Срок реализации: 3 года
Объем программы: всего 456 часов

1-й год – 38 недель, 152 часа, 2 раза в неделю по 2 часа.
2-й год – 38 недель, 152 часа, 2 раза в неделю по 2 часа.
3-й год – 38 недель, 152 часа, 2 раза в неделю по 2 часа

Условия приема и набора

На первый год обучения образовательной программы «Интернет вещей» принимаются все желающие школьники без отбора

На второй год обучения принимаются школьники, прошедшие программу первого года, и/или по результатам тестирования и собеседования показали уровень знаний, умений и компетенций достаточный для продолжения обучения

На третий год обучения принимаются все желающие обучающиеся, которые освоили двухгодичную программу, и/или по результатам тестирования и собеседования показали уровень знаний, умений и компетенций достаточный для продолжения обучения.

Объем и срок реализации программы

Количество обучающихся

Количество детей в одной группе – не более 15 чел.

РАЗДЕЛ 1. Компьютерные сети и системы (4 часа)
Теория:
Назначение компьютерных сетей. Виды и типы компьютерных сетей. Локальные, глобальные сети, муниципальные. Особенности и краткая характеристика. Краткие сведения о топологии сетей. Сеть интернет, ее назначение, особенности и принцип работы. Структура глобальной компьютерной сети интернет. Поиск информации в интернете.
Практика:
Поиск информации в сети интернет. Творческое задание или проект по подбору материалов по структуре и характеристике разных видов сетей. Критерии оценки проекта.
Контроль:
Представление и защита проекта. Обсуждение достоинств и недостатков проекта. Перспективы развития.

РАЗДЕЛ 2. Облачные технологии и сервисы (20 часов)
Теория:
Облачные технологии. Большие данные. Как устроено облако. Назначение облачных сервисов. Виды облачных сервисов. Как пользователь может использовать облачные ресурсы и технологии. Как выбрать облаков и зарегистрироваться в нем. Публичное, частное, общественное и гибридное облако, отличия и особенности. Какие данные обрабатываются в облаке. Использование облачных сервисов в интернете вещей.
Практика:
Практические задания на работу с различными датчиками, исполнительными устройствами и контроллером. Сборка систем для изучения принципов работы электронных элементов для создания умных систем. Реализация командно-коллективного проекта по теме «Использование облачных сервисов и технологий в разных областях науки, техники и в быту».
Контроль:
Презентация творческих работ обучающихся. Сложные и простые проблемы, перспективы.

РАЗДЕЛ 3. Интернет вещей: основные возможности (36 часов)
Теория:
Особенности умных вещей. Характеристика умных вещей на основе анализа примеров. Основная задача интернета вещей. Структура интернета вещей. Что представляет собой умная вещь. Платформы интернета вещей. Состав платформы интернет вещей. Программное обеспечение. Оборудование. Возможности платформы интернета вещей. Платформа Blynk, назначение и особенности. Использование платформ интернета вещей. Протоколы. Назначение. Протокол Wi-Fi. Стандарты передачи данных.
Практика:
Задания и упражнения по работе с датчиками, таймером и другими. Выполнение заданий в цифровом практикуме на работу с датчиками. Практическое освоение набора «Стартовый». Выполнение исследования «Измерение температуры воздуха». Разработка проекта «Беспроводная связь: принципы работы, назначение и использование».
Контроль:
Представление и защита творческих работ и проектов. Выступления на конференциях, участие в соревнованиях.

