнических моделей;
• Ребенок способен объяснить техническое решение, может использовать речь для выражения своих мыслей, чувств и желаний, построения речевого высказывания в ситуации творческо-технической и исследовательской деятельности;
• Ребенок активно взаимодействует со сверстниками и взрослыми, участвует в совместном техническом конструировании, робототехнике, программировании, обладает чувством собственного достоинства.

Содержание Программы направлено на создание условий для развития способностей воспитанников, творческого технического мышления, информационной и технологической культуры, мотивации к познанию и творчеству, реализации интересов детей в сфере конструирования, моделирования, приобретения опыта продуктивной творческой деятельности.

 Настоящая Программа предлагает использование конструкторов нового поколения, как инструмента для обучения детей конструированию и моделированию и носит практико-ориентированный характер. В процессе работы с конструктором дети учатся использовать базовые датчики и двигатели комплектов для изучения основ программирования. На занятиях предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления робототехнической моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Дети получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Простота построения модели в сочетании с большими конструктивными возможностями, позволяют в итоге увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную задачу. Комплекс заданий позволяет детям в форме познавательной игры развить необходимые в дальнейшей жизни навыки, формирует специальные технические умения, развивает аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность на результат.

Содержание Программы включает в себя: - сбор 18 моделей роботов, используя наглядные схемы и технологические карты для сборки, а также дает возможность детям научиться придумывать и собирать своих роботов. Презентация индивидуальных творческих работ с организацией выставки «Мир роботов»; «Роботурнир» воспитанников с родителями.

Реализация Программы позволяет расширить и углубить технические знания и навыки дошкольников, стимулировать интерес и любознательность к техническому творчеству, умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать гипотезы.

Характеристики особенности развития технического детского творчества

Техническое детское творчество является одним из важных способов формирования профессиональной ориентации детей, способствует развитию устойчивого интереса к технике и науке, а также стимулирует рационализаторские и изобретательские способности. 

Техническое детское творчество - это конструирование приборов, моделей, механизмов и других технических объектов.

Этапы детского творчества

В творческой деятельности ребёнка выделяют три основных этапа:

1 . Формирование замысла. На этом этапе у ребёнка возникает идея (самостоятельная или предложенная родителем/воспитателем) создания чего-то нового.

2 Реализация замысла. Используя воображение, опыт и различные

инструменты, ребёнок приступает к осуществлению идеи. Этот этап требует от

ребёнка умения владеть выразительными средствами и различными способами

творчества (рисунок, аппликация, поделка, механизм, пение, ритмика, музыка).

3. Анализ творческой работы. Является логическим завершением первых

этапов. После окончания         работы, ребёнок анализирует получившийся результат, привлекая к этому взрослых и сверстников.

В дошкольном возрасте техническое детское творчество сводится к моделированию простейших механизмов.

Основные приемы обучения, которые используются в процессе робототехнического конструирования:

1. Конструирование по образцу

Это показ приемов конструирования игрушки-робота (или конструкции).
Сначала необходимо рассмотреть игрушку, выделить основные части. Затем вместе с ребенком отобрать нужные детали конструктора по величине, форме, цвету и только после этого собирать все детали вместе. Все действия сопровождаются разъяснениями и комментариями взрослого. Например, педагог объясняет, как соединить между собой отдельные части робота (конструкции).

2. Конструирование по модели

В модели многие элементы, которые её составляют, скрыты. Ребенок долженопределить самостоятельно, из каких частей нужно собрать робота(конструкцию). В качестве модели можно предложить фигуру (конструкцию) из картона или представить ее на картинке. При конструировании по модели активизируется аналитическое и образное мышление.
Но, прежде, чем предлагать детям конструирование по модели, очень важно помочь им освоить различные конструкции одного и того же объекта.

