Рабочая программа внеурочной деятельности «Юный конструктор. Arduino»

Муниципальное бюджетное образовательное  учреждение

г. Иркутска средняя общеобразовательная школа

с углубленным изучением отдельных предметов № 14

Утверждаю: Директор МБОУ г. Иркутска СОШ с углубленным изучением отдельных предметов  №14 __________________ «___»__________ 2018 г.	Согласовано: Зам. директора по НМР  ___________________ «____» __________ 2018 г.	Рассмотрено на заседании МО Протокол № _от «__» ___2018г Руководитель МО ________________  __________ фамилия, инициалы                                 подпись

Рабочая программа

внеурочной деятельности

«Юный конструктор. Arduino»

6а класс

2ч в неделю)

                                                 Учитель математики: Боннет С.А.                                                                                                                                                                                        (должность)                        (ФИО)              

         Высшая     категория

Иркутск

2018/2019 учебный год

Пояснительная записка

Среда обитания современного человека насыщена разнообразными электронными устройствами. Которые будут в дальнейшем развиваться и совершенствоваться. Другая сторона этого явления – упрощение самого процесса создания электронного устройства.  Благодаря накопленным разработкам, он может быть настолько простым, что с ним правится даже ребенок. В частности, такую возможность предоставляет вычислительная платформа Ардуино. На базе этой платформы ученики могут конструировать и программировать модели электронных управляемых систем, не вдаваясь в сложные вопросы схемотехники и программирования на низком уровне. Причем эта уникальная инженерно-конструкторская среда имеет низкий порог вхождения и и не имеет потолка.

Создание управляемых устройств на базе вычислительной платформы  Ардуино дает возможность ученику освоить основные приемы конструирования и программирования управляемых электронных устройств и получить необходимые знания и навыки для дальнейшей самореализации в области инженерии, изобретательства, информационных технологий и программирования.

Учебный курс « Основы программируемой микроэлектроники. Создание управляемых устройств на базе вычислительной платформы Ардуино» входит в образовательную область «информатики». Он включает 64 аудиторных занятий.

Целесообразность этого курса определяется:

·        Востребованность специалистов в области программируемой микроэлектроники в современном мире

·        Возможность развивать и применять на практике знания, полученные на уроках математики, информатики.

·        Возможностью предоставить ученику образовательную среду, развивающую его творческие способности и амбиции, формирующую интерес к обучению, поддерживающую самостоятельность в поиске и принятии решений.

            Требования к уровню подготовки учащихся

Задачи курса рассматриваются на трух уровнях:

Первый уровень – репродуктивный (ученик понимает, может воспроизвести )

Второй уровень – « интерпретация» (ученик понимает, может применить с изменениями в похожей ситуации)

Третий уровень – «изобретение» (ученик может самостоятельно спроектировать, сконструировать и запрограммировать устройство, решающее поставленную перед ним практическую задачу)

 Первый уровень: на базе Ардуино с использованием макетной платы и набора электронных элементов научить учащихся

·        Понимать заданные схемы электронных устройств и воспроизводить их на макетной плате

·        Понимать назначение элементов и их функций

·        Понимать правила соединения деталей в единую электрическую цепь

·        Понимать ограничения и правила техники безопасности функционирования цепи

·        Понимать написанный программой код управления устройством, вносить незначительные изменения, не затрагивающие структуру программ (например, значение констант)

·        Записывать отлаженный программный код на плату Ардуино, наблюдать и анализировать результат работы

·        Использовать монитор последовательного порта для отладки программы, наблюдение за показателями датчиков и изменением значений переменных

Второй уровень: на базе Ардуино с использованием макетной платы и набора электронных элементов научить учащихся

·        Понимать заданные схемы электронных устройств и воспроизводить их на макетной плате

·        Модифицировать заданные схемы для измененных условий задачи

·        Понимать написанный программный код управления устройством и модифицировать его для измененных условий задачи

·        Самостоятельно отлаживать программный код, используя, в частности, такие средства как мониторинг показаний датчиков, значений переменных и т.п.

·        Записывать отлаженный программный код на плату Ардуино, наблюдать и анализировать результат работы, самостоятельно находить ошибки и исправлять их

Третий уровень предполагает достижение результатов второго уровня, кроме того, умение учащихся самостоятельно проектировать, конструировать и программировать устройство, которое решает практическую задачу, сформулированную учителем или самостоятельно.