РАЗДЕЛ 4. (Сетевой модуль) Интернет вещей для умного города (80 часов)
Теория:
Умные города. Цель проектов «Умный город». Какие задачи решаются в проекте «Умный город». Умное сельское хозяйство для города. История. IoT для сити-фермерства. Цифровые технологии и IoT в фермерстве. Платформа интернет вещей для умных теплиц. Особенности макета «Умная теплица». Характеристика систем «умной» теплицы: освещение, климат-контроль, автополив растений. Назначение и особенности использования интернета вещей для «умной» теплицы.
Практика:
Работа с датчиками для «умной» теплицы, создание систем макета, проведение исследований систем «умной» теплицы. Особенности программирования контроллера для управления объектами «умной» теплицы. Сборка макета «умная» теплица. Проведение исследований. Особенности посадки и размещения растений в макете. Проведение исследований по выращиванию растений (совместно с сетевыми партнерами). Настройка дистанционного управления умной теплицей через платформу интернета вещей.
Контроль:
Подготовка и представление макета «Умная теплица», отчеты по выполнению работы разных групп обучающихся. Обсуждение достоинств и недостатков, перспективы развития проекта в форме «круглого стола» с приглашением экспертов. Представление материалов по проведению исследований в двух направлениях: технический и технологический аспект, агротехнический и биологический.

РАЗДЕЛ 5. Целевые практики (10 часов)
Теория:
Повторение и обобщение материала по теме «Интернет вещей». Беседа по теме «Проблемы и перспективы развития интернета вещей».
Практика:
Практическое занятие с экскурсией на предприятие «ООО Макро Групп». Круглый стол с обсуждением итогов по экскурсии.
Контроль:
Круглый стол по теме: «Обсуждение роли интернета вещей в умной среде». Перспективы развития, особенности, достоинства. Проблемы развития умных городов.


РАЗДЕЛ 6. Итоговое занятие (2 часа)
Практика:
Презентация проектов, выполненных за год. Обсуждение проблем и перспективы на следующий учебный год.

РАЗДЕЛ 1. Вводное занятие. Цифровые технологии (4 часа)
Теория:
Цифровая технология – как совокупность методов работы с цифровыми объектами. Виды цифровых объектов. Мультимедиа. Мультимедийные объекты. Электронные таблицы. Назначение. Объекты электронной таблицы. Правила автоматического заполнения ячеек. Простейшие формулы. Построение графиков и диаграмм.
Практика:
Выполнение творческих и учебных заданий с использованием возможностей текстового и графического редакторов и электронных таблиц.
Контроль:
Контрольное задание на создание сложного документа с использованием текстового и графического редактора и вставкой объектов, созданных в электронных таблицах.

РАЗДЕЛ 2. Цифровые технологии для умных объектов (8 часов)
Теория:
Какие изменения привнесли цифровые технологии в жизнь человека. Использование цифровых технологий для различных направлений развития городской инфраструктуры с использованием платформы интернета вещей.
Практика:
Коллективный информационный проект «Создаем виртуальный умный дом». Формулировка проблемы — целеполагание — актуальность - разработка основных этапов проекта — организация выполнения — варианты использования — описание продукта проекта — варианты размещение проекта, выработка критериев оценки продукта проекта.
Контроль:
Презентация проекта. Обсуждение достоинств и недостатков проекта с учетом критериев оценки.

РАЗДЕЛ 3. Основы программирования в среде Ардуино (44 часа)
Теория:
Языки программирования. Классификация. Назначение. Микроконтроллеры для умных вещей. Контроллер Ардуино. Структура и состав Ардуино. Алгоритмизация. Базовые структуры алгоритмов. Реализация алгоритмов в среде Ардуино: линейные алгоритмы, алгоритмы ветвления, циклические. Пользовательские функции в Ардуино. Программирование микроконтроллеров на языке Ардуино IDE. Программирование датчиков, кнопок и цифровых индикаторов.
Практика:
Создание программ-скетчей на языке программирования Ардуино IDE с использованием простейших вариантов, включая использование готовых скетчей. Отладка программ.
Контроль:
Контрольная работа на программирование контроллера, включая отладку программ и использование готовых скетчей.


РАЗДЕЛ 4. Человек в мире умных вещей (10 часов)
Теория:
Что такое умные вещи. Признаки и примеры умных вещей. Смартфон, планшет, компьютер. Основные этапы создания проекта умного дома. Стандартные системы в доме для автоматизации: освещение, климат-контроль, мультирум, домашний кинотеатр, система безопасности, система управления. Как появление умных вещей преобразило быт человека. Важные правила поведения человека в условиях цифрового мира.
Практика:
Исследование возможностей умных приложений: Транспорт, Навигатор, Такси и др. Возможности умных часов — исследование (по имеющимся реальным часам или браслетам, либо по интернет контенту). Исследовательский проект: «Виды управления: ручное, автоматизированное и автоматическое».
Контроль:
Презентация исследовательского проекта «Виды управления: ручное, автоматизированное и автоматическое». Обсуждение. Достоинства и недостатки проекта, перспективы развития.

