Заметки инструктора

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Ардуино детям. Начальное программирование через Scratch.

На занятиях по робототехнике ребята (8-12 лет) начинают работать с Ардуино со второго года обучения.


Первый год они осваивают радиоэлектронику, работают на breadboard-ах, приобретают весьма устойчивый объем технических и околоинженерных знаний, учатся аккуратности при обращении с электроникой и инструментом. 


На второй год обучения перед инструктором стоят мотивированные дети, которые весьма четко понимают, чего они хотят добиться, чему научиться и какого уровня достичь. Эти ребята знают, что занятия в клубе 2 раза в неделю не дают исчерпывающих знаний и поэтому самостоятельно изучают дома интересующие их темы и с радостью приходят на дополнительные занятия, когда их приглашают.


Именно с такими детьми мы начинаем серьезную работу, травим платы, изучаем языки программирования, печатаем на 3D принтере и работаем на ЧПУ.


Программировать начинаем в Scratch с постепенным переходом на полноценное прописывание программного кода ручками, по мере готовности и усвоения материала.


Если вы хотите самостоятельно начать заниматься дома с ребенком, для начала вам необходимо будет приобрести минимальный набор, состоящий из самой платы Arduino (Arduino UNO), беспаечной макетной платы (breadboard) и перемычек к ней, отсек для батареек на 3-4,5В или блок питания, светодиоды, кнопки, резисторы, реостаты.  По мере углубления вы сами определитесь, какой материал вам необходимо докупить.   


Следующий шаг - установка ПО.

Здесь все просто, все бесплатно, в открытом доступе в интернет на официальных сайтах.


Итак, пошагово:


1) Скачиваем программное обеспечение для Ардуино здесь https://www.arduino.cc/en/Main/Software.

Устанавливаем. 

2) Скачиваем Scratch под Ардуино S4A здесь, на официальном сайте проекта в разделе Downloads 

http://s4a.cat/. 

3) Скачиваем прошивку Arduino S4AFirmware16.ino, подключаем плату Ардуино и однократно загружаем прошивку на плату (знакомим Ардуино со Scratch-ем). 

Если при загрузке, в окне Arduino появилась ошибка, в первую очередь проверьте номер COM порта в Диспетчере устройств и вручную укажите данный порт в окне Arduino IDE - инструменты - порт. После чего отключите и снова подключите плату к USB порту.  


Если загрузка прошла успешно, можете открывать S4A, наиболее вероятно, что он найдет плату сам и тогда напротив номера входа вы увидите быстро сменяющиеся цифры. Если этого не произошло, правой кнопкой мыши остановите поиск платы и укажите COM порт вручную.

 

Что делать дальше? Открывать Ютюб или другой канал и с удовольствием изучать программирование на Ардуино.  

Миссия. Цели. Задачи.

Немного о главном. О миссии РобоЛаборатории.


Первоочередная задача, которую ставит перед собой кружок робототехники РобоЛаборатория - научить ребенка систематизировать получаемые знания и применять их на практике, стремиться создавать новое, мыслить вне шаблонов.

Мы не работаем на #Лего и других конструкторах в качестве основного учебного материала. Наши студийцы в первую очередь изучают основу электроники, механики, учатся конструировать из подручных материалов, знакомятся с паяльной станцией и только после освоения данных базовых составляющих робототехники начинают программировать, работая на #Ардуино и подстраивают образовательные конструкторы (#Huna, #FischerTehnik, #Lego) под свои нужды и задачи.


Чему учит робототехника?

В конце учебного года мы провели опрос среди родителей и детей, которые занимаются в нашем кружке робототехники, спрашивая чему они научились на занятиях, а так же, как эти знания отразились в повседневной жизни. И вот небольшое резюме ответов.


Как занятия робототехникой влияют на ребенка?

Чему учит робототехника?


- Происходит очень важный процесс социализации. Ребёнок учится договариваться, слушать, работать в команде.


- Учатся самостоятельности и ответственности. Учатся принимать решения и доводить начатое до конца – ведь при подготовке к соревнованиям без этого не обойтись.


- Дети из кружка технической направленности отличаются своими конструкторскими навыками – их ровесники просто не видят в обычных вещах того, что видят наши студийцы.


