Автор (держатель) практики

ФИО: Борисова Наталия Валентиновна
Контактный телефон: 8(47557)25858
Адрес электронной почты: tokdomtvor@yandex.ru
Должность: методист

ФИО: Дудин Сергей Александрович
Контактный телефон: 89531264813
Адрес электронной почты: tokdomtvor@yandex.ru
Должность: педагог дополнительного образования
Регион: Тамбовская область
Адрес образовательной организации: Токаревский район, р.п. Токаревка, ул. Советская, 38
Наименование образовательной организации (полностью, в соответствии с уставом): Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Токаревский районный Дом детского творчества»

Информация о практике

Направленность дополнительного образования

Техническая

Название практики

Разноуровневая дополнительная общеразвивающая программа «РобоТех»

Краткое описание

Формирование инженерно-конструкторской компетентности учащихся в процессе проектирования, конструирования и программирования роботов

Форма проведения

Очная

Направления деятельности

Разноуровневые дополнительные общеразвивающие программы

Целевая аудитория

Дети среднего школьного возраста

Единовременное вовлечение детей при реализации практики

12 человек

Возрастные ограничения

От 10 до 17 лет

Цель практики

Формирование инженерно-конструкторской компетентности учащихся в процессе проектирования, конструирования и программирования робототехнических устройств

Задачи практики

Стартовый уровень

Обучающие:
дать первоначальные знания об устройстве робототехнических систем;
сформировать первоначальные представления о достижениях современной науки в сфере робототехники и мехатроники;
научить основным приемам сборки и программирования робототехнических систем;
изучить основы электроники, устройства и принципы работы отдельных узлов и элементов, входящих в состав робототехнических систем, процесс разработки, изготовления и сборки базовых моделей роботов;
познакомить учащихся с учебной визуальной средой программирования роботов;
сформировать общенаучные и технологические навыки конструирования и проектирования;
сформировать представления об основных компонентах конструкторов Lego Mindstorms EV3;
сформировать понятие об основных положениях и принципах мехатроники;
освоить основные приемы конструирования роботов.

Развивающие:
развивать творческую инициативу и самостоятельность;
развивать психофизиологические качества учащихся: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном;
развивать творческие способности и логическое мышление учащихся;
развивать коммуникативные способности учащихся, умение работать в группе;
развивать словарный запас, умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
развивать самостоятельность в решении технических задач в процессе конструирования роботов.

Воспитательные:
формировать творческое отношение к выполняемой работе;
воспитывать умение работать в коллективе;
содействовать формированию информационной культуры посредством работы с программным продуктом;
воспитывать чувство ответственности за результаты своего труда;
способствовать внедрению представлений об инженерно-техническом творчестве как престижной сфере деятельности, способствующей эффективной реализации личностных жизненных стратегий.

Базовый уровень

Обучающие:
углубить и расширить знания об устройстве робототехнических систем;
закрепить базовые общеобразовательные знания в области физики, математики, информатики;
сформировать навыки практической работы по сборке и отладке робототехнических систем;
научить оперировать понятийно-терминологическим аппаратом, который используется специалистами в сфере робототехники и мехатроники;
формировать умение творчески подходить к решению задачи по конструированию и программированию робота;
способствовать формированию инженерно-технической грамотности;
сформировать умение самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования и т.д.);
сформировать умение создавать модели робототехнических систем, предназначенные для решения практических задач;
познакомить учащихся с различными графическими и текстовыми средами программирования роботов;
изучить основы теории автоматического управления;
познакомить учащихся с основными видами и категориями робототехнических соревнований;
познакомить учащихся с различными способами управления роботом.

Развивающие:
развивать умение конструирования робототехнических систем с использованием различного набора деталей;
развивать умение осуществлять простейшие операции с программируемыми файлами;
развивать моторные навыки учащихся, образное мышление, внимание, фантазию, пространственное воображение, творческие способности;
развивать умение довести решение задачи до работающей модели;
развивать умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Воспитательные:
формировать коммуникативную и общекультурную компетенции;
формировать культуру общения в группе;
воспитывать в учащихся чувство ответственности за результаты своего труда;
способствовать формированию установки на позитивную социальную деятельность в информационном обществе, на недопустимость действий, нарушающих правовые, этические нормы работы с информацией;
создавать условия для овладения основами продуктивного взаимодействия и сотрудничества со сверстниками и взрослыми;
сформировать понимание принципов действия различных средств информатизации, их возможностей и ограничений.

