Пояснительная записка Программа «Проектирование беспилотных летательных аппаратов» («БПЛА») имеет техническую направленность, в ходе обучения учащиеся приобщаются к инженерно-техническим знаниям в области инновационных технологий, формируют техническое мышление. Беспилотные системы – актуальное направление экономики, промышленности, научных исследований. Осваивая данную программу, учащиеся будут обучаться навыкам востребованных уже в ближайшие десятилетия специальностей, многие из которых включены в Атлас профессий будущего. Практически для каждой перспективной профессии будут полезны знания и навыки, рассматриваемые в программе (3Dмоделирование, программирование систем технического зрения, пилотирования дронов и т.д.). Курс является практико-ориентированным. Программа состоит из теоретической и практической части, направленных на получение учащимися знаний в области проектирования, моделирования, конструирования, программирования, эксплуатации беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и робототехники (навесное оборудование, стабилизированные подвесы, системы наблюдения), нацеливает учащуюся молодежь на осознанный выбор профессии: инженерконструктор, инженер-технолог, проектировщик, программист БЛА, оператор БЛА. Программа является актуальной, так как направлена на популяризацию профессий, связанных в основном с космической и авиационной отраслью. Подготовка обучающихся по профильным техническим дисциплинам и дальнейшая профессиональная ориентация их в секторы инновационных производств, одно из решений для успешной деятельности в аэрокосмическом кластере. Отрасль беспилотных летательных аппаратов (БЛА) является относительно новой. Актуальность беспилотных технологий и робототехники очевидна - это новое слово в науке и технике. Поэтому данный курс предполагает знакомство с технологией БЛА, получение знаний и опыта по конструированию, моделированию и программированию беспилотных летательных аппаратов, обучение применению БЛА. Актуальность данной программы обусловлена инновационной составляющей данного направления как в промышленности, так и подготовке будущих специалистов для управления беспилотными аппаратами. Также полученные на занятиях знания станут для ребят необходимой теоретической и практической основой их дальнейшего участия в техническом творчестве, выборе будущей профессии, в определении жизненного пути. А навыки проектирования, аналитического мышления, опыт в разработке беспилотных систем дадут толчок к интеллектуальному поиску новых решений в инновационных технологиях. Программа разработана в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами: Федеральный закон от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»; Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года (распоряжение Правительства РФ от 31 марта 2022 г. N 678-р); 2 Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 № 196) (в ред. Приказов Минпросвещения РФ от 05.09.2019 N 470, от 30.09.2020 N 533); Приказ Министерства просвещения РФ от 27 июля 2022 г. N 629 “Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам” Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разно уровневые программы) (письмо министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 года № 09-3242); Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи СП 2.4. 3648-20 (постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 г. № 28) Методические рекомендации федерального государственного бюджетного научного учреждения «Институт изучения детства, семьи и воспитания» «Разработка и реализация раздела о воспитании в составе дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы» (2023г.) Методические рекомендации по формированию механизмов обновления содержания, методов и технологий обучения в системе дополнительного образования детей, направленных на повышение качества дополнительного образования детей, в том числе включение компонентов, обеспечивающих формирование функциональной грамотности и компетентностей, связанных с эмоциональным, физическим, интеллектуальным, духовным развитием человека, значимых для вхождения российской федерации в число ведущих стран мира по качеству общего образования, для реализации приоритетных направлений научно-технологического и культурного развития страны (29.09.2023г.). Устав МУ ДО «Центр дополнительного образования городского округа Архангельской области «Котлас». Возможность использования в других образовательных системах: Программа реализуется на базе муниципального учреждения дополнительного образования «Центр дополнительного образования городского округа «Котлас», а также может быть использована в других образовательных учреждениях дополнительного и общего образования. Программа отвечает современным требованиям модернизации системы образования и задевает инновационные направления беспилотных летательных аппаратов. Цель программы - формирование и развитие у обучающихся интеллектуальных и практических компетенций в области создания беспилотных систем, освоение элементов основных предпрофессиональных навыков оператора беспилотных аппаратов. Задачи программы: Обучающие: научить обучающихся самостоятельно выполнять моделирование проекта соответственно техническому замыслу; научить основным принципам пилотирования БПЛА; теоретическая и практическая подготовка детей в области робототехники познакомить с азами программирования систем технического зрения ; 3 научить обучающихся необходимой терминологии, связанной с проектированием и пилотированием БПЛА; способствовать формированию знаний и умений в области аэрокосмической отрасли. Развивающие: Мотивировать к изучению физики, информатики (программирование и автоматизированные системы управления) и математики. Создать условия для развития познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе создания моделей и проектов, образного и технического мышления, мелкой моторики, речь учащихся в процессе анализа проделанной работы; формирование и развитие навыков работы с различными источниками информации, умения самостоятельно искать, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию; формирование трудовых умений и навыков, умение планировать работу по реализации замысла, предвидеть результат и достигать его, при необходимости вносить коррективы в первоначальный замысел; развитие логическое мышление развить умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений; способствовать расширению кругозора в области знаний, связанных с компьютерными и аэрокосмическими технологиями. Воспитательные: воспитывать готовность к саморазвитию в сфере информационных