Публикации сообщества

Ольга Тузова • 4 июня 2019

Послесловие к курсу «Проектная деятельность учителя-мейкера»

Тема мейкерства как часть образовательного процесса, которую надо освоить не только потому, что интересно, а потому что необходимо, возникла, когда в нашей школе появился BBC micro:bit – миниатюрная программируемая плата, по функционалу и возможностям сравнимая с микрокомпьютером.

Учебно-методические материалы, которые сопровождали выход BBC micro:bit в свет (https://microbit.org/), направляли и подталкивали педагогов именно в этом направлении: не делать изучение программирование самоцелью, не останавливаться на неинтересных и скучноватых для учеников моделях, не использовать по возможности готовые конструкторы и другие дорогостоящие материалы, а творить из того, что под рукой.

Маленький размер (4 х 5 см), небольшой вес, удобная форма – аккуратный плоский прямоугольник – всё это позволяет BBC micro:bit вшивать в одежду и легко встраивать в  различные объекты, выполненные из бумаги, картона, одноразовых стаканчиков, палочек и трубочек, и вообще всего того, что найдётся под рукой. Вместо проводов в ход могут идти токопроводящие нити, фольга, металлизированный скотч. Всё это отличает BBC micro:bit от популярных и давно применяющихся в образовании микроконтроллерных плат, например, Arduino.

image

Опыта и навыка работы в этом направлении не было, получалось всё не так, как хотелось бы, поэтому курс на Новаторе «Проектная деятельность учителя-мейкера» известных мейкеров Лоры Кравченко и Наталии Яниковой восприняла как подарок судьбы. Огромное спасибо ведущим за качественную, грамотную и профессиональную работу. Курс вместил в себя массу материалов, в которых ещё разбираться и разбираться, при этом в нём нет ничего лишнего, отличные авторские видеоролики, хороший баланс теории и практики. Спасибо также и коллегам-участникам за интенсивный обмен мнениями, идеями и опытом. Можно только пожалеть, что в школьную майскую напряжённую пору не все желающие отважились присоединиться к этой работе.

Результатом изучения теоретического материала курса и небольшой, но эффективной практики, стала разработка занятия, которой и хочу поделиться. И хотя проект в основе своей опирается на использование BBC micro:bit, но предложенные авторами курса Лорой Кравченко и Наталией Яниковой и использованные в разработке общие подходы  могут быть полезны и интересны и вне этой темы. Да и чудесный BBC micro:bit медленно, но уверенно входит в российские школы.

Предполагается, что с проектом справятся ученики 10 класса, освоившие начальные шаги в программировании (независимо от того, в какой среде проходило обучение), знакомые, по крайней мере, с переменными, ветвлением, сложными логическими условиями.

Итак,

Разработка занятия «Тренажёр музыкальной памяти»

Мотивирующая составляющая

Среди компьютерных игр можно выделить те, которые не только нас развлекают, но и тренируют важнейшие способности человека, в частности, способность запоминать информацию разного вида. Эти игры пользуются большой популярностью, и спрос на них будет всегда, потому что хорошая память ― это высокое качество жизни и профессиональный успех (мотивирующее видео: https://youtu.be/6xPdPOYINZk).

В этом проекте ученики поменяют роль пользователей игр на роль разработчиков. И ― кто знает ―  может быть, полученный опыт станет их стартовой площадкой к профессиональной деятельности в этой сфере.

Содержание проекта

Для создания игрового устройства используются программируемые платы BBC micro:bit. Эти устройства могут генерировать и воспроизводить звук заданной частоты. Суть игры заключается в том, что на первом этапе с помощью условной клавиатуры проигрывается произвольная мелодия и сохраняется в памяти BBC micro:bit в виде последовательности чисел, соответствующих частотам звучания нот. На втором этапе пользователь проигрывает мелодию так, как он её запомнил. Эта запись также сохраняется. Две записи сравниваются программой, которая определяет, совпали они или нет.    

Так как у BBC micro:bit всего три основных порта ввода / вывода (пина), а требуется значительно больше ―7 для нот (минимум) и один  для колонки или наушников, то используются две платы. Одна ― для генерирования звука с помощью условной клавиатуры, другая ― для проигрывания и хранения последовательности нот.  Для передачи информации между платами используется Bluetooth соединение.

