АЭРОКВАНТУМ
В настоящее время рынок БПЛА (беспилотных летательных аппаратов) – стал очень перспективной и быстроразвивающейся отраслью, к 2015 году рынок БПЛА уже оценивался в 127 млрд долларов США[1] и продолжает активно развиваться. Очень скоро БПЛА станут неотъемлемой частью повседневной жизни: мы будем использовать БПЛА не только в СМИ и развлекательной сферах, но и в инфраструктуре, страховании, сельском хозяйстве и обеспечении безопасности, появятся новые профессии, связанные с ростом рынка.
Настоящая общеобразовательная общеразвивающая программа дополнительного образования детей имеет научно-техническую направленность. Предполагает дополнительное образование детей в области конструирования, моделирования и беспилотной авиации, программа также направлена на формирование у детей знаний и навыков, необходимых для работы с беспилотными авиационными системами (БАС).
Программа позволяет создавать благоприятные условия для развития технических способностей школьников.
Нормативно – правовое основание разработки программы
-Федеральный Закон РФ от 29.12.2012 г. № 273 «Об образовании в Российской Федерации» (в редакции Федерального закона от 31.07.2020 № 304- ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» по вопросам воспитания обучающихся») (далее - 273-ФЗ);
- Приказ Министерства Просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 г. № 196 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (далее - Приказ № 196);
- Приказ Министерства Просвещения Российской Федерации от 30.09.2020 г. № 533 «О внесении изменений в порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам, утверждённый приказом Министерства Просвещения Российской Федерации от 9 ноября 2018 г. № 196» (далее – Приказ № 533);
-Распоряжение Правительства РФ от 04.09.2014 г. № 1726-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей»;
-Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29 мая 2015 года № 996-р «Стратегия развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года»;
-Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28 сентября 2020 г. № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодёжи» (далее – СП 2.4.3648-20);
-Приказ министерства просвещения России от 03.09.2019 № 467 «Об утверждении Целевой модели развития региональных систем дополнительного образования детей»;
-Письмо Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 г. № 09-3242 «О направлении информации» (вместе с «Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)»;
-Распоряжение Правительства Российской Федерации от 31 марта 2022 года № 678 – р «О концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года».
Настоящая программа соответствует общекультурному уровню освоения и предполагает удовлетворение познавательного интереса обучающегося, расширение его информированности в области беспилотных летательных аппаратов и систем, а также обогащение навыками общения и приобретение умений совместной деятельности в освоении программы.
Актуальность.
Современные тенденции развития роботизированных комплексов в авиации получили реализацию в виде беспилотных авиационных систем (БАС).
В настоящее время наблюдается лавинообразный рост интереса к беспилотной авиации как инновационному направлению развития современной техники, хотя история развития этого направления началась уже более 100 лет тому назад. Развитие современных и перспективных технологий позволяет сегодня беспилотным летательным аппаратам успешно выполнять такие функции, которые в прошлом были им недоступны или выполнялись другими силами и средствами.
Благодаря росту возможностей и повышению доступности дронов, потенциал использования их в разных сферах экономики стремительно растёт. Это создало необходимость в новой профессии: оператор БАС. Стратегическая задача курса состоит в подготовке специалистов по конструированию, программированию и эксплуатации БАС.
Настоящая образовательная программа позволяет не только обучить ребенка моделировать и конструировать БПЛА, но и подготовить обучающихся к планированию и организации работы над разноуровневыми техническими проектами и в дальнейшем осуществить осознанный выбор вида деятельности в техническом творчестве.
Новизна настоящей образовательной программы заключается в том, что она интегрирует в себе достижения современных и инновационных направлений в малой беспилотной авиации.
Педагогическая целесообразность настоящей программы заключается в том, что после ее освоения обучающиеся получат знания и умения, которые позволят им понять основы устройства беспилотного летательного аппарата, принципы работы всех его систем и их взаимодействия, а также управление БПЛА. Использование различных инструментов развития soft-skills у детей (игропрактика, командная работа) в сочетании с развитием у них hard-компетенций (workshop, tutorial) позволит сформировать у ребенка целостную систему знаний, умений и навыков.
