ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая программа) разработана в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами:

-          Федеральный закон № 273-ФЗ от 29.12.2012 года «Об образовании Российской Федерации».

-          Конвенция о правах ребенка.

-          Приказ Министерства просвещения РФ от 09 ноября 2018 г. №196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам».

-          Концепция развития дополнительного образования и молодежной политики в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре.

-          Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ (Минобрнауки РФ ФГАУ «ФИРО» г. Москва, 2015 г.).

-          Постановление от 28.09.2020г. №28 «Об утверждении СанПиН 2.4.3648-20 (Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей).

-          Целевая модель развития региональных систем дополнительного образования, утверждённая приказом Министерства просвещения РФ от 03.09.2019г. №467.

-          Типовая модель «Социос» (Москва. 2020) в рамках нацпроекта «Образование» (Федеральный проект «Успех каждого ребёнка»).

Данная программа  имеет техническую направленность и предполагает дополнительное образование детей в области современных и инновационных направлений в малой беспилотной авиации.

Занимаясь по данной программе, обучающиеся получат знания и умения, которые позволят им понять основы устройства беспилотного летательного аппарата, принципы работы всех его систем и их взаимодействия.

Актуальность программы обусловлена требованиями общества на воспитание технически грамотных специалистов в области аэротехнологий. В последние годы значительно увеличился интерес к аэротехнологиям, принципам проектирования беспилотных летательных средств, основам пилотирования, аэросъёмки, программированию полётной микроэлектроники. В связи с ростом возможностей и повышения доступности дронов, их потенциал использования в разных сферах жизнедеятельности человека стремительно растет. Это создает необходимость в популяризации такой профессии, как оператор беспилотных авиационных систем. В связи с этим перед дополнительным образованием стоит цель: привлечь обучающихся к занятиям по аэротехнологиям.

Содержание данной программы интегрирует в себе достижения современных и инновационных направлений в малой беспилотной авиации. По итогам обучения обучающиеся должны освоить компетенции, позволяющие им понять основы устройства беспилотного летательного аппарата, принципы работы всех его систем и их взаимодействия. Необходимость разработки и внедрения предлагаемой программы в образовательный процесс основана на использовании проектного подхода в работе с группой учащихся. Даже если масштаб решаемой задачи незначителен, а роли и соотношения вложенных усилий могут разниться, но многогранность совместной проектной работы подразумевает коллективное творчество. Это отличный способ научить школьников взаимодействовать конструктивно и с пользой, обеспечить освоение основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности, развить у обучающихся умений планирования деятельности, сотрудничества, презентации и самооценивания результатов учебной деятельности.

Благодаря росту возможностей и повышению доступности дронов, потенциал использования их в разных сферах экономики стремительно растёт. Это создало необходимость в новой профессии: оператор беспилотных авиационных систем.

Цель:  содействовать формированию у детей компетенций, необходимых для работы с беспилотными авиационными системами, к инженерной и изобретательской деятельности и современным технологиям производства.

Задачи:

-   Развитие у детей воображения, пространственного мышления, воспитание интереса к технике и технологиям.

-   Воспитание трудолюбия, развития трудовых умений и навыков, расширение политехнического кругозора, умения планировать работу по реализации замысла, предвидеть результат и достигать его, при необходимости вносить коррективы в первоначальный замысел.

-   Повышение сенсорной чувствительности, развитие мелкой моторики и синхронизации работы обеих рук за счет обучения пилотирования и аэросъемки с беспилотных летательных аппаратов.

-   Ознакомления детей с духом научно-технического соревнования, развитие умения планировать свои действия с учетом фактора времени в обстановке с элементами конкуренции.

-   Обучение детей проектированию, сборке и программированию беспилотных летательных аппаратов,

-   использованию современных средств автоматического контроля и управления для создания интеллектуальных БАС.

-   Выработка навыков пилотирования беспилотных летательных аппаратов, совершенствование знаний основных принципов механики и аэродинамики; навыков пилотирования беспилотных летательных аппаратов на практике.

-   Самореализация личности обучающегося.

-   Развитие творческих способностей обучающегося.

Адресат программы. Программа предназначена детям от 7 до 17 лет, без ограничений возможностей здоровья, проявляющих интерес к аэротехнолгиям. Количество обучающихся в группе - 10-15 человек.