3. Конструирование по заданным условиям

Ребенку предлагается комплекс условий, которые он должен выполнить без показа приемов работы. То есть, способов конструирования педагог не дает, а только говорит о практическом применении робота. Дети продолжают учиться анализировать образцы готовых поделок, выделять в них существенные признаки, группировать их по сходству основных признаков, понимать, что различия основных признаков по форме и размеру зависят от назначения (заданных условий) конструкции. В данном случае развиваются творческие способности дошкольника.

4. Конструирование по простейшим чертежам и наглядным схемам

На начальном этапе конструирования схемы должны быть достаточно просты и подробно расписаны в рисунках. При помощи схем у детей формируется умение не только строить, но и выбирать верную последовательность действий. Впоследствии ребенок может не только конструировать по схеме, но и наоборот, — по наглядной конструкции (представленной игрушке-роботу) рисовать схему. То есть, дошкольники учатся самостоятельно определять этапы будущей постройки и анализировать ее.

5. Конструирование по замыслу

Освоив предыдущие приемы робототехники, ребята могут конструировать по собственному замыслу. Теперь они сами определяют тему конструкции, требования, которым она должна соответствовать, и находят способы её создания. В конструировании по замыслу творчески используются знания и умения, полученные ранее. Развивается не только мышление детей, но и познавательная самостоятельность, творческая активность. Дети свободно экспериментируют со строительным материалом. Постройки (роботы) становятся более разнообразными и динамичными. Как правило, конструирование по робототехнике завершается игровой деятельностью. Дети используют роботов в сюжетно-ролевых играх, в играх-театрализациях.

Таким образом, последовательно, шаг за шагом, в виде разнообразных игровых и экспериментальных действий дети развивают свои конструкторские навыки, логическое мышление, у них формируется умение пользоваться схемами, инструкциями, чертежами.

Принципы и подходы по реализации Программы

Программа основывается на принципах:

1. Уважение взрослых к человеческому достоинству детей, формирование и поддержка их положительной самооценки, уверенности в собственных возможностях и способностях;

2. Использование в образовательной деятельности форм и методов работы с детьми, соответствующих их возрастным и индивидуальным особенностям (недопустимость как искусственного ускорения, так и искусственного замедления развития детей);

3. Построение образовательной деятельности на основе взаимодействия взрослых с детьми, ориентированного на интересы и возможности каждого ребенка и учитывающего социальную ситуацию его развития;

4. Поддержка взрослыми положительного, доброжелательного отношения детей друг к другу и взаимодействия детей друг с другом в разных видах деятельности;

5. Поддержка инициативы и самостоятельности детей в специфических для них видах деятельности;

6. Возможность выбора детьми материалов, видов активности, участников совместной деятельности и общения;

7. Поддержка научно-технической направленности обучения, посредством робототехники развитие информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества;

8. Поддержка родителей (законных представителей) в воспитании детей, охране и укреплении их здоровья, вовлечение семей непосредственно в образовательную деятельность.

Формы организации занятий

- беседа (получение нового материала);

- самостоятельная деятельность (дети выполняют индивидуальные задания в течение части занятия или одного-двух занятий);

- ролевая игра;

- соревнование (практическое участие детей в разнообразных мероприятиях по техническому конструированию);

- разработка творческих проектов и их презентация;

- выставка.

Форма организации занятий может варьироваться педагогом и выбирается с учетом той или иной темы.

Взаимодействия педагогического коллектива с семьями воспитанников

Привлечение родителей расширяет круг общения, повышает мотивацию и интерес детей. Формы и виды взаимодействия с родителями:

• приглашение на презентации технических изделий;
• подготовка фото-видео отчетов создания приборов, моделей, механизмов и других технических объектов как в детском саду, так и дома;
• размещение статей на сайте ДОО, оформление буклетов;
• консультирование;
• выступление на родительских собраниях;
• анкетирование, опрос.

Традиционные формы взаимодействия устанавливают прямую и обратную

взаимосвязь на уровне ДОО.

Методы, приемы и средства обучения дошкольников техническому конструированию и робототехнике.

