Примерная рабочая программа к модулю и/или учебному курсу «Робототехника». 5–9 классы
Авторы Л. П. Панкратова, Д. Г. Копосов

Пояснительная записка
9 класс

Примерная рабочая программа по робототехнике разработана для обучения школьников, которые используют учебное пособие «Робототехника на платформе Arduino» для 9 класса автора Колосова Д. Г. Общее количество часов — 35 часов. Режим занятий — 1 раз в неделю по 1 часу (45 минут).

Цель: формирование и развитие у обучающихся системы технологических знаний и умений, необходимых для осваивания разнообразных способов и средств работы для создания робототехнических систем.

Задачи

Обучающие

• Познакомить учащихся с основными терминами и понятиями в области робототехники и научить использовать специальную терминологию;

• сформировать представление об основных законах робототехники;

• сформировать первоначальные представления о конструировании роботов;

• познакомить учащихся с основами разработки алгоритмов при создании робототехнических конструкций;

• усовершенствовать или привить навыки сборки и отладки простых робототехнических систем; 

• познакомить с основами визуального языка для программирования роботов;

• систематизировать и/или привить навыки разработки проектов простых робототехнических систем;

• сформировать у школьников базовые представления в сфере инженерной культуры.

Развивающие

• Стимулировать интерес к смежным областям знаний: математике, геометрии, физике, биологии;

• способствовать заинтересованности в самостоятельном расширении кругозора в области конструирования робототехнических систем;

• формировать информационную культуру, умение ориентироваться и работать с разными источниками информации;

• поощрять стремление к применению своего потенциала в поиске оригинальных идей, обнаружении нестандартных решений, развитию творческих способностей;

• развивать способности работы индивидуально и в командах разного качественного и количественного состава группы;

• прививать навыки к анализу и самоанализу при создании робототехнических систем;

• содействовать саморазвитию в формировании успешных личных стратегий коммуникации и развитию компетенций при участии учеников в командной работе;

• развивать интерес учащихся к естественным и точным областям науки;

• развивать нестандартное мышление, а также поисковые навыки в решении прикладных задач;

• развить творческий потенциал подростков и юношества в процессе конструирования и программирования роботов;

• развивать познавательный интерес и мотивацию к учению и выбору инженерных специальностей;

• научить школьников устной и письменной технической речи со всеми присущими ей качествами (простотой, ясностью, наглядностью, полнотой); четко и точно излагать свои мысли и технические замыслы. 

Воспитательные

• Формировать интерес к практическому применению знаний, умений и навыков в повседневной жизни и в дальнейшем обучении;

• поощрять целеустремленность, усердие, настойчивость, оптимизм, веру в свои силы;

• способствовать развитию способности конструктивной оценки и самооценки, выработке критериев оценок и поведенческого отношения к личным и чужим успехам и неудачам;

• подтверждать высокую ценность таких способностей и качеств, как эмоциональная уравновешенность, рассудительность, эмпатия;

• поддерживать представление учащихся о значимости общечеловеческих нравственных ценностей, доброжелательности, сотрудничества;

• укреплять спортивный дух, способность сохранять уважение к соперникам, и преодолевать стресс во время обучения и соревнований;

• прививать культуру организации рабочего места, правила обращения со сложными и опасными инструментами;

• воспитать устойчивый интерес к методам технического моделирования, проектирования, конструирования, программирования.

Ожидаемые результаты

Предметные

Учащиеся:

• будут использовать электронные компоненты: платы управления, платы расширения, электромоторы, сенсоры касания, ультразвуковые и инфракрасные дальномеры;

• будут программировать на языке C++;

• научатся применять основные алгоритмические конструкции для управления техническими устройствами;

• смогут проводить и анализировать конструирование механизмов, простейших роботов, позволяющих решить конкретные задачи (с помощью стандартных простых механизмов, с помощью материального или виртуального конструктора);

• смогут конструировать и моделировать с использованием материальных конструкторов с компьютерным управлением и обратной связью;

• научатся составлению алгоритмов и программ по управлению роботом;

• смогут сформулировать принципы программного управления самодвижущимся роботом;

• смогут получить навыки работы с роботами и электронными устройствами;

• освоят принципы и модифицируют механизм на основе технической документации для получения заданных свойств при решении конкретной задачи;

• овладеют основными терминами робототехники и смогут использовать их при проектировании и конструировании робототехнических систем;

• освоят основные принципы и этапы разработки проектов и смогут самостоятельно и/или с помощью учителя создавать проекты;

• смогут использовать визуальный язык для программирования простых робототехнических систем;

• смогут отлаживать созданных роботов самостоятельно и/ или с помощью учителя;

• смогут рассказать о роботизированных устройствах и их использовании на производстве и в научных исследованиях;

• смогут рассказать о робототехнике как науке о разработке и использовании автоматизированных технических систем;

• научатся программной реализации алгоритмов «движение до препятствия», «следование вдоль линии»;

• смогут объяснить, как информация (данные) представляется в современных компьютерах и робототехнических системах; 

• смогут объяснить влияние ошибок измерений и вычислений на выполнение алгоритмов управления реальными объектами;

• смогут объяснить, как исправить ошибки искажения, возникающие при передаче информации;

• смогут объяснить понятие «управление», привести примеры того, как компьютер управляет различными системами (роботы, станки и др.);

• смогут объяснить примеры алгоритмов управления, разработанных в учебной среде составления программ управления автономными роботами, снимать данные с датчиков, например, с датчиков роботизированных устройств;

• смогут привести примеры использования математического моделирования в современном мире.

Метапредметные

Учащиеся смогут:

• найти практическое применение и связь теоретических знаний, полученных в рамках школьной программы;

• получить практические навыки планирования своей краткосрочной и долгосрочной деятельности;

• выработать стиль работы с ориентацией на достижение запланированных результатов;

• использовать творческие навыки и эффективные приемы для решения простых технических задач;

• использовать на практике знания об устройствах механизмов и умение составлять алгоритмы решения различных задач;

• использовать полученные навыки работы различным инструментом в учебной и повседневной жизни.

Личностные

Учащиеся смогут:

• получить социальный опыт участия в индивидуальных и командных состязаниях;

• найти свои методы и востребованные навыки для продуктивного участия в командной работе; 

• убедиться в ценности взаимовыручки, поддержания доброжелательной обстановки в коллективе;

• научиться использовать навыки критического мышления в процессе работа над проектом, отладки и публичном представлении созданных роботов;

• укрепить и усовершенствовать в себе чувство самоконтроля и ответственности за вверенные ценности;

• развить внимательное и предупредительное отношение к окружающим людям и оборудованию в процессе работы.