технологий; способствовать формированию потребности к осознанному использованию компьютерных технологий при обучении в школе и в повседневной жизни; воспитывать уважение к своему и чужому труду; воспитывать культуру поведения и культуру общения. воспитание этики групповой работы; воспитание отношений делового сотрудничества, взаимоуважения; развитие основ коммуникативных отношений внутри проектных групп и в коллективе в целом. Отличительные особенности программы: Уровень сложности освоения – стартовый. Программа состоит из теоретической и практической части, направленный на получение учащимися знаний в области проектирования, моделирования, конструирования, программирования, эксплуатации беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и робототехники (навесное оборудование, стабилизированные подвесы, системы наблюдения), нацеливает учащуюся молодежь на осознанный выбор профессии: инженерконструктор, инженер-технолог, проектировщик, программист БЛА, оператор БЛА. 4 классификация; элементы современных гражданских БЛА; системы связи; воздушный кодекс, зонирование территорий; виды современного навесного оборудования; аэромониторинг; аэрофотосъемка. Практические дисциплины: Пилотирование БЛА; конструирование БЛА; программирование БЛА; ремонт и техническое обслуживание БЛА; управление БЛА; передача видеосигнала борт-земля; авиационная робототехника; элементы робототехнического навесного оборудования; аэрофотосъемка с применением стабилизированного подвеса. В процессе изучения и сборки БПЛА, обучающиеся вместе с педагогом могут осуществить глубокую модернизацию моделей по самостоятельным эскизам. Использование системы самостоятельного проектирования активно способствует: развитию воображения, овладению навыками моделирования и конструирования (изобретательство, инженерная эстетика, пространственная ориентация) формированию абстрактного и логического мышления, изучению свойств материалов, и проч. Следует отметить, что занятия положительно влияют на физическое и психологическое состояние учащихся. Так, сборка и тестирование БПЛА происходит с чередованием пребывания в помещении и на открытом воздухе. Сборка БПЛА развивает мелкую моторику, а управление им в воздухе требует от учащихся внимательного наблюдения за удаленным объектом (взгляд вдаль), что способствует снижению общей нагрузки на зрение. Дополнительным преимуществом изучения беспилотных технологий и робототехники является формирование команды единомышленников и ее участие в различных соревнованиях и конкурсных мероприятиях (WorldSkills Russia), что значительно усиливает мотивацию учеников к получению знаний. Программа реализуется на педагогических принципах комплиментарности, вариативности, творческой активности, открытости. Технические дисциплины: Общие понятия аэродинамики; понятия беспилотных летательных аппаратов, Педагогическая целесообразность программы состоит в том, что данная программа позволит выявить заинтересованных обучающихся, проявивших интерес к техническим знаниям в проектировании БПЛА, а также в практическом применении беспилотных технологий.. Практическая значимость: В процессе конструирования беспилотных систем обучающиеся научатся азам 3D-моделирования, микроконтроллерного программирования и управлению дронами. Программа позволяет учащемуся шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире. Осваивая данную программу, учащиеся будут обучаться навыкам востребованных уже в ближайшие десятилетия специальностей, многие из которых включены в Атлас профессий будущего. Практически для каждой перспективной профессии будут полезны знания и навыки, рассматриваемые в программе (3D-моделирование, программирование систем технического зрения, пилотирования дронов и т.д.). Курс является практикоориентированным 5 Адресат программы: Дополнительная общеразвивающая программа «Проектирование беспилотных летательных аппаратов» предназначена для детей в возрасте 12 – 17 лет, без ограничений возможностей здоровья. Вступительных испытаний не предполагает. Для определения уровня развития обучающихся в начале реализации программы проводится диагностика тестовым методом. Программа ориентирована на дополнительное образование учащихся среднего школьного возраста (12 – 17 лет). Особенностью детей этого возраста является то, что в этот период происходит главное в развитии мышления – овладение подростком процессом образования понятий, который ведет к высшей форме интеллектуальной деятельности, новым способам поведения. Функция образования понятий лежит в основе всех интеллектуальных изменений в этом возрасте. Для этого возраста характерно господство детского сообщества над взрослым. Здесь складывается новая социальная ситуация развития. Идеальная форма – то, что ребенок осваивает в этом возрасте, с чем он реально взаимодействует, – это область моральных норм, на основе которых строятся социальные взаимоотношения. Общение со своими сверстниками – ведущий тип деятельности в этом возрасте. Именно здесь осваиваются нормы социального поведения, нормы морали, здесь устанавливаются отношения равенства и уважения друг к другу. Состав группы 10-15 человек. Набор детей в объединение – свободный. Обучение проводится с учетом индивидуальных способностей детей, их уровня знаний и умений. Группа может быть одновозрастной или разновозрастной. Сроки и этапы реализации Программы: Программа рассчитана на 1 год обучения. Общее количество часов - 72 часа в год. Занятия проходят с сентября по май. Режим занятий: Длительность одного занятия составляет 2 часа, периодичность занятий –1 раз в неделю. Форма обучения – очная, возможно применение дистанционных технологий. Формы организации деятельности обучающихся на занятии: фронтальная (беседа, показ, объяснение); групповая выполнение проектов, определенного творческого задания; подготовка и участие в соревнованиях; индивидуальная – работа с одаренными детьми; подготовка к соревнованиям. Основные методы проведения занятий: • Наглядные фото и видеоматериалы по схемотехнике и пилотированию дронов, 3Dмоделированию. • Практическая работа с программами (симуляторами полёта); • Курс работы с 3D принтером. • Инновационные методы (поисково-исследовательский, проектный, игровой). • Решение технических задач, проектная работа. • Познавательные задачи, учебные дискуссии, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д. • Метод стимулирования (участие в конкурсах, поощрение, персональная выставка работ). 