Целью программы является формирование у обучающихся устойчивых soft-skills и hard-skills[2], развитие в ребенке интереса к проектной, конструкторской и предпринимательской деятельности, значительно расширяющей кругозор и образованность ребенка.
образовательные задачи
· научить основам радиоэлектроники и схемотехники;
· научить основам программирования микроконтроллеров;
· научить основам теории решения изобретательских задач;
· научить летной эксплуатации беспилотных авиационных систем (БАС);
· научить основам конструирования и моделирования БАС;
· научить основам проектной деятельности.
развивающие задачи
· содействовать развитию самостоятельности в учебно-познавательной деятельности;
· содействовать развитию способности к самореализации и целеустремлённости;
· содействовать развитию технического мышления и творческого подхода к работе;
· содействовать развитию навыков научно-исследовательской, инженерно-конструкторской и проектной деятельности;
· содействовать развитию ассоциативной возможности мышления;
воспитательные задачи
· содействовать воспитанию у обучающихся навыков современного организационно-экономического мышления, обеспечивающих социальную адаптацию в условиях рыночных отношений;
· содействовать формированию коммуникативной культуры, внимания, уважения к людям;
· содействовать воспитанию трудолюбия, развитию трудовых умений и навыков, расширению политехнического кругозора и умения планировать работу по реализации замысла, предвидения результата и его достижения;
· содействовать формированию способности к продуктивному общению и сотрудничеству со сверстниками и взрослыми в процессе творческой деятельности;
Отличительные особенности программы
К основным отличительным особенностям настоящей программы можно отнести следующие пункты:
· кейсовая система обучения;
· проектная деятельность;
· направленность на soft-skills;
· игропрактика;
· среда для развития разных ролей в команде;
· сообщество практиков (возможность общаться с детьми из других квантумов, которые преуспели в практике своего направления);
· направленность на развитие системного мышления;
· рефлексия.
Кроме того, данная программа имеет метапредметные связи со школьной программой: физикой, математикой, черчением, технологией. На занятиях воспитанники объединения дополняют знания по данным предметам, как в теоретическом, так и в практическом направлениях. Ориентируясь на ФГОС второго поколения, система дополнительного образования является частью внеурочной деятельности. Многие программы, такие как «Аэроквантум» является востребованными школьниками и представляют собой дополнение к учебным программам.
Адресат программы:
Программа ориентирована на дополнительное образование учащихся среднего и старшего школьного возраста (10 – 16 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 возраста 10 – 16 лет 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.. Занятия могут посещать и обучающиеся с ОВЗ.
Наполняемость групп (15 человек);
Условия приема: принимаются все желающие, не имеющие медицинских противопоказаний
Сроки реализации программы
Программа рассчитана на 144 академических часа.
Срок освоения программы – 1 год.
Срок реализации - с 1 сентября 2022 года по 31 мая 2023 года.
Форма обучения – очная.
Форма организации занятий: групповая, индивидуальная, индивидуально-групповая и фронтальная.
Занятия групп 1 год обучения проводятся 2 раза в неделю по 2 часа, т.е. 4 часа в неделю.
Программой предусмотрено проведение комбинированных занятий: занятия состоят из теоретической и практической частей, причём большее количество времени занимает именно практическая часть.
При проведении занятий используются следующие формы работы:
· Лекция-диалог с использованием метода «перевернутый класс» – когда обучающимся предлагается к следующему занятию ознакомится с материалами (в т.ч. найденными самостоятельно) на определенную тему для обсуждения в формате диалога на предстоящем занятии;
· Workshop и Tutorial (практическое занятие – hard skills), что по сути является разновидностями мастер-классов, где обучающимся предлагается выполнить определенную работу, результатом которой является некоторый продукт (физический или виртуальный результат). Близкий аналог – фронтальная форма работы, когда обучающиеся синхронно работают под контролем педагога;
· конференции внутриквантумные и межквантумные, на которых обучающиеся делятся опытом друг с другом и рассказывают о собственных достижениях;
· самостоятельная работа, когда обучающиеся выполняют индивидуальные задания в течение части занятия или нескольких занятий.