1. Информационно-рецептивный (объяснительно-иллюстративный) (знакомство, рассказ, экскурсия, чтение художественной литературы, загадки, пословицы, беседы, дискуссии, моделирование ситуации, инструктаж, объяснение.) достигает своей цели в результате предъявления готовой информации, объяснения, иллюстрирования словами, изображением, действиями.
2. Репродуктивный или метод организации воспроизведения способов деятельности. Метод осуществляется через систему упражнений, устное воспроизведение, решение типовых задач, (программирование, составление программ, сборка моделей, конструирование, творческие исследования, презентация своих моделей, соревнования между группами, проекты, игровые ситуации, элементарная поисковая деятельность (опыты с постройками), обыгрывание постройки, моделирование ситуации, конкурсы, физкультминутки).
3. Метод проблемного обучения формирует творческий потенциал дошкольников. Он осуществляется через проблемное изложение. Педагог ставит проблему и раскрывает доказательные пути её решения. Осуществляет мысленное прогнозирование определенных шагов логики решения, работает непроизвольное запоминание.
4. Частично-поисковый (эвристический) метод. Педагог ставит проблему, составляет и предъявляет задания на выполнение отдельных этапов решения познавательных и практических проблем, планирует шаги решения, руководит деятельностью обучающегося, создает промежуточные проблемные ситуации. Дошкольник осмысливает условия, самостоятельно решает часть задач, осуществляет в процессе решения самоконтроль и самооценку, самостоятельно мотивирует деятельность, проявляет интерес, что способствует непроизвольному запоминанию, продуктивному мышлению.
5. Исследовательский метод. Педагог составляет и предъявляет обучающемуся проблемные задачи для самостоятельного поиска решения, осуществляет контроль за ходом решения. Дошкольник воспринимает проблему или самостоятельно её усматривает, планирует этапы решения, определяет способы исследования на каждом этапе, сам контролирует процесс, его завершение.

При реализации Программы проводится оценка индивидуального развития детей. Такая оценка производится педагогическим работником в рамках педагогической диагностики в целях отслеживания эффективности реализации программы. Это позволяет определить уровень развития интеллектуальных способностей, найти индивидуальный подход к каждому ребёнку в ходе занятий, подбирать индивидуально для каждого ребёнка уровень сложности заданий, опираясь на зону ближайшего развития.

Оценка динамики достижений воспитанников проводится 2 раза в год (в

сентябре и мае) по методике Т.В. Фёдоровой.

Методы проведения педагогической диагностики

• Формализованные методы: диагностическое задание, диагностическая ситуация.
• Малоформализованные методы: наблюдение, беседа, анализ продуктов детской деятельности, соревнования.

Формы контроля и оценочные материалы

Формы проведения итогов реализации программы: выставка творческих работ, состязания по робототехнике, презентация индивидуальных творческих работ.

Способы определения результативности реализации программы:

• Осуществление сборки моделей роботов;
• Создание индивидуальных конструкторских проектов;
• Создание коллективного выставочного проекта;
• Участие в соревнованиях и мероприятиях различного уровня.

При подведении итогов отдельных разделов программы и общего итога могут использоваться следующие формы работы: презентации творческих работ, выставки рисунков, тестирование, опрос.

Виды и формы контроля:

Для полноценной реализации данной программы используются разные виды контроля:

• текущий – осуществляется посредством наблюдения за деятельностью ребенка в процессе занятий;
• промежуточный – выставки, конкурсы;
• итоговый – открытые занятия, самостоятельная деятельность.
• Формой подведения итогов: самостоятельный сбор робота, участие в конкурсах.