6 Практическая работа: Основной тип занятий — практикум. Большинство заданий курса выполняется с помощью персонального компьютера и необходимых программных средств. Доступ в Интернет желателен, но не обязателен. Единицей учебного процесса является модуль (раздел). Каждый такой модуль охватывает изучение отдельной информационной технологии или ее части. В предлагаемой программе количество часов на изучение материала определено для разделов уроков, связанных с изучением основной темы. Внутри модуля разбивка по времени изучения производится педагогом самостоятельно. С учетом регулярного повторения ранее изученных тем темп изучения отдельных разделов определяется субъективными и объективными факторами. Каждая тема программы начинается с постановки задачи — характеристики образовательного продукта, который предстоит создать обучающимся. С этой целью учитель проводит веб-экскурсию, мультимедийную презентацию, комментированный обзор сайтов или демонстрацию слайдов. Изучение нового материала носит сопровождающий характер. Обучающиеся изучают его с целью создания запланированного продукта — 3D-файла, эскиза модели и т.п. Далее проводится тренинг по отработке умений выполнять технические задачи, соответствующие минимальному уровню планируемых результатов обучения. Тренинг переходит в комплексную творческую работу по созданию учениками определенного образовательного продукта, например, эскиза. Такая деятельность ведет к закреплению знаний и служит регулярным индикатором успешности образовательного процесса. Регулярное повторение способствует закреплению изученного материала. Возвращение к ранее изученным темам и использование их при изучении новых тем способствуют устранению весьма распространенного недостатка — формализма в знаниях обучающихся — и формируют их научное мировоззрение. Индивидуальная учебная деятельность сочетается с проектными формами работы по созданию собственного беспилотного аппарата. Выполнение проектов завершается их защитой и рефлексивной оценкой. Беседы, обсуждения, игровые формы работы, практические занятия, метод проектов. Также программа курса включает групповые и индивидуальные формы работы обучающихся (в зависимости от темы занятия). По типу организации взаимодействия педагогов с обучающимися при реализации программы используются личностноориентированные технологии, технологии сотрудничества. Реализация программы предполагает использование здоровьесберегающих технологий. Педагогические технологии, используемые при составлении программы «БПЛА» 1. Технология личностно-ориентированного обучения Цель технологии личностно-ориентированного обучения – максимальное развитие индивидуальных познавательных способностей ребенка на основе использования имеющегося у него опыта жизнедеятельности. 2. Групповые технологии Цель технологии группового обучения – создать условия для развития познавательной самостоятельности учащихся, их коммуникативных умений и интеллектуальных 7 способностей посредством взаимодействия в процессе выполнения группового задания для самостоятельной работы. Обучение осуществляется путем общения в динамических группах, когда каждый учит каждого. Работа в парах сменного состава позволяет развивать у обучаемых самостоятельность и коммуникативность. 3. Технология коллективной творческой деятельности (КТД) Цель: взаимодействие взрослых и детей, которое опирается на коллективную организацию деятельности, коллективное творчество её участников, формирует отношения общей заботы и эмоционально насыщает жизнь коллектива. Технология предполагает такую организацию совместной деятельности детей и взрослых, при которой все члены коллектива участвуют в планировании, подготовке, осуществлении и анализе любого дела. 4. Проектная технология. Цель: заключается в организации самостоятельной познавательной и практической деятельности; формировании широкого спектра УУД, личностных результатов, а результат - овладение учащимися алгоритмом и умением выполнять проектные работы способствует формированию познавательного интереса; умения выступать и отстаивать свою позицию, самостоятельность и самоорганизации учебной деятельности; реализация творческого потенциала в исследовательской и предметно-продуктивной деятельности. 5. Информационно-коммуникационные технологии Цель: доступ к различным источникам информации через систему Интернет, работа с этой информацией. Формирует у современного школьника элементарные навыки пользователя персонального компьютера, развивает умения работать с необходимыми в повседневной жизни вычислительными и информационными системами. Структура занятий Вступительная часть. Показ готового изделия отдельно и в композиции Подготовительная часть. Разбор форм сложного изделия, определение его исходных форм. Основная часть. Поэтапное изготовление изделия по инструкции. Заключительная часть. Самостоятельная работа по образцу или завершение изделия, дополнение его самостоятельной фантазийной частью. Ожидаемые результаты реализации Программы: Предметные результаты: простейшие навыки программирования, моделирование БЛА; Метапредметные: алгоритмизированное планирование процесса познавательно-трудовой деятельности; определение адекватных имеющимся организационным и материальнотехническим условиям способов решения общеразвивающей или трудовой задачи на основе заданных алгоритмов; комбинирование известных алгоритмов технического и технологического творчества в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из 8 них; проявление инновационного подхода к решению общеразвивающих и практических задач в процессе моделирования изделия или технологического процесса; поиск новых решений возникшей технической или организационной проблемы. Личностные: проявление познавательных интересов и активности в данной области предметной технологической деятельности; выражение желания учиться и трудиться в промышленном производстве для удовлетворения текущих и перспективных потребностей; развитие трудолюбия и ответственности за качество своей деятельности; овладение установками, нормами и правилами научной организации умственного и физического труда; самооценка результатов деятельности. В конце обучения по данному курсу обучающиеся должны знать: общенаучные и технические термины, теоретические основы создания беспилотных летательных систем и робототехнического навесного оборудования; элементную базу, при помощи которой собирается устройство; порядок взаимодействия механических узлов аппаратов с электронными и оптическими устройствами; порядок создания алгоритма функционирования беспилотных летательных аппаратов; компьютерную среду и особенности программирования беспилотных летательных аппаратов и робототехнического навесного оборудования; правила техники безопасности при работе с инструментом