· метод кейсов (case-study), "мозговой штурм" (Brainstorming), метод задач (Problem-Based Learning) и метод проектов (Project-Based Learning). Пример: кейс – это конкретная задача («случай» – case, англ.), которую требуется решить, для этого в режиме «мозгового штурма» предлагаются варианты решения, после этого варианты обсуждаются и выбирается один или несколько путей решения, после чего для решения кейса формируются более мелкие задачи, которые объединяются в проект и реализуются с применением метода командообразования.
Ожидаемый результат по образовательному компоненту программы:
· приобретение обучающимися знаний в области радиоэлектроники и схемотехники;
· приобретение обучающимися знаний в области программирования микроконтроллеров;
· приобретение обучающимися знаний в области решения изобретательских задач;
· приобретение обучающимися знаний в области летной эксплуатации беспилотных авиационных систем (БАС);
· приобретение обучающимися знаний в области конструирования и моделирования БАС;
· приобретение обучающимися знаний в области проектной деятельности.
Ожидаемый результат по развивающему компоненту программы:
· развитие самостоятельности в учебно-познавательной деятельности;
· развитие способности к самореализации и целеустремлённости;
· развитие технического мышления и творческого подхода к работе;
· развитие навыков научно-исследовательской, инженерно-конструкторской и проектной деятельности;
· развитие ассоциативной возможности мышления;
Ожидаемый результат по воспитательному компоненту программы
· воспитание у обучающихся навыков современного организационно-экономического мышления, обеспечивающих социальную адаптацию в условиях рыночных отношений;
· сформированность коммуникативной культуры, внимания, уважения к людям;
· воспитание трудолюбия, развитию трудовых умений и навыков, расширению политехнического кругозора и умения планировать работу по реализации замысла, предвидения результата и его достижения;
· сформированность способности к продуктивному общению и сотрудничеству со сверстниками и взрослыми в процессе творческой деятельности;
Виды контроля:
· вводный, который проводится перед началом работы и предназначен для закрепления знаний, умений и навыков по пройденным темам;
· текущий, проводимый в ходе учебного занятия и закрепляющий знания по данной теме;
· итоговый, проводимый после завершения всей учебной программы.
Формы проверки результатов:
· наблюдение за детьми в процессе работы;
· соревнования;
· индивидуальные и коллективные технические проекты.
· выполнение практических полётов (визуальных и с FPV);
· практические работы по сборке, программированию и ремонту квадрокоптеров;
творческое задания (подготовка проектов и его презентация).
Года обучения |
Возраст |
Кол-во недель |
Объем учебной программы |
Виды контроля |
|||||
|
|
|
Всего |
Теория |
Практика |
В т .ч. лабораторные работы |
В т.ч. промежуточный контроль знаний |
Итоговая контрольная работа |
Проектная работа. Защита |
1 |
10 – 16 |
36 |
144 |
40 |
104 |
8 |
4 |
2 |
2 |
Данная образовательная программа изучается в течение учебного года (36 недель, 4 часа в неделю). Обучающиеся выполняют 104 практических занятий, проводятся четыре контрольные работы во время аудиторных занятий. По окончании курса происходит защита проектной работы. Модуль настоящей программы аналогичен и для других возрастов, различаясь только соотношением практических и теоретических занятий; чем старше обучающиеся, тем больше начинает практическая часть преобладать над теоретической. Это связано с тем, что способность к самообучению с возрастом прямо пропорционально возрастает.
