Педагогическая целесообразность

Образовательная программа

дополнительного образования детей

«Спортивная робототехника»  

базовый уровень

Автор программы

педагог дополнительного образования

Челышев Валерий Александрович

Направленность

 спортивно-техническая

Срок реализации программы

3 года

Возраст обучающихся

7 - 14 лет

Ро́бот (чеш. robot, от robota — «работа, труд») —автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций. Робот может осуществлять производственные и иные операции, частично или полностью заменяя труд человека^. При этом робот может, как иметь связь с оператором, получая от него команды (ручное управление), так и действовать автономно, в соответствии с заложенной программой (автоматическое управление). В спортивной робототехнике конструируются роботы для проведения спортивных соревнований среди роботов.  На первом этапе роботы находятся на ручном управлении и точно выполняют команды человека, на втором этапе роботы могут в нужный момент соревнований могут действовать автономно по индивидуальной программе.                       50% учебного времени отводится на конструирование робота, 25% времени на программирование и 25% учебного времени на испытания, регулировку и соревнования роботов.

 Содержание

1. Пояснительная записка. 3

2. Учебно-тематический план образовательной программы «Спортивная робототехника». 9

3. Содержание образовательной программы «Спортивная робототехника». 11

4. Методическое обеспечение дополнительной образовательной программы «Спортивная робототехника». 12

Список литературы.. 14

Пояснительная записка

С началом нового тысячелетия в большинстве стран робототехника стала занимать существенное место в образовании, подобно тому, как информатика появилась в конце прошлого века и потеснила обычные предметы. Новизнапрограммы состоит в том, что она построена с упором на практику, т. е. сборку моделей на каждом занятии с углубленным изучением инженерных знаний, для создания роботов со сложной моделью поведения или высокоэффективных моделей со сложными алгоритмами для соревнований. В течении года обучающиеся собирают и программируют различные модели. Сборка простых занимает одно занятие, сложных до 12-х часов, с последующим программированием или исследованием готовых программ и настройкой их для соревнований. Спортивная робототехника очень популярна в Японии, Южной Корее, Китае, США, потому что она наиболее полно раскрывает возможности человека по созданию более совершенных роботов.

Программа рассчитана на работу с обучающимися в возрасте 7-14 лет, так как в этом возрасте дети уже могут понимать законы причины и следствия, обладают хорошим историческим и хронологическим чувством времени, пространства, месторасположения и расстояния.

Успешная учеба, осознание своих способностей и умений качественно выполнять различные задания приводят к становлению чувства компетентности — нового аспекта самосознания, который можно считать центральным новообразованием среднего школьного возраста.

Дети в этом возрасте хорошо мыслят и лучше начинают понимать абстрактные идеи, следовательно, начиная с этого возраста обучающийся может освоить азы конструирования и программирования, как науки с присущими ей понятиями.

Направленность

Данная программа по  спортивной робототехнике научно-технической направленности. Программа направлена на привлечение обучающихся к современным технологиям конструирования, программирования.

Уникальность спортивной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование, параллельно с развитием инженерного мышления, в одном курсе. Через техническое творчество обеспечивается интегрирование преподавания информатики, физики и естественных наук.

Актуальность

Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса. Активное участие и поддержка российских и международных научно-технических и образовательных проектов в области робототехники и мехатроники позволят ускорить развитие новых научно-технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями, в области робототехники в России и по всему миру и подготовки кадров. Начинать готовить таких специалистов нужно с самого младшего возраста. Поэтому образовательная и спортивная робототехника приобретает все большую значимость, актуальность и масштабность в настоящее время.

C учетом все возрастающей сложности окружающих современного человека устройств, эффективность познавательного процесса будет повышена при условии, что ребенок будет обучаться с помощью устройств, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в физической модели, т.е. сконструировать и запрограммировать для выполнения поставленных задач.

Форма и режим занятий

Занятия проводятся 1 раз в неделю. Основной формой являются групповые занятия.

Методы организации занятий

· Создание проблемной ситуации.

· Формирование и совершенствование умений и навыков (изучение нового материала, беседа, сообщение-презентация, практика).

· Обобщение и систематизация знаний (самостоятельная работа, творческая работа, дискуссия).

· Контроль и проверка умений и навыков (опрос, самостоятельная работа, соревнования).

· Комбинированные занятия.

· Создание ситуаций творческого поиска.