Продвинутый уровень

Обучающие:
познакомить учащихся с профессиональными средами и языками программирования робототехнических систем;
сформировать навыки применения математического аппарата для решения робототехнических задач;
сформировать навыки решения соревновательных задач различных типов и уровней сложности;
сформировать умение находить решения творческих, нестандартных задач на практике при конструировании и моделировании робототехнических систем;
способствовать профессиональной ориентации учащихся и расширению кругозора в сфере современных профессий наукоемких отраслей производства;
сформировать навыки творческой проектной и конструкторской деятельности в сфере технического и инженерного творчества.

Развивающие:
развивать навыки программирования с использованием различных программных сред и языков;
развивать умение творчески подходить к решению задачи;
развивать умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;
развивать умения решать нестандартные соревновательные и творческие задачи с использованием базовых знаний по математике, физике и информатике;
развитие навыков презентационной деятельности и получение опыта участия в соревнованиях и выставочной деятельности.

Воспитательные:
сформировать умение добиваться успеха и правильно относиться к успехам и неудачам, развить уверенность в себе;
сформировать умение обосновывать принятые решения, в т.ч. технические;
воспитать личную ответственность за порученное дело;
сформировать навыки работы в команде;
способствовать получению опыта творческой деятельности с использованием современных технологий

Краткое обоснование актуальности практики

Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Одной из наиболее востребованных технологий становится образовательная робототехника – инновационная технология обучения, позволяющая вовлечь в процесс инженерного творчества учащихся, начиная с младшего школьного возраста. Использование средств робототехники, постановка и решение задач с их участием являются мощным стимулом в освоении дисциплин школьной программы, поднимает их значимость. Кроме того, занятия робототехникой в рамках дополнительного образования способствуют адекватному подходу в выборе профессии учащимися.
Занятия робототехникой дают возможность организовать индивидуально-проектную и научно-исследовательскую деятельность учащихся. Элементы игры и соревновательности мотивируют учащегося, подводят его к познанию сложных фундаментальных основ взрослого конструирования и программирования.
Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одной программе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления через техническое творчество. Техническое творчество – мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления.
Таким образом, инженерное творчество с применением простейших робототехнических систем – является тем видом деятельности, который должен стать составной частью повседневной жизни каждого учащегося

Методология практики

Учащиеся объединены в группы согласно трехуровневой диагностики, что позволяет осуществлять дифференцированный возрастной подход в организации воспитательной деятельности, в определении форм обучения.

Образовательный процесс строится по двум основным видам деятельности:
обучение теоретическим знаниям (вербальная информация, излагаемая педагогом на основе современных педагогических технологий);
самостоятельная и практическая работа учащихся (изучение робототехнических систем).

В программе реализуются теоретические и практические блоки, что позволяет наиболее полно охватить и реализовать потребности учащихся, сформировать практические навыки в области программирования и робототехники. В ходе выполнения самостоятельных работ учащиеся приобретают навыки работы с различными средами и языками программирования, на основе чего происходит выбор оптимальных средств для организации действий робототехнической системы. Таким образом, данная программа позволяет развить у учащихся творческий склад мышления, способности к самостоятельному поиску, решению поставленных проблем, и создать условия для творческого самовыражения личности.

Программа имеет разноуровневый характер и рассчитана на учащихся с разным уровнем подготовки. Учебный материал распределен по принципу последовательного расширения и углубления теоретических знаний, приобретения практических умений и навыков.

Формы занятий. Организация работы по программе базируется на принципе практического обучения. Учащиеся сначала обдумывают, а затем создают различные изделия, модели. При сборке моделей учащиеся не только выступают в качестве юных исследователей и инженеров, они еще вовлечены в игровую деятельность. Конструируя и программируя роботов для решения игровых и соревновательных задач, учащиеся с легкостью усваивают знания из естественных наук, технологии, математики, не боясь совершать ошибки и исправлять их.

Традиционными формами проведения занятий являются: учебное занятие, коллективно-творческие дела, индивидуальные и коллективные творческие проекты, образовательные путешествия, творческие мастерские, экскурсии, беседа, рассказ, проблемное изложение материала и т.д.

Основная форма деятельности учащихся – это самостоятельная интеллектуальная и практическая деятельность в сочетании с групповой и индивидуальной формами работы.

Методы обучения:
словесные (объяснение, беседа, рассказ);
наглядные (демонстрация образцов, использование схем, технологических карт, просмотр видеороликов в соответствии с темой занятия);
практические (упражнения, самостоятельная работа учащихся);
проектный (создание групповых творческих, исследовательских проектов и их защита).
Наиболее приемлемы для организации образовательного процесса по программе методики дифференцированного индивидуального обучения, метод учебного проектирования;
общедидактические методы;
объяснительно-иллюстративный;
репродуктивный;
проблемный.