Форма проведения занятий «лекции» подразумевает такую форму занятий, в процессе которых происходит развитие т.наз. soft-skills (теоретических знаний и когнитивных приемов) обучающихся, а именно:
· технология изобретательской разминки;
· противоречие как основа изобретения;
· идеальный конечный результат;
· алгоритм проектирования технической системы;
· командообразование;
· работа в команде;
· личная ответственность и тайм-менеджмент;
· проектная деятельность;
· продуктовое мышление;
· универсальная пирамида прогресса;
· планирование и постановка собственного эксперимента;
Форма проведения занятий «практические занятия» подразумевает такую форму занятий, в процессе которых происходит развитие т.наз. hard-skills (навыков и умений) обучающихся, а именно:
· работа с простым инструментом (отвертка, пассатижи);
· работа с оборудованием hi-tech-цеха (пайка, лазерная резка);
· работа с программным обеспечением (настройка летного контроллера квадрокоптера, проектирование рамы квадрокоптера);
· управление квадрокоптером.
Вводный модуль.
Разделы |
Наименование темы |
Объем часов |
Форма контроля |
Hi-tech цех |
||
Всего часов |
В том числе |
|
||||
Теория |
Практика |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Блок 1. |
Теория мультироторных систем. Основы управления. Полёты на симуляторе. |
18 |
8 |
10 |
||
1 |
Вводная лекция о содержании курса. |
2 |
1 |
1 |
||
2 |
Принципы управления и строение мультикоптеров. |
2 |
1 |
1 |
||
3 |
Основы техники безопасности полётов |
2 |
1 |
1 |
||
4 |
Основы электричества. Литий- полимерные аккумуляторы. |
2 |
1 |
1 |
||
5 |
Практическое занятия с литий- полимерными аккумуляторами (зарядка/разрядка/балансировка/хранение) |
4 |
2 |
2 |
Практическая работа с зарядными устройствами. |
|
6 |
Технология пайки. Техника безопасности. |
2 |
1 |
1 |
Пайка проводов. |
1 |
7 |
Обучение пайке. |
2 |
1 |
1 |
||
8 |
Полёты на симуляторе. |
2 |
0 |
2 |
Полёты на симуляторе. |
|
Блок 2. |
Сборка и настройка квадрокоптера. Учебные полёты. |
26 |
8 |
18 |
Практическая работа |
|
1 |
Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера и аппаратуры управления. |
4 |
2 |
2 |
Сборка и настройка квадрокоптера |
|
2 |
Бесколлекторные двигатели и регуляторы их хода. Платы разводки питания. |
4 |
2 |
2 |
. |
|
3 |
Сборка рамы квадрокоптера. |
4 |
0 |
4 |
||
4 |
Пайка ESC, BEC и силовой части. |
4 |
2 |
2 |
3 |
|
5 |
Основы настройки полётного контроллера с помощью компьютера. Настройка аппаратуры управления |
4 |
1 |
3 |
||
6 |
Инструктаж по технике безопасности полетов. |
2 |
1 |
1 |
||
7 |
Первые учебные полёты: «взлёт/посадка», «удержание на заданной высоте», перемещения «вперед-назад», «влево- вправо». Разбор аварийных ситуаций. |
2 |
0 |
2 |
Учебные полёты |
|
8 |
Выполнение полётов: «точная посадка на удаленную точку», «коробочка», «челнок», «восьмерка», «змейка», «облет по кругу». |
2 |
0 |
2 |
Учебные полёты |
|
Блок 3. |
Настройка, установка FPV – оборудования. |
6 |
1 |
5 |
Практическая работа |
|
1 |
Основы видеотрансляции. Применяемое оборудование, его настройка. |
2 |
1 |
1 |
Установка видеооборудования. |
|
2 |
Установка и подключение радиоприёмника и видеооборудования. |
2 |
0 |
2 |
||
3 |
Пилотирование с использованием FPV- оборудования. |
2 |
0 |
2 |
Полёты «от первого лица». |
|
Блок 4. |
Программирование мультироторных систем. Автономные полёты. |
6 |
4 |
2 |
Практическая работа |
|
1 |
Основы микроэлектроники и программирования микроконтроллеров |
4 |
3 |
1 |
Программирование контроллеров |
|
2 |
Практикум «Введение в программирование микроконтроллеров» |
2 |
1 |
1 |
||
Блок 5. |
Работа в группах над инженерным проектом. |
14 |
4 |
10 |
Практическая работа |
|
1 |
Принципы создания инженерной проектной работы. |
2 |
1 |
1 |
Самостоятельная |
|
2 |
Основы 3D-печати и 3D-моделирования. |
4 |
1 |
3 |
подготовка групповых инженерных проектов. |
|
3 |
Работа в группах над инженерным проектом «Беспилотная авиационная система». |
6 |
2 |
4 |
||
4 |
Подготовка презентации собственной проектной работы. |
2 |
0 |
2 |
Самостоятельно |
|
Итоговый контроль |
2 |
0 |
2 |
Защита проекта |
||
1 |
Презентация и защита группой собственного инженерного проекта |
2 |
0 |
2 |
||
Итого: |
72 |
25 |
47 |
72 |
Углубленный модуль.
