Дополнительная образовательная общеразвивающая программа по робототехнике "Планета Роботов"
рабочая программа по технологии

Министерство образования Иркутской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Иркутской области «Братский педагогический колледж»

Дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая) программа

 «Планета Роботов»

Механические передачи на Lego WeDo 2.0

Направленность: техническая

Возраст обучающегося:  7 – 10 лет

Уровень: базовый

Сроки реализации: 36 ч

Форма реализации: очная

Разработчик программы:

Грекина Т. Л.

Братск, 2023

СОДЕРЖАНИЕ

1. Комплекс основных характеристик

1. Пояснительная записка  

Экономика страны сегодня нуждается в модернизации. Поэтому подготовка высококвалифицированных кадров для промышленности и развитие инженерного образования является стратегической государственной задачей, приоритетным направлением развития страны. Для выполнения этой задачи необходимо подготовить высококвалифицированных специалистов, ориентированных на интеллектуальный труд, способных осваивать высокие наукоёмкие технологии, внедрять их в производство самостоятельно разрабатывать эти технологии. Вырастить такого специалиста возможно, если начать работу с детства.

Теоретическим основанием такой работы является Концепция-2015 сопровождения профессионального самоопределения обучающихся в условиях непрерывности образования. Подготовка детей к изучению технических наук – это и обучение, и техническое творчество одновременно, что способствует воспитанию активных, увлеченных своим делом людей, обладающих инженерноконструкторским мышлением. Очень важно на ранних шагах выявить технические наклонности учащихся и развивать их в этом направлении Программа «Планета Роботов» (далее – программа) предназначена для использования на занятиях по робототехнике в системе дополнительного образования детей. Она способствует развитию интереса детей к техническому творчеству, формированию практических умений в области конструирования и программирования моделей LEGO-роботов, развитию индивидуальных способностей, самореализации личности учащихся.

Программа составлена в соответствии следующих нормативно-правовых документов:

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

2. Распоряжение Правительства РФ от 04.09.2014 N 1726-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей»

3. Концепция развития дополнительного образования детей (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 4 сентября 2014 года № 1726-р);

4. Приказ Минпросвещения России от 09.11.2018 N 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;

5. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 N 28 «Об утверждении СанПиН 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»

6. Национальный проект «Образование» (утвержден Президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам (протокол от 24.12.2018 г. № 16);

7. Целевая модель развития региональной системы дополнительного образования детей (приказ Министерства просвещения РФ от 3 сентября 2019 г. № 467)

Программа, разработана на основе авторской программ Компании LEGO® Education: «Комплект учебных проектов LEGO®Education WeDo 2.0.

Актуальность программы:

– значимостью успешной подготовки инженерно-технических кадров в современной России;

– социальный заказ общества ориентирован на подготовку творцов, способных изменять и преобразовывать нашу жизнь;

– интенсивно ведутся поиски новых механизмов развития творческой личности;

– занятия по робототехнике – актуальное и современное направление сферы дополнительного образования, позволяет организовать обучение детей в области конструирования, программирования и научно-технического творчества.

Новизна  реализации программы  находит свое отражение в том, что в ходе ее реализации:

 – происходит раннее профессиональное самоопределение, через знакомство  с некоторыми профессиями (инженер-робототехник, океанолог, зоолог, крановщик и др.).

– применяются информационные технологии, повышающие  технологическую грамотность детей в области инженерных профессий;

– используется учебно-лабораторное оборудование, отражающее тенденции развития современных инженерно-конструкторских технологий.

Педагогическая целесообразность программы объясняется в успешном обучении и развитии учащихся в техническом направлении, учитывает их индивидуальные особенности и потребности, способствует развитию сотрудничества, умение работать в команде.

Направленность программы: техническая

Вид деятельности в рамках программы: дети занимаются робототехникой,  а именно: конструированием и программированием  лего-моделей. Дети приобретают современные политехнические представления и умения, овладевают предпосылками технических и технологических компетенций. Непосредственная работа руками и активная практика самостоятельного решения  конкретных технических задач развивает  у детей комплекс познавательных процессов. Задания на занятиях предполагают 3 уровня сложности в зависимости от возможностей и темпа работы детей:

1. Легкий уровень:   сборка и программирование моделей по инструкции;

2. Средний уровень: сборка и программирование модели по инструкции с преобразованием модели или программы;

3. Повышенный уровень сложности: сборка и программирование модели  по заданным условиям без инструкции.

Категория обучающихся: от 7 – 10 лет.

Форма обучения: очная

Объем и сроки реализации программы:

Программа рассчитана на 4 месяца обучения с общим количеством часов – 36.