и электрическими приборами; порядок и правила проведения соревнований по беспилотным летательным аппаратам и робототехническому навесному оборудованию; основы воздушного законодательства РФ и порядка эксплуатации беспилотных летательных аппаратов. В конце обучения по данному курсу обучающиеся должны уметь: проводить сборку беспилотных летательных аппаратов на базах конструкторов; эксплуатировать (управлять) беспилотным летательным аппаратом в ручном и автономном режимах; эксплуатировать навесное робототехническое оборудование (на базе 3D стабилизированного подвеса); получать фото- и видеоизображение с бортовых систем на видеомонитор; читать телеметрические данные и анализировать полетные данные; работать с источниками информации (инструкции, литература, Интернет и др.); выступать с творческими проектами на конкурсных мероприятиях различного уровня. Способы и формы определения результативности: 9 Система контроля знаний и умений учащихся представляется в виде учёта результатов по итогам выполнения заданий отдельных модулей и посредством наблюдения, отслеживания динамики развития учащегося. Контроль за освоением образовательного материала учащимися проходит в три этапа: 1. Входной мониторинг сформированности информационной компетентности учащихся. 2. Проведение промежуточных (текущих) контрольных срезов, тестов, практических работ, проектов, мини-соревнований и др. 3. Итоговый мониторинг сформированности информационной компетентности учащихся; участие учащихся в робототехнических соревнованиях различного уровня; создание творческих проектов для участия в конкурсах проектов и др. В конце периода обучения проводится анализ качества данной программы (содержания и организационных моментов) и по необходимости проводится коррекция программы. Итоговая аттестация учащихся осуществляется по 100 бальной шкале, которая переводится в один из уровней освоения образовательной программы согласно таблице: Набранные баллы учащимися 24 – 50 баллов 50 – 75 баллов 75 – 100 баллов Уровень освоения Низкий Средний Высокий Форма подведения итогов программы: Открытое занятие Соревнования Конкурсы Выставка Защита готового изделия Присвоение званий Центра дополнительного образования УЧЕБНЫЙ ПЛАН № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. Название раздела, темы Количество часов Всего Теория Практика Вводный раздел. Знакомство с основными понятиями Теория полёта. Моделирование полёта. Конструкционные особенности коптеров. Расчёт полётных данных для БЛА Модуль 3. Проектирование коптера. 3Dмоделирование Электричество, радиотехнические элементы. Азы электротехники. Проектная групповая и индивидуальная работа «Мой коптер» Микроконтроллеры БЛА 10 3 3 0 10 4 6 25 8 17 10 5 5 5 0 5 14 7 7 7. Соревновательные и испытательные мероприятия Итого: 5 1 4 72 43 29 Форма подведения итогов Учебный - тематический план Количество часов № п/п Название модуля 1. Вводный раздел. Знакомство с основными понятиями 1.1. Техника безопасности Всего Теория Практика 3 3 0 1 0 Устный опрос. Зачет. Из истории развития летательных аппаратов. История, актуальность и 1.2 перспективы беспилотных технологий. Виды беспилотников. Беспилотные летательные 2 0 4 6 аппараты (БЛА), базовый уровень. 2. Теория полёта. Моделирование полёта. Конструкционные особенности коптеров. Расчёт полётных данных для БЛА. 2.1 Симулятор управления БЛА, моделирование полета. Элементы механики. 1 3 Зачет 2.2 Конструкции коптеров. 1 1 Опрос 2.3 Расчёт полётных данных для БЛА. 2 2 Зачет 3. Проектирование коптера. 3Dмоделирование 8 17 3.1 Расчёт прочности корпуса в зависимости от материала и геометрии 1 1 10 25 3.3 3D-моделирование коптера в Autodesk Inventor. Ознакомление с интерфейсом программы. Инструменты 2D-эскиза и 3D-эскиза 3.4 Модификация 3D-тел 1 2 3.5 Поверхность. Построение поверхности и её преобразование. 0,5 1 3.2 11 1 1 1 2 Устный опрос. Продукт модуля: печать рамы квадрокоптер а 3.6 Рёбра жёсткости и их построение. 0,5 1 3.7 Сборка элементов 1 3 3.7 Аддитивные технологии. 3D-печать Подготовка файла для 3D-печати. Слайсеры. Настройки 3D-принтера. Печать корпуса квадрокоптера. 1 0 1 2 0 4 5 5 3.8 3.9 4. Электричество, радиотехнические элементы. Азы электротехники. 4.1 Теория электротехники (стартовый или базовый уровень) 4 2 4.2 Подготовка элементов к пайке, материалы для пайки, спаивание схемы. 1 3 7 7 2 0 Зачет 2 1 Зачет 1 2 Зачет 1 2 Зачет 1 2 Зачет 0 5 Устный опрос. Продукт модуля: собранный проект коптера 5. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 10 Микроконтроллеры БЛА Программное обеспечение контроллеров. Электроника. Полетный контролер Полетные задания. Использование и применение БЛА. Микроконтроллер (Arduino) Среда программирования для Arduino. Язык программирования C++. зачет 14 Составление полетных заданий, программирование контроллеров. Основы проектирования и моделирования электронного устройства на базе Arduino Программирование Arduino. Пользовательские функции. 6. Проектная групповая и индивидуальная работа «Мой коптер» 6.1 Сборка и настройка проектов беспилотных систем 0 4 6.2 Испытательные полёты 0 1 7 Соревновательные и испытательные мероприятия 1 4 7.1 Показательные полеты и соревнования БЛА.Составление полетных заданий. 1 4 23 39 Итого 5 5 72 12 Зачет Содержание программы 1. Вводный раздел. Знакомство с основными понятиями Теория: Рассказ о развитии беспилотных летательных аппаратов в мировом сообществе и в частности в России. 1.1.Техника безопасности Теория: Правила техники безопасности. 1.2. Из истории развития летательных аппаратов. История, актуальность и перспективы беспилотных технологий. Виды беспилотников. Беспилотные летательные аппараты (БЛА), базовый уровень. Теория: Основные понятия беспилотных летательных аппаратов (БЛА), их свойства; Законодательство о применении воздушных летательных аппаратов; Элементы БЛА: фюзеляж, винтомоторная группа, системы управления, электроника и проч. Одно-, двух-, трех- и четырехвекторные системы. (Соосные схемы, синхроптер, квадрокоптер) Блок-схема БЛА, основные параметры энергозависимости винтомоторных групп и веса аппарата. Виды коптеров, элементы их конструкций (название и назначение). Элементы равновесия твердых тел. Рычаг. Равновесие сил на рычаге (условие равновесия рычага). Датчики коптеров (назначение, единицы измерения) Тема 2. Теория полёта. Моделирование полёта. Конструкционные особенности коптеров. Расчёт полётных данных для БЛА. Теория: Симулятор управления БЛА, моделирование полета. Основные компоненты (название и назначение) Датчики (назначение, единицы измерения) Винтомоторная группа Полетные контроллеры Аккумулятор (зарядка, использование) Установка батарей; Условные звуковые сигналы электроники; Правила управления аппаратом; Пульт управления; Дополнительное навесное оборудование; Интерактивные сервомоторы. Практика: Комплектация БЛА-аппарата, программирование полетного контроллера. Симулирование полета и управлением аппаратом на компьютере посредством пульта управления, возможности автоматического полета. Расчёт полётных данных для БЛА. Масса, подъёмная сила, виды и расположение винтов. Тема 3. Проектирование коптера. 