ДООП промробоквантум - 1 год

Центр технического развития – детский технопарк «Кванториум»
Свердловской детской железной дороги –
структурное подразделение Свердловской железной дороги – филиала ОАО «РЖД»
Согласовано и утверждено на
УТВЕРЖДАЮ
методическом совете СвДЖД
Начальник
Протокол №13 от 09.09.2024 г.
Свердловской детской
железной дороги
___________/Алалыкин М.В.
«09» сентября 2024 г.

Дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая) программа
«Промробоквантум»
Вводный и базовый модули (1 год обучения) -144часа
Направленность – техническая
Возраст обучающихся - 11 – 17 лет
Срок реализации программы – 1 год

Авторы-составители:
Смагина Е.В.,
Педагог дополнительного образования
(по направлению Промробоквантум)
Малахаев И.В.,
Методист

Екатеринбург, 2024 год
1

СОДЕРЖАНИЕ
1.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА………………………………………………….с.3

1.1. Направленность программы………………………………………………………с.3
1.2. Актуальность программы………………………………………………………...с.4
1.3. Новизна программы………………………………………………………………с.4
1.4. Цель и задачи………………………………………………………………………с.4
1.5. Возраст обучающихся……………………………………………………………..с.5
1.6. Сроки реализации программы и режим занятий….……………………………..с.5
1.7. Формы и методы организации образовательного процесса……………………с.6
1.8. Планируемые результаты ………………………………………………………...с.7
1.9. Мониторинг результатов освоения программ …………………………………..с.8
2.

УЧЕБНЫЙ ПЛАН…………………………………………………………………с.14

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ……………………………………………….....с.14

ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ……………………..с.18

4.1.Кадровое обеспечение реализации программы……………………………………с.18
4.2.Методическое обеспечение……………………………………………………….....с.18
4.3.Материально-техническое обеспечение…………………………………………….с.22
4.4.Список используемой литературы…………………………………………………..с.22
5.ПРИЛОЖЕНИЯ
5.1.Диагностическая карта оценки результатов освоения программы………………...с.25

Пояснительная записка

Настоящая дополнительная общеобразовательная программа «Промробоквантум»
разработана в соответствии со следующими нормативными документами:
- Федерального Закона Российской Федерации от 29.12.2012 г. № 273− «Об образовании в

Российской Федерации»;
- Приказа Министерства образования и науки Российской Федерации от 9 ноября 2018 г.
N 196 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной
деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
- СанПиН 2.4.4.3172-14 "Санитарно-эпидемиологические требования к устройству,
содержанию и организации режима работы образовательных организаций
дополнительного образования детей" от 4 июля 2014 года N 41;
- Письма Минобрнауки РФ от 11.12.2006 N 06-1844 «О примерных требованиях к
программам дополнительного образования обучающихся»;
- Положения о структуре, порядке разработки и утверждения дополнительных
общеобразовательных программ учреждения.
При разработке программы были использованы методические материалы Фонда
новых форм развития образования: «Промробоквантум тулкит», разработанный
Шереужев Мадином Артуровичем.
Современную жизнь невозможно представить без успехов IT-технологий, а в
ближайшем будущем – и без роботов. Уже сейчас робототехника заслужила самое
пристальное внимание, её совершенствованию уделяется много сил и ресурсов, причем
повышение производительности труда и снижение себестоимости производства – это
лишь наиболее очевидные причины. Гораздо важнее защита человеческой жизни и
исключение «человеческого фактора» при произведении сложных или опасных работ.
Промышленность, медицина, военно-промышленный комплекс, сельское хозяйство –
лишь немногие примеры сфер, где робототехнические механизмы нашли обширное
применение уже сегодня.
Образовательные наборы, используемые в данном курсе, и программное
обеспечение к ним предоставляет прекрасную возможность учиться обучающемуся на
собственном опыте. Такие знания вызывают у обучающихся желание двигаться по пути
открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет
уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда ученик вовлечен в
процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него
интерес.
1.1.
Направленность программы
Дополнительная
общеобразовательная
общеразвивающая
программа
«Промробоквантум» (вводный модуль) относится к программам технической
направленности и ориентирована на развитие конструкторских умений детей, навыков в
программировании и общих технических и творческих способностей.
1.2.
Актуальность программы
Программа разработана опираясь на основные задачи проекта «Уральская
инженерная школа», ведь детали образовательных робототехнических наборов,
программируемые компоненты, используемые для практической работы, стимулируют
естественное воображение детей и совершенствуют их навыки научного познания,
3

инженерного проектирования и анализа данных, что позволит им добиться успеха в
изучении предметов естественно-научного цикла сегодня и в полной мере реализовать
свой потенциал в качестве лидеров нового цифрового будущего, стать
высококвалифицированными кадрами и применять полученные знания в обучении и
будущей работе. Программа опирается на позитивные традиции в области российского
инженерного образования, учитывая его концептуальные положения.
1.3.
Новизна программы
Использование современных педагогических технологий, методов и приемов;
различных техник и способов работы; современного оборудования, позволяющего
исследовать, создавать и моделировать различные объекты и системы из области
робототехники, машинного обучения и компьютерных наук обеспечивает новизну
программ.
1.4.
Цель и задачи
Основная цель программы - развитие пространственного мышления детей, навыков
командного
взаимодействия,
моделирования,
электроники,
прототипирования,
программирования, освоения hard- и soft-компетенций и передовых технологий в области
конструирования, мехатроники, электроники и робототехники.
Обучающие задачи:
− изучить принципы работы робототехнических
перспективы робототехники в настоящее время;

