Файл: Пояснительная записка учебный курс программы дополнительного образования Робототехника vex iq (базовый уровень).pdf

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебный курс программы дополнительного образования
«Робототехника VEX IQ (базовый уровень)» предназначен для начинающих и не требует специальных входных знаний. Робототехнический конструктор
VEX IQ – это удачное образовательное решение, позволяющее показать все базовые принципы робототехники и воплотить в реальности самые смелые идеи.
Содержание программы направлено на формирование у детей начальных научно-технических знаний, профессионально-прикладных навыков и создание условий для социального, культурного и профессионального самоопределения, творческой самореализации личности ребенка в окружающем мире.
Актуальность программы. Робототехника является перспективной областью для применения образовательных методик в процессе обучения за счет объединения в себе различных инженерных и естественнонаучных дисциплин. Программа даёт возможность обучить детей профессиональным навыкам в области робототехники и предоставляет условия для проведения педагогом профориентационной работы. Кроме того, обучение по данной программе способствует развитию творческой деятельности, конструкторско-технологического мышления детей, приобщает их к решению конструкторских, художественно-конструкторских и технологических задач.
Новизна данной дополнительной образовательной программы заключается в том, что по форме организации образовательного процесса она является модульной.
Возраст детей, участвующих в реализации данной дополнительной образовательной программы, от 10 до 16 лет.
Сроки реализации программы: 1 год. Режим занятий ‒ 2 раза в неделю по 1 и 2 академических часа, наполняемость в группе ‒ 5 учащихся.

Цель:
введение в начальное инженерно- техническое конструирование и основы робототехники с использованием робототехнического образовательного конструктора VEX IQ.
Задачи образовательного курса:
− ознакомить с конструктивным и аппаратным обеспечением платформы VEX IQ: джойстиком, контроллером робота и их функциями;
− дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;
− научить приемам сборки и программирования с использованием робототехнического образовательного конструктора VEX IQ;
− обучить проектированию, сборке и программированию устройства;
− способствовать формированию творческого отношения к выполняемой работе;
− воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности;
− развивать творческую инициативу и самостоятельность;
− развивать психофизиологические качества обучающихся: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном;
− развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
Нормативно-правовая база
Программа разработана в соответствии со следующими нормативными документами:
- Федеральным законом Российской Федерации от 29.12.2012г. № 273 «Об образовании в Российской Федерации»;
- Приказом Министерства Просвещения Российской Федерации от 09 ноября
2018г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
- Санитарно-эпидемиологическими требованиями к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей СанПиН 2.4.3648-20 (утвержден
Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2020года № 28);
-
Методическими рекомендациями по разработке и оформлению дополнительных общеобразовательных программ.- Москва, 2015;
- с учетом положений Концепции развития дополнительного образования детей от 04.09.2014г. № 1726-р;
- Уставом МБОУ Верхнеигринская СОШ.

Применение конструкторов позволяет существенно повысить мотивацию обучающихся, организовать их творческую и исследовательскую работу. А также позволяет детям в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развивать необходимые в дальнейшей жизни навыки.
Использование конструктора является великолепным средством для интеллектуального развития детей, обеспечивающее интеграцию различных видов деятельности.
Адресат программы: Программа рассчитана на возрастную категорию детей 10-16 лет. В данной программе используется групповая форма организации деятельности учащихся на занятии. Количество учащихся в группе – 5 человек.
Программа рассчитана на 1 год обучения. В группы принимаются все желающие. Специального отбора не проводится.
Объем программы: занятия проводятся 2 раза в неделю: 1 занятие по
40 минут и 2 занятия по 40 минут спаренно. Всего 3 занятия в неделю.
Программа рассчитана на 102 часа.
Уровень сложности программы:
Базовый
Основные методы работы: словесные (рассказ, беседа, инструктаж), наглядные (демонстрация), репродуктивные (применение полученных знаний на практике), практические (конструирование), поисковые (поиск разных решений поставленных задач).
Основные формы работы: Формы проведения занятий подбираются с учетом цели и задач, познавательных интересов и индивидуальных возможностей обучающихся, специфики содержания образовательной программы и возраста воспитанников: рассказ, беседа, просмотр познавательных презентаций и фильмов по теме, учебная познавательная игра, самостоятельная работа учащихся с программой Vex IQ Могут также использоваться дискуссия, мозговой штурм как методы доказательств поставленных гипотез.
Планируемые результаты обучения
Личностные:

владеть: навыками сотрудничества со взрослыми и сверстниками, навыками по совместной работе, коммуникации и презентации в ходе коллективной работы над проектом.