Группы формируются из детей старшего дошкольного возраста 7-10 лет. Прием производится на основе личного решения родителей ребенка. Состав группы – 10 человек.

Режим занятий: дети посещают творческое объединение один раз в неделю, продолжительность их пребывания составляет 2 академических часа (длительность каждого занятия 40 минут с перерывом между занятиями 1 раз 15 мин).

1.2. Цель и задачи программы

Цель: раскрытие и реализация творческого потенциала детей посредством лего-конструирования и программирования, с использованием учебных конструкторов LEGO® WeDo 2.0

Задачи:

Познакомить с правилами безопасной работы на компьютере, с образовательной робототехникой Lego Education WeD;

– формировать основы технической грамотности обучающихся (названия деталей, основные виды передач, название программных блоков);

– учить планировать и выполнять практическое задание с опорой на инструкционную карту; при необходимости вносить коррективы в выполняемые действия;

– учить анализировать устройство изделия: выделять детали, их форму, определять взаимное расположение, виды соединения деталей;

– формировать умение решать простейшие задачи конструктивного характера по изменению вида и способа соединения деталей: на достраивание, придание новых свойств конструкции;

– формировать умение проектировать, создавать и презентовать собственные модели лего-роботов.

– формировать первичные представления о некоторых профессиях (инженер робототехник, океанолог, зоолог, крановщик и др.).

1.3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА

1.3.1. Учебный план

1.3.2 Календарно-тематический план

1.3.3. Содержание учебного плана

Тема 1. Набор конструктора Lego Wedo 2:0. Техника безопасности. Входной контроль.  

Теория: Программное обеспечение LegoWedo 2:0. Детали Lego Wedo и механизмы: смартхаб, моторчик, датчик наклона, датчик  расстояния. Механизмы передачи движения. Программные блоки.

Практика: Конструирование и программирование лего-моделей по собственному замыслу.

Тема 2. Конструирование и программирование модели «Цветок и пчела» (конструирование по инструкции)

Теория: профессия «Ботаник». Ознакомление со значением и  процессом опыления растений. Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении. Зубчатая передача, вращение.

Практика: конструирование и программирование модели пчелы и цветка. Создание  сценария опыления. Программирование пчелы и цветка.

Тема 3. Конструирование и программирование модели «Подъемный кран» (конструирование по инструкции)

Теория: профессия «Крановщик». Виды и строение подъемных кранов.  Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении. Зубчатая передача / вращение.

Практика: конструирование и программирование модели «Подъемный кран»

Тема 4. Конструирование и программирование модели «Лягушка»

Теория: Профессия «Зоолог». Исследование стратегии животных для ловли добычи и убегания от жертвы Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении, зубчатая передача (повышение скорости) / снижение скорости / ходьба.

Практика: конструирование и программирование модели «Лягушка»

Тема 5. Конструирование и программирование модели «Горилла»

Теория: Профессия «Зоолог». Изучение повадок привычек гориллы. Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении. Зубчатая передача (повышение скорости) / снижение скорости / ходьба.

Практика: Конструирование и программирование модели «Горилла»

Тема 6. Конструирование и программирование модели «Самосвал»

Теория: Профессия «водитель самосвала». Виды и строение самосвалов. Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении. Зубчатая передача (понижение скорости).

Практика: Конструирование и программирование модели «Самосвал»

Тема 7. Конструирование и программирование модели «Робот тягач»

Теория: Профессия «инженер-робототехник». Ознакомление с понятиями «Сила трения», «Сила тяжести». Принцип работы роботов-тягачей.».  Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении. Угловая зубчатая передача / колебание.

Практика: Конструирование и программирование модели «Робот тягач»

Тема 8. Текущий контроль. Конструирование и программирование модели «Дельфин»

Теория: Профессия «океанолог». Дельфины, описание, виды, образ жизни, особенности общения. Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении. Угловая зубчатая передача / колебание.

Практика: Конструирование и программирование модели «Дельфин»

Тема 9. Конструирование и программирование модели «Лягушка»

Теория: Профессия «зоолог». Изучение метаморфоза лягушки. Общие сведения о зубчатых колесах, их назначении, зубчатая передача (повышение скорости) / снижение скорости / ходьба. Ременная передача. Шкив. Скорость движения.

Практика: Конструирование и программирование модели «Лягушка»

Тема 10. Конструирование и программирование модели «Гоночный автомобиль»

Теория: Профессия «Инженер-конструктор автомобилей». Ременная передача / езда / датчик движения.