элементов,

состояние

− освоить hard- и soft-компетенции;

− обучить владению технической терминологией, технической грамотности;
− расширить знания детей о технических профессиях;

− изучить приемы и технологии разработки простейших алгоритмов и систем
управления;
− дать представление о создании и программировании проектов на основе одного
из контроллеров: Arduino, VEX, TETRIX, LEGO EV3, Эвольвектор;
− познакомить с работой датчиков,
контроллерам и их программировании;

подключаемых

представленным

− научить организовывать свою деятельность (ставить цель, планировать,
контролировать и оценивать);
− научить применять на практике полученные знания, при процессе сборки и
программирования робототехнических средств;
– научить самостоятельно создавать действующие проекты и программировать их,
исходя из поставленных задач.
Развивающие задачи:
− сформировать интерес к техническим видам деятельности;

− развить у обучающихся техническое мышление, изобретательность, образное,
пространственное и критическое мышление;
− сформировать учебную мотивацию и мотивацию к творческому поиску;
− развить волю, терпение, самоконтроль, внимание, память;

− развить способности осознанно ставить перед собой конкретные задачи,
разбивать их на отдельные этапы и добиваться их выполнения;
4

стимулировать познавательную активность обучающихся посредством включения
их в различные виды конкурсной деятельности.
Воспитательные задачи:
− сформировать
общественную
самообразованию и саморазвитию;

активность

личности,

стремление

− развить инициативу, самостоятельность, творческое и ответственное отношение
к выполняемой работе;
− воспитать интерес к информационной и коммуникационной деятельности;
воспитать чувство сотрудничества в коллективной деятельности при работе над
проектами.
1.5.
Возраст обучающихся
Программа адресована детям и подросткам: 11-17 лет. Условия набора
обучающихся в коллектив: на вводный модуль (1 год обучения) обучающиеся переводятся
по результатам промежуточной аттестации вводного модуля. Наполняемость в группах –
10-12 человек.
1.6.
Сроки реализации программы и режим занятий
Программа рассчитана на 144 часа. Обучение по программе модуля проводится с
сентября по май. Количество занятий в неделю – 2 раза по 2 академических часа.
Продолжительность академического часа – 45 минут.
Продолжительность одного занятия:
45 минут – занятие,
10 минут – перерыв,
45 минут – занятие.
1.7.
Формы и методы организации образовательного процесса
В основе образовательного процесса лежат такие педагогические технологии как
кейс-метод и проектная деятельность.
Кейс-метод – описание проблемной ситуации понятной и близкой обучающимся,
решение которой требует всестороннего изучения, поиска дополнительной информации и
моделирования ситуации или объекта. Главное его предназначение – развивать
способность находить решение проблемы и учиться работать с информацией. При этом
акцент делается не на получение готовых знаний, а на их выработку, на сотворчество в
группах «инструктор + ребёнок» и «ребёнок + ребёнок».
Каждый кейс составляется в зависимости от темы и конкретных задач, которые
предусмотрены программой, с учетом возрастных особенностей детей, их
индивидуальной подготовленности, и состоит из теоретической и практической части.
Проектная деятельность – совместная учебно-познавательная, творческая или
соревновательная деятельность обучающихся, имеющая общую цель, согласованные
методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата. Данный
метод обучения позволяет проявить себя индивидуально или в группе, попробовать свои
силы, приложить свои знания, принести пользу, показать публично достигнутый
результат. Это деятельность, направленная на решение интересной проблемы,
сформулированной самими обучающимися или виде задачи.
Таким образом, для образовательного процесса характерно сочетание
индивидуальных и групповых формы деятельности и творчества, разновозрастное
сотрудничество, командная работа на результат, рефлексия и постоянный мониторинг
траектории образовательной деятельности каждого обучающегося.
5

Этапы образовательного процесса
Изучение нового материала

Формы проведения занятий
Лекция, объяснение, рассказ,
демонстрация
Освоение навыков
Решение кейсов
Закрепление полученных знаний
Дополнительные задания на доработку и
модернизацию предложенного решения
Проверка полученных знаний
Публичное выступление с демонстрацией
результатов работы, внутрикомадные
соревнования, рефлексия
Методы вводного образовательного модуля
- кейс-метод;
- методика проблемного обучения;
- методика проектной деятельности;
- методика инженерного мышления.
1.8. Планируемые результаты
По окончании вводного модуля обучающиеся приобретут базовые практические
знания и навыки, необходимые для самостоятельной разработки проектов, а именно:
самостоятельная работа при решении поставленной задачи, конструирование и
программирование роботизированной системы для определенных целей и выполнению
определенных задач; представление о принципах устройства робота как кибернетической
системы.
В результате обучения по данной программе будут созданы условия для
формирования у обучающихся soft-компетенций и hard-компетенций.
Личностные результаты

Метапредметные
результаты

- готовность и способность обучающихся к саморазвитию и
личностному самоопределению;
- сформированность мотивации к обучению и познанию;
- оценивание результатов деятельности как личных, так и
других обучающихся с точки зрения доброжелательного
отношения к иному мнению;
- способность правильно организовать рабочее место и время
для достижения поставленных целей;
- соблюдение правил безопасного поведения на занятиях;
- сформированность системы знаний о социальной
действительности и себе, системы сложных социальных
умений и навыков взаимодействия, сценариев поведения в
типичных социальных ситуациях;
- аккуратность, привычка содержать свое рабочее место
порядке.
- способность добывать новые знания: находить ответы на
вопросы, используя разные источники информации, свой
жизненный опыт;
- переработка полученной информации: делать выводы в
результате совместной деятельности;
6