Педагогический контроль знаний, умений и навыков учащихся осуществляется в несколько этапов и предусматривает несколько уровней:
1 уровень – репродуктивный с помощью педагога;
2 уровень – репродуктивный без помощи педагога;
3 уровень – продуктивный, творческий.

Результатом обучения будет являться изменение в познавательных интересах учащихся и профессиональных направлениях, в психических механизмах (мышление, воображение), в практических умениях и навыках, в проявлении стремления к техническому творчеству и овладение приемами создания роботов посредством конструктора LEGO Mindstorms EV3.

Мониторинг осуществляется по двум направлениям.

Мониторинг усвоения учащимися теоретической части программы. Для осуществления мониторинга используются творческие мастерские, тестирование и т.п.

Выполняя различные виды работы, ребята в течение года набирают определенное количество баллов: набранные 50-60 баллов соответствуют низкому уровню, 61-80 баллов – среднему, свыше 80 баллов – высокому уровню. Общее количество баллов складывается из количества баллов, полученных в ходе выполнения обязательных и дополнительных (выбранных самими учащимися) заданий. За выполнение заданий обычной сложности учащиеся получают от 3 до 5 баллов, повышенной сложности – до 10 баллов. Максимальную оценку (10 баллов).

Диагностика исполнительной части (умений учащихся по окончании курса занятий). Она основывается на анализе и оценке участия в проводимых конкурсах, соревнованиях, фестивалях и активности в работе объединения.

Помимо проверки уровня усвоения материала проводится мониторинг уровня личностного развития учащихся по следующим методикам:
развитие познавательных процессов:
методика «Заучивание 10 слов» (А.Р.Лурия);
методика «Пиктограмма» (А.Р.Лурия).
Личностное развитие учащихся:
методика «16-факторный личностный опросник Р.Б.Кеттелла» (детский вариант, адаптированный Э.М. Александровской);
методика определения самооценки детей (Т.В.Дембо, С.Я.Рубинштейн);
«Цветовой тест Люшера».

Заполнение таблицы достижений позволяет проследить участие каждого в конкурсной деятельности различного уровня. Итогом мониторинга является диагностическая карта успеваемости детей.

Данная методика позволяет повысить эффективность учебной деятельности и предоставляет возможности для более объективной оценки успеваемости. Специфическая особенность – накопительный характер оценки. Определенным количеством баллов оцениваются следующие показатели:
знания (теоретическая подготовка ребенка);
умения (практическая подготовка);
обладание опытом (навыками);
личностные качества

Ожидаемый результат

Личностные результаты:
готовность и способность учащихся к саморазвитию и реализации творческого потенциала в инженерно-конструкторской деятельности за счет развития их образного, алгоритмического и логического мышления;
готовность к повышению своего образовательного уровня и продолжению обучения с использованием средств и методов робототехники;
сформированность интереса к робототехнике, стремление использовать полученные знания в процессе обучения другим предметам и в жизни;
сформированность основ информационного мировоззрения – научного взгляда на область информационных процессов в живой природе, обществе, технике как одной из важнейших областей современной действительности;
способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом и личными смыслами, понять значимость подготовки в сфере робототехники;
готовность к самостоятельным поступкам и действиям, принятию ответственности за их результаты;
готовность к осуществлению индивидуальной и коллективной деятельности;
способность к избирательному отношению к получаемой информации за счет умений ее анализа и критичного оценивания.

Метапредметные результаты:
уверенная ориентация учащихся в различных предметных областях за счет осознанного использования таких общепредметных понятий как «объект», «система», «модель», «алгоритм», «исполнитель» и др.;
владение основными общеучебными умениями информационно-логического характера: анализ объектов и ситуаций; синтез как составление целого из частей и самостоятельное достраивание недостающих компонентов; выбор оснований и критериев для сравнения, классификации объектов; обобщение и сравнение данных; подведение под понятие, выведение следствий; установление причинно-следственных связей; построение логических цепочек рассуждений;
владение умениями организации собственной учебной деятельности, включающими: целеполаганиe, планирование, прогнозирование, контроль, коррекцию;
владение основными универсальными умениями информационного характера;
владение основами моделирования как основным методом приобретения знаний: умение преобразовывать объект из чувственной формы в реальную модель робота;
умение строить разнообразные информационные структуры для описания объектов;
опыт принятия решений и управления объектами (роботами-исполнителями) с помощью составленных для них алгоритмов (программ);
владение базовыми навыками исследовательской деятельности, проведения виртуальных экспериментов; владение способами и методами освоения новых инструментальных средств

Продолжительность реализации практики

1 год (9 месяцев)

Материально-техническое оснащение:

помещение;
оборудование, непосредственно задействованное в процессе;
расходные материалы;
учебно-методические материалы Занятия проводятся в учебном кабинете. В учебном кабинете должны находиться интерактивная доска, столы и стулья для учащихся и педагога, шкафы и стеллажи для хранения дидактических пособий и учебных материалов.