· Мастер-классы (передача опыта от старших младшим).

· Игра. Соревнования.

· Стимулирование (поощрение, выставление баллов).

Методика проведения занятий

Устанавливая связи между уже имеющимся и новым опытом, полученным в процессе обучения, обучающийся ребёнок приобретает знания. Сам по себе начальный новый опыт позволяет сформировать совершенно новое знание. Использование на занятиях конструкторов помогает детям изучать основы информационных технологий и материального производства, устанавливая взаимосвязи между идеями и подходами, которые применяются при выполнении заданий, представляемых на презентациях, демонстрирующих реально используемые технологии. Педагог дополнительного образования ставит новую техническую задачу, решение которой ищется совместно. Обучение в процессе практической деятельности, предполагает создание моделей и реализацию идей путем конструирования. При необходимости, выполняется эскиз конструкции. Далее учащиеся работают в группах по 2 человека, ассистент преподавателя раздает конструкторы с контроллерами и дополнительными устройствами. Проверив наличие основных деталей, учащиеся приступают к созданию роботов. При необходимости преподаватель раздает методические указания со всеми этапами сборки (или выводит изображение этапов на большой экран с помощью проектора). В зависимости от задач на занятиях используются разные виды конструирования. Свободное, не ограниченное жесткими рамками исследование, в ходе которого дети создают различные модификации простейших моделей, что позволяет им прийти к пониманию определенной совокупности идей. Исследование, проводимое под руководством педагога и предусматривающее пошаговое выполнение инструкций, в результате которого дети строят модель, используемую для обработки данных. Свободное, неограниченное жесткими рамками решение творческих задач, в процессе которого ученики делают модели по собственным проектам и самостоятельные конструкторские разработки. На каждом компьютере обучающегося имеется постоянно дополняющиеся папка с готовыми инструкциями по конструированию моделей и руководство пользования программой. Если для решения требуется программирование, учащиеся самостоятельно составляют программы на компьютерах. На этом этапе возможно разделение ролей на конструктора и программиста. Программа загружается учащимися из компьютера в контроллер готовой модели робота, и проводятся испытания на специально приготовленных полях. После выполнения задания учащиеся делают выводы о наиболее эффективных механизмах и программных ходах, приводящих к решению проблемы. На этапе рефлексии детям дается возможность обдумать то, что они построили, запрограммировали, помогает более глубоко понять идеи, с которыми они сталкиваются в процессе своей деятельности на предыдущих этапах. Размышляя, дети устанавливают связи между полученной и новой информацией и уже знакомыми им идеями, а также предыдущим опытом. На этом этапе в каждом задании детям предлагается некоторый объем вопросов, побуждающих установить взаимосвязи между опытом, который они получают в процессе работы над заданием, и тем, что они знают в реальном мире. При необходимости производится модификация программы и конструкции. На этапе развития детям предлагаются дополнительные творческие задания по конструированию или программированию. Творческие задачи, представляющие собой адекватный вызов способностям ребенка, наилучшим образом способствуют его дальнейшему обучению и развитию.

Для закрепления изученного материала, мотивации дальнейшего обучения и выявления наиболее способных учеников регулярно проводится спортивные состязания роботов.

1.10. Методы достижения результатов:

· Движение от простого к сложному: много общих задач для начинающих;

· Активное вовлечение детей к участию в состязаниях по спортивной робототехнике;

· Дополнительные творческие задания;

· Исследовательские разработки;

· Передача опыта от старших к младшим;

· Поощрение, стимулирование.

Формы подведения итогов

В течение курса предполагаются регулярные зачеты, на которых решение поставленной заранее известной задачи принимается в свободной форме. При этом участие в фестивалях и выставках с презентацией своих проектов также являются методом проверки, и успешное участие в них освобождает от соответствующего зачета.

По окончании программы обучения учащиеся защищают творческий проект, требующий проявить знания и навыки по ключевым темам.

Кроме того, полученные знания и навыки проверяются на открытых конференциях, конкурсах и состязаниях, куда направляются наиболее успешные ученики.

Для учащихся всех возрастов и уровней подготовки возможно участие в региональных, всероссийских и международных состязаниях роботов.

Ведется организация собственных фестивалей, выставок, мастер-классов и открытых состязаний роботов с привлечением участников из других учебных заведений.

2. Учебно-тематический план образовательной программы
«Спортивная робототехника».

Разделы программы