- умение наблюдать, исследовать явления окружающего
мира, выявлять проблемы и генерировать идеи для их
решения;
- использование своей фантазии и творческого подхода к
созданию образа;
- умение применять логическое и аналитическое мышление
при решении задач;
- освоение навыков построения презентации и публичного
выступления, в том числе творческого характера;
- умение применять логическое и аналитическое мышление
при решении задач;
- умение разбивать задачу на подзадачи;
- умение проверять свои решения и улучшать результат
проекта исходя из результатов тестирования.
Предметные результаты
- знание и понимание состава и структуры типовых
конструкций робототехнических устройств;
- знание основных принципов работы с робототехническими
элементами;
- знание основных принципов работы электронных схем и
систем управления объектами;
- умение применять математические методы для управления
роботом;
- умение проектировать роботизированную систему для
выполнения конкретного задания;
- знание основных принципов работы электронных схем и
систем управления объектами;
- умение запрограммировать используемый в проекте
контроллер для выполнения поставленных задач;
- основы языка программирования используемой платформы:
синтаксис, базовые библиотеки, библиотеки для работы с
внешними и периферийными устройствами;
- знание методов предпроектного исследования и работа с
аналогами.
1.9.
Мониторинг результатов освоения программы
Процесс реализации программы сопровождается постоянным мониторингом
результатов освоения программы.
Цель - отслеживание успешности овладения обучающимися содержания программы.
Виды мониторинга и сроки проведения:
1. Входной мониторинг - вторая – третья неделя первого месяца обучения.
2. Промежуточный мониторинг - по окончании изучения темы или раздела.
3. Итоговый мониторинг - последний месяц обучения.
Мониторинг проводится с учётом возрастных особенностей обучающихся.
Результаты мониторинга могут быть основанием для корректировки программы и
поощрения обучающихся.
7

Таблица 1. Мониторинг результатов освоения программы: входной, промежуточный и итоговый
Показатели

Оцениваемые
параметры

Критерии оценивания

Методы
диагностики

Форма
фиксации
результатов

общается
с - активно общается
одногруппниками со
всеми
и педагогом
участниками
образовательного
- может донести
процесса
свою точку зрения
на только с помощью в
доступной
наводящих
форме высказывает
вопросов
свою точку зрения,
используя
- боится выступать
аргументы
перед аудиторией
-уверенно
выступает
перед
аудиторией

Наблюдение

Диагностическая
карта

- умеет работать с - умеет работать с
информацией
из
информацией
различных
анализирует,
источников
делает выводы и
даёт собственную - самостоятельно

Наблюдение

степень выраженности оцениваемого качества

Средний уровень

Низкий
уровень

Высокий уровень

Soft - компетенции
Коммуникации - умение
общаться и
строить
отношения в
группе
- умение
донести свою
точку зрения до
слушателя
- навык
публичного
выступления
Критическое
мышление

- умение
работать с
информации,
анализировать,
делать
обоснованные

испытывает
затруднения
в
общении
с
одногруппниками
и педагогом,
- не идёт
контакт

-испытывает
серьёзные
затруднения при
работе
с
информацией

Собеседование
Защита проектов
Презентация
творческого
задания
Игра
Взаимооценка

Карта аналогов
Исследовательская
работа

Диагностическая
карта

Креативное
мышление

Работа в
команде

выводы и
давать
собственную
оценку вещам,
явлениям,
событиям и т.д.

не
умеет оценку с помощью может
провести Домашнее задание
анализировать и педагога
анализ,
сделать
Взаимооценка
делать выводы и
вывод и оценить
давать
собственную
оценку

- проявление
творческих
способностей
при создании
новых идей

не
ярко
- не проявляет выражены
творческих
творческие
способностей
способности
- всё делает по
- генерирует идеи
образцу
не отличающиеся
не
умеет
своей
новизной,
генерировать
мыслит
идеи
стереотипно

- умение
работать в
команде:
находить общее
решение и
разрешать
конфликты на
основе
согласования
позиций и учета
интересов;
формулировать,
аргументировать
и отстаивать

проявляет
творческие
способности при
формировании и
реализации новых
идей,
отличающихся
своей
нестандартностью

Наблюдение

в принимает
активное участие
в
командной
но (групповой) работе
не
имеет
свою
держится
точку зрения и
обособленно
умеет
её
- по проблемным
отстаивать
вопросам
принимает мнение
- осознаёт себя
большинства
частью
единой
участников
команды
и
группы
понимает
ответственность за

Наблюдение

- не принимает
участия
в
групповых
и
командных видах
работы

участвует
командной
(групповой)
работе,
инициативу
проявляет

Проектная работа

Диагностическая
карта

Игра
Мозговой штурм
Домашнее задание
Взаимооценка

Проектная работа
Игра
Мозговой штурм
Взаимооценка

свое мнение;

общий результат

- осознание
ответственности
за общий
результат.
Творческая
активность

- участие в
массовых
мероприятиях
- участие в
конкурсах,
соревнованиях,
выставках
различного
уровня

- не принимает принимает
участие
участие
с
помощью
инструктора или
родителей

проявляет Наблюдение
интерес и активно
Портфолио
участвует
Выполнение
- самостоятельно
работы
выполняет работу
Взаимооценка