3D-моделирование Теория: расчёт прочности корпуса в зависимости от материала и геометрии. Ознакомление с интерфейсом программы. Инструменты 2D-эскиза и 3D-эскиза. Практика: Модификация 3D-тел. Аддитивные технологии. 3D-печать Поверхность. Построение поверхности и её преобразование. Рёбра жёсткости и их построение. Сборка элементов. 3D-моделирование коптера в Autodesk Inventor. Подготовка файла для 3D-печати. Слайсеры. Настройки 3D-принтера. 13 Тема 4. Электричество, радиотехнические элементы. Азы электротехники. Теория: Теория электротехники (стартовый или базовый уровень): Основные электрические величины Элементы электрических цепей Практика: Подготовка элементов к пайке, материалы для пайки, спаивание схемы Тема 5. Микроконтроллеры БЛА Теория: Программное обеспечение контроллеров. Электроника. Полетный контролер Полетные задания. Использование и применение БЛА. Микроконтроллер (Arduino) Среда программирования для Arduino. Язык программирования C++. Практика: Составление полетных заданий, программирование контроллеров. Основы проектирования и моделирования электронного устройства на базе Arduino Программирование Arduino. Пользовательские функции. Программное обеспечение контроллеров. Понятие программирования контроллера полета; Гиростабилизация платформы; Датчики полетного контроллера; Среда программирования полетного контроллера; Регуляторы моторов; Изменение скорости вращения и мотора («прошивка»); Определение целей и задач программирования контроллера, настройка аппаратов под индивидуальное управление. Тестирование различных настроек, подбор оптимального режима эксплуатации. Тема 6. Проектная групповая и индивидуальная работа «Мой коптер» Теория: разработка проекта своего квадрокоптера. Практика: Сборка рамы коптера; Установка винтомоторной группы; Установка контроллеров моторов; Установка полетного контроллера; Световая и звуковая индикация; Дополнительное навесное оборудование; Зарядка батарей. Безопасный запуск модели. Управление аппаратом в различных погодных условиях. Автоматизация и роботизация аппарата и навесного оборудования. Полетные задания. Использование и применение БЛА. Применение БЛА для различных нужд современного общества; Тема 7. Соревновательные и испытательные мероприятия Теория:Законодательное регулирование полетов; Понятия и виды полетных задач; Регистрация полетов и результатов; Практика:Техническое обслуживание и правильная эксплуатация полетной техники; Проведение серии тренировочных полетов, выполнение основных фигур пилотажа ручного управления, настройка аппарата под индивидуальное использование. 14 Календарный учебный график Количество учебных недель: 36 недель Количество учебных дней: 36 Продолжительность каникул: с 1 июня – по 31 августа Даты начала и окончания учебных периодов/модулей: начало – 01сентября окончание – 31 мая Занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 часа, с перерывом 10 минут Дата Тема Тема 1. Вводный раздел. Знакомство с основными понятиями Сентябрь Техника безопасности Сентябрь Из истории развития летательных аппаратов. История, актуальность и перспективы беспилотных технологий. Виды беспилотников. Беспилотные летательные аппараты (БЛА), базовый уровень. Тема 2. Теория полёта. Моделирование полёта. Конструкционные особенности коптеров. Расчёт полётных данных для БЛА. Сентябрь Симулятор управления БЛА, моделирование полета. Элементы механики. СентябрьКонструкции коптеров. октябрь Октябрь Расчёт полётных данных для БЛА. Тема 3. Проектирование коптера. 3Dмоделирование Октябрь Октябрь Ноябрь Ноябрь Кол-во часов 3 час Форма занятия Беседа. Форма контроля Наблюдение. Опрос. 1 час 2 час 10 час Занятие Занятие. Опрос 4 час 2 час 4 час 25 час Расчёт прочности корпуса в зависимости от материала и геометрии 3D-моделирование коптера в Autodesk Inventor. Ознакомление с интерфейсом программы. Инструменты 2D-эскиза и 3Dэскиза Модификация 3D-тел 15 2 час 2 час 3 час 3 час Устный опрос. Продукт модуля: печать рамы квадрокоптера Поверхность. Построение поверхности и её преобразование. Ноябрь- Рёбра жёсткости и их декабрь построение. Декабрь Сборка элементов Декабрь Аддитивные технологии. 3Dпечать Декабрь- Подготовка файла для 3Dпечати. Слайсеры. Настройки январь 3D-принтера. Январь Печать корпуса квадрокоптера. Тема 4. Электричество, радиотехнические элементы. Азы электротехники. Январь- Теория электротехники февраль (стартовый или базовый уровень) Февраль Подготовка элементов к пайке, материалы для пайки, спаивание схемы. Тема 5. Микроконтроллеры БЛА Программное обеспечение Март контроллеров. Электроника. Полетный контролер Полетные задания. Март Использование и применение БЛА. Микроконтроллер (Arduino) Среда программирования для Март Arduino. Язык программирования C++. Составление полетных заданий, Мартпрограммирование апрель контроллеров. Основы проектирования и моделирования электронного устройства на базе Arduino Программирование Arduino. Апрель Пользовательские функции. Тема 6. Проектная групповая и индивидуальная работа «Мой коптер» 1,5 час Апрельмай Май 4 час Ноябрь Сборка и настройка проектов беспилотных систем Испытательные полёты 1,5 час 4 час 1 час 3 час 4 час 10 час 6 час 4 час 14 час 2 час Зачет 3 час 3 час 3 час 3 час 5 час 1 час 16 Зачет Устный опрос. Продукт модуля: собранный проект коптера Тема 7. Соревновательные и испытательные мероприятия Показательные полеты и Май соревнования БЛА.Составление полетных заданий. 