Критерии оценивания результатов

           (по методике Т.В. Фёдоровой)

Уровневые показатели

Высокий уровень (10-16 баллов):

Ребенок конструирует постройку, используя образец, схему, действует самостоятельно и практически без ошибок в размещение элементов конструкции относительно друг друга, воспроизводит конструкцию правильно по образцу, схеме. Самостоятельно разрабатывает замысел в разных его звеньях (название предмета, его назначение, особенности строения), создает развернутые замыслы конструкции, может рассказать о своем замысле, описать ожидаемый результат, назвать некоторые из возможных способов конструирования. Под руководством педагога создает элементарные программы для робототехнических при помощи специализированных визуальных конструкторов. Способен продемонстрировать технические возможности модели, обыграть постройку. Умеет работать в команде.

Средний уровень (5-10 баллов):

Ребенок делает незначительные ошибки при работе по образцу, схеме, правильно выбирает детали, но требуется помощь при определении их в пространственном расположении, но самостоятельно «путем проб и ошибок» исправляет их. Конструируя по замыслу ребенок определяет заранее тему постройки. Конструкцию, способ ее построения находит путем практических проб, требуется помощь взрослого. Способы конструктивного решения находит в результате практических поисков. Может создать условную символическую конструкцию, но затрудняется в объяснении ее особенностей. Создание элементарных компьютерных программ для робототехнических средств вызывает значительные затруднения. Проявляет стремление работать в команде.

Низкий уровень (0 – 5 баллов):

Ребенок не умеет правильно «читать» схему, ошибается в выборе деталей и их расположении  относительно друг друга.

Допускает ошибки в выборе и расположении деталей в постройке, готовая постройка не имеет четких контуров. Требуется постоянная помощь взрослого. Замысел у ребенка неустойчивый, тема меняется в процессе практических действий с деталями. Создаваемые конструкции нечетки по содержанию. Объяснить их смысл и способ построения ребенок не может.

Проявляется неустойчивость замысла – ребенок начинает создавать один объект, а получается совсем иной и довольствуется этим. Нечеткость представлений о последовательности действий и неумение их планировать. Объяснить способ построения ребенок не может. Не проявляет интереса работе в команде.

Протокол педагогической диагностики заполняются дважды в год (в сентябре и мае).

5.1. Методическое обеспечение

Учебно-тематическое планирование для дошкольников

старшей группы 6-7лет

1. Учебно-календарный график

Расписание проведения занятий по программе

2. Материально-техническое обеспечение

Занятия проводятся в отдельном помещении, соответствующем требованиям техники безопасности, пожарной безопасности, санитарным правилам. Кабинет имеет хорошее освещение и возможность проветриваться.

Во время организованной образовательной деятельности предполагается использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления робототехнической моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Дети получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Программное обеспечение программы включает в себя 4 вида конструкторов: «LegoWeDo», «LegoWeDo 2.0», «fanclastic», «Tinkamo» в процессе работы с которыми дети учатся использовать базовые датчики и двигатели комплектов для изучения основ программирования.

Линейка конструкторов

«LegoWeDo»  -  данный набор включает в себя следующее программное обеспечение: комплект занятий посвященных разным темам (интересные механизмы, дикие животные, играем в футбол и приключенческие истории), книгу для педагога, лицензию на одно рабочее место. Если программа устанавливается на несколько компьютеров, то понадобится лицензия на первороботаWeDo (одна лицензия на одно учебное учреждение). Данная программа использует технологию drag-and-drop, т.е. ребенку нужно перетащить мышкой необходимые команды из одной панели в другую в нужном порядке для составления программы движения робота. Программа работает на основе LabVIEW. В комплекте также находятся примеры программ и примеры построения различных роботов. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки, кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик.

Комплект заданий LegoWeDo позволяет детям работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков, предоставляя им инструкции и инструментарий.

«Tinkamo» - это инновационные конструкторы, специально разработанные для знакомства детей с различными механизмами и основами инженерии. Они предлагают интерактивное и практическое обучение, которое вдохновляет маленьких умельцев на творчество и эксперименты. Они учат ребят разбираться в механизмах, собирать собственные устройства для выполнения разнообразных задач.

Игры с конструктором «fanclastic» развивают: воображение и фантазию, логическое и пространственное мышление, усидчивость и внимательность, память, речь и социальную адаптацию, а также формирует техническое, инженерное, линейное образное  и структурное образное мышление.

