当前,随着创客教育的发展,各地的信息技术教材也在改版,纷纷加入了开源硬件相关的内容,那么如何才能够清楚的吧给小朋友讲清楚Arduino呢?
小孩子能够理解电平,引脚的概念吗?
目前市场上Arduino兼容很多,从ocrobot到dfrobot从MakeBlock到Kblock,从硬件上来说,dfrobot做的改动最小,仅仅是把数字口做了3pin的封装,方便小朋友的使用,避免插错线,但是dfrobot的东西价格有点贵。
在考虑成本和便于普及的情况下,我倾向于选择淘宝上十几块钱的散件,那么问题来了,如何向小朋友解释Arduino引脚以及高低电平的概念?或者说这些知识有没有超过小学生的认知水平。
目前中国农村学校数量巨大而资金不足,为了追求普及必然要牺牲一定的易用性降低成本,所以MakeBlock也好,美科的磁吸式套件也好,固然方便,但是价格相对比较好,不适合农村地区的推广,我们知道创客教育最终要在广大农村普及,走农村包围城市的道路,这才是普适性的创客教育。
作为教材的开源硬件相关内容,一定是最低限度的要求,让孩子们知道有这么个东西就好了,太难了农村地区未必然会开课,而对于一些资金比较充足或者相对比较发达的学校,可以根据学校实际,采购价格相对高昂的设备。
学校教育一定是满足地限度的要求的,甚至学校教育本质上不应该为升学负责,这也是日韩台湾等学校只负责教育,不负责升学课外辅导机构兴起的根本原因。普及创客教育在于让大部分学生理解创客的基本概念,基本工具,和基本的编程方法,虽然MakeBlock的mBot小车很成功,但是不意味着众多创客公司一提起小学生的创客条件就是做个小车,小车真的是一个很好的创客教育的载体吗?我觉得未必。
写给小孩子看的创客教育的内容一定是要简单的,注重创意的,哪怕没有小车也没有关系。
我心中的开源硬件部分的教材,也许有些中规中矩,但是采用了最便宜和最常见的套件,以保证广大中小学尤其是农村中小学正常开展创客教育。
要我设计教材,核心概念一定是物理计算,计算思维,开源硬件和源于生活,这是我设计开源硬件课程的原则。
首先,要用通俗的方式介绍Arduino芯片,让孩子们知道Arduino是什么,开源干什么,当然目前很多教材的介绍方式都是从机器人引入,然后把Arduino比作是机器人的大脑。
然后我就开始介绍led灯泡,但是我会结合Scratch编程,做一个猜数的小游戏,用到了简单的分支,如果作对了就亮灯,不然就不亮灯,然后给出扩展活动,做一个一个sos的信号灯,毕竟是要做物理计算。
对于硬件连接图我倾向于使用frizing,并且在文章中扩展介绍什么是frizing,是用来画电路图的,让孩子们掌握这些数字化的设计和生产工具。
然后就是学习传感器的使用,传感器其实有很多分类的,有的传感器是开关量,有的传感器是要读取模拟值,模拟值的我用光敏传感器,这些一般是三个引脚,复杂一点的用到4个引脚,比如超声波传感器,
超声波除了测距之外可以与音符相结合,这样就可以做一些超声波钢琴,根据距离发出不同的声音,当然如果足够聪明的孩子,也可以试着讲解map函数,对于教材中是否要出现完整的程序我并没有确定,因为一个好的教材一定是有简单的例子,然后又习题,开放又自我完善的。
蜂鸣器部分,是一定要将的,是前面讲解超声波的基础,让孩子们通过开源硬件来学习音乐相关知识,重点是做一个虚拟的钢琴,当然我们也可以做虚拟的水果钢琴,开动脑筋部分也可以在游戏通过的时候通过声音给出反馈,或者提示,这些在玩儿游戏的时候是非常常见的反馈。
执行器部分,一般是采用电机,但是Arduino驱动电机相对比较复杂,需要用到驱动板,我个人觉得这个可以放到扩展力就好了,不作为硬性要求,说实话在使用Arduino散件,没有封装接口的情况下,电机的接线方式还是比较复杂的。
我可以讲解舵机的使用,舵机这个就比较有意思了,可以跟屏幕角色结合,首先讲解舵机的使用,然后利用变量来动态控制舵机的位置,或者经典的小猫走起来的程序,舵机跟着反复来回走动,这样比较简单
然后讲解温度传感器的使用,这个可以做摩擦生热的例子,根据探测到的温度来,测量,当然这个可以用18b20,因为可以测水温,这样的话,就可以做很多实验。
很多基于mBlock的软件都提供了oled或者是spi的液晶屏幕,有的i2c协议的,对于一些硬件,只要协议相同就可以使用的。
当然以上课时是不够的。
当然,小车不是不可以做的 ,当然可以做,但是要尽量的简单。
用通用的小车就可以了。
物理计算
初次认识物理计算
机器人可以感知现实世界并作出反应
Arduino是大脑