При организации учебных занятий используются следующие методы обучения:

По внешним признакам деятельности педагога и учащихся:

-          словесный - беседа, лекция, обсуждение, рассказ, анализ;

-          наглядный - показ, просмотр видеофильмов и презентаций;

-          практический - самостоятельное выполнение заданий.

По степени активности познавательной деятельности учащихся:

-          объяснительно-иллюстративные - учащиеся воспринимают и усваивают готовую информацию;

-          репродуктивный- учащиеся воспроизводят полученные знания и освоенные способы деятельности;

-          исследовательский - овладение учащимися методами научного познания, самостоятельной творческой работы.

По логичности подхода:

-          аналитический - анализ этапов выполнения заданий.

По критерию степени самостоятельности и творчества в

деятельности учащихся:

-          частично-поисковый - учащиеся участвуют в коллективном поиске в процессе решения поставленных задач, выполнении заданий досуговой части программы.

Возможные формы проведения занятий:

-          на этапе изучения нового материала - лекция, объяснение, рассказ, демонстрация, игра;

-          на этапе практической деятельности - беседа, дискуссия, практическая работа;

-          на этапе освоения навыков - творческое задание;

-          на этапе проверки полученных знаний - публичное выступление с демонстрацией результатов работы, дискуссия, рефлексия.

Рекомендуемые методы проведения занятий:

-          метод проблемного обучения;

-          метод дизайн-мышления;

-          метод проектной деятельности.

Программа рассчитана на 38 учебных недель, что составляет 148 часов в год.

Режим занятий: занятия проводятся 2 раза в неделю по 2 академических часа.

Программа состоит из одного модуля, двух разделов:

Модуль «Аэроквантум»:

Раздел 1. «Мультикоптер»;

Раздел 2. «Самолет».

В разделе «Мультикоптер» обучающиеся познакомятся с беспилотными летательными аппаратами, способами программирования. Также, раздел включает в себя изучение аэродинамики, программирования и схемы сборки. На практике обучающиеся с помощью симулятора полета обучаться навыкам пилотирования, научатся запускать летательные аппараты (квадрокоптер). По итогам учащиеся подготовят проект.

Раздел «Самолет» изучает основы аэродинамики, возможность пилотирования самолета. Так в рамках данного модуля обучающиеся более подробнее познакомятся с чертежами авиамоделей, и сбор авиамоделей по ним.

Участники данного модуля будут решать различные задачи, а также развивать коммуникативные способности при работе в команде.

Обучение по программе «Аэрополеты» предполагает освоение навыков учебно-исследовательской, проектной и социальной деятельности, при выполнении проектов и участии в конкурсах, конференциях, чемпионатах и олимпиадах.

Программа ориентирована на следующие принципы:

-                               принцип доступности и последовательности (предполагает«построение» учебного процесса от простого к сложному);

-                               принцип научности (основывается на современных научных достижениях в области технологической культуры);

-                               принцип наглядности (использование наглядных и дидактических пособий, технических и электронных средств обучения);

-                               принцип связи теории  с практикой (сочетание теоретических знаний, практических умений и навыков в учебном процессе);

-                               принцип индивидуализации программы (максимально учитывается характерологические особенности каждого учащегося);

-                               принцип результативности (описание результатов деятельности учеников, мотивация на результат деятельности каждого учащегося);

-                               принцип актуальности  (максимальная  приближённость  содержания программы к реальным условиям жизни и деятельности учащихся);

-                               принцип межпредметности (это связи с информатикой при изучении компьютерной графики и подготовки презентационных материалов, с историей, искусством и черчением при выполнении творческих проектов).

В основе программы лежит системно - деятельностный подход, который обеспечивает:

-                              формирование готовности учащихся к саморазвитию и непрерывному образованию;

-                              активную учебно-познавательную деятельность учащихся;

-                              построение образовательного процесса с учётом индивидуальных, возрастных, психологических, физиологических особенностей и здоровья учащихся.

Используемые методы и формы: дискуссии, теоретические и практические занятия, соревнования, тестирования, экскурсии, игра, мастер-класс, выставка, конкурсы, деловая игра, мозговой штурм и др.