Разделы |
Наименование темы |
Объем часов |
Форма контроля |
||
Всего часов |
В том числе |
||||
Теория |
Практика |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Блок 1. |
Установка FPV – оборудования. |
16 |
2 |
14 |
Практическая Работа |
1 |
Настройка оборудования.
|
4 |
|
4 |
Установка видеооборудования |
2 |
Установка и подключение.
|
4 |
|
4 |
|
3 |
Радиоприёмники и видеооборудования.
|
4 |
|
4 |
|
4 |
Пилотирование с использованием FPV- оборудования. |
4 |
2 |
2 |
Полёты «от первого лица». |
Блок 2. |
Программирование. Использование Arduino. |
18 |
4 |
14 |
Практическа я Работа |
1 |
Основы программирования и программирования на Arduino. |
10 |
2 |
8 |
Программирование контроллеров. |
2 |
Применение платы Arduino. |
8 |
2 |
6 |
|
Блок 3. |
Учебные полеты на БАС с фотокамерой |
20 |
6 |
14 |
Практическа я Работа |
1 |
Основы аэросьемки.
|
6 |
2 |
4 |
Фотокамера. Применение аэросъемки. |
2 |
Применение фотокамеры для квадрокоптера.
|
6 |
2 |
4 |
|
3 |
Учебные полеты.
|
8 |
2 |
6 |
|
Блок 4. |
Работа в группах над инженерным проектом. |
16 |
3 |
13 |
Практическа я Работа |
1 |
Принципы создания инженерной проектной работы.
|
6 |
2 |
4 |
Самостоятельная подготовка групповых инженерных проектов. |
2 |
Работа в группах над инженерным проектом «Беспилотная авиационная система».
|
6 |
1 |
5 |
|
3 |
Подготовка презентации собственной проектной работы. |
4 |
|
4 |
|
|
Итоговый контроль |
2 |
0 |
2 |
Защита проекта |
1 |
Презентация и защита группой собственного инженерного проекта |
2 |
0 |
2 |
|
|
Итого: |
72 |
15 |
57 |
72 |
1 год обучения
Вводный модуль.