знать: способы выражения и отстаивания своего мнения, правила ведения диалога;

уметь: работать в паре/группе, распределять обязанности в ходе проектирования и программирования модели;


формирование умения понимать причины успеха/неуспеха учебной деятельности и способности конструктивно действовать даже в ситуациях неуспеха:
Предметные:

знать: основные элементы конструктора, технические особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

знать: этапы проектирования и разработки модели;

знать: способы составления технического паспорта модели, способы записи алгоритма, способы разработки программы в среде программирования Vex IQ;

знать: элементы и базовые конструкции модели, этапы и способы построения и программирования модели;

уметь: применять знания основ механики и алгоритмизации в творческой и проектной деятельности;

владеть: навыками создания и программирования действующих моделей,

владеть: навыками проектирования и программирования собственных моделей/роботов с применением творческого подхода;

владеть: навыками начального технического моделирования;

владеть: навыками работы с разными источниками информации, подготовки творческих проектов к выставкам;

владеть: навыками совместной проектной деятельности, навыками организация мозговых штурмов для поиска новых решений.
Метапредметные:

использование приобретенных знаний и умений для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских
(дизайнерских), технологических и организационных задач; приобретение первоначальных представлений о компьютерной грамотности;

овладение основами логического и алгоритмического мышления, пространственного воображения и математической речи, измерения, пересчета, прикидки и оценки, наглядного представления данных и процессов, записи и выполнения алгоритмов;
На основании Положения об аттестации обучающихся МБОУ
Верхнеигринская СОШ, проводится аттестация обучающихся. Результаты образовательной деятельности отслеживаются путем проведения итогового этапа аттестации обучающихся – защитой творческих проектов.
Предусматриваются различные формы подведения итогов реализации образовательной программы: выставка, соревнование, презентация проектов обучающихся.
Содержание курса программы
Программа дополнительного образования ориентирована на изучение основ конструирования и программирования с

использованием робототехнического образовательного конструктора
VEX IQ. Объём программы составляет 102 часа.
Содержание курса представлено в составе пяти модулей: «Состав образовательного робототехнического модуля», «Работа с основными устройствами и комплектующими», «Разработка моделей робота»,
«Сборка робота Clawbot», «Сборка мобильного робота».
Учебный план программы ДОП «Робот VEX IQ»
№
п
/
п
Название модуля
Количество часов
всего теория
Практика
1
Состав образовательного робототехническ ого модуля
20 7
13 2
Работа с основными устройствами и комплектующими
20 10 10 3
Разработка моделей робота
20 10 10 4
Сборка робота Clawbot
24 4
20 5
Сборка мобильного робота
18 9
9
Всего:
102 40 62
Учебно-тематическое планирование
№
п/
п
Наименование
темы
Количество часов
Фо
рма
организа
ции
Фо
рмы
аттестац
ии/контр
оля
всего теори я практи ка
Модуль 1«Состав образовательного робототехнического модуля»
1
Конструктивные элементы и комплектующие конструкторов
VEX
3 1
2
Беседа
Выполнение лабораторной работы
2
Исполнительные механизмы конструкторов
VEX
3 1
2
Ознакомлени е, беседа
Выполнение лабораторной работы
3
Базовые принципы проектирования роботов
3 1
2
Беседа, показ Выполнение лабораторной работы

4
Программируемы й контроллер
3 1
2
Беседа, показ Выполнение лабораторной работы
5
Основы работы в ArduinoIDE
3 1
2
Беседа, показ Выполнение лабораторной работы
6
Программировани е контроллеров
Arduino
5 2
3
Беседа, показ Выполнение лабораторной работы
Итого:
20 7
13
Модуль 2 «Работа с основными устройствами и комплектующими»
1
Подключение и работа с тактильными датчиками, концевыми выключателями и кнопками
2 1
1
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
2 Подключение и работа с датчиком освещенности
2 1
1
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
3 Подключение и работа с ИК- датчиком линии
2 1
1
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
4 Подключение управления моторами
2 1
1
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
5
Подключение и управление сервоприводом
2 1
1
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
6
Подключение и работа с УЗ- сонаром
2 1
1
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
7
Подключение и работа с оптическим энкодером
2 1
1
Беседа, демонстрация
Выполнение лабораторной