Программа предполагает использование и реализацию таких форм организации материала, которые допускают освоение специализированных знаний и языка, гарантированно обеспечивающих трансляцию общей и целостной картины в рамках содержательно-тематическогонаправления«Аэроквантум» и соответствует базовому уровню.

Ожидаемые результаты:

Личностные результаты:

-          критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;

-          осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;

-          развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных заданий проблемного и эвристического характера;

-          развитие внимательности, настойчивости, целеустремленности, умения преодолевать трудности;

-          развитие самостоятельности суждений, независимости и нестандартности мышления;

-          воспитание чувства справедливости, ответственности;

-          формирование профессионального самоопределения, ознакомление с миром профессий, связанные с аэротехнологиями;

-          формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению, мировоззрению, культур;

-          освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной жизни в группах и сообществах;

-          формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками.

Метапредметные результаты:

Регулятивные универсальные учебные действия:

-          умение принимать и сохранять учебную задачу;

-          умение планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;

-          умение ставить цель (создание творческой работы), планировать достижение этой цели;

-          умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;

-          способность адекватно воспринимать оценку учителя и сверстников;

-          умение различать способ и результат действия;

-          умение вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи на основе ее оценки и учета характера сделанных ошибок;

-          умение в сотрудничестве ставить новые учебные задачи;

-          способность проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

-          умение осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;

-          умение оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Предметные результаты:

-          умение пилотирования беспилотным летательным аппаратом;

-          умение  взаимодействовать (коммуникативные и организаторские способности) с другими обучающимися и педагогами, применяя знания, предметаобществознание;

-          освоение учениками аэродинамики;

-          навыки работы с паяльником;

-          освоение микроэлектроники;

-          освоение программирования микроконтроллеров;

-          уметь пользоваться инструментами иматериалами;

-          развитие умений применять технологии представления, преобразования и использования информации, оцениватьвозможности иобластиприменениясредств   иинструментов ИКТ;

-          формирование культуры труда, уважительного отношения к труду и результатам труда, самостоятельности, ответственного отношения к профессиональномусамоопределению;

-          овладение способами работы с информацией и технологической документацией; работа с операционными картами и техническимзаданием;

-          приобретение опыта организовывать рабочее место согласно требованиям ОТ, ТБ и ППБ.

Формы аттестации обучающихся

Контроль осуществляется в следующих формах: смотр работ, рефлексия, опрос, тестирование, участие в соревнованиях, защита проекта.

Система контроля включает в себя разные виды контроля: входной, текущий, промежуточный и итоговый.

Входной контроль проводится с целью выявления знаний учащихся. Данный вид контроля выполняет роль «нулевой отметки», которая позволяет определить эффективность процесса обучения.

Текущий контроль результатов предназначен для определения текущего уровня сформированности знаний и умений и осуществляется во время проведения практических занятий,тестирования.

Промежуточный контроль. Для оценки результатов используются различные виды контрольных и проверочных работ – как письменных, так и устных, – которые проводятся в учебное время и имеют целью оценить уровень и качество всего комплекса учебных задач по изученному блоку или разделу.

Итоговый контроль осуществляется в конце каждого учебного года (защита творческого проекта. Участие в соревнованиях).

Диагностические процедуры для определения соответствия уровня мотивации, знаний и компетентностей обучающегося требованиям, заявленным в программе

Для определения уровня мотивации, компетенций применяются тесты, опросники и другие измерительные материалы.

Уровень знаний учащихся определяется по результатам самостоятельных и контрольных работ, в ходе выполнения практических работ.

Описание материально-технического обеспечения программы

1.   Оборудование:

-      квадрокоптер;

-      беспилотный самолет;

-      мобильный класс (ноутбуки);

-      проектор, экран;

-      магнитная доска;

-      3D принтер.

2.   Программное обеспечение: Компас 3D, PhoenixRC.

Образовательные форматы, в которые будут погружены обучающиеся: компьютерный практикум, лабораторные работы, исследования, проблемная дискуссия, проектная сессия, деловые и ролевые игры, лекция, беседа, видео занятия, индивидуальная работа, конкурсы, групповая дискуссия, защита идеи-проекта, мастер-классы. Роль педагога дополнительного образования состоит в небольшом по времени объяснении нового материала и постановке проблемной  задачи, а затем тьюторского сопровождения и консультировании обучающихся в процессе выполнения ими практической работы.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО СОСТАВА

Педагог, реализующий дополнительную общеобразовательную общеразвивающую программу: Новоселов Андрей Михайлович, педагог дополнительного образования.