- Становятся активными помощниками по дому/даче. Иногда это выглядит, как бессмысленное прикручивание дополнительных полок странной конфигурации. Но вы только подумайте, ребенок обустраивает пространство с учетом своих потребностей. Не рушит, а строит. Сам.


- Заметно улучшается моторика, пространственное мышление, логика, навык преодолевать трудности. Первые пункты особенно ощутимо касаются детей младшего школьного возраста.


- Перестают бояться проявлять инициативу. Начинают пробовать, ошибаться, находить ошибки и исправлять их без "я не смогу" и "у меня все равно не получится".


- Терпеливости и усидчивости. Никто насильно не заставлял детей делать все идеально, но после двух тяп-ляп проектов, которые оказались не работоспособными, третий занял больше времени, но был старательно доведен до ума.

Заговор в мире образовательной робототехники

Цитата из интервью одного из разработчиков робоконструкторов в РФ, к тезису о том, почему РобоЛаборатория не поддерживает #Лего в качестве учебной программы.


Понятно, что уважаемая компания Lego преследует конкретные цели в своем присутствии на нашем рынке. Кроме увеличения прямых продаж, она старается подготовить массу пользователей знакомых с проприетарной средой разработки LabVIEW. Они учат этому детей для того, чтобы, когда эти ребята вырастут и пойдут работать, то кроме программных средств и оборудования от National Instruments у них не было бы других знаний. Следуя своей логике Lego и National Instruments финансируют мировую олимпиаду образовательной робототехники WRO. Они устанавливают такие правила, чтобы альтернативных решений на этих соревнованиях не допускалось, а дети, обучаясь, приходили во взрослый мир, хорошо зная только их продукт.

К тому же Лего – закрытый продукт. Это значит, что вы не можете понять, как он устроен, а значит не сможете самостоятельно научится разрабатывать подобного уровня технические решения. Все чертежи, протоколы связи и программные коды Лего скрыты от конечного пользователя и доступны только сотрудникам этой корпорации.

С полным текстом интерью Вы можете ознакомиться по ссылке.

Что такое дифференцированные задания и для чего они нужны?

На занятий робототехникой приходят дети с совершенно разными знаниями и навыками. Мы всегда говорим, что у нас нет чёткого разделения по возрастам. Есть три основных группы - младшая, средняя, старшая, - но разброс в возрасте получается от нуля до четырех лет. И это даже хорошо и нет необходимости делить ребят строго,


во-первых: РобоЛаборатория - не школа, а клуб (или кружок) по интересам;


во-вторых: дети разных возрастов занимаются вместе и в процессе занятий вместе находят ответы, ищут вопросы, изобретают, творят, шалят и учатся дружить и уважать друг друга. Учатся объяснять, спрашивать, слушать и слышать друг друга;


в третьих: темп обучения у всех разный. Приходят с различной мотивацией и стартовыми знаниями. Часто бывает, что грамотные ребята оказываются совершенно немотивированными на серьезную работу и растут медленнее, а дети, с кем кажется работать придется долго и дается им всё нелегко, с головой погружаются в электронику, физику, робототехнику и уже к середине года заметен серьезный прогресс, а к концу - они готовы выйти на городские соревнования.


Именно из-за того, что наши замечательные детишки совершенно разные - на занятиях по одной и той же тематике они получают различные (дифференцированные) задания. У одних уровень сложности *, у кого-то ** или *** - все строго индивидуально. Для чего мы так делаем? Чтобы помочь ребенку расти и получать знания в том темпе, в котором ему комфортнее. Одних надо подстегнуть к хорошему рывку вперед, других немного придержать на месте и закрепить полученные знания. Дифференцированные задания помогают ребенку усвоить материал и двигаться дальше. Двигаться не потому что Вася и Петя уже на два шага впереди, а потому что ребенок готов, он всё усвоил (не зазубрил, в робототехнике это невозможно, т.к. здесь вся теория сразу же проверяется на практике, а именно усвоил), почувствовал уверенность в своих способностях и может перейти к более сложному материалу.


На фото задание Светофор (средняя группа),

выполненное с учетом дифференцированного подхода.