Для получения результата необходимо решить инженерную задачу: как с помощью трёх цифровых входов генерировать 7 выходных сигналов – 7 различных нот. Комбинаторика нам подсказывает, что теоретически это сделать нетрудно: 3 цифровых сигнала дадут нам 8 различных комбинаций, 7 из которых можно использовать. Например, для ноты До ― 001, Ре ― 010, Ми ― 011 и т. д. Дело за малым — решить задачу практически.

UPD: вопрос об использовании платы расширения BBC micro:bit, которая позволяет использовать не 3, а около двух десятков портов micro:bit, вынесен в комментарии 

Для работы над проектом потребуются устройства:

  1. BBC micro:bit (2 шт).
  2. Соединительные провода типа “крокодил”  (6 шт).
  3. Источники питания (батарейки AAA в специальном кейсе ―  4 шт, или Powerbank ― 2 шт, или специальные источники питания для BBC micro:bit Kitronik Mi:power). Возможно питание от компьютера.
  4. Колонки или наушники.
  5. Для разработки программного кода и записи его на BBC micro:bit необходим компьютер, подключённый к сети Интернет и кабель USB - микро USB.

Подручные материалы:

  1. Тонкая медная проволока без изоляции и изолирующего лака или токопроводящая нить.
  2. Картон, фольга, металлизированный скотч.

Инструменты:

  1. Канцелярский нож, ножницы
  2. Металлическая линейка
  3. Шило или толстая игла.

 

Лирическое отступление

На этом этапе я уже не только разобралась в теории, что нужно сделать, но и, наступая на многочисленные грабли, спрятанные в разных местах, освоила и практическую сторону проекта.

Вот так может выглядеть клавиатура:

https://lh3.googleusercontent.com/xFAMdU8YVNifpdFEnCgT5BXBfUflzYeHZmv7ENId9haMtOvTCkDY-kMqSxXvmqbgUBipQFX-_AjmaMDZblx7TI16VWMStqsL1RhHmauBWAkJ-r-7_VcMd24iZNHGMh8lfXu_DK4L 

https://lh6.googleusercontent.com/hzaRgMVY-XdvDUSFXtHVo2tsRKEQwCzOXLPlD4E6jnC-Hfi1dfvpQ-QUQ8qRaeyHp9NknBYgwuNhqS1p3PPUO05EyKSZtkTXc2lOQeNmHN_Uu0gKQUnF9g0TZOSEUbPVHgmlSt2T

А вот так она работает (момент тестирования): https://youtu.be/J6VO2XA_pN4

Могут быть разные мнения, но мне кажется, это обязательное требование — перед тем как предлагать задачу ученикам, пройти все необходимые шаги её решения, знать, что работает, что нет, где есть подводные камни, какие шаги эффективные, какие нет.  Но знать – не значит навязывать. И впереди — самое сложное: направить детей для поиска решения в нужном направлении. А какое оно — нужное? И как не сломать самостоятельный поиск инструкциями и подсказками, сохранив при этом целенаправленное движение?

Не утомляя читателей большим текстом, даю ссылку на вариант «Руководства для учащихся», составленного по предложенному Лорой и Наталией плану, который начинается определением целей и задач проекта и включает циклический процесс: разработка и построение прототипа, тестирование, анализ результатов, устранение ошибок и оптимизация.

Руководство для учащихся и для учителя >>https://clck.ru/GPV29

В таких технологических STEM-проектах тесно и неразрывно переплетаются темы разных предметных областей — физики, математики, информатики, инженерного искусства, а для того, чтобы смыть лак с медной проволоки, понадобились знания химии. В ходе работы над проектом осваиваются научные концепции, связанные с работой электрических цепей, числовыми характеристиками звука, различными способами кодирования информации, особенностями беспроводной связи. Для достижения результата ученикам необходимо написать объёмный и непростой программный код, в котором используются различные алгоритмические конструкции, сложные логические условия, различные структуры данных. Важно, что развитие навыков программирования и программного управления органично вписывается в практическую деятельность, а значимый для ученика результат ― игра, разработанная собственными силами, ― является весомым мотивирующим фактором и стимулом к обучению и мейкерству. По крайней мере, девочка, которая ассистировала при съёмке клипа, вместо того, чтобы принять мою благодарность, сама стала меня благодарить за возможность как-то прикоснуться к «такому интересному проекту» и очень интересовалась, будут ли у них на уроках такие работы.

