Опыт проведения семинаров по Ардуино,

электронике и робототехнике в Школе.

3-5 февраля мне посчастливилось провести 8 семинаров для школьников 2 - 11 классов

в Школе №2 села Поярково Михайловского района Амурской области.

Вначале была встреча с учителями, на которой я рассказал о современных трендах

дополнительного обучения детей STEM (наука, технологии, производство, математика) за

рубежом, микроконтроллере Arduino (Ардуино) и возможностях его применения в школе.

Ардуино (Arduino) - инструмент для проектирования электронных устройств. Arduino

состоит из микросхемы и языка программирования и может принимать («понимать»)

сигналы с различных сенсоров и управлять электронными устройствами. Arduino широко

используется художниками, дизайнерами, любителями и всеми, кто заинтересован в

создании интерактивных устройств. Также, Ардуино – отличный способ быстро и

интересно начать изучение электроники.

Почему Arduino?

1. Интересно детям и взрослым

2. Просто и быстро в освоении (учебные материалы доступны в Интернет, для начала

нужен минимальный набор знаний и оборудование)

3. Интеграция различных технологий и знаний (проекты с Arduino требуют базовых

знаний электроники, программирования, дизайна и т.д.)

4. Надежно и безопасно (работает от напряжения 5v, безопасном для человека)

5. Большое сообщество пользователей по всему миру

6. Дешево (сопоставив стоимость Arduino с выгодами, которые получает его

увлеченный обладатель, становится понятно – это дешево)

Проекты с использованием Arduino позволяют применять полученные на уроках знания

на практике! Это то, чего часто не хватает в школе. И это то, что интересно детям. Приведу

пример нескольких вариантов использования для разных предметов:

• Математика (расчет траектории движения и скорости робота, разработка систем уравнений для управления роботом, шифрование…)

• Физика (практические опыты с электричеством, светом, движением, силой; разработка различных механизмов; изучение сигналов…)

• Информатика (программирование микроконтроллера: движение робота, мигание лампочки; возможность использовать языки программирования: Ардуино, С/С++; подключение Ардуино и передача данных в Интернет; разработка простых компьютерных игр…)

• Биология (к Ардуино можно подключать сенсоры температуры, влажности, давления, детектор движения животного. Это позволяет, например, разработать автоматическую систему полива растения или сделать так, чтобы растение само говорило, когда его нужно полить: через динамик, сообщение в Твитере или сигналом лампочки…)

• Химия (можно использовать детекторы газа, кислотности, температуры и другие…) • Английский язык (большая часть интересного материала – на английском языке.

Интерес к Ардуино естественным образом вызовет интерес к англоязычным материалам по Ардуино и к английскому языку в целом…).

Опыт применения Ардуино в школе уже есть в России. Например, проект «Начала

инженерного образования» в Архангельске. На сайте http://koposov.info/ есть большое

количество материалов на эту тему, описание проектов, лабораторий и используемого

оборудования.

Совместно с учителями Поярковской школы мне удалось провести семинары для

школьников 2-11 классов. Программа семинара для каждого класса была разной. На

каждом семинаре я немного рассказывал о роботах, Ардуино и своих проектах. После

этого мы делали что-нибудь практическое: анимировали бумажных человечков, собирали

робота Паука или писали программу для мигания светодиодом.

2 – 4 классы

Во 2 – 4 классах мы работали над 3 проектами: Гипнотическое колесо, Бумажная рука и

Смешной человечек. Дети работали в группах по 5-8 человек. Для всех проектов

использовался электронный конструктор littleBits.

Гипнотическое колесо. Детям было предложено вырезать из

бумаги круг и нарисовать на нем спираль, раскручивающуюся

от центра круга – гипнотическое колесо. Затем колесе

крепилось к вентилятору и подключалось к батарее. При

включении питания оно начинало вращаться, создавая

интересный визуальный эффект.

Бумажная рука. Для этого проекта каждый ученик обвел

карандашом свою руку на листе бумаги. Затем каждый на

свой вкус разрисовал руку. Многие написали на ней «Сочи

2014», чтобы поддержать наших спортсменов на олимпиаде!

Такую руку можно прикрепить к серводвигателю, который будет вращать ее влево-вправо

на 180 градусов. Кажется, что рука «ожила» и машет нашим спортсменам! А еще можно

сфотографироваться всем вместе и пожелать нашим спортсменам высоких побед!

Смешной человечек. Для этого проекта школьники из картона и цветной бумаги сделали

лицо человечка, у которого есть глаза, уши и язык. После этого мы вместе добавили

человечку глаза-светодиоды, сенсор силы нажима и вибрирующий мотор к языку. Если

такого человечка взять за ухо, у него начинают мигать глаза и дребезжать язык.

Детям очень понравилось, что их бумажные поделки начинали двигаться и мигать.

Подобные проекты очень интересны, креативны и технологичны. Электронный

конструктор + неограниченный творческий потенциал детей дают потрясающие проекты,

интерес и улыбки детей.

5-6 классы

Для 5-6 классов программа семинара состояла из 2 частей. Сначала я также немного

рассказал о роботах и Ардуино. Затем, ребята смогли в группах собрать конструктор

робот-Паук.

В 6 классе я также рассказал детям об основах электричества, светодиодах, резисторах, а

также показал, как с помощью Ардуино можно управлять миганием светодиода. Им было

интересно, они понимали все, о чем мы говорили, задавали правильные вопросы о

принципах работы и возможностях добавления элементов и изменения программы

работы.

Вывод: дети 5-6 классов могут успешно начинать осваивать электронику и

программирование с использованием Ардуино. Для этого им нужно создать условия и

подготовить понятные и наглядные инструкции.

К моему удивлению, в 5-6 классах были ребята, которые уже имели опыт в электронике и

робототехнике. Большую роль в этом сыграли родители, которые либо вместе с ними

создавали радиоуправляемые модели кораблей, либо выписывали им журналы по

робототехнике вместе с деталями для сборки робота.

7 - 11 классы

Для 7 – 11 классов программа была похожа: презентация о роботах и Ардуино,

демонстрация проектов (робота, объезжающего препятствия и «волшебной сумки»), а

также разбор примера программы для управления светодиодом с Ардуино.

В этих классах уже ярко проявляется «специализация» школьников по интересам.

Количество ребят, которым интересна техника и электроника значительно меньше.

Однако у них уже есть необходимые знания (в том числе физики и информатики) для

работы над более сложными проектами.

Ребята 11 класса самостоятельно собрали робота, который

объезжает препятствия (примерно за урок 45 минут). Программу для управления роботом

мы использовали готовую, однако принцип ее работы и блоки программы мы подробно

рассмотрели. Возможность своими руками собрать из различных деталей робота,

который потом выполнял то, что задумано – здорово!

Итоги

Провести семинары в школе мне лично было очень интересно. Большое спасибо

педагогам и сотрудникам Поярковской школы №2!

Семинары позволили выявить интересы школьников разного возраста к электронике и

технологиям, подтвердили предположения, что Ардуино – интересный инструмент с

большим потенциалом для развития инженерного и дизайнерского мышления

школьников. Более того, появились видение реализации проектов по использованию

Ардуино, клубов электроники и робототехники в школе.

Я буду рад вопросам, комментариям, идеям и сотрудничеству в

этом направлении. В рамках сообщества Tech-In.RU мы продолжим работу над

программой применения Ардуино в школе и будем делиться результатами с вами!

Михаил Рожков

e-mail: mnrozhkov@gmail.com

Slideshare:http://www.slideshare.net/mnrozhkov/

LinkedIn: http://www.linkedin.com/pub/mikhail-rozhkov/18/491/335