Как правильно помогать детям

Так хочется сказать всем мамам, бабушкам ,дедушкам, а порой даже и папам "перестаньте помогать детям!".

Сцена1. Выходит крупненький на вид, розовощекий пятиклассник из школы, его встречает щупленькая бабулечка, берет его рюкзак и покорно плетется за размахивающим пакетом со сменной обувью детиной. Не выдержала. Спрашиваю "Зачем?". Отвечает "Ну как же, он ведь устал". Через 20 минут "уставший" гонял мяч на детской площадке за всю сборную России.


Сцена 2. Приводят зимой ребенка в кружок робототехники. Мальчик 8 лет. Снимают с него шарф, шапку, куртку, помогают переобуться, раскладывают на столе необходимые принадлежности, объясняют что и где лежит. Дитя представляет собой беспомощный тепличный цветочек, но только в дни, когда его приводит и забирает мама/бабушка. И абсолютно самостоятельного независимого парнишку в те дни, когда привел его папа.


Что мы получим на выходе из таких мальчиков? Мужчин, которые плюхнутся на шею женщине, готовой завязывать ему шнурки и подтирать носик. Почему? Потому что они с самого детства привыкли, что с папой и другими мужчинами они - мужчины, а с мамы всё сделают за них. И далее они будут проецировать эту модель во взрослой жизни на своих жён.


Как быть? Не помогать. С трехлетнего возраста мальчик психологически начинает себя отделять от мамы, ощущать свое Я и осознавать кто он есть. И здесь важно начать воспитывать мужчину. Не стремиться на каждом шагу подбежать и помочь. В большинстве случаев жалуясь на ситуацию ребенок ждет от нас не помощи, а сочувствия. Так дайте ему это сочувствие.


- Мам, это сложно. -Ммм, понимаю тебя. Мне тоже трудно такое решить.


- Мама, я устал. - Сынок, и я устала. Может немного прогуляемся, купим мороженного?


- Мам, помоги мне. - Давай ты начнешь, я посмотрю что именно тебе трудно дается и в этих аспектах помогу. Только начни сам. (Как правило начав и доведя до середины, ребенок потребует вашей оценки и закончит всё сам)


- Мам, ну не могу я, это невыполнимое задание. -Сделать его за тебя или сам? -Сам. - Хорошо, если что, я на кухне. (Пыхтит, делает.)


Научитесь разговаривать с ребенком на его языке - на языке "я тебя понимаю, тебе и правда сложно, но ты сам". Отфильтровывайте все свои слова и действия, которые могут привести к тому, что вы делаете, а ребенок наблюдает со стороны. Либо поступайте мудрее, как мы это делаем в кружке робототехники. "Я тебе сейчас соберу, как это должно быть, ты мне объяснишь принцип работы, потом я всё разберу и ты сделаешь то же самое сам и по возможности усовершенствуешь." Такой способ отлично работает.


И еще: не лгите детям. Вспомните, как часто на слова "Это дурацкий рисунок, у меня ничего не получилось" мы начинаем убеждать ребенка в обратном "Да ты что, очень даже получилось, очень красиво."? Лучше поговорите с юным художником, попробуйте понять, что именно его не устроило в рисунке и помогите исправить или начать сначала. Главное, помогите словом, а дело оставьте ребенку. Ребенку требуется наше сочувствие и понимание, это одно из проявлений любви.

Стандарты в наших головах

Пару слов на тему стандартов, засевших в наших головах. Навеяно очередным мастер-классом.


Есть некоторые вещи, которые цепляют и детей и взрослых. И будь взрослые немножко детьми, они бы так же уселись на брусчатку и позволили 6-колесной роботизированной платформе кататься по ногам, смотреть, как она взбирается на колени и с легкостью принимает вертикальное положение, чтобы преодолеть препятствие. Ведь это и правда весело!


Данное фото сделано на празднике, ко Дню Защиты детей, где принимал участие наш кружок робототехники. Интересно, что дети, привыкшие к стандартам и типовым развлечениям, обычно организовываются на флешмоб под крики диджея со сцены или другого взрослого с громким, командным, афторитетным голосом. Но в случае нашего вездехода достаточно было попросить в сторонке одного ребенка сесть, как человек 40 детей моментально подбегали и присоединялись к нему на асфальте. Им было весело, каждому хотелось, чтобы "эта машинка" попробовала прокатиться именно через его коленки, носки, руки, рюкзак.