РАЗДЕЛ 5. Сетевой модуль: Интернет вещей для умного дома. (38 часов)
Теория:
Интернет вещей для управления умными объектами. История умных объектов. Умные вещи в квартире и умные вещи для персонального использования: умные часы, умный браслет, умные приложения в смартфоне. Яндекс-приложения для управления умными вещами. Макет «Умный дом». Основные зоны и системы умного дома: освещение, климат-контроль, оповещение, охрана, контроль входа и другие. Контрольная панель. Управление умным домом. Сценарии, что это такое и для чего они нужны. Возможности Яндекс и Google для управления умным домом и его объектами дистанционно.
Практика:
Подготовка исследовательского проекта по теме «История умных вещей». Знакомство с комплектом макета «Умный Дом». Основные блоки, детали и узлы. Задания на подключение всех систем к контрольной панели. Разработка сценариев на примере стандартных, создание своего сценария для проекта. Настройка контрольной панели для управления умным домом дистанционно.
Контроль:
Демонстрация возможностей умного дома. Управление сценариями. Проблемы при создании умного дома, их решение. Перспективы развития проекта

РАЗДЕЛ 6. Сетевой модуль: Безопасный умный дом (36 часов)
Теория:
Бытовая безопасность. Виды бытовой безопасности. Приборы и устройства для предотвращения несчастных случаев от электроприборов. Приборы и устройства для защиты от утечек воды и газа в доме. Основные правила защиты. Способы защиты от незаконного проникновения в дом. Как проектировать объекты на территории вокруг умного дома. Определение зон на территории. Исполнительные устройства. Использование цифровых технологий для создания умного освещения территории.
Практика:
Разработка сценариев и создание модели (схемы). Реализация проекта «Организация безопасности в умном доме». Аварийное электропитание. Реализация проекта «Анализатор воздуха». Реализация проекта «Антивор», сборка, эксперименты, доводка. Работа с датчиками. Программирование контроллера. Разработка эскиза проекта территории с определением основных зон и объектов. Создание системы умного освещения территории. Создание объектов зоны отдыха (умный фонтан, умные фонари, подсветка и пр.), а также малых архитектурных форм (скамеек, кресел, декоративных ваз и пр.) с использованием 3D принтера и 3D ручек. Подготовка цифровых копий для реализации на 3D принтере. Изготовление частей гаража, подсобного помещения и пр. Ограда вокруг дома, ворота, зонтики, качели и пр. Подготовка и прокладка системы освещения. Программирование контроллера с использованием скетчей. Сборка и монтаж объектов «умного» дома.
Контроль:
Презентация проекта «Умный дом» с системами безопасности и ландшафтным проектом вокруг дома. Оценка проекта, перспективы развития.

РАЗДЕЛ 7. Сетевой модуль: Целевые практики. (36 часов)
Теория:
Этапы промышленной революции. Индустрия 4.0. Основные черты и признаки. Характеристика этапов. Индустрия 4.0. Особенности умных предприятий. Рассмотрение примеров. Подготовка к круглому столу по теме «Индустрия 4.0. Инженерные компетенции. Какие компетенции необходимы для профессии инженера. Характеристика профессиональных компетенций инженера робототехника и специалиста интернета вещей.
Практика:
Экскурсия на предприятие по изготовлению электронных компонентов и / или роботов.

РАЗДЕЛ 8. Итоговое занятие. (2 часа)
Практика:
Презентация всех проектов. Обсуждение перспективы развития проектов. План на следующий учебный год.