учителя, практическая работа работы
8
Подключение и работа с инкрементным энкодером
2 1
1
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
9
Работа со встроенным
Bluetooth-модулем
4 2
2
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
Итого:
20 10 10
Модуль 3 «Разработка моделей робота»
1
Движение робота вперед-назад и осуществление поворотов
4 2
2
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
2
Управление манипулятором робота
4 2
2
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
3
Подключение ультразвукового дальномера
4 2
2
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
4
Работа с ИК- датчиками для обнаружения линии
4 2
2
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
5
Разработка комплексной системы управления робота
4 2
2
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Выполнение лабораторной работы
Итого:
20 10 10
Модуль «Сборка робота Clawbot»
1
Сборка робота
Clawbot
10 2
8
Беседа,
Выполнение

демонстрация учителя, практическая работа лабораторной работы
2
Подготовка к соревнованиям
BankShot
10 2
8
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Испытание своего робота
3
Проведение школьных соревнований
BankShot
4
-
4
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Участие в соревнованиях
Итого:
24 4
20
Модуль 5 «Сборка мобильного робота»
1
Сборка мобильного робота с манипулятором
6 3
3
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Представление и техническое описание робота
2
Сборка мобильного робота повышенной проходимости
6 3
3
Беседа, демонстрация учителя, практическая работа
Представление и техническое описание робота
3
Сборка мобильного робота на базе гусениц
6 3
3
Демонстрация работ
Представлени е и техническое описание робота
Итого:
18 9
9
Итого по программе: 102 часа
40 62
Содержание модулей.
Модуль 1 «Состав образовательного робототехнического модуля»
Реализация этого модуля направлена на ознакомление обучающихся с конструктивным и аппаратным обеспечением платформы VEX IQ: джойстиком, контроллером робота и их функциями.
Модуль разработан с учетом личностно-ориентированного подхода и составлен так, чтобы каждый обучающийся имел

возможность свободно выбрать конкретный объект работы, наиболее интересный и приемлемый для него.
Цель
модуля:
ознакомление с составом образовательного робототехнического модуля платформы VEX IQ.
Задачи модели:
− изучить назначение компонентов робототехнического конструктора Vex IQ;
− научить строить простейшие модели;
− научить решать задачи конструктивного характера по изменению вида и способа соединения деталей: на достраивание, придание новых свойств конструкции;
− научить правилам организации рабочего места и правилам безопасной работы.
Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующих компетенций: способность анализировать устройство изделия, выделять детали, их форму, определять взаимное расположение, виды соединения деталей и программировать контроллер
Arduino.
Модуль 2 «Работа с основными устройствами и комплектующими»
Данный модуль направлен на ознакомление обучающихся с датчиками Vex IQ, их функциями и программирование. Обучающиеся будут проводить конструирование механизмов, простейших роботов, позволяющих решать конкретные задачи с помощью стандартных простых механизмов и материального конструктора.
Цель
модуля: ознакомление с основными устройствами и комплектующими робототехнического набора.
Задачи модуля:
− изучить комплектующие набора: состав, назначение, применение;
− научить различать датчики и их применение в составе комплекса;
−н а учить простейшим правилам организации рабочего места и безопасной работы.
Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующих компетенций: способность работать с основными устройствами и комплектующими робототехнического набора, различать типы соединения, читать простые схемы.

Модуль 3 «Разработка моделей робота»
Реализация данного модуля направлена на ознакомление обучающихся со сборкой базовой модели робота в соответствии с пошаговыми инструкциями, в результате чего она научатся понимать общие правила создания роботов и робототехнических систем: соответствие изделия обстановке, удобство (функциональность), прочность, эстетическая выразительность, подключение и работа датчиков, и руководствоваться ими в практической деятельности.
Готовый робот послужит основой для изучения пространственных отношений, расположения объектов друг к другу. Обучающиеся познакомятся с простыми механизмами, маятниками, цепными реакциями, со всеми видами датчиков и соответствующей терминологией.
Цель модуля: ознакомление с порядком и принципом работы датчиков робототехнического набора.
Задачи модуля:
− изучить особенности работы датчиков;
− научить программированию датчиков;
− разобрать варианты использования датчиков.
Освоение данного модуля позволит формированию у обучающихся следующую компетенцию: способность собирать базовую модель робота в соответствии с пошаговыми инструкциями.
Модуль 4 «Сборка робота Clawbot»
Данный модуль посвящен ознакомлению с процессами проектирования и сборки робота Clawbot на основе изучения сборки: базы, захвата, башни и/или держателя мячей. Проектирование и сборка автономного робота для участия в испытании/соревновании BankShot
(или аналогичного испытания для автономных роботов).
Цель модуля: проектирование и сборка робота для участия в соревнованиях BankShot.
Задачи модуля:
− изучить конструкцию робота Clawbot;
− произвести сборку робота Clawbot готового к участию в соревнованиях BankShot;
− принять участие в соревнованиях BankShot.
Освоение данного модуля позволит формированию у