Увы, каждый раз, такие посиделки прекращались строгим голосом учителя.


Коллеги, хочется спросить: а что, собственно, в таком флешмобе шло не так? Что вас огорчало? На улице тепло, на брусчатке чисто, дети не хулиганили, не разбегались, напротив: все как по команде усаживались, смеялись и получали позитивные эмоции. Не это ли наша задача, как учителей, дарить детям радость и положительные эмоции, одновременно вкладывая в них знания? На сегодняшнего школьника трудно произвести впечатление музеем или выставкой с надписью "руками не трогать", потому что таких выставок в его жизни море. Они были, есть и будут. Реальные или виртуальные, любые - их много и по этой причине они приедаются. Нам с вами известно, что любой человек лучше всего запоминает и сильнее мотивируется чем-то новым и нестандартным. Наши инструктора кружка робототехники всегда имеют установку заинтересовать и увлечь ребенка. Вывести его из-за парты и научить думать нестандартно, не бояться предлагать свои иногда нелепые по меркам опытных взрослых идеи, ради того, чтобы ребенок был с головой вовлечен в то, что он делает.


Итак, ситуация: два ребенка и робот-вездеход.


Ребенок №1 (руками не трогать): "Мам, я на праздике был. Ну ничётакова. Машинки там всякие ездили, на сцене пели..."

Ребенок №2 (трогать можно): "Мам, представляешь, там такая машина была на 6 колесах, она даже вот так заезжать могла, они её сами сделали, я тоже такую сделать хочу!"


Именно после этой фразы "сделать хочу", правильно мотивированный родителями ребенок займется, увлечется, достигнет цели. А наша с вами задача, уважаемые коллеги учителя и преподаватели, мотивировать, направить или позволить ребенку самомотивироваться в удобной для Него, а не для Нас, форме.


Так, например, в нашем кружке принято, что когда необходимо обсудить получившиеся результаты по электронике или робототехнике, ребята садятся на пол вокруг схемы или робота и дискутируют. Если важно уделить внимание "скучной теории" посреди веселья, мы пишем маркером не на доске, а на полу. При этом поведение не хромает, а даже наоборот - дети максимально концентрируются и отлично всё запоминают.


Немного пафосно закончу, но всё же: давайте начнем выходить из стандартов и позволим детям быть детьми. Начнем разграничивать здоровые детские потребности в веселье и непринужденности от хулиганства и девиантного поведения. Разумеется всему свое время, но даже скучный урок можно сделать запоминающимся.



Дом из пенопласта

В виду того, что конструирование нераздельно связано с робототехникой и является аспектом технического творчества, ребята в кружке "РобоЛаборатория" конструируют всё, что только приходит в голову. Маяк, самолет, замок, ножничный подъемник, знаменитого Валли, машинки с двигателями и многое, многое другое. Разумеется к поделкам добавляем электронику, но объем электроники и программируемых элементов уже зависит от знаний и способности ребенка.


Хочу предложить вам и вашему чаду отличное занятие - Построить дом!


Вам понадобятся:
-пенопласт (подойдет подложка под ламинат или гладкая потолочка)

-канц.нож, линейка, угловая линейка, транспортир (если хотите, сможете в процессе строительства научить первоклашку (!) измерять углы, на это потребуется порядка 5-10мин)
-ручка, карандаш, тетрадь в клетку
-клей для потолочной плитки, шкурка.

Предложите ребенку построить дом для лего-человечков, кукол барби или хомячка (не имеет значения, главное правильная мотивация). Если вы строите дом на даче - пусть создаст дом своей мечты, возможно что-то из ребячьих идей вы воплотите в жизнь. Для ребенка это будет высшая похвала и пожизненное осознание того, что родители его признают, слышат и уважают.