РАЗДЕЛ 1. Вводное занятие. Цифровые мультимедиа технологии (4 часа)
Теория:
Основные сведения об использовании цифровых технологий для представления проектов и творческих работ. Особенности представления проектов с использованием технологий мультимедиа.. Основные возможности программ для подготовки мультимедийных презентаций, видео- и фотоотчетов. Правила и технологии обработки мультимедийных объектов.
Практика:
Подготовка сообщений по теме «Цифровые мультимедийные технологии для представления проектов». Создание презентации «Цифровые мультимедийные технологии для представления проектов»
Контроль:
Представление презентаций. Регламентированная дискуссия.

РАЗДЕЛ 2. Интернет вещей для умного города. (56 часа)
Теория:
Городская инфраструктура. Основные городские объекты, зоны и системы. Краткая характеристика умных объектов. Умные мосты: оборудование, оснащение, основные возможности. Умный светофор. Использование IoT для управления умным светофором. Городская программа «Умный городской транспорт». Управление транспортными потоками. Объекты и зоны использования платформ интернет вещей для управления транспортными потоками. Особенности проектирования умных мостов. Основные возможности. Особенности городских парковок. Проблемы создания умных парковок.
Практика:
Цифровой проект «Умные вещи вокруг нас». Создание проектов: «Умный светофор», «Умная парковка», «Умные мосты», «Умный фонтан». Создание сценариев. Отладка и настройка приложения платформы Blynk для дистанционного управления.
Контроль:
Презентация проектов и включение проектов в систему «Умные городские объекты». Обсуждение перспектив.

РАЗДЕЛ 3. Сетевой модуль. Умный дом как объект системы умный город (66 часов)
Теория:
Обсуждение совместного проекта «Умные объекты и ландшафтный дизайн». Организация взаимодействия творческих групп. Описание основных объектов: умный гараж, умное уличное освещение, умные ворота, умная теплица, контроль доступа на территорию. Краткие сведения о подготовке чертежа в 3D программе для последующей работы по выполнению подставки на лазерном станке. Особенности разработки системы управления умными зонами и другими объектами на территории. Основы технологии разработки сценариев для умного дома. Стандартные варианты. Пользовательские варианты. Варианты и технология выполнения проекта по созданию декоративных элементов: ограждение, водная поверхность, вазы, скамейки и другие элементы.
Практика:
Создание проектов: описание идеи – изучение особенностей – выбор объектов (зон) – ожидаемые результаты. Проект «Умный дом моей мечты». Создание проектов: «Умный гараж», «Умный школьный стадион». Создание систем: освещения, автополива, безопасности. Создание дополненной реальности для проекта «Умные городские объекты» в виде QR-кодов.
Контроль:
Презентация проектов, включение в проект «Умные городские объекты». Обсуждение перспектив развития.

РАЗДЕЛ 4. Сетевой модуль: Реальный проект «Школьная метеостанция». (14 часа)
Теория:
Метеостанция. Какие задачи решает умная метеостанция. Метеостанции. Основное название, возможности. Оборудование метеостанции. Какие задачи может решать школьная метеостанция. Прогноз погоды.
Практика:
Настройка оборудования и программирование контроллера. Проверка работоспособности метеостанции. Устранение недостатков.
Контроль:
Презентация проекта. Перспективы развития и включение в проект «Умные городские объекты».

РАЗДЕЛ 5. Целевые практики. (8 часов)
Теория:
Промышленная робототехника. Основные направления. Характеристика. Мастер-класс «Основы программирования контроллеров». Экскурсия на «ООО Макро Групп». Интернет вещей для безопасности человека. Информационная безопасность».
Практика:
Мастер-класс «Основы программирования контроллеров». Экскурсия на «ООО Макро Групп». Мастер-класс «Основы программирования контроллеров». Экскурсия на «ООО Макро Групп» и круглый стол со специалистами по обсуждению современного состояния и перспектив развития промышленной робототехники. Знакомство с профессиями интернета вещей.
Контроль:
Регламентированная дискуссия по теме «Интернет вещей».

РАЗДЕЛ 6. Итоговое занятие. (2 часа)
Практика:
Презентация проект «Умные городские объекты».

Возраст учащихся от 10 до 14 лет
Срок реализации 3 года


Автор-составитель:
Панкратова Людмила Павловна,
методист