Методические разработки и технология организации учебного процесса.
В дополнительном образовании детей редко используются такие "школьные" элементы как учебники или хотя бы обширные записи в рабочей тетради. Здесь вообще не принято много заниматься теорией, предпочтение отдаётся практике, что больше мотивирует учеников и позволяют педагогу достичь нужных результатов. Этот подход, безусловно, применим и к робототехнике. Однако, объём информации, который ученик должен усвоить для успешной работы с Arduino, достаточно велик, и, как показывает опыт, без методических пособий и справочников обойтись трудно. В процессе практической работы дети должны иметь удобный доступ к справочной информации, к примерам. Записи в тетради не очень эффективны, так как это, во-первых, отнимает время, во-вторых, тетради имеют свойство теряться, а в записях по разным причинам возникают пробелы. А рисунки, схемы, тем более фотографии — совсем уж затруднительно воспроизвести в тетради. Фактически нужен учебник... которого не существует.
Ещё одна проблема, которая возникает при изучении робототехники на Arduino, это трудность синхронизации работы учеников в рамках группы. Выполнение типичного практического задания включает в себя сразу несколько элементов, которые в равной степени необходимы для получения результата: это и написание программы, и сборка электрической схемы, и проверка работы устройства, часто поиск ошибок, их осмысление и исправление... Один ученик выполняет такое задание за ползанятия и скучает, другому и целого занятия мало. Таким образом, нужно обеспечить возможность для каждого ученика выполнять работу в удобном для него темпе.
Для того, чтобы избегать перечисленных проблем, я разработал комплект методических и справочных пособий, которые активно использую на занятиях. Они предназначены для работы онлайн, сделаны в форме Google документов и связаны перекрёстными ссылками. Для удобного доступа к ним я использую приложение Google Класс, хотя, это, конечно, не обязательно.
Ниже приводится список пособий со ссылками и краткими пояснениями.
Электричество и электронные компоненты. Теория электричества: заряды, электрический ток, электрические величины, закон Ома. Основы схемотехники: принцип работы и назначение различных электронных компонентов, построение электрической цепи.
Порты и питание Arduino. Краткий справочник по устройству плат Arduino и по функциям работы с портами.
Программирование Arduino. Подробный справочник по программированию на C++ в среде Arduino IDE.
Логические операции. Описание логических операций, таблицы истинности, принципы работы процессоров. Пособие не имеет прямого отношения к Arduino, но помогает объяснить тему логических операций.
Справочник по работе с различными устройствами. Большой справочник по различным устройствам ввода и вывода для Arduino: датчики, моторы, экраны, различные светодиодные устройства.
Практические задания для начинающих. Цикл заданий для первого и, частично, второго года обучения. Задания имеют подробные пояснения, ссылки на справочные материалы и рассчитаны на выполнение с большой долей самостоятельности.
Моторы и движущиеся роботы. Цикл заданий для работы с роботом на двух моторах. Простое движение, обнаружение препятствий и края, управление через Bluetooth, движение по чёрной линии. Включает небольшую теоретическую часть и подробные объяснения к каждому заданию.
В заключение, хотелось бы пригласить коллег к сотрудничеству и обмену опытом. Если есть вопросы, дополнения, уточнения — можно писать их в комментариях. Есть свои наработки? Присылайте их для публикации на нашем сайте. Сайт "Детский клуб" является зарегистрированным СМИ, и вы можете получить свидетельство о публикации.
Автор: Никитин Юрий Моисеевич, педагог дополнительного образования первой квалификационной категории, место работы: МБУ ДО Центр детско-юношеский "Созвездие", г. Екатеринбург.
Приложение: фотографии роботов, которые используются в заданиях из пособия "Моторы и движущиеся роботы". В качестве основы используется простая платформа с AliExpress, шины заменены на более качественные, держатели для дисплея, дальномера и датчиков линии напечатаны на 3d принтере. Один вариант сделан на Arduino Nano, другой на Leonardo.