Поехали.
1) Чертим в тетради 3д модель (хотя бы куб, без крыши). Определяемся с размерами.
2) Переносим все на пенопласт. Здесь ваша задача объяснить ребенку: а) как экономно размещать детали б) если вы родитель 6-9ти летнего чада, приготовтесь с нуля объяснять, как пользоваться линейкой, откладывать отрезки и пользоваться угольником. Да-да, в школе их этому учили, но, как показывает опыт работы в кружке робототехники, навыка нет у 90% детей.
3) Вырезаем детали, вырезаем окна и двери (следим за симметрией, отталкиваемся от центра элементов дома. Возможно здесь вам придется объяснить и предложить пару способов, как найти центр с линейкой и без), зашкуриваем для красоты, склеиваем.
4) Возводим крышу. Можно пойти по простому пути и разместить скаты крыши под углом 90', можно сделать сложную конструкцию. А заодно объяснить ребенку, какие условия важно соблюсти с учетом климата, снега, холодов.
5) Придумываем петли, засов и ручку и устанавливаем двери. Для окон можно использовать прозрачный пластик от коробки конфет, упаковки игрушек. Крепим балкон и крыльцо. Организуем освещение.

Усовершенствовать такую поделку можно до бесконечности. На робототехнике мы делаем из подобного каркаса "Умный дом". Детям это занятие нравится, ведь оно максимально приближено к жизни и при этом требует терпения, аккуратности, умения пробумывать каждый шаг (или исправлять ошибки), творческого подхода.


Чему научится ребенок?

Пользоваться линейками, двумя сразу. Узнает, что такое прямой угол, как без тетрадной клеточки нарисовать квадрат или прямоугольник. Научится по-инженерному измерять всё в миллиметрах. Выполнять чертеж, раскрой материала, работать с клеем, проверять углы у двух склееных элементов и т.д. и т.п. Продолжать можно до бесконечности. Самое главное, что всему этому он научится раз и навсегда, т.к. все манипуляции и вашу теорию будет применять на практике.


Теперь о важном, о нас, родителях.

1) Мы очень заняты на работе и по дому

2) И без того приходится помогать ребенку по школе, а тут еще и дом конструировать

3) Устаем и нет желания вникать

Таких пунктов бесконечное множество. Так как же быть? Во первых домик этот строится зачастую не час и не два, а пару тройку вечеров. Во вторых, дайте ребенку сделать всё самостоятельно. Рисует в тетради - сам, придумывает размеры для каждой стенки - сам. Считает сколько каких стенок тоже сам. Вот когда принесет чертеж, тогда уделите 5 минут, чтобы откорректировать размеры и еще 5-15 минут, чтобы объяснить как расчертить все на пластике. Помните, вы никуда не торопитесь. Пусть чертит, режет, ошибается, исправляет. Главное объясняйте всё с любовью и максимально не вмешивайтесь в этот процесс. Восполняйте недостающие знания, как мы это делаем на робототехнике, помогите сделать первую стенку, первое окно, а дальше сам.


Удачной стройки! (с) РобоЛаборатория

Для чего нужны эксперименты на уроках Робототехники.

Заметила, что разговаривая с людьми о РобоЛаборатории, рассказывая им чем занимаются дети, чему и как они обучаются, многие недопонимают, как в нашу программу робототехники вписываются опыты и эксперименты.


Если эксперимент физический - здесь всё понятно - робототехника, механика, физика. Но когда эксперимент чисто химический (хотя в моем понимании таких практически не существует, такова природа), возникает вопрос, для чего? Ведь есть кружки химии, где обо всём этом подробно рассказывается. Или еще интересное мнение "детям потом на уроке в школе будет не интересно, ведь они это уже будут знать". Про второе мнение и о темпе обучения в школе, напишу отдельно.


Итак. Далеко не все ходят на кружки химии, а если и ходят - повторение мать ученья, как говорится. Самая главная цель экспериментов на робототехнике - вовлечь ребенка, задать темп занятия. Дети часто приходят со школ уставшие, со своими проблемами и переживаниями а тут сваливается дополнительный "мозговой штурм", которого им хватило на уроках. Чтобы переключить ребенка от рутинных занятий, создать для него атмосферу радости и комфорта мы предлагаем им что-то интересное, необычное. Конечно же это "интересное и необычное" мы обсуждаем, разбираем по деталям, но дети при этом являются активными участниками всего происходящего.