№ п/п |
Наименование темы |
Содержание темы |
1 |
2 |
3 |
Блок 1. |
Теория мультироторных систем. Основы управления. Полёты на симуляторе. Вводная лекция о содержании курса. Принципы управления и строение мультикоптеров. Техника безопасности полётов Основы электричества. Литий- полимерные аккумуляторы. Практическое занятия с литий- полимерными аккумуляторами (зарядка/разрядка/балансировка /хранение) Технология пайки. Техника безопасности. Обучение пайке. Полёты на симуляторе. |
Устройство мультироторных систем. Основы конструкции мультироторных систем. Принципы управления мультироторными системами. Аппаратура радиоуправления: принцип действия, общее устройство. Техника безопасности при работе с мультироторными системами. Электронные компоненты мультироторных систем: принципы работы, общее устройство. Литий-полимерные аккумуляторы и их зарядные устройства: устройство, принцип действия, методы зарядки/разрядки/хранения/ балансировки аккумуляторов, безопасная работа с оборудованием. Техника безопасности при пайке. Пайка электронных компонентов: принципы пайки, обучение пайке, пайка электронных компонентов мультироторных систем. Полёты на симуляторе: обучение полётам на компьютере, проведение учебных полётов на симуляторе. |
Блок 2. |
Сборка и настройка квадрокоптера. Учебные полёты. Управление полётом мультикоптера. Принцип функционирования полётного контроллера и аппаратуры управления. Бесколлекторные двигатели и регуляторы их хода. Платы разводки питания. Сборка рамы квадрокоптера. Пайка ESC, BEC и силовой части. Основы настройки полётного контроллера с помощью компьютера. Настройка Аппаратуры управления. Настройки полётного контроллера. Инструктаж по технике безопасности полетов. Первые учебные полёты: «взлёт/посадка», «удержание на заданной высоте», перемещения «вперед-назад», «влево-вправо». Разбор аварийных ситуаций. Выполнение полётов: «точная посадка на удаленную точку», «коробочка», «челнок», «восьмерка», «змейка» |
Полётный контроллер: устройство полётного контроллера, принципы его функционирования, настройка контроллера с помощью компьютера, знакомство с программным обеспечением для настройки контроллера. Бесколлекторные двигатели и их регуляторы хода: устройство, принципы их функционирования, пайка двигателей и регуляторов. Платы разводки питания: общее устройство, характеристики, пайка регуляторов и силовых проводов к платам разводки питания. Инструктаж перед первыми учебными полётами. Проведение учебных полётов в зале, выполнение заданий: «взлёт/посадка», «удержание на заданной высоте», «вперед-назад», «влево-вправо», «точная посадка на удаленную точку», «коробочка», «челнок», «восьмерка», «змейка», «облет по кругу». Разбор аварийных ситуаций. |
Блок 3. |
Настройка, установка FPV – оборудования. Основы видеотрансляции. Применяемое оборудование, его настройка. Установка и подключение радиоприёмника и видеооборудования. Пилотирование с использованием FPV- оборудования. |
Основы видеотрансляции: принципы передачи видеосигнала, устройство и характеристики применяемого оборудования. Установка, подключение и настройка видеооборудования на мультироторные системы. Пилотирование с использованием FPV- оборудования. |
Блок 4. |
Программирование мультироторных систем. Автономные полёты. Основы микроэлектроники и программирования микроконтроллеров
Практикум «Введение в программирование микроконтроллеров» |
Основы микроэлектроники и программирования микроконтроллеров: устройство и принцип действия микроконтроллеров, характеристики используемых микроконтроллеров и их датчиков. Практикум «Введение в программирование микроконтроллеров»: основы программирования, написание простых программ. Установка микроконтроллеров на мультироторные системы. |
Блок 5. |
Работа в группах над инженерным проектом. Принципы создания инженерной проектной работы. Основы 3D-печати и 3D-моделирования. Работа в группах над инженерным проектом «Беспилотная авиационная система». Подготовка презентации собственной проектной работы. |
Работа над инженерным проектом: основы планирования проектной работы, работа над проектом в составе команды. Основы 3D-печати и 3D-моделирования: применяемое оборудование и программное обеспечение. Практическая работа в группах над инженерным проектом по теме «Беспилотная авиационная система». Подготовка и проведение презентации по проекту. |
Углубленный модуль.
№ п/п |
Наименование темы |
Содержание обучения |
1 |
2 |
3 |
Блок 1. |
Установка FPV – оборудования.