5 час Зачет 5 час «Воспитательная деятельность» I. Цель, задачи, целевые ориентиры воспитания В соответствии с законодательством Российской Федерации общей целью воспитания является самоопределение и социализация детей на основе социокультурных, духовнонравственных ценностей и принятых в российском обществе правил и норм поведения в интересах человека, семьи, общества и государства, формирование чувства патриотизма, гражданственности, уважения к памяти защитников Отечества и подвигам Героев Отечества, закону и правопорядку, человеку труда и старшему поколению; взаимного уважения; бережного отношения к культурному наследию и традициям многонационального народа Российской Федерации, природе и окружающей среде (Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», ст. 2, п. 2). Задачами воспитания по программе являются: 1. Усвоение детьми знаний норм, духовно-нравственных ценностей, традиций, которые выработало российское общество: ориентации на осознанный выбор профессиональной деятельности в российском обществе с учетом личных жизненных планов, потребностей семьи и общества; познавательных интересов в разных областях знания, представлений о современной научной картине мира, достижениях российской и мировой науки и техники; навыков наблюдений, накопления и систематизации фактов, осмысления опыта в разных областях познания, в исследовательской деятельности; навыков критического мышления, определения достоверной научной информации и обоснованной критики антинаучных представлений. 2. Формирование и развитие личностного отношения детей к этим нормам, ценностям, традициям: российской гражданской принадлежности (идентичности), сознания единства с народом России и Российским государством в его тысячелетней истории и в современности, в настоящем, прошлом и будущем; готовности к защите Отечества, способности отстаивать суверенитет и достоинство народа России и Российского государства, сохранять и защищать историческую правду; уважения прав, свобод и обязанностей гражданина России, неприятия любой дискриминации людей по социальным, национальным,расовым, религиозным признакам, проявлений экстремизма, терроризма, коррупции, антигосударственной деятельности; этнической, национальной принадлежности, знания и уважения истории и культуры своего народа; принадлежности к многонациональному народу Российской Федерации, 17 Российскому Отечеству, российской культурной идентичности; деятельного ценностного отношения к историческому и культурному наследию народов России, российского общества, к языкам, литературе, традициям, праздникам, памятникам, святыням, религиям народов России, к российским соотечественникам, защитеих прав на сохранение российской культурной идентичности; уважения к жизни, достоинству, свободе мировоззренческого выбора каждого человека, к национальному достоинству и религиозным чувствам представителей всех народов России и традиционных российских религий, уважения к старшим, к людям труда; установки на солидарность и взаимопомощь людей в российском обществе, поддержку нуждающихся в помощи; ориентации на создание устойчивой семьи на основе традиционных семейных ценностей народов России, понимания брака как союза мужчины и женщины для создания семьи, рождения и воспитания детей, неприятия насилия в семье, ухода от родительской ответственности; уважения к художественной культуре народов России, мировому искусству, культурному наследию; восприимчивости к разным видам искусства, ориентации на творческое самовыражение, реализацию своих творческих способностей в искусстве, на эстетическое обустройство своего быта в семье, общественном пространстве; установки на здоровый образ жизни (здоровое питание, соблюдение гигиены, режим занятий и отдыха, регулярная физическая активность), на физическое совершенствование с учётом своихвозможностей и здоровья; установки на соблюдение и пропаганду здорового образа жизни, сознательное неприятие вредных привычек (курение, зависимости от алкоголя, наркотиков и др.), понимание их вреда; уважения к труду, результатам труда (своего и других людей), к трудовым достижениям своих земляков, российского народа, желания и способности к творческому созидательному труду в доступных по возрасту социально-трудовых ролях; понимания специфики регулирования трудовых отношений, самообразования и профессиональной самоподготовки в информационном высокотехнологическом обществе, готовностиучиться и трудиться в современном российском обществе; понимания значения науки и техники в жизни российского общества, гуманитарном и социально-экономическом развитии России, обеспечении безопасности народа России и Российского государства. 3. Приобретение соответствующего этим нормам, ценностям, традициям социокультурного опыта поведения, общения, межличностных и социальных отношений, применения полученных знаний: опыта гражданского участия на основе уважения российского закона и правопорядка; навыков рефлексии своего физического и психологического состояния, понимания состояния других людей с точки зрения безопасности, сознательного управления своим состоянием, оказания помощи, адаптации к стрессовым ситуациям, природным и 18 социальным условиям; применения научных знаний для рационального природопользования, снижения негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, для защиты, сохранения, восстановления природы, окружающей среды; опыта сохранения уникального природного и биологического многообразия России, природного наследия Российской Федерации, ответственного отношения к животным; навыков наблюдений, накопления и систематизации фактов, осмысления опыта в разных областях познания, в исследовательской деятельности; навыков критического мышления, определения достоверной научной информации и обоснованной критики антинаучных представлений; опыта социально значимой деятельности в волонтёрском движении, экологических, гражданских, патриотических, историко- краеведческих, художественных, производственно-технических, научно-исследовательских, туристских, физкультурно-спортивных и др. объединениях, акциях, программах; опыта обучения такой деятельности других людей. Целевые ориентиры воспитания детей по программе (ожидаемыерезультаты): развитие интереса к технической деятельности, истории техники в России и мире, к достижениям российской и мировой технической мысли; понимание значения техники в жизни российского общества; развития интереса к личностям конструкторов, организаторов производства; осознание ценностей авторства и участия в техническом творчестве; формирование навыков определения достоверности и этики технических идей; формирование отношения к влиянию технических процессов на природу; осознание ценностей технической безопасности и контроля; формирование отношения к угрозам технического прогресса, к проблемам связей технологического развития России и своего региона; воспитание уважения к достижениям в технике своих земляков; формирование воли, упорства, дисциплинированности в реализации проектов; формирование опыта участия в технических проектах и их оценки и др. II. Формы и методы воспитания Усвоение знаний о нормах, духовно-нравственных ценностях, традициях обеспечивается информированием детей и организацией общения между ними. Формирование