Через месяц новички в клубе преображаются из уставших после школы бук в позитивно настроенных ребят. Дети приходят на занятие за 5-15 минут и уже у входа спрашивают "а что мне делать?".


Чего мы добились введя в свою программу Робототехники и Электроники эксперименты? - Готовность детей получать знания естественным путём, а это дорогого стоит. Легко и естественно получать знания означает, что ребенок впитывает информацию через действие, через практику. Нет смысла рассказывать как отсчитать ножки у 555 микросхемы, не дав ее потрогать, рассмотреть, не задав вопрос, на который они пока не знают ответа, но могут выдвинуть дюжину предположений. Секрет обучения заключается именно в том, что ребенок через практику, через тактильное и визуальное, под руководством инструктора РобоЛаборатории приобретает новые знания и навыки. Это и есть естественное обучение.

Почему мы ушли от Lego

Почему мы не работаем с детьми на Lego.

Полагаю, для всех стал давно очевидным тот факт, что современная система образования изменилась не в лучшую сторону по сравнению с 1970-1990ми годами. Как преподавателю, мне бросается в глаза следующая печальная ситуация. Наших детей практически перестали обучать самому предмету. Перестали учить думать, размышлять и делать выводы. Строить логические цепочки, искать закономерности и самостоятельно находить решения поставленным задачам. Сегодня задача школы – «натаскать» на формат экзамена, будь то ГИА, ЕГЭ или любой другой с принципом решения «1-а, 2-б, 3-г». Что мы имеем в итоге? Точнее не что, а кого. Поколение без инициативы, хороших исполнителей чьих-то идей, ведомых, а не ведущих.

Теперь о Lego, как об образовательной программе.

Не имею практически ничего против этого конструктора. Нравится. Пользуюсь. НО обучать на его основе не стану. Принцип работы по Лего известен всем – собираем кубики, строим фигуру – отличное занятие для развития моторики, 3D восприятия, креативности, восприятия цветовой гаммы. Но это для детей младшего возраста. Обучающее Лего работает следующим образом: посмотрел на картинку – собрал по картинке, посмотрел в Manual – пошагово запрограммировал по Manual. Зачем думать, когда уже все решено за тебя и надо просто повторить? И вновь, вместо поколения творческих людей, поколения изобретателей мы получаем безынициативных исполнителей чужих идей.
В единичных случаях дети конструируют что-то сами, программируют под поставленные задачи. Но тут всплывают пара ньюансов: программирование блочное (или графическое), в случае Лего к жизни слабо применимое, а все разъемы уникальные, заточены исключительно под лего. А значит развиваться дальше, расширять свои возможности крайне затруднительно. Да и в рамках клубных занятий работа с конструктором чётко завязана на времени: пришел, собрал, написал программку, разобрал, ушел.


Есть ли альтернатива?

Разумеется есть – делать все своими руками. Ребенку важно что-то сделать самостоятельно и сохранить это для себя, поиграть, показать друзьям.


-Мам, а тут домой забирать можно будет?

-Можно.

-Ура! Тогда я тебе подарю! И дедушке потом что-нибудь смастерю!


Такой диалог часто слышишь от детишек пришедших впервые.


Научить ребенка создавать и творить не из готовых комплектов (хотя в определенных случаях понадобятся и они) а из подручных материалов. Так, к примеру, собрать Виброжука не из набора за 100р., а разобрать старый гаджет, сделать шасси из картона/пластика/щетки, подключить к источнику питания, спаять, разместить на шасси. Представляете, сколько открытий сделает Ваш ребенок и сколько навыков он получит! А главное: он это сделал САМ! Немного неказисто, немного кривовато, но САМ. И таких примеров великое множество, стоит только дать ребенку пространство для творчества и убрать подальше яркие, ровненькие готовые детальки с руководством по сборке.

Вам принимать решение, но для своего ребенка я хочу всестороннего развития. Где он будет уметь размышлять, дискутировать, искать логические цепочки, неординарно подходить к решению задач – именно этому, помимо непосредственно робототехники, электроники и пр., учит Клуб технического творчества РобоЛаборатория.