Стаж работы – 30 лет, Образование – высшее педагогическое , квалификационная категория- высшая.

Должностные обязанности в рамках реализации дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе:

-          реализация дополнительной программы;

-          разработка и внедрение в образовательный процесс новых дидактических разработок;

-          побуждение обучающихся к самостоятельной работе, творческой деятельности;

-          информационное сопровождение обучающихся при выполнении и защите творческих проектов.

Учебный план

Календарный учебный график (Приложение)

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Содержание программы модуля

Тема 1. Основы теории полета. Простейшие авиамодели.

Теория. Основы теории полета. Простейшие авиамодели. Основы конструирования. Двигатели летающих моделей. Основы электричества. Литий-полимерные аккумуляторы.

Практика. Основы автоматического управления (программирование) и электроника. Технология пайки. Инструктаж ТБ.

Тема 2.. Принципы управления и строение мультикоптера.

Теория. Общие характеристики мультикоптера.  Принципы управления и строение мультикоптера. Основы теории полета.

Практика. Полёты на симуляторе мультикоптера. Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера и аппаратуры управления.

Тема 3. Полёты на симуляторе мультикоптера. Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера и аппаратуры управления.

Теория. Основные правила полетов мультикоптера.

Практика. Полёты на симуляторе мультикоптера. Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера и аппаратуры управления.

Тема 4. Бесколлекторные двигатели и регуляторы их хода. Платы разводки питания. Установка ESC, BEC и силовой части на квадракоптера. Основы настройки полётного контроллера с помощью компьютера. Настройка аппаратуры управления.

Теория. Платы разводки питания. Основы настройки полётного контроллера с помощью компьютера. Настройка аппаратуры управления.

Практика. Установка ESC, BEC и силовой части на квадракоптера.

Тема 5. Первые учебные полёты: «взлёт/посадка», «удержание на заданной высоте», перемещения «вперед-назад», «влево-вправо». Разбор аварийных ситуаций.

Теория. Основы теории полета. Полёты на симуляторе мультикоптера.

Практика. Первые учебные полёты: «взлёт/посадка», «удержание на заданной высоте», перемещения «вперед-назад», «влево-вправо». Разбор аварийных ситуаций.

Тема 6. Принципы создания инженерной проектной работы.

Теория. Принципы создания инженерной проектной работы.

Практика. Основы настройки полётного контроллера с помощью компьютера. Настройка Аппаратуры управления.

Тема 7. Основы аэродинамики. Подъёмная сила. Крыло и его характеристики. Силы, действующие на самолёт в полёте. Полёты на симуляторе мультикоптера.

Теория. Основы аэродинамики. Подъёмная сила. Подъёмная сила. Крыло и его характеристики. Силы, действующие на самолёт в полёте

Практика. Крыло и его характеристики. Силы, действующие на самолёт в полёте.

Тема 8. Работа в группах над инженерным проектом «Беспилотная авиационная система».

Теория. Особенности подготовки презентации собственной проектной работы.

Практика. Работа в группах над инженерным проектом «Беспилотная авиационная система». Подготовка презентации собственной проектной работы.

Тема 9. Сборка и монтаж моделей

Теория. Особенности сборки и монтажа моделей

Практика. Изготовление элеронов. Сборка крыла. Монтаж стабилизатора. Монтаж крыла. Монтаж рулевых поверхностей. Отделка модели. Монтаж силовой установки. Монтаж сервоприводов. Регулировка системы управления.

Тема 10. Выполнение полётов: «точная посадка на удаленную точку», «коробочка», «челнок», «восьмерка», «змейка», «облет по кругу».

Теория. Особенности выполнения полетов.

Практика. Выполнение полётов: «точная посадка на удаленную точку», «коробочка», «челнок», «восьмерка», «змейка», «облет по кругу».

Список литературы

1.     Абельсон X., Сассман Д. Структура и интерпретация компьютерных программ. - М.: Добросвет КДУ, 2018. - 608 с.

2.      Бейктал Д. Конструируем роботов на Arduino. Первые шаги. - М.: Лаборатория знаний, 2016. - 320 с.