При проведении занятий используются:
комплект робототехнических конструкторов Lego Mindstorms EV3;
ноутбуки с установленным программным обеспечением Lego Mindstorms EV3 и наличием доступа в Интернет;
комплект полей для проведения робототехнических соревнований (сумо, кегельринг, траектория, сортировщик);
мультимедийное оборудование (проектор, экран);
периферийные устройства (сканер, принтер)

Необходимый уровень подготовки педагогов:

Педагог, реализующий данную программу, должен иметь среднее или высшее профессиональное образование по профилю программы

Личностные достижения педагога

Программа «РобоТех» Борисовой Н.В.:
победитель конкурсного отбора по выполнению работ по разработке разноуровневых, сетевых, дистанционных дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ нового поколения в рамках реализации мероприятия 3.2 «Формирование современных управленческих и организационно-экономических механизмов в системе дополнительного образования детей» Федеральной целевой программы развития образования на 2016-2020 годы и регионального приоритетного проекта «Доступное дополнительное образование для детей в Тамбовской области» (2018);
дипломант 1 степени Всероссийского открытого конкурса дополнительных общеобразовательных программ «Образовательный ОЛИМП»
(ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН») (2019);

Дудин С.А.
лауреат XI Всероссийского конкурса дополнительных общеобразовательных программ в номинации «Техническая» (2014);
Почетная грамота управления образования и науки Тамбовской области (2014)

Перспективы практики

Практика может быть использована в образовательных организациях, имеющих необходимые условия для реализации.
Для повышения качества и доступности планируется привлечение сетевых партнеров;
увеличить срок освоения программы и возрастной диапазон, для охвата детей от 5 до 9 лет, которые проявляют высокий интерес к робототехнике;
целесообразно увеличить количество часов в неделю, т.к. для робототехники 4 часа в неделю не достаточно

Алгоритм действий при реализации практики

Для обеспечения эффективности технологии разноуровневого обучения необходимо ориентироваться на особенности субъектного опыта учащихся: особенности личностно-смысловой сферы; особенности психического развития (особенности памяти, мышления, восприятия, умения регулировать свою эмоциональную сферу и др.); уровень обученности в рамках программы (сформированные у учащихся знания, способы деятельности).

Педагогу необходимо осуществить следующие ведущие действия:
мотивацию и стимулирование познавательной деятельности учащихся;
организацию самостоятельной работы учащихся на различных уровнях;
сведение фронтальных или общегрупповых форм работы к необходимому и достаточному минимуму; предпочтительными формами организации учебно-познавательного процесса являются парные, групповые и коллективные (работа в парах сменного состава).

Содержание программы объединено в 6 модулей, каждый из которых реализует отдельную задачу. Некоторые модули предусматривают не только усвоение теоретических и практических знаний на занятиях в группе, но и обучение с привлечением сетевых партнеров (участие в мастер-классах и семинарах, проводимых на базе регионального ресурсного центра по робототехнике).

Программа предназначена для детей в возрасте от 10 до 15 лет. Состав группы может быть разновозрастный, это обусловлено тем, что программа имеет разноуровневый способ освоения материала.

Для обучения в объединении принимаются все желающие, независимо от уровня первоначальных знаний. В начале учебного года на основе трехуровневого тестирования все учащиеся будут распределены на группы по уровню освоения программы.

Состав группы: постоянный.

Режим занятий: по 2 академических часа в день 2 раза в неделю. Продолжительность академического часа – 45 минут, перерыв между академическими часами – 10 минут.

Формы организации деятельности учащихся на занятии: групповая, мелкогрупповая, парная, индивидуальная; выставка, соревнование, лекция, творческий проект, тематические задания по подгруппам.

Программа включает проведение теоретических, практических, и комбинированных занятий

Степень сложности реализации практики (от 1 до 10 баллов)

4 балла

Проблемные зоны, риски, открытые вопросы

Слабый приток молодых специалистов, реализующих дополнительные общеобразовательные общеразвивающие программы технической направленности, имеющих навыки инженерно-конструкторской деятельности

Уровень удовлетворенности и заинтересованности родителей

100%

Результативность реализации практики

1 призер (2 место) VIII открытого межрегионального фестиваля робототехники Тамбовской области (2018)