Практика: Конструирование и программирование модели «Гоночный автомобиль»

Тема 11. Конструирование и программирование модели  «Вездеход»

Теория: Профессия «Механик». Ременная передача / езда / датчик движения.

Практика: Конструирование и программирование модели  «Вездеход»

Тема 12. Конструирование и программирование модели «Вездеход 2»

Теория: Ременная передача / езда / датчик движения.

Практика: Конструирование и программирование модели  «Вездеход»

Тема 13. Текущий контроль. Конструирование и программирование модели, в

 основе, которой будет ременная передача, механизм езда, датчик движения

Теория: Ременная передача / езда / датчик движения.

Практика: Конструирование и программирование модели, в основе, которой будет ременная передача, механизм езда, датчик движения

Тема 14. Конструирование и программирование модели «Грузовик для переработки отходов»

Теория: Профессия «Оператор» (управление работой оборудования). Ременная передача (снижение скорости) / подъём.

Практика: Конструирование и программирование модели «Грузовик для переработки отходов»

Тема 15. Текущий контроль. Конструирование и программирование модели, в основе которой будет ременная передача (снижение скорости), механизм подъем

Теория: Ременная передача (снижение скорости) / подъём.

Практика: Конструирование и программирование модели по условиям, в основе которой будет ременная передача (снижение / повышение скорости), механизм подъем

Тема 16. Конструирование и программирование модели «Устройство оповещения»

Теория: Профессия «Спасатель». Ременная передача (снижение скорости) / червячная передача / поворот.

Практика: Конструирование и программирование модели «Устройство оповещения»

Тема 17. Конструирование и программирование модели  «Вертолет»

Теория:  Служба МЧС. Ременная передача (понижение скорости) / катушка.

Практика: Создание и программирование роботизированного макета трала.

Тема 18. Итоговый контроль. Творческая работа. Конструирование по замыслу с использованием любых (2-3) механизмов передачи движения

Теория:

1) Зубчатая передача / вращение.

2) Зубчатая передача (повышение скорости) / ходьба.

3) Угловая зубчатая передача / колебание.

4) Ременная передача / езда

5) Ременная передача (снижение скорости) / подъём.

6) Ременная передача (снижение скорости) / червячная передача /

поворот.

7) Ременная передача (снижение скорости) / катушка.

Практика: Конструирование по замыслу с использованием любых (2-3) механизмов передачи движения

1.3. 4  Планируемые результаты освоения программы

В ходе работы над роботизированными моделями к концу обучения дети

- знают правила безопасной работы на компьютере, с образовательной робототехникой Lego Education WeDo;

- знают основные виды передач в роботизированных моделях;

- умеют определять, различать и называть детали конструкторов Lego Education WeDo2.0;

- умеют конструировать роботизированные модели с опорой на инструкционную карту, по образцу, по модели, по заданным условиям;

- умеют анализировать устройство изделия: выделять детали, их форму, определять взаимное расположение, виды соединения деталей;

- умеют программировать  и «оживлять» созданные роботизированные модели;

- пользуются компьютером для решения доступных учебных задач с простыми информационными объектами (текстом, рисунками, доступными электронными ресурсами);

- создают проекты, делятся их результатами;

- имеют навыки сотрудничества и взаимопомощи в совместной деятельности со сверстниками и взрослым; навыки базового технического конструирования и программирования роботизированных моделей;

- имеют первичные представления о некоторых профессиях (инженер-робототехник, океанолог, зоолог, крановщик и др.)

1.3.5  Формы аттестации и оценочные материалы

Текущее оценивание проходит в виде опросов, педагогических наблюдений, проводимых в процессе каждого занятия. Критериями оценки служат усвоенные детьми знания, умения и навыки, правильность выполнения учебного задания.

Промежуточное оценивание по темам проходит с использованием педагогического анализа выполненных детьми творческих проектов, отвечающих некоторым поставленным задачам. Организуется выставка.

Итоги наблюдений заносятся в протокол обследования уровня знаний и умений по LEGO-конструированию  робототехнике у детей.

Каждый критерий оценивается от 0-2, где 0 – не характеризует, отсутствует, не соответствует; 1 – частично соответствует, есть недостатки, замечания; 2 – полная характеристика, соответствует полностью.

