Принципы отбора содержания и организации учебного материала

Информационная карта

Полное название программы	Дополнительная общеразвивающая образовательная программа «Основы робототехники. Экспертный уровень», реализуемая в специализированных лабораториях учебно-научного центра по физике Физико-математического факультета
Автор(ы) программы, должность, уч. степень, уч. звание	Инженер-электроник АО ММЗ Большаков Александр Павлович
Направление	Естественнонаучное
Сроки реализации	В течение учебного года по согласованию с руководством школ и физико-математического факультета
Возрастная категория обучающихся	5-11 класс (11 - 18 лет) 1-6 курс (18 - 23 года) взрослые (24 года и старше)
Цель программы	Познакомить учащихся с современными решениями в области механики, электроники, программирования контроллеров и робототехники; углубить их знания и умения для подготовки и участия в робототехнических конкурсах и соревнованиях республиканского и российского уровня; пробудить интерес к разработке и реализации собственных проектов в области робототехники и автоматизации; развить их творческие способности и сообразительность, умение находить оригинальные решения в области программирования и робототехники; побудить к самостоятельному творческому мышлению.

Пояснительная записка

Цели программы:

· Развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе выполнения практических занятий по робототехнике, изготовления и программирования роботов и самостоятельного приобретения новых знаний;

· Совершенствование полученных в основном курсе физики и информатики знаний и умений;

· Формирование представителей о постановке, приемах и методах решения экспериментальных физических задач;

· Подготовка учащихся к участию в робототехнических конкурсах и соревнованиях республиканского и российского уровня;

· Развитие творческого потенциала и научно-технической компетенции слушателей в процессе изучения робототехники;

· Ориентация слушателей на инновационные технологии и методы организации практической деятельности в сферах роботостроения и автоматизации;

· Обучение слушателей основам робототехники, программирования и конструирования с ориентацией их на применение полученных знаний и навыков работы в будущем;

· Формирование и развитие потребностей технического творчества, популяризация профессии инженера и достижений в области робототехники

· Создание творческого сообщества увлеченных робототехникой;

· Выявление одаренных детей, обеспечение соответствующих условий для их образования и творческого развития.

Задачи программы:

· Углубление и систематизация знаний учащихся;

· Усвоение учащимися приемов и методов сборки и программирования роботов;

· Овладение основными методами сборки электронных схем и программирования;

· Овладение навыками работы с современной элементной базой в области робототехники, работы с инструментами и крепежом.

Общая характеристика программы

Одной из проблем в России является ее недостаточная обеспеченность инженерными кадрами в условиях существующего демографического спада, а также низкого статуса инженерного образования при выборе будущей профессии выпускниками школ.

Необходимо активно проводить популяризацию профессии инженера уже в средней школе. Детям нужны образцы для подражания в области инженерной деятельности.

За последние годы успехи в робототехнике и автоматизированных системах изменили личную и деловую сферы нашей жизни

Во многих сферах деятельности человека уже привычно сопровождают роботы, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах-сиделках, роботах-нянечках, роботах-домработницах и т.д. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Поэтому занятия робототехникой приобретает все большую значимость и актуальность.

В настоящее время вопросам включения в образовательное пространство изучения основ робототехники во всем мире уделяется достаточно внимания. Основная задача при этом стоит в охвате как можно больше молодёжи с целью привлечения её к науке и инженерному делу.

В связи с этим значительно увеличился интерес к образовательной робототехнике. Разработано новое учебное оборудование. Робототехника в образовании – это междисциплинарные занятия, интегрирующие в себе науку, технологию, инженерное дело, математику (Science Technology Engineering Mathematics = STEM), основанные на активном обучении учащихся. Во многих ведущих странах есть национальные программы по развитию именно STEM образования.

Привлечение школьников и студентов к исследованиям в области робототехники, обмену технической информацией и инженерными знаниями, развитию новых научно-технических идей позволит создать необходимые условия для высокого качества образования.

Принципы отбора содержания и организации учебного материала

· соответствие конструкций и схем роботов реально использующимся на производстве роботам и автоматическим системам, с разумным упрощением;

· соответствие конструкций роботов требованиям к робототехническим соревнованиям республиканского и российского уровней;

· соответствие разрабатываемых программ для роботов программам, используемым в робототехнических соревнованиях;

· возможность самостоятельной работы учащихся над роботами, модернизации конструкций, схем и программ.

Формы и режим занятий

Занятия проводятся в учебных лабораториях физико-математического факультета, обладающих необходимой для данных целей материальной, приборной и лабораторной базой.

Объём учебного курса – 64 часа, из них 28 часов – лекционные, 36 часов – практические (лабораторные) занятия.

Формы занятий по данной образовательной программе:

Для реализации целей и задач данного специального курса предполагается использовать следующие формы занятий: вводные лекции, лабораторный практикум по решению экспериментальных задач, самостоятельная работа учащихся, консультации, зачет. На занятиях могут применяться как коллективные, так и индивидуальные формы работы. Предполагается выполнение учащимся самостоятельных заданий. Все занятия должны носить проблемный характер и включать в себя учебно-исследовательскую деятельность учащихся.

Основные методы обучения:

Методы обучения, применяемые в рамках реализации программы, могут и должны быть достаточно разнообразными. Прежде всего, это работа учащихся по распечаткам занятий, чертежей и схем, написание программ, подготовка к робототехническим соревнованиям. В зависимости от индивидуального плана преподаватель может предлагать учащимся участие в проектах клуба или выполнение личных проектов

Средства обучения

Основными средствами обучения при изучении специального курса являются:

· Комплекты для сборки роботов учащимися

· Собранные роботы

· Компьютеры с установленным программным обеспечением для программирования роботов

· Описания занятий с теоретическим материалом, планом выполнения и описанием способов выполнения

· Графические иллюстрации (схемы, чертежи, графики)