Занятия проводятся в кабинете, соответствующем требованиям техники безопасности, пожарной безопасности, санитарным нормам. Кабинет имеет хорошее освещение и возможность проветриваться.

С целью создания оптимальных условий для формирования интереса у детей к конструированию с элементами программирования, развития конструкторского мышления, была создана развивающая предметно-пространственная среда:

• столы, стулья (по росту и количеству детей);
• ноутбуки;

• демонстрационная магнитная доска;
• демонстрационный столик;
• ковер;

• технические средства обучения (ТСО) (мультимедийное устройство);

• презентации и учебными фильмами (по темам занятий);
• наборы        LEGO «We-Do», LEGO «We-Do 2.0», «fanclastic», «Tinkamo»;
• игрушки для обыгрывания ситуации;
• наглядно-демонстрационный материал.

6. Кадровые ресурсы

7. Финансовые ресурсы

Финансовое обеспечение Программы формируется из средств, полученных от прибыли предоставления дополнительных платных услуг «Робототехника», исходя из следующего распределения:

- 65% - на развитие материально-технической базы группы;

- 35% - на социально интеллектуально-личностное развитие детей группы.

Смета расходов на реализацию программы прилагается. (Приложение 1)

8. Список литературы

1. Андреева Н.Т., Дорожкина Н.Г. Конструкторы HUNA-MRT как образовательный инструмент при реализации ФГОС в дошкольном образовании. – М.: Издательство «Перо», 2015.-85 с.
2. Зайцева Н.Г., Русских Е.И., Семенищенкова Т.В. Робототехника в детском саду. Дополнительная общеразвивающая программа / Зайцева Н.Г., Русских Е.И., Семенищенкова Т.В.-Краснодар: Экоинвест, 2019.-160с.
3. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGOGroup, перевод ИНТ, - 87 с.,илл. Кружок робототехники, [электронный ресурс]//lego.rkc- 74.ru/index.php/2009-04-03-08-35-17, Пермь, 2011 г.
4. Как сделать робота: схемы, микроконтроллеры, программирование [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://myrobot.ru/stepbystep.
5. Каширин Д.А. Конструирование роботов. Методические рекомендации для организации занятий: образовательный робототехнический модуль (предварительный уровень): 5-8 лет. ФГОС ДО/ Д.А. Каширин, А.А. Каширина. – М.: Издательство «Экзамен», 2015 – 120 с.
6. Комарова Л.Г. «Строим из LEGO» «ЛИНКА-ПРЕСС» Москва 2001
7. ЛуссТ.В. «Формирование навыков конструктивно-игровой деятельности у детей с помощью LEGO». Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС Москва 2003г.
8. Международные соревнования роботов World Robot Olympiad (WRO) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://wroboto.ru/competition/wro.
9. Программы «Робототехника»: Инженерные кадры России [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.robosport.ru.
10. Робототехника в образовании / В. Н. Халамов. — Всерос. уч.-метод. Центр образоват. робототехники. — 2013 — 24 с.
11. Фешина Е.В. LEGO конструирование в детском саду: Пособие для педагогов. -М.: Сфера, 2011 – 243 с.
12. Филиппов С. А. Робототехника для детей и родителей. М.: Наука, 2011 —264 с.
13. Ишмакова М.С. Конструирование в дошкольном образовании в условиях введения ФГОС. Пособие для педагогов 2 LEGO® Education WeDo 2.0
14. Комплект учебных проектов Лифанова О.А. «Конструируем роботов на LEGO Education WeDo 2.0. Рободинопарк»
15. Программы «Робототехника»: Инженерные кадры России [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.robosport.ru.
16. https://fanclastic.ru/?ysclid=m1jfrtqhzo420865673 
17. http://tinkamo.ru/ 

Приложение 1.

к Программе «Робототехника»

Смета расходов на реализацию Программы