20 – 16 высокий уровень

15 –9 средний уровень

От 8 и ниже – низкий уровень

Итоговое оценивание. Выполнение творческого задания. (Приложение 1)

Конструирование модели «Качели»

(Легкий уровень – сборка и программирование по инструкции, средний уровень – по фотографии,  повышенный уровень сложности: сборка и программирование модели  по заданным условиям без инструкции)

1.  Собрать модель «Качели»:

2. Запрограммировать собственную модель:

- качели начинают работать при нажатии клавиши «1» (с мощностью 5 против часовой стрелки);

- после того, как сработает датчик движения, на экране появляется картинка № 5;

- если нажать на клавишу «2», то качели останавливаются, меняется цвет на смартхабе н красный;

- на экране появляется надпись «молодец»

3. Запустить программу на выполнение.

Критерии к выполнению творческого задания:

Каждый критерий оценивается от 0-2, где 0 – не характеризует, отсутствует, не соответствует; 1 – частично соответствует, есть недостатки, замечания; 2 – полная характеристика, соответствует полностью.

18 – 16 высокий уровень

15 –9 средний уровень

От 8 и ниже – низкий уровень

2. Методические и иные материалы к рабочей программе

2.1. Методы, формы, технологии образовательной деятельности

Новизна методик и технологий обучения и воспитания заключается в том, что их цель состоит не в формировании изначально заложенных познавательных способностей ученика, а в их наибольшем развитии на базе имеющегося у ребенка жизненного опыта, психологических и интеллектуальных возможностях. Витогенная технология основана на принципах активного и практического обучения, где учащиеся активно участвуют в процессе обучения, исследуют реальные проблемы и находят решения, а также сотрудничают с другими учащимися. Концепция витогенной базируется на создании условий для сотрудничества педагога и ученика.

Технологии образовательной деятельности:

– технология витагенного обучения (А.С. Белкина)

– ИКТ технологии.

– Игровые технологии.

– Проектные технологии.

Методы обучения

– объяснительно-иллюстративный;

– метод устного изложения;

– метод проверки, оценки знаний и навыков;

– проблемного изложения материала;

– проектный метод.

Методы воспитательной работы

– организация деятельности;

– стимулирование поведения;

– приучение;

– взаимооценка и самооценка;

– обмен идеями, совместное решение задач;

– оказание помощи учащимся в саморегуляции их поведения.

Формы образовательной деятельности:

Построение занятия включает в себя фронтальную, индивидуальную и групповую работу, а также некоторый соревновательный элемент.

Программой предусмотрено проведение комбинированных занятий: занятия состоят из теоретической и практической частей, причём большее количество времени занимает именно практическая часть.

Занятия включают в себя разные виды деятельности детей:

– творческая (конструирование моделей LEGO);

– коммуникативная (беседы, обсуждение и защита проектов);

– игровая (свободные игры с использованием LEGO-конструктора);

– исследовательская (выдвижение гипотез, исследование моделей LEGO, экспериментирование);

– программирование (создание программ для моделей LEGO);

– защита проектов;

– двигательная (физминутки, динамические паузы).

Учебно-методические средства обучения:

– Комплект учебных проектов LEGO®Education WeDo 2.0

https://education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blteb267366ce34fc6b/5f880486f4f4cf0fa39d304d/teacherguide-ru-ru-v1.pdf

– Краткий словарь терминов;

– фото и видеоматериалы по темам занятий;

– инструкция по охране труда для обучающихся при проведении занятий по робототехнике

2.3 Рабочая программа воспитания и календарный план воспитательной работы.

Рабочая Программа воспитания в рамках программы «Планета Роботов на 2022-2023 г разработана в соответствии с Федеральным законом от 31 июля 2020 г. № 304-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» по вопросам воспитания обучающихся».

Цель: развитие интеллектуальных способностей и познавательных интересов

Задачи:

1. Формировать опыт творческой деятельности в процессе конструирования роботизированных моделей LEGO;

2. Формировать потребность к творческой самореализации;

3. Содействовать развитию интеллекта, творческой инициативы;

4. Развивать трудолюбие, умение доводить начатое до конца, реализовывать свои интересы.

Процесс воспитания основывается на следующих принципах:

– приоритет безопасности ребенка – неукоснительное соблюдение законности и прав семьи и ребенка, соблюдения конфиденциальности информации о ребенке и семье, а так же при нахождении его в образовательной организации;

– диалогическое общение предусматривает его организацию средствами равноправного межсубъектного диалога: общение со сверстниками, родителями, преподавателем.

– психологическая комфортная среда – ориентир на создание в образовательной организации для каждого ребенка позитивных эмоций и доверительных отношений.

Методы воспитательной работы

– организация деятельности;

– стимулирование поведения;

– приучение;

– взаимооценка и самооценка;

– оказание помощи учащимся в саморегуляции их поведения.