3.      Белиовская Л.Г. Использование LEGO-роботов в инженерных проектах школьников. Отраслевой подход / Л. Г. Белиовская, Н.А. Белиовский. - М.: ДМК Пресс, 2016.- 88 с.

4.      Белиовская Л.Г. Узнайте, как программировать на Lab VIEW. Учебник. — М.: ДМК Пресс, 2017.- 140 с.

5.      Блум Д. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства. - СПб.: БХВ-Петербург, 2018. - 336 с.

6.      Бонами Д. Английский язык для будущих инженеров. Учебное пособие. - М.: ООО «Издательство Астрель», 2003. - 320 с.

7.      Грингард С. Интернет вещей: будущее уже здесь. - М.: Альпина Паблишер,

2017.       - 188 с.

8.      Интернет-предпринимательство. 10-11 классы: учебное пособие. - М.: Просвещение, 2019.-238 с.

9.      Каку М. Физика невозможного. - М.: Альпина нон-фикшн, 2018. - 450 с. Ю.Керриган Б., Ритчи Д. Язык программирования С. -М.: ООО «И.Д.Вильямс»,

2018.       -288 с.

11 .Киселёв М.М. Робототехника в примерах и задачах. Курс программирования механизмов и роботов. —М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2017.- 136 с.

12.      Кнут Д. Искусство программирования. Том 1. Основные алгоритмы. - М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2018. - 720 с.

13.      Конспект хакера. 20 мини-проектов; Руководство, с которым можно в кратчайшие сроки опробовать в действии большую часть функций Arduino. - М.: Издательство Амперка, 2018. - 84 с.

14.      Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. Алгоритмы: построение и анализ. - СПб.: ООО «И.Д. Вильямс», 2018. - 1328 с.

15.      Крейг Д. Введение в робототехнику. Механика и управление. - Ижевск: «Ижевский институт компьютерных исследований», 2013. - 543 с.

16.      Кукалёв С.В. Правила творческого мышления или Тайны пружины ТРИЗ: учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2014. - 416 с.

17.      Липпман      С.Б., Лажойе Ж., Му Б.Э. Язык программирования

C++. Базовый курс. - М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2018. - 1120 с.

18.      Макконелл С. Совершенный код. Мастер-класс. - СПб.: БХВ, 2018. - 896 с.

19.      Маркировка электронных компонентов. Определитель / А.А. Бахметьев, В.Б. Ежов, И.С. Кирюхин, А.В. Перебаскин, В.М. Халикеев. - 14-е изд., - М.: ДМК Пресс, 2016. - 368 с.

20.       Мартин Р. Чистый код: создание, анализ и рефракторинг. Библиотека программиста. - СПб.: Питер, 2017. - 464 с.

21.       Мобильные роботы: робот-колесо и робот-шар. /Сборник работ/. - Ижевск: «Ижевский институт компьютерных исследований», 2013. - 532 с.

22.       Монк С. Электроника. Теория и практика. - СПб.: БХВ-Петербург, 2018. - 1168 с.

23.       Монк С. Практическая электроника: иллюстрированное руководство для ра диолюбителей. - М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2018. - 352 с.

24.0лифер В.Г., Олифер И.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2015. - 944 с.

25.       Перельман Я. Занимательная физика. - СПб.: Азбука, 2018. - 272 с.

26.       Платт Ч. Электроника для начинающих (2-е издание). - Спб.: БХВ- Петербург, 2019. - 416 с.

27.       Ричардсон М., Уоллес Ш. Заводим Raspberry Pi. - М.: ООО «Амперка», 2013. -230 с.

28.       Скарпио М. Двигатели для моделистов: руководство по шаговым двигателям, сервоприводам и другим типам электродвигателей. - СПб.: ООО «Альфа- книга», 2018. - 432 с.

29.       Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino.

-         СПб.: БХВ-Петербург, 2017.-256 с.

30.       Филиппов С.А. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление.

-         М.: Лаборатория знаний, 2018. - 190 с.

31.       Шилдт Г. C# 4.0. Полное руководство. - М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2018, - 1056 с.

32.       Яценков В.С. Твой первый квадрокоптер: теория и практика. - СПб.: БХВ- Петербург, 2017. - 256 с.

Приложение

Календарный учебный график

Скачано с www.znanio.ru