Диагностическая
карта

Hard-компетенции
Теоретическая
подготовка

- соответствие
теоретических
знаний
обучающегося
программным
требованиям
- владение
специальной
терминологией

- владеет менее
чем ½ объёма
знаний,
предусмотренных
программой

- объём усвоенных обучающийся
знаний составляет освоил
более ½,
практически весь
объём
знаний,
знает
все
предусмотренных
термины, но не
программой
за
- знает не все применяет,
конкретный
термины
период,

Наблюдение

Диагностическая
карта

Собеседование
Работа
проектом

над

Защита
(презентация)
проекта

- знание терминов
и умение
их Взаимооценка
применять

Практические
умения и
навыки

- соответствие
практических
умений и
навыков
программным
требованиям

- обучающийся
овладел
менее
чем
½
предусмотренных
умений
и
навыков

- владение
специальным
оборудованием
и оснащением

ребёнок
испытывает
серьёзные
затруднения при
работе
с
оборудованием

- творческие
навыки

выполняет
простейшие
практические
задания педагога

обучающийся
владеет более чем
½
предусмотренных
умений
и
навыков,

обучающийся
овладел
практически всеми
умениями
и
навыками,
предусмотренными
программой
за
работает
с
конкретный
оборудованием и
период
необходимым
оснащением
с
помощью
педагога

Наблюдение

Диагностическая
карта

Собеседование
Работа
проектом
Выполнение
творческих
практических
работ

над

Взаимооценка

- выполняет
в
основном задания
на основе образца

Формы подведения итогов реализации дополнительной
общеобразовательной программы
Итоговое подведение результатов освоения дополнительной общеобразовательной
программы может быть организовано в форме выставки, конкурсов, олимпиад, открытых
занятий для родителей, соревнований, игры, презентации творческих работ, самоанализа,
коллективного анализа работ, коллективной рефлексии. Критериями оценки являются:
сложность приемов конструирования, количество вопросов и затруднений, возникающих
у обучающегося в течение занятия, степень владения специальными терминами, степень
увлеченности процессом и стремления к оригинальности при выполнении заданий.
Документальные формы подведения итогов реализации дополнительной
общеобразовательной программы необходимы для подтверждения достоверности
полученных результатов освоения программы и могут быть использованы для проведения
инструктором и родителями своевременного анализа результатов. Основной
документальной формой подтверждения является диагностическая карта оценки
результатов освоения программы (Приложение №1), которая заполняется в течении
каждого года обучения.

2. Учебный план
№
п/п

Раздел/тема или название
кейса

Количество Количество часов
часов
теория практик
всего
а

Форма
контроля

Вводное занятие

Устный
опрос

Командообразование

Устный
опрос

Робототехнические наборы
Lego EV3

3.1

Контроллер Lego

3.2

Моторы

3.3

Датчики

3.4

Блоки управления
операторами

3.5

Блоки операции с данными

3.6

Конструирование

Проектная деятельность

Устный
опрос

4
4.1
4.2
4.3
4.4
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7

Постановка проблемы
Анализ аналогов
Проектирование
Планирование работ
Микроконтроллеры
семейства Arduino
Контроллер Arduino. Мифы и
реальность.
Основы сборки электрических
схем на макетной плате
Типы переменных. Циклы
Ввод и вывод данных
Функция map
Ветвления. If/else, Switch
UART связь с компьютером

Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа

Практическа
я работа
План работы
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
Практическа
я работа
14

5.8

Создание функций

Практическа
я работа

Реализация проекта. Кейс
«Умное устройство для
дома»

6.1

Проблематика и генерация
идей

Устный
опрос

Практическа
я работа

6.2
6.3
6.4

Разработка механической и
электрической составляющих
роботизированной системы
Разработка программного
обеспечения
Тестирование и отладка
прототипа
Доработка прототипа

6.5
7

Подготовка к защите
проекта
Создание презентации

7.1

Выступление
с
презентацией

Выступление
с
презентацией
Выступление
защиты
проекта

Защитное слово
7.2

Промежуточная аттестация
8
ИТОГО

Практическа
я работа
Практическа
я работа
Демонстраци
я решения
проекта

136

108

Содержание программы

Раздел 1. Вводное занятие
Теория: Повторный инструктаж по охране труда, технике безопасности и правилам
поведения в кабинете. Введение: что такое проект. Понятия: проект, проблема,
информация.
Практика: создание графика проектов.
Раздел 2. Командообразование
Теория: что такое команда? Главные принципы работы в команде.
Практика: Игра на командообразование.
Раздел 3. Робототехнические наборы Lego EV3
Тема 3.1. Контроллер Lego
15