Формы воспитательной работы

– организация участия обучающихся в творческих конкурсах;

– представления-демонстрация творческих проектов;

– организация игровой деятельности

– организация праздничного чайпития.

Планируемые результаты воспитательной работы

1 практический опыт в творческой деятельности в процессе конструирования роботизированных моделей LEGO;

2. готовность к творческой самореализации;

3. готовность решать интеллектуальные задачи

3. проявление творческой инициативы,

4 проявление умения доводить начатое до конца, трудолюбия

Календарный воспитательный план 2023-2024 г

3. Условия реализации программы

Для успешной работы по данной программе необходимы следующие условия:

1. Кадровые: образовательный процесс должен организовывать квалифицированный педагог, имеющий среднее или высшее специальное образование и опыт педагогической деятельности в системе работы с дошкольниками.

2. Материально-технические:

- Наличие 10 рабочих мест, укомплектованных IBMPC класса не ниже PENTIUM IV, RAM - 1024 Mb, HHD - 10 Gb;

-        Оборудование класса локальной сетью и доступом в INTERNET;

- Наличие программного обеспечения: Windows10, программное обеспечение LEGO Education WeDo 2.0.

- Учебный кабинет, оборудованный специализированной мебелью в соответствии с возрастом обучающихся столами и стульями, ПК в количестве, соответствующем нормативам наполняемости групп.

- Комплект практических работ, инструкции по охране труда.

- Конструктор  LEGO Education WeDo 2.0

4. Календарный учебный график

реализации дополнительной общеобразовательной общеразвивающей

программы «Планета Роботов»

на  2022-2023 учебный год

ЛИТЕРАТУРА

1. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.

2. Книга для учителя компании LEGO System A/S, Aastvej 1, DK-7190 Billund, Дания; авторизованный перевод - Институт новых технологий г. Москва

3. Корягин, А.В. Образовательная робототехника (Lego WeDo) [Текст]: Сборник методических рекомендаций и практикумов. / А.В. Корягин, Н.М. Смольянинова. – М.: ДМК Пресс, 2016. – 254 с.

4 . Корягин, А.В. Образовательная робототехника (Lego WeDo) [Текст]: Рабочая тетрадь / А.В. Корягин. – М.: ДМК Пресс, 2016. – 96 с.

5. ПервоРобот LEGO® WeDo™ Книга для учителя.

6. Робототехника для детей и родителей // С.А. Филиппов, Санкт- Петербург «Наука» 2010. - 195 с.

7. Программа курса «Образовательная робототехника». Томск: Дельтаплан, 2012,- 16с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Оценка степени и уровня освоения программы «Планета роботов» в соответствии с планируемыми результатами при завершении

реализации программы

Итоговое оценивание. Выполнение творческого задания.

Конструирование модели «Качели».

(Легкий уровень – сборка и программирование по инструкции, средний уровень – по фотографии,  повышенный уровень сложности: сборка и программирование модели  по заданным условиям без инструкции)

1.  Собрать модель «Качели»:

2. Запрограммировать собственную модель:

- качели начинают работать при нажатии клавиши «1» (с мощностью 5 против часовой стрелки);

- после того, как сработает датчик движения, на экране появляется картинка № 5;

- если нажать на клавишу «2», то качели останавливаются, меняется цвет на смартхабе н красный;

- на экране появляется надпись «молодец»

3. Запустить программу на выполнение.

Критерии к выполнению творческого задания:

Каждый критерий оценивается от 0-2, где 0 – не характеризует, отсутствует, не соответствует; 1 – частично соответствует, есть недостатки, замечания; 2 – полная характеристика, соответствует полностью.

18 – 16 высокий уровень

15 –9 средний уровень

От 8 и ниже – низкий уровень

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Задания для повторения названий деталей и механизмов передачи движения

Задания для проведения олимпиад и конкурсов по робототехнике на основе конструктора Lego WeDo [Электронный документ]. Режим доступа: https://infourok.ru/sbornik-metodicheskih-razrabotok-dlya-raboti-s-konstruktorom-lego-edo-787902.html - Загл. с экрана.

Виды передач Вариант 2  https://learningapps.org/watch?v=po71zc08318

Название деталей https://learningapps.org/view1459108

Детали конструктора https://learningapps.org/view2777730

Зубчатые передачи https://learningapps.org/view4365808

Установить порядок сборки бабочки https://learningapps.org/view13678620

Ременные передачи https://learningapps.org/watch?v=p3d2d337323

Виды передач вариант 1 https://learningapps.org/watch?v=pgius1b7318

Все виды передач https://learningapps.org/watch?v=p3gozv93318