и развитие личностных отношений к нравственным нормам реализуется через вовлечение детей в различную деятельность, организацию их активностей. Опыт нравственного поведения, практика реализации нравственных позиций, обеспечивают формирование способности к нравственному отношению к собственному поведению и действиям других людей. Основной формой воспитательной деятельности в детском объединении является учебное занятие. В ходе учебных занятий в соответствии с предметным и 19 метапредметным содержанием программы обучающиеся: усваивают необходимую информацию, имеющую воспитательное значение; получают опыт деятельности, в которой формируются, проявляются и утверждаются ценностные, нравственные ориентации; осознают себя способными к нравственному выбору; участвуют в освоении и формировании среды своего личностного развития, творческой самореализации. Получение информации об открытиях, изобретениях, достижениях в науке, является источником формирования у детей сферы интересов, этических установок, личностных позиций и норм поведения. Так же очень важно, привлекать детей к самостоятельному поиску, сбору, обработке, обмену необходимой информации. Практические занятия детей по конструированию, подготовка к конкурсам, соревнованиям, выставкам способствуют усвоению и применению правил поведения и коммуникации, формированию позитивного и конструктивного отношения к событиям, в которых они участвуют, к членам своего коллектива. Участие в проектной и исследовательской деятельности способствует формированию умений в области целеполагания, планирования и рефлексии, укрепляет внутреннюю дисциплину, даёт опыт долгосрочной системной деятельности. III. Условия воспитания, анализ результатов Воспитательный процесс осуществляется в условиях организации деятельности детского объединения на базе образовательного учреждения в соответствии с нормами и правилами работы учреждения и на других площадках, где проводятся различные мероприятия с участием детского объединения, с учетом правил и норм деятельности на этих площадках. Для достижения задач воспитания при реализации образовательной программы в учреждении создаются и поддерживаются все необходимые условия физической безопасности, комфорта, активностей детей и обстоятельств их общения, социализации, признания, самореализации, творчества. 20 Оценочные средства Показатели Критерии 1. Усвоение детьми знаний норм, духовнонравственных ценностей, традиций, которые выработало российское общество: Соответствие принятым в обществе правилам, традициям. 2. Формирование и развитие личностного отношения детей к этим нормам, ценностям, традициям: Соответствие принятым в обществе правилам, традициям. Степень выраженности оцениваемого качества Воспитательный компонент Методы диагностики Педагогическо Высокий уровень: имеет представление о современной научной картине мира, енаблюдение, достижениях российской и мировой науки и технике, понимает значение беседы с детьми, науки и техники в жизнироссийского общества. Средний уровень: • имеет отрывочные знания о современной научной картине мира, достижениях российской и мировой науки и технике, понимает значение науки и техники в жизни российского общества. Низкий уровень: имеет отрывочные, скудные знания о современной научной картине мира, достижениях российской и мировой науки и технике, понимает значение науки и техники в жизни российского общества Педагогическо Высокий уровень: обучающийся осознает себя гражданином РФ, отождествляет себя в енаблюдение, соответствии со своей национальностью и местом проживания, разделяет практическая духовно- нравственные ценности, традиции, которые выработало деятельность российское общество, • уважительно относится к родителям, педагогам, старшим, к людям труда и защитникам Отечества, • уважительно относится к труду, результатам труда (своего и других людей), к трудовым достижениям своих земляков, российского народа, испытывает желание и способность к творческому созидательному труду в доступных по возрасту социально-трудовых ролях, ориентирован на осознанный выбор сферы профессиональных интересов, профессиональной деятельности в российском обществе с учётом личных жизненныхпланов, потребностей семьи, общества, Средний уровень: обучающийся понимает, что он гражданин РФ, но не совсем 21 отождествляет себя в соответствии со своей национальностью и местом проживания, разделяет не все духовно-нравственные ценности, традиции, которые выработало российское общество, не всегда уважительно относится к родителям, педагогам, старшим, к людямтруда и защитникам Отечества, уважительно относится к труду, результатам труда (своего и других людей), ктрудовым достижениям своих земляков, российского народа, понимает важность выбора сферы профессиональных интересов, профессиональной деятельности с учётом личных жизненных планов, потребностей семьи, Низкий уровень: обучающийся не понимает понятия «Гражданин РФ» и связанных с этим понятием духовно-нравственных ценностей, традици», которые выработало российское общество, уважительно относится только к своему труду, результатам своего труда, осознает необходимость выбора профессиональной деятельности с учётом личных жизненных планов, 3. Приобретение соответствующего этим нормам, ценностям, традициям социокультурного опыта поведения, общения, межличностных и социальных отношений, применения полученных знаний: Соответствие принятым в обществе правилам, традициям. Педагогическо Высокий уровень: участвует в различных социально-значимых акциях и мероприятиях на енаблюдение, практическая уровне города, учреждения, детского объединения, деятельность, участвует в проектно-исследовательской и научной деятельности, оценкатворческих Средний уровень: и • периодически участвует в различных социально-значимых акциях и исследовательских мероприятиях на уровне учреждения, детского объединения, • периодически участвует в проектно-исследовательской и научной работ и проектов, деятельности, Низкий уровень: • очень редко участвует в различных социально-значимых акциях и мероприятиях на уровне учреждения, детского объединения, • очень редко участвует в проектно-исследовательской и научной деятельности, 22 Итоговый протокол о воспитательных результатах реализации программы, продвижения в достижении определенных впрограмме целевых ориентиров воспитания Степень выраженност и оцениваемого качества Показатели Усвоение детьми знаний норм, духовно-нравственных ценностей, традиций % Формирование и развитие личностного отношения детей к этим нормам, ценностям, традициям % начало года начало года окончание года окончание года