Теория: Характеристики контроллера. Меню. Основные возможности.
Практика: Блочное программирование на контроллере. Первая программа.
Тема 3.2. Моторы
Теория: Виды моторов и их характеристики.
Практика: Способы подключения моторов. Примеры применения различных моторов.
Конструирование устройств с моторами.
Тема 3.3. Датчики
Теория: Виды датчиков, их характеристики. Физические процессы при работе датчиков
Практика: Способы подключения датчиков. Конструирование устройств с датчиками.
Сложные системы с датчиками.
Тема 3.4. Блоки управления операторами
Теория: Блочное программирование в среде LME. Интерфейс среды программирования
LME. Отличительные особенности блоков управления операторами.
Практика: Системы моторов и датчиков. Программирование сложных систем.
Тема 3.5. Блоки операции с данными
Теория: Отличительные особенности блоков операции с данными.
Практика: Системы моторов и датчиков. Программирование сложных систем. Написание
программ к соревнованиям.
Тема 3.6. Конструирование
Практика: Конструирование по заданию. Конструирование к соревнованиям. Участие в
соревнованиях. Шестеренки, редукторы. Прочность в конструировании
Раздел 4. Проектная деятельность
Тема 4.1. Постановка проблемы
Теория: Пять "П" проекта. Что такое проблема и как её определить.
Практика: Поиск и формулировка проблемы для темы проекта. Подготовка и презентация
темы проекта в группах. Исследование и уточнение границ решаемой проблемы.
Тема 4.2. Анализ аналогов
Теория: Стилистические и функциональные аналоги. Основы поиска информации в
Интернете. Правила построения запросов. Отбор и классификация релевантной
информации. Выявление подходов к решению проблемы и критериев оценки
существующих решений проблемы.
Практика: Поиск и обработка информации об известных способах решения проблемы.
Оценка аналогов по критериям. Постановка целевых значений критериев для
собственного проекта. Подготовка и презентация обзора аналогов в группах.
Тема 4.3. Проектирование
16

Теория: Понятие проектирования. Классификация проектирования. Цели и задачи
проектирования. Структура описания проекта. Особенности проектирования
робототехнической системы.
Практика: Проведение проектирования в соответствии с темой проекта, с учетом
особенностей разработки робототехнических систем. Подготовка и презентация
результатов проектирования в группах.
Тема 4.4. Планирование работ
Теория: Понятие планирования, цели и задачи. Декомпозиция работ. Запас времени.
Практика: Составление календарного плана выполнения проекта. Распределение ролей в
команде. Презентация плана работ.
Раздел 5. Микроконтроллеры семейства Arduino
Тема 5.1. Контроллер Arduino. Мифы и реальность.
Теория:
Микроконтроллер
программирования.

Arduino.

Электрическая

составляющая.

Принцип

Тема 5.2. Основы сборки электрических схем на макетной плате.
Теория: Закон Ома. Катод и анод в электронных компонентах. Принципы сборки эл.схем.
Практика: Сборка эл.схем и программирование.
Тема 5.3. Типы переменных и циклы.
Теория: Двоичная система счисления. Виды переменных и объем памяти.
Практика: Функции loop, setup.
Тема 5.4. Ввод и вывод данных.
Теория: Режимы работы пинов.
Практика: Чтение и запись с пинов.
Тема 5.5. Функция map.
Теория: Разрядность микроконтроллера.
Практика: Программирование ШИМ пинов, зависящих от аналоговых пинов.
Тема 5.6. Ветвления. If/else, Switch.
Теория: Условия. Логические операции.
Практика: Программирование светодиодов. Программирование датчиков касания и
светодиодов.
Тема 5.7. UART связь с компьютером.
Теория: Скорость
контроллерами.

работы

последовательного

интерфейса.

Взаимодействие

Практика: Чтение символов. Чтение строк. Чтение целочисленных значений.
Тема 5.8. Создание функций.
Теория: Типы функций. Возврат данных из функций.
Практика: Функция RGB светодиода. Функция типа int.
Раздел 6. Реализация проекта. Кейс «Умное устройство для дома»
Тема 6.1. Проблематика и генерация идей
Теория: Понятие источника информации, надежность источников. Основные источники
информации о разработке робототехнических систем. Понятие предметной области.
Практика: Поиск и составление перечня источников для разработки своего проекта.
Изучение предметной области и технических средств реализации проекта.
Тема 6.2. Разработка механической и электрической составляющих роботизированной
системы
Теория: Основы разработки на конкретных платформах (Arduino, VEX, TETRIX, Lego
EV3) по запросу проектных команд.
Практика: Разработка конструкции и отдельных механизмов робототехнической системы
согласно проекту. Разработка электрических схем устройства с помощью макетирования.
Тема 6.3. Разработка программного обеспечения
Теория: Основы разработки на конкретных языках (C++, RobotC, LEGO MINDSTORMS
EV3 G) по запросу проектных команд.
Практика: Разработка программного обеспечения для робототехнической системы
согласно проекту.
Тема 6.4. Тестирование и отладка прототипа
Практика: Проведение испытаний прототипа в полевых условиях. Фиксация выявленных
проблем. Классификация проблем и выявление способов решения.
Тема 6.5. Доработка прототипа
Практика: Доработка конструктивной и программной части прототипа согласно перечню
выявленных проблем, подлежащих исправлению. Повторное испытание.
Раздел 7. Подготовка к защите проекта
Тема 7.1. Создание презентации
Теория: PowerPoint/google презентация. Виды презентаций. Содержание презентации.
Практика: Разработка презентации проекта. Оформление презентации.
Тема 7.2. Защитное слово
Практика: Написание защитного слова к презентации. Ораторское мастерство.
Раздел 8. Промежуточная аттестация
18

Практика: Представление проектов перед ребятами из других групп и родителями.
Публичная презентация и защита проектов.