Основы видеотрансляции. Применяемое оборудование, его настройка. Установка и подключение радиоприёмника и видеооборудования. Пилотирование с использованием FPV- оборудования. |
Основы видеотрансляции: принципы передачи видеосигнала, устройство и характеристики применяемого оборудования. Установка, подключение и настройка видеооборудования на мультироторные системы. Пилотирование с использованием FPV- оборудования. |
Блок 2. |
Программирование. Использование Arduino. Основы программирования C++ Практикум «Введение в программирование C++» Программирование на Arduino. |
Основы программирования на C++. Начальный уровень программирования на текстовом языке. Устройство и принцип действия микроконтроллеров, характеристики используемых микроконтроллеров и их датчиков. 3. Основы программирования на Arduino. Установка платформы на БАС. |
Блок 3. |
Учебные полеты на БАС с фотокамерой Основы аэросьемки Практикум «Полеты на БАС с фотокамерой» |
Основы аэросьемке. Правила и техника безопасности при выполнении полетов. Практикум «Полеты на БАС с фотокамерой»: основы полета, учебные полеты6 съемка заданной местности. |
Блок 4. |
Работа в группах над инженерным проектом. Принципы создания инженерной проектной работы. Работа в группах над инженерным проектом «Беспилотная авиационная система». Подготовка презентации собственной проектной работы. |
Работа над инженерным проектом: основы планирования проектной работы, работа над проектом в составе команды. Практическая работа в группах над инженерным проектом по теме «Беспилотная авиационная система». Подготовка и проведение презентации по проекту. |
Раздел или тема программы |
Формы Занятий |
Приёмы и методы организации образовательного процесса |
Дидактический Материал |
Техническое оснащение занятий |
Формы подведения итогов |
Теория мультироторных систем. Основы управления. Полёты на симуляторе. |
Лекция, дискуссия практическое занятие |
Беседа по теме занятия, индивидуальная работа с ПО |
Записи в тетрадях, справочный материал из ПО для полетов |
Ноутбук с ПО, RC-пульт |
Полёт на симуляторе без ошибок пилотирования |
Сборка и настройка квадрокоптера. Учебные полёты. |
Лекция, дискуссия, практическое занятие, workshop |
Работа в группах, индивидуальная работа с ПО |
Инструкция по сборке, справочный материал из ПО для полетов |
Ноутбук с ПО, квадрокоптер, RC-пульт |
Тестовые полёты на собственноручно собранном квадрокоптере |
Настройка, установка FPV – оборудования |
Лекция, дискуссия, практическое занятие, workshop |
Работа в группах, индивидуальная работа с ПО |
Справочный материал из ПО для полетов |
Ноутбук с ПО, квадрокоптер, очки для FPV-полетов, FPV-модуль |
Выполнение полётов с FPV-оборудованием |
Программирование мультироторных систем. Автономные полёты. |
Лекция, дискуссия, практическое занятие, workshop |
Работа в группах, индивидуальная работа с ПО |
Справочный материал ПО Arduino IDE |
Ноутбук с ПО, квадрокоптер |
Полет квадрокоптера в автономном режиме |
Работа в группах над инженерным проектом. |
Метод задач, метод кейсов, работа в группах |
Работа в группах |
Записи в тетрадях |
Ноутбук |
Защита проекта |
Формой аттестации и контроля являются:
– входное тестирование: проверка теоретических знаний и практических навыков;
– промежуточный контроль: проверка практических навыков, полученных в ходе освоения программы (зачет);
– итоговая аттестация: подготовка проекта и его презентация).