Высокий уровень Средний уровень Низкий уровень 23 Приобретение соответствующего этим нормам, ценностям, традициям социокультурного опыта поведения, общения, межличностных и социальных отношений, применения полученных знаний % начало года окончание года ИТОГО % КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ № п/п Название события, мероприятия Сроки (месяц) Форма проведения 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Россия-наша Родина ИГРА-КВЕСТ «История беспилотников» Конституция-основной закон государства 4 ноября День народного единства Беседа Научные открытия Новый год семейный праздник День защитника Отечества 8 марта-женский день Беседа/викторина «День космонавтики» День Победы- великий праздник сентябрь октябрь октябрь ноябрь декабрь январь февраль март апрель май В рамках учебного занятия Игра викторина В рамках учебного занятия В рамках учебного занятия Чаепитие с родителями Беседа с ветеранами боевых действий Изготовление поздравлений мамам викторина Возложение цветов к памятнику Вечного огня 24 Практический результат и информационный продукт, иллюстрирующий успешное достижение цели события/мероприятия Фото и видеоматериалы Фото Фото и видеоматериалы Фото и видеоматериалы Фото и видеоматериалы Фото и видеоматериалы Фото и видеоматериалы Открытки и поделки Фото и видеоматериалы Фото и видеоматериалы Условия реализации программы: Материально-техническое обеспечение Требования к помещению: кабинет с 10 рабочими местами для обучающихся, 1 рабочим местом преподавателя; Локальная сеть; Доступ к сети Интернет. Оборудование: Автоматизированное рабочее место ученика с программным обеспечением, оборудованное в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами; Демонстрационное оборудование (Проектор и экран); 3D-принтер Паяльная станция; Конструкторы для сборки коптеров или отдельно заказанные компоненты для коптеров (закупается родителями или законными представителями под конкретный проект обучающегося) Программное обеспечение: Операционная система: Windows 10 Браузер (входит в состав операционной системы); Программа-архиватор; Офисное приложение; Autodesk Inventor 2019 Расходные материалы: Расходные материалы для 3D-принтера (пластик PLA 4 катушки по 1 кг, диметр 1,75 мм, клей-карандаш или спрей для 3D-печати) бумага писчая; карты памяти; двухсторонний скотч; Требования к подготовке педагога: Реализовывать программу может педагог, имеющий среднее или высшее педагогическое образование, обладающий достаточными теоретическими знаниями и опытом практической деятельности в области моделирования летательных аппаратов, программирования контроллеров и 3D-моделирования, соответствующий Профессиональному стандарту «Педагог дополнительного образования детей и взрослых» (утверждён приказом Министерства труда и социальной защиты РФ от 05.05.2018 № 298н). Для детей улучённых способностей (одарённых) предусмотрена возможность обучения по индивидуальным образовательным маршрутам. СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ СПИСОК НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫХ ДОКУМЕНТОВ: 1. Федеральный закон от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»; 2. Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года (распоряжение Правительства РФ от 31 марта 2022 г. N 678-р); 3. Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 № 196) (в ред. Приказов Минпросвещения РФ от 05.09.2019 N 470, от 30.09.2020 N 533); 4. Приказ Министерства просвещения РФ от 27 июля 2022 г. N 629 “Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам” 5. Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разно уровневые программы) (письмо министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 года № 09-3242); 6. Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи СП 2.4. 3648-20 (постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 г. № 28) 7. Методические рекомендации федерального государственного бюджетного научного учреждения «Институт изучения детства, семьи и воспитания» «Разработка и реализация раздела о воспитании в составе дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы» (2023г.) 8. Методические рекомендации по формированию механизмов обновления содержания, методов и технологий обучения в системе дополнительного образования детей, направленных на повышение качества дополнительного образования детей, в том числе включение компонентов, обеспечивающих формирование функциональной грамотности и компетентностей, связанных с эмоциональным, физическим, интеллектуальным, духовным развитием человека, значимых для вхождения российской федерации в число ведущих стран мира по качеству общего образования, для реализации приоритетных направлений научно-технологического и культурного развития страны (29.09.2023г.). Литература для детей и родителей 1. Савенков А.И. Путь в неизведанное: Как развивать свои исследовательские способности. Учебник-тетрадь для учащихся средней школы. - М.: Генезис, 2005. 2. Блудов М.И. Беседы по физике. - М.: Просвещение,2000. 3. Гальперштейн Л.Я. Здравствуй, физика, - М.: 2010.. 4. Енохович А.С. Справочник по физике и технике. - М.: Просвещение,2008 26 5. Утёмов В. В., Зиновкина М. М., Горев П. М. Педагогика креативности: прикладной курс научного творчества: образовательное пособие. - Киров: АНОО «Межрегиональный ЦИТО», 2013 Литература для педагога 1. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования/ Под ред. Е.С.Полат. - М.: Academia, 2000. 2. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. М.,2000. 3. образовательно-методический сайт «WICOPTER» - www.wicopter.pro 4. Мунро Б. Боевые самолёты. - М., АСТ Астрель, 2003. 5. Никольский М.В. Палубная авиация. - М., АСТ Астрель, 2003. 6. Ружицкий Е.Н. Европейские самолёты вертикального взлёта. - М., Астрель АСТ, 2003. 7. Широкорад А.Б. Энциклопедия отечественного ракетного оружия 1817-2002 гг. - М., АСТ Минск, Харвест, 2003. 8. Якубович Н.В. Туполев. Ту-16. - М., АСТ Астрель, 2003. 9. Герои Русской авиации. М., 2006 г. 10. Джейн Уокер «Мир вокруг нас».энциклопедия: от А до Я. М., «Росмен»2005г. 11. История открытий. Энциклопедия. М., «Росмен» 2005г.4. Самолеты. Энциклопедия. М., «Росмен» 2003г. 12. Радиоуправляемые Авиамодели - http://www.rcdesign.ru/articles/avia 13. Федерациея авиамодельного спорта России - http://www.fasr.ru 14. Сайт авиамоделирования - http://aviamodeling.narod.ru/ 15. Демкович В.П. Измерения в курсе физики средней школы. - М.: 16. Просвещение,2007. 17. Семке А.И. Нестандартные задачи по физике. Для классов естественно-научного профиля / А.И. Семке. - Ярославль: Академия развития, 2007 27