Организационно-педагогические условия

Организация учебного процесса и материально-техническое обеспечение
программы соответствует «Санитарно-эпидемиологическим требованиям к устройству,
содержанию и организации режима работы образовательных организаций
дополнительного образования детей» (СанПиН 2.4.4.3172-14).
4.1.
Кадровое обеспечение реализации программы
К образовательной деятельности по программе допускаются инструктора детской
железной дороги, имеющие опыт работы, прошедшие инструктаж по охране жизни и
здоровья детей, имеющие медицинское заключение о допуске к работе.
Инструктор должен иметь среднее/высшее профессиональное образование или
дополнительное профессиональное образование, соответствующее направленности
программы. При отсутствии
педагогического образования
- дополнительно
профессиональное педагогическое образование.
4.2.
Методическое обеспечение
Обеспечение программы предусматривает наличие следующих методических
видов продукции:
- мультимедийные презентации;
- методические разработки;
- подборка профессиональной литературы.
-Методы, в основе которых лежит уровень деятельности обучающихся:
- объяснительно-иллюстративные (методы обучения, при использовании которых
обучающиеся воспринимают и усваивают готовую информацию);
- репродуктивные методы обучения (обучающиеся воспроизводят полученные
знания и освоенные способы деятельности);
- частично-поисковые методы обучения (участие обучающихся в коллективном
поиске, решение поставленной задачи совместно с педагогом);
- исследовательские методы обучения (овладение обучающихся − методам
научного познания, самостоятельной творческой работы).
Методы, в основе которых лежит форма организации деятельности обучающихся
на занятиях:
- наглядный (показ мультимедийных материалов, иллюстраций, наблюдение,
выполнение педагогом, работа по образцу и др.);
- практический (выполнение работ, лабораторные работы, тренировочные задания
и т.д.);
- словесный (устное изложение, беседа, рассказ, лекция и т.д.)

Раздел программы

Формы занятий

Приёмы и методы
организации
образовательного
процесса (в рамках
занятия)

Беседа-презентация

Словесный

Экскурсия

Объяснительноиллюстративный

Дидактический
материал

Презентация

Материальнотехническое
оснащение
занятий
Компьютер
Интернет
Интерактивная
доска

1.Вводное занятие

Формы
подведения
итогов

Презентация
работы
созданного
прототипа

Бумага, ручки
Power Point

2. Командообразование

Обсуждение

Словесный

Презентация

Компьютер

Мозговой штурм

Наглядный

Практическое занятие

Объяснительноиллюстративные

Раздаточный материал Интернет
игр
на
Интерактивная
командообразование
доска

Презентация
работы
созданного
прототипа

Бумага, ручки
Power Point

3.1. Контроллер Lego
3.2. Моторы

Объяснение с
демонстрацией
Обсуждение
Мозговой штурм

3. Робототехнические наборы Lego EV3
Словесный
Презентация

Компьютеры

Наглядный

Интернет

Объяснительноиллюстративные

Интерактивная
доска

Ролик

3.3. Датчики

Практическое занятие

Проблемный

Роботизированный
учебный комплекс,
экшн-камера или
смартфон

Частично-поисковый
3.4. Блоки управления
операторами

Индивидуальногрупповая работа

3D-принтер,
пластик

3.5. Блоки операции с
данными

болты
Autodesk Inventor

3.6. Конструирование

4.1. Постановка
проблемы
4.2. Анализ аналогов

4. Проектная деятельность. Кейс «Умное устройство для дома»
Презентация
Объяснение с
Словесный
демонстрацией
Видео материалы
Наглядный
Обсуждение
ОбъяснительноМозговой штурм
иллюстративные
Практическое занятие

4.3. Проектирование

Проблемный

Интернет
Интерактивная
доска

Презентация
работы
созданных
обучающих
проектов

Набор Lego
Minsdtorms EV3

Частично-поисковый

Набор VEX

Групповая работа

4.4. Планирование
работ

Компьютеры

Набор MBot
5. Микроконтроллер семейства Arduino

5.1. Контроллер
Arduino. Мифы и
реальность

Объяснение с
демонстрацией

Словесный

Презентация

Компьютеры

Презентация
работы

Видео материалы

Интернет

5.2. Основы сборки
электрических схем на
макетной плате

Обсуждение

Наглядный

Мозговой штурм

5.3. Типы
переменных. Циклы

Практическое занятие

Объяснительноиллюстративные

Интерактивная
доска

Проблемный

Набор Arduino
«Обучающие уроки
и проекты»

Частично-поисковый

5.4. Ввод и вывод
данных

Групповая работа

созданного
устройства

Соединительные
провода

5.5. Функция map
5.6. Ветвления. If/else,
Switch
5.7. UART связь с
компьютером
5.8.Создание функций
6. Реализация проекта
6.1. Проблематика и
генерация идей

Объяснение с
демонстрацией

6.2. Разработка
механической и
электрической
составляющей
роботизированной
системы

Обсуждение
Мозговой штурм
Практическое занятие

Наглядные

Презентация

Практические

Видео материалы

Репродуктивные
Частично-поисковый
Групповая работа

Интерактивная
доска
Компьютер

Презентация
работы
созданного
устройства

Набор Arduino
«Обучающие уроки
и проекты»
Соединительные
23

6.3. Разработка
программного
обеспечения

провода

6.4. Тестирование и
отладка прототипа
6.5. Доработка
прототипа
7. Подготовка к защите проекта
7.1. Создание
презентации