Основной формой обучения является практическая работа, которая выполняется малыми  (2 человека) группами. Для работы необходим персональный компьютер, установленное программное обеспечение, контроллер  Arduino Uno  или его клон, набор деталей.

Диагностика уровня усвоения материала осуществляется:

·        По результатам выполнения учащимися практических заданий на каждом уроке

·        По результатам конкурсных работ в конце учебного года.

Поурочное планирование. Содержание курса

Дата	Тема	Количество часов
		теория	практика	всего
1 неделя	Вводное занятие. Знакомство с набором «Ардуино Z» Практика: №1маячок	1	1	2
2 неделя	Теория .Знакомство с электричеством Практика: №2 маячок с нарастающей яркостью	1	1	2
3 неделя	Теория .  Знакомство с понятием схемы. Практика: №3 светильник с управляемой яркостью	1	1	2
4 неделя	Теория. Основные законы электричества. Практика: №4 терменвокс (пищалка)	1	1	2
5 неделя	Теория. Управление электричеством Практика: №5 ночной светильник	1	1	2
6 неделя	Теория. Сбор схем. Особенности макетной платы. Практика: №6 пульсар	1	1	2
7 неделя	Теория. Понятие резистора. Практика: №7 бегущий огонек	1	1	2
8 неделя	Теория. Понятие напряжения. Практика: Миксер	1	1	2
9 неделя	Теория. Делитель напряжения Практика: №9 мерзкое пианино	1	1	2
10 неделя	Теория. Диод Практика: №10 кнопочный переключатель	1	1	2
11 неделя	Теория. Светодиод Практика: №11 светильник с кнопочным управлением	1	1	2
12 неделя	Теория.  Светодиодные сборки Практика: №12 кнопочные ковбои	1	1	2
13  неделя	Теория. Тактовая кнопка Практика: №13 секундомер	1	1	2
14 неделя	Теория. Биполярный транзистор Практика: №14 счетчик нажатий	1	1	2
15 неделя	Теория. Полевой транзистор Практика: №15 комнатный термометр	1	1	2
16 неделя	Теория. Широтно-импульсная модуляция Практика: №16 метеостанция	1	1	2
17 неделя	Теория. Конденсатор Практика: №17 пантограф	1	1	2
18 неделя	Теория. Пьезодинамик Практика: №18 тестер батареек	1	1	2
19 неделя	Теория. Мотор Практика: №19 светильник, управляемый по USB	1	1	2
20 неделя	Теория. Сервопривод Практика: №20 перетягивание каната	1	1	2
21 неделя	Теория. Микросхема Практика: №21 собираем и программируем простой светофор	1	1	2
22 неделя	Теория. Сдвиговый регистор Практика: №22 собираем и программируем парный светофор для машин и пешеходов	1	1	2
23 неделя	Теория. Триггер Шмитта Практика: №23 собираем и программируем бегущие огни	1	1	2
24 неделя	Теория. Язык программирования Практика: №24 программируем мелодию	1	1	2
25 неделя	Теория. Структуры программы  для Arduino Практика: №25 собираем и программируем пожарную сигнализацию, реагирующую на температуру	1	1	2
26 неделя	Теория. Константы, переменные и арифметика Практика: №26 собираем и программируем систему автоматического освещения	1	1	2
27 неделя	Теория Константы, переменные и арифметика Практика: №27 подключаем  и программируем датчик дистанции	1	1	2
28 неделя	Теория Константы, переменные и арифметика Практика: №28 собираем и программируем сигнализацию	1	1	2
29 неделя	Теория. Логические переменные, выражения if, ветвление Практика: №29 платы расширения для Arduino.  MotorShield.	1	1	2
30 неделя	Теория. Логические переменные, выражения if, ветвление Практика: №30 сборка модели колесного робота	1	1	2
32 неделя	Теория. Логические переменные, выражения if, ветвление Практика: №31 работа над проектом на базе колесных роботов	1	1	2
33-34 неделя	Практика: №32 защита проекта. Мой робот.	1	1	2
	Итого			64

Список рекомендуемой литературы

1)    amperka.ru/m.zip

2)    Платт Ч.Электроника для начинающих – http:// amperka.ru/product/platt-book

3)    Конспект хакера. 20 мини проектов

4)    Стивен Прата. Язык программирования. Лекции и упражнения