№ |
Программа |
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности «Аэроквантум» |
|
1 |
Начало учебного года |
С 01.09.2023 года |
|
2 |
Продолжительность учебного Периода |
36 учебных недель |
|
3 |
Продолжительность Недели |
учебной |
5 дней |
4 |
Периодичность Занятий |
учебных |
2 раза в неделю по 2 часа |
5 |
Продолжительность Занятий |
Учебных |
Продолжительность учебного часа 45 минут |
6 |
Время проведения Занятий |
Учебных |
Начало не раннее чем через 1 час после учебных занятий, окончание не позднее 19.30 |
7 |
Продолжительность перемен |
10-15 минут |
|
8 |
Окончание учебного года |
31.05.2024 года |
|
9 |
Аттестация обучающихся |
Вводный мониторинг – сентябрь 2023 года. Промежуточная аттестация – декабрь 2023 года. Итоговая аттестация –май 2024 года. |
взаимообучения;
игровые технологии;
критического мышления;
личностно-ориентированного обучения; дифферинцированного обучения; здоровьесберегающие.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Ноутбук Lenovo 5151MN05H |
Квадрокоптер iFlight Nazgul5 V2 Analog
|
Геоксан Пионер mini
|
Квадрокоптер Dji AIR 2S
|
DJI Tello Edu (образовательная версия)
|
Алгоритм учебного занятия
1 этап - организационный. (3 минуты)
II этaп - проверочный. (5 минут)
III этап - подготовительный (2 минуты)
IV этап - основной. (25-30 минут)
V этап – контрольный.(5-7 минут)
VI этап - итоговый. (5 минут)
VII этап - рефлексивный. (2-3 минуты)
VIII этап: информационный.(1-2 минуты)
Изложенные этапы могут по-разному комбинироваться, какие-либо из них могут не иметь места в зависимости от педагогических целей.
Работа с родителями
Для реализации воспитательных задач родители (законные представители) принимают активное участие в образовательной деятельности объединения. Родители оказывают посильную помощь в процессе подготовки к различным конкурсам.
Работа в каникулярное время
Организация каникулярного времени детей – важный аспект образовательной деятельности Центра детского творчества. Организованная деятельность детей в период каникул позволяет сделать педагогический процесс непрерывным в течение всего календарного года. Основная цель в этот период – организация отдыха и оздоровления детей. Эта цель может быть выполнена при наличии необходимых социальных, педагогических, экономических, психологических и материально-технических условий. Программа учитывает пожелания и запросы детей и родителей. При реализации данной программы дети приобретают дополнительный социальный опыт, учатся самостоятельности, реализуют себя в творческой и организаторской деятельности. Организуются мастер – классы, экскурсии. Идет подготовка к конкурсам. Во время летних каникул организуются летний лагерь.
Программа ежегодно обновляется с учетом новых научных открытий, новых экономических условий, с учетом заказа родителей и государства, с обновлением материально – технической базы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Список литературы, рекомендованный педагогам (коллегам) для освоения данного вида деятельности
Основная
1. Белинская Ю.С. Реализация типовых маневров четырехвинтового вертолета. Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. №4. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/551872.html (дата обращения 31.10.2016).
2. Гурьянов А. Е. Моделирование управления квадрокоптером Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014 №8 Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/723331.html (дата обращения 31.10.2016).
3. Ефимов. Е. Программируем квадрокоптер на Arduino: Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/227425/ (дата обращения 31.10.2016).
4. Институт транспорта и связи. Основы аэродинамики и динамики полета. Рига, 2010. Режим доступа: http://www.reaa.ru/yabbfilesB/Attachments/Osnovy_ajerodtnamiki_Riga.pdf (дата обращения 31.10.2016).
5. Канатников А.Н., Крищенко А.П., Ткачев С.Б. Допустимые пространственные траекории беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости.
6. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. №3. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/367724.html (дата обращения 31.10.2016).
7. Мартынов А.К. Экспериментальная аэродинамика. М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1950. 479 с. 13. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы. СПб: Питер, 2005. 337
2. Список литературы, рекомендованной учащихся, для успешного освоения данной образовательной программы
Лекции от «Коптер-экспресс»
https://youtu.be/GtwG5ajQJvA?t=1344
https://www.youtube.com/watch?v=FF6z-bCo3T0
http://alexgyver.ru/quadcopters/
3. Список литературы, рекомендованной родителям в целях расширения диапазона образовательного воздействия и помощи родителям в обучении и воспитании ребенка
Подборка журналов «Школа для родителей» от издательского дома МГПУ «Первое сентября» под ред. С. Соловейчика
https://drive.google.com/open?id=0B_zscjiLrtypR2dId1p0T1ZGLWM
[1] По информации PowerwaterhouseCoopers
[2] «soft-skills» – теоретические знания и когнитивных приемы, «hard-skills» – умения «работать руками».