Защита проектов

Индивидуальная
работа

7.2. Защитное слово

8. Промежуточная
аттестация

Объяснительноиллюстративные

Защита проектов

Объяснительноиллюстративные
Индивидуальная
работа

Презентации
Структура
презентации
защитного слова

Компьютер
Интерактивная
и доска

Подготовка к
защите проекта

PowerPoint/Google
презентации
Компьютер
Интерактивная
и доска

Защита
проектов

4.3.
Для

успешного

Материально-техническое обеспечение
выполнения

кейсов

потребуется

следующее

оборудование,

материалы, программное обеспечение и условия:
Наименование
Учебное оборудование
Набор Lego Mindstorms EV3
Набор MBot
Набор маркеров B COPIC (72 шт.)
Набор Arduino «Обучающие уроки и проекты»
Набор VEX
Заправки к маркерам COPIC
Фотоаппарат
Объектив для фотоаппарата
Штатив для фотокамеры
Комплект осветительного оборудования
Презентационное оборудование
Интерактивная доска
Флипчарт
Компьютерное оборудование
Ноутбуки
Программное обеспечение
Офисное программное обеспечение
Adobe Creative Cloud для учащихся и преподавателей
Autodesk Fusion 360
Autodesk VRED
Arduino IDE
LME
VEXcode IQ
MBlock
Расходные материалы
Набор простых карандашей
Набор цветных карандашей
Набор черных шариковых ручек
Скотч прозрачный
Скотч бумажный
Скотч двусторонний
Батарейки типа АА
4.4.
1.

Список используемой литературы

Григорьев, А. Т. Игровая робототехника для юных программистов и

конструкторов: mBot и mBlock / А. Т. Григорьев, Ю. А. Винницкий. — СанктПетербург :
БХВ-Петербург, 2019. — 240 с
2.

Григорьев, А. Т. Робототехника в школе и дома: книга проектов / А.

Т.Григорьев, Ю. А. Винницкий. – Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2022. – 237 с.
25

Добриборщ, Д. Э. Основы робототехники на Lego® Mindstorms® EV3 :

учебное пособие / Д. Э. Добриборщ, К. А. Артемов, С. А. Чепинский, А. А. Бобцов. – 2-е
изд., испр. и доп. – Санкт-Петербург : Лань, 2022. – 108 с. –
4.

Новые механизмы робототехнических и измерительных систем /А. К.

Алешин, Д. С. Бузорина, С. С. Гаврюшин [и др.] ; под ред. В. А. Глазунова, С. В. Хейло. –
Москва : Техносфера, 2022. – 244 с.
5.

Образовательная

робототехника

учебно-воспитательном

процессе

начальной школы : учебно-методическое пособие: направления подготовки 44.03.01
Педагогическое

образование,

направленность

Педагогическое

образование

(с

двумя

"Начальное

профилями

образование",

подготовки),

44.03.05

направленность

"Дошкольное образование и Начальное образование" / Н. В. Абрамовских, А. Т. Асланова,
Л. Б. Лапина, В. Л. Синебрюхова. – Сургут : Сургутский государственный педагогический
университет, 2022. – 107 с.
6.

Системы автоматизации и интеллектуальное управление роботами :

лабораторный практикум / В. А. Погонин, И. А. Елизаров, А. С. Егоров [и др.]. –Тамбов :
Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2022. – 82 с.
7.

Старовойтов

Е.

И.

Управление

мобильными

роботами

робототехническими системами : учебник / Е. И. Старовойтов. – Москва : КноРус, 2024. –
263 с.
8.

Сырямкин, В. И. Информационные устройства и системы в робототехнике и

мехатронике : учебное пособие для вузов / В. И. Сырямкин. – 3-е изд., стер. – СанктПетербург : Лань, 2023. – 532 с.
9.

Готлиб Б. М. Введение в специальность «Мехатроника и робототехника»:

курс лекций / Б. М. Готлиб, А. А. Вакалюк. — Екатеринбург: УрГУПС, 2012. — 134 с.
10.

Крейг Д. Введение в робототехнику. Механика и управление // Изд-во

«Институт компьютерных исследований», 2013. — 564 с.
11.

Осин А. В. Мультимедиа в образовании: контекст информатизации / А. В.

Осин. — М.: Агентство «Издательский сервис», 2004. – 320 с.
12.

Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными

роботами: учебник для вузов // 2-е изд., исправ. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 2004. — 480 с.
13.

Старикова Л. Д. Методика профессионального обучения [Текст]: практикум

/ Л. Д. Старикова, Ю. С. Касьянова. — Екатеринбург: изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та,
2013. — 131 с.
26

14.

Филиппов С. А. Робототехника для детей и родителей [Текст]: учеб.

пособие / С. А. Филиппов. — СПб.: Наука, 2013. – 319 с.
15.

Юревич Е. И. Основы робототехники [Текст] / Е. И. Юревич. — 2-е изд.,

перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 416 с.
16.

Козырев Юрий, «Применение промышленных роботов», ISBN: 978-5-406-

02859-9
17.

Справочник по промышленной робототехнике т.1 / Под ред. Ш. Нофа — М.:

Машиностроение, 1989. — 480 с.
18.

Бурдаков С.Ф., Дьяченко В. А., Тимофеев А. Н. Проектирование

манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов — М.: Высшая
школа, 1986. — 264 с.
19.

Шахинпур М. Курс робототехники: учебник для вузов / Под ред. С.

Л. Зенкевича — М.: Мир, 1990. — 527 с.
20.

Воротников С.А. Информационные устройства робототехнических систем

— М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. — 384 с.
21.

Пупков К. А., Коньков В. Г. Интеллектуальные системы — М.: Изд-во

МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003.
22.