Занятие, которое здесь описано, пока ещё не было реализовано, но я надеюсь на его успех. И надеюсь на разнообразие интересных решений «тренажёра», которые найдут ученики.

Ещё по теме:
Microbit in Wonderland  https://novator.team/post/824
Группа в FB https://www.facebook.com/groups/microbit.ru/

Кол-во комментариев: (11)

Михаил Семионенков
Идея симпатичная, интересная. Лично я, правда, оттолкнулся бы от одной платы, используя расширение micro:bit, например, такое: http://micro-bit.ru/plata-rasshirenija-s-maketom-dlja-microbit/ (нашёл мгновенно, что говорит о "взрослении" контроллера, обрастании нужной "инфраструктурой"). Это позволяет использовать все порты, а не 3. Идею тандема контроллеров приберёг бы для другого проекта :-)
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Ольга Тузова
    С платой расширения мы делали подобный проект на кружке: https://youtu.be/Y5p4x44rxr4 В этот раз задумка была обойтись без неё, что существенно поменяло весь ход проекта. Использование двух плат имеет некоторый смысл для игры - можно сделать так, чтобы второй человек не видел, какие клавиши нажимаются.
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Ольга Тузова
    Продолжая эту тему. Не использовать плату расширения - не прихоть. Курс был посвящён мейкерству, и в этом проекте задачи конструирования были основными. Плата с множеством проводов не позволяет сделать устройство компактным. То, что показано - это черновая модель. В будущем, я думаю, получится компактное миниатюрное мобильное устройство :)
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Лора Кравченко
    Ольга, оперативность - Ваше лучшее качество! :) Спасибо большое, что так обстоятельно описали не только сам проект, но и приоткрыли закулисье курса, поделились своими впечатлениями от на предмет эффективности обучения. Нам, рефлексирующим авторам, это крайне важно! Мне очень понравилось, как обстоятельно и глубоко Вы погрузились в изучение материалов курса! Спасибо огромное, такое взаимодействие обогащает обе стороны, как участников, так и авторов курса. Посмотрела ссылки, предлагаемые Вами в посте. Давно читаю материалы о micro:bit, удивляюсь, с какой легкостью овладевают им не информатики (Лена Дегтярева - яркий пример). Больше всего подкупает его компактность и независимость от среды программирования (интересно, на моем старом и любимом VB6 тоже будет работать??? И очень хочется попробовать! Как считаете, на алиэкспресс можно брать?
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Ольга Тузова
    Елена Дегтярёва (https://novator.team/user/106/topics/) - пример и для информатиков, пример, который заражает энтузиазмом, смелостью и энергией :) Лене - отдельное спасибо. Лора, мой домашний - как раз с aliexpress. Работает, без проблем. Но надо определиться с комплектацией. Микробиту, чтобы работать автономно, без питания от стационарного компьютера (или ноутбука), нужен свой блок питания. Это может быть кейс для батареек (2хААА с разъёмом для микробита, есть на алиэкспрессе) или специальный модуль Kitronik mi:power с круглой батарейкой. Разработчики не рекомендуют использовать powerbank, но на многих опубликованных в сети видео микробит подключён к стандартному powerbank, и, признаться, мы в школе тоже иногда так делаем. Кейсы для батареек бывают разные. Лучше, если есть выключатель. Когда микробит встроен в какую-то поделку, то легче воспользоваться выключателем, чем отсоединять источник питания. Нужны также соединительные провода-крокодилы. У нас в Питере была проблема их купить, первый комплект паяли сами. Ну и обязательный элемент - кабель для подключения к компьютеру. Но он - универсальный. Минимальный комплект - микробит + кейс для батареек (без выключателя, как правило) + кабель для подключения к PC или ноутбуку продаётся одной коробкой, но можно и собрать всё по отдельности, не забыв про "крокодилы". Для среды программирования - не очень большой выбор. Это либо облачный редактор с доступом через браузер - блочный, как в Scartch, или JavaScript, либо MicroPython - облачный или локальный, установленный на компьютере. Другие языки и среды - неофициальные продукты энтузиастов. Когда я писала, что проект выполняют ученики, имеющие навыки программирования в какой-либо среде, я имела в виду, что они легко переходят на язык, необходимый для программирования микробита.
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Лора Кравченко
    Ольга , спасибо большое за подробное описание. буду брать. Думаю, с блочным программированием разберусь)) Если программировал на 1-2 языках, блочное программирование уже не представляет проблем.
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии