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.

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