Математическое моделирование систем приводов роботов с древовидной

кинематической структурой: учебное пособие для вузов / Д. Б. Кулаков и др. — М.: Издво «Рудомино», 2008. — 64 с
23.

Виктор Петин «Проекты с использованием контроллера Arduino», СПб.:

БХВ-Петербург, 2015. – 130 с.
24.

Саймон Монк «Программируем Arduino. Основы работы со скетчами», СПб.:

БХВ-Петербург, 2017. – 272 с.
25.

Джереми Блум «Изучаем Arduino. Инструменты и методы технического

волшебства», СПб.: БХВ-Петербург, 2015. – 336 с.
26.

Майкл

Предко

«123

эксперимента

по

робототехнике»,

М.: НТ Пресс, 2007. – 544 с.
27.

Джон Бейктал «Конструируем роботов на Arduino. Первые шаги»,

Лаборатория знаний, 2019 г. – 320 с.
28.

Том Иго. Arduino, датчики и сети для связи устройств. СПб.: БХВ-

Петербург, 2015. – 544 с.
29.

Петин В. В., Биняковский А.А. Практическая энциклопедия Arduino, М.:

ДМК Пресс, 2016. – 152 с.
27

30.

Липпман Стенли, Лажойе Жози, Му Барбара. Язык программирования C++.

Базовый курс, 5-е издание, М.: Вильямс, 2017. – 1120 с.
31.

Макаров С. Л. Arduino Uno и Raspberry Pi 3: от схемотехники к интернету

вещей. М.: ДМК Пресс, 2018. — 202 с.
Электронные ресурсы:
1.

Жертвы роботов.

URL: https://hi-news.ru/robots/10-sluchaev-srobotami-ubivshimi-lyudej.html
2.

Каталог

промышленных

роботов.

URL: http://robotrends.ru/ robopedia/promyshlennye-roboty.
3.

Национальная

ассоциация

участников

рынка

робототехники.

URL: http://www.robotunion.ru/ru/
4.

Библиотека МГТУ им. Н. Э. Баумана. URL: http://library.bmstu.ru/

Образовательный портал о роботах: https://robo-sapiens.ru/

Программирование Ардуино. URL: http://www.http://arduino.ru/

Теоретический материал по работе с датчиками компании «Амперка»

URL: http://wiki.amperka.ru/
1.
Основы
разработки
на
C++:
белый
пояс.
URL: https://www.coursera. org/learn/c-plus-plus-white
Введение в программирование (C++). URL: https://stepik.org
2.
3.
Переменные, типы переменных, объявление переменных, константы URL:
https://myrobot.ru/stepbystep/pr_variables.php
4.
Программирование Ардуино. URL: http://www.http://arduino.ru/
5.
Курс «Arduino для начинающих». URL: http://edurobots.ru/kurs-arduino-dlyanachinayushhix
6.
Arduino Products. URL: https://www.arduino.cc/en/Main/Products/

Приложение №1
Диагностическая карта оценки результатов освоения программы
Год обучения_________________________________________________________________________________________________________
Номер группы________________________________________________________________________________________________________
Квантум_____________________________________________________________________________________________________________
ФИО инструктора____________________________________________________________________________________________________
Н – низкий уровень, С – средний уровень, В – высокий уровень
ФИО
обучающихся

Входной мониторинг
(сроки проведения)
Soft-компетенции

К
о
м
м
у
н
и
к
а
ц
и
и

К
р
и
т
и
ч
е
с
к
о
е
м
ы
ш
л
е
н
и
е

К
р
е
а
т
и
в
н
о
е
м
ы
ш
л
е
н
и
е

Р
а
б
о
т
а
в
к
о
м
а
н
д
е

Т
в
о
р
ч
е
с
к
а
я
а
к
т
и
в
н
о
с
т

Hardкомпетен
ции
Т
е
о
р
Пр
ак
е
ти
т
че
и
ск
ч
ие
е
ум
с
ен
к
ия
а
и
я
на
вы
п
ки
о
д
г
о

Промежуточный мониторинг
(сроки проведения)
Soft-компетенции
Hardкомпете
нции
К
Т
Т
К
р
в
е
р
П
и
Р
о
о
е
ра
а
т
р
р
а
кт
К
б
и
ч
е
о
т
ич
о
ч
е
т
и
м
ес
т
е
с
и
м
в
ки
а
с
к
ч
н
у
е
в
к
а
е
о
н
у
о
я
с
и
е
м
к
е
а
к
м
к
ен
о
к
а
а
ы
ия
м
м
т
я
ц
ш
и
а
ы
и
л
и
на
н
ш
в
п
е
и
в
д
л
н
о
н
ы
е
е
о
д
и
ки
н
с
г
е
и
т
о

Итоговый мониторинг
(сроки проведения)
Soft-компетенции
Hardкомпетен
ции
Т
К
Т
К
е
р
в
р
о
и
Р
о
е
а
р
т
р
а
Пр
К
б
е
и
ч
акт
о
т
о
т
ч
е
ич
м
и
т
и
е
с
еск
м
в
а
ч
с
к
ие
у
н
в
е
к
а
ум
н
о
с
о
я
ен
и
е
к
к
е
а
ия
к
м
о
к
а
м
и
а
ы
м
т
я
ы
на
ц
ш
а
и
ш
вы
и
л
н
в
п
л
ки
и
е
д
н
о
е
н
е
о
д
н
и
с
г
и
е
т
о
е
29

т
о
в
к
а