STEAM обучението (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematic) в прогимназията в България може да помогне на учениците да развият комплексни умения (критично мислене, иновации и решаване на проблеми), които са важни за 21-ви век. Реализацията на подобно обучение преминава през отговор на няколко ключови въпроса:
- каква хардуерна и софтуерна платформа да изберем?
- какви са основните ползи от конкретния подход?
- какви проекти могат да се реализират?
Отговорът на тези въпроси задължително е съобразен параметри като финансова целесъобразност и адекватност на придобиваните знания и умения към бъдещите предизвикателства.
КАКВО ПРЕДСТАВЛЯВА ВИЗУАЛНОТО ПРОГРАМИРАНЕ С ARDUINO?
Визуалното програмиране използва блокове от код, които могат да се плъзгат и пускат, вместо традиционното писане на текстови код. Това прави програмирането по-достъпно и разбираемо за по-малките ученици. С Arduino-платформата за създаване на интерактивни проекти, учениците могат да контролират хардуерни компоненти като светодиоди, сензори и мотори, използвайки визуални програмни инструменти. Основните визуални среди са следните:
- Blockly: Програмен език, който използва визуални блокове, за да улесни учениците в създаването на програми.
Интерфейс на Blockly
- Tinkercad: Онлайн платформа, която комбинира 3D моделиране с визуално програмиране и симулации на Arduino проекти.
Интерфейс на Tinkercad
- mBlock: Подобен на Scratch, но с разширени функции за програмиране на Arduino.
Интерфейс на mBlock
- KidsBlock: Базиран е на софтуера за визуално програмиране Scratch, интегрира множество основни основни платки, сензори, както и модули. Може да се програмира чрез плъзгане на блокове и използване на езика за програмиране C/C++, което прави програмирането лесно и интересно за учене от децата.
Интерфейс на KidsBlock
- Mixly: безплатен софтуер за визуално програмиране, базиран е на редактора Blockly на Google. Приложението позволява творческо развитие и създаване на разнообразни проекти базирани на Аrduino.
Интерфейс на Mixly
ОСНОВНИ ПОЛЗИ ОТ STEAM ОБУЧЕНИЕТО С ARDUINO
Изучаването на Arduino от деца има множество предимства, които могат да развият техните умения и интереси в областта на технологиите, науката и инженерството. Могат да се изведат следните основни ползи:
- Развитие на технически умения: Arduino позволява на децата да се запознаят с основите на програмирането, роботиката и електрониката. Те могат да научат как да пишат код, да разбират логически структури и да свързват хардуерни компоненти като сензори, LED светлини и двигатели. Това може да стимулира техния интерес към технологиите и да ги вдъхнови да търсят нови знания и умения в тази област.
- Подпомага креативността. творчеството и иновативните подходи: работата с Arduino стимулира креативността, като децата могат да създават различни проекти и устройства според своите идеи. Това ги насърчава да мислят извън обичайните рамки и да се замислят за новаторски начини за решаване на проблеми. Учениците се насърчават да експериментират и да създават нови решения и приложения на наученото. Те могат да разработват роботи, автоматизирани системи или интерактивни игри, което им дава възможност да видят своите идеи реализирани..
- Развива логическото мислене и разрешаване на проблемни казуси: проектирането и сглобяването на Arduino проекти изисква решаване на различни предизвикателства. Децата се учат как да анализират проблемите и да намират ефективни решения, което развива тяхното логическо мислене.
- Междудисциплинарно обучение: Arduino съчетава знания от различни области като математика, физика, информатика и инженерство. Това прави ученето по-интересно и значимо, като свързва теоретичните знания с практическите приложения.
- Подготвя за бъдещи възможности: В свят, където технологиите играят все по-голяма роля, познанията и уменията в областта на електрониката и програмирането са от съществено значение. Изучаването и познанията по Arduino може да подготви децата за бъдещи възможности,обучение и кариера в технологичния свят.
- Работа в екип: проектите често се изпълняват в екип, което развива уменията за сътрудничество и комуникация.
- Учи на търпение и настойчивост: работата с Arduino понякога изисква търпение и упоритост, тъй като решаването на проблеми и отстраняването на грешки може да отнеме време. Това може да научи децата колко важно е постоянството при справяне с предизвикателствата.
- Удоволствие от ученето: работата с Arduino е интерактивна и забавна. Децата получават мигновена обратна връзка чрез своите проекти, което превръща ученето в удоволствие.
ИНТЕГРАЦИЯ НА РАЗЛИЧНИ ДИСЦИПЛИНИ:
Наука: Учениците могат да създават проекти, които измерват физични величини като температура, светлина или движение, като използват сензори.
Технология: Запознават се с основни концепции в електрониката и компютърното програмиране.
Инженерство: Работят върху проекти, които изискват дизайн, изграждане и тестване на прототипи.
Изкуство: Използват креативността си за създаване на интерактивни инсталации или анимации.
Математика: Приложение на математически концепции за измерване, калкулации и логически операции.
ПРИМЕРНИ ПРОЕКТИ С ARDUINO В ПРОГИМНАЗИАЛЕН ЕТАП
Умен дом: учениците могат да създадат миниатюрен модел на „умен дом“, като програмират светодиоди да се включват и изключват автоматично въз основа на входове от сензори за движение или светлина.
Умен дом
Метеорологична станция: използвайки сензори за температура и влажност, учениците могат да създадат метеорологична станция, която събира и визуализира данни.
Метеорологична станция
Роботизиран автомобил: построяване и програмиране на малък автомобил, който се движи и избягва препятствия с помощта на ултразвукови сензори.
Роботизиран автомобил
Интерактивни арт проекти: използване на Arduino за създаване на арт инсталации, които реагират на движение или звук.
Aрт проекти
STEAM обучението с визуално програмиране на Arduino в прогимназиален етап предлага на учениците възможността да научат основни концепции в науката, технологиите и инженерството по интерактивен и забавен начин. Чрез практически проекти децата развиват важни умения като креативност, критично мислене и работа в екип, които ще им бъдат полезни в бъдещето.
В заключение, изучаването на Arduino от децата не само развива важни умения, но и стимулира тяхното въображение и желание за учене.