应运而生的教学工具——《爱上micro:bit》读书笔记

本文结构

  1. 前言
  2. 阅读前的几点建议
  3. 快速上手
  4. 实践
  5. 教学
  6. 总结
  7. 其他文档

前言

STEAM教育就是集科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)、数学(Mathematics)多学科融合的综合教育。随着近几年,steam教育的兴起,少儿编程教育也搭上了顺风车。面向少儿编程的相关工具越来越丰富齐全,中小学编程课也迎来的春天。顺应时代潮流,梅沙编程课也正在探索一条自己的道路。

在scratch教学之后,硬件编程教学也将纳入规划,作为硬件的的入门,目前比较流行的单板机包括arduino、Raspberry Pi(后文简称rpi)以及近期突然兴起的 micro: bit(后文简称mbit)。

以前学习硬件时,个人没有听说过mbit,近期听说这在少儿编程教育中兴起,因而去了解一下,看看他与arduino、rpi有什么区别。但是在本文中,我不会去具体介绍,我希望另起一文用以详细描述。具体可以参考文末链接。

阅读前的几点建议

这是一本实践性很强的书,因此我想先讲一下我对它的总体概括,,如果有兴趣的同学,希望去亲自动手实践书中内容,希望我给出的几点看法和建议能有参考价值。

这本书可能有点过时,但不影响我们了解mbit

与其他教学类书籍一样,如今技术发展飞快,书籍内容难免有一定延后。如果阅读的时候发现里面展示的工具样式及使用方法和实际的工具有差距,不必焦虑,百度或者谷歌一下就好了。相信我,差距不会很大。

书中包含一些教学实例,对教师有一定参考价值

后文中我也会重点描述这一块,书中针对读者是教师的情况,给出了一定的教学建议和实例,对教师有较好的参考价值。

mbit板载了一些元件,入门够用

(图片来源于网络)

就和上图一样,mbit两面都有一些元件,如果我们仅仅想了解它是如何使用的,并希望能基本驱动它,我们只要有一个裸板以及一根microUSB接口的数据线(没错,就是我们安卓机常见的数据线之一)

如此,我们就已经可以进行板载蓝牙、led矩阵、按键、加速度计(陀螺仪)、电子罗盘这几个元件的相关实验了(不要被卖家吹得天花乱坠地买一堆传感器或者一些机器人套件,除非你想深入学习或者希望有备无患)。

不必过于在意国产板还是官方板,或各种外国版本的板子

除非你尊重官方版权或者你希望有一个靠谱的售后服务,如果你希望省点钱,某宝一个便宜的国产mbit的板子,一般不会影响你后续学习。

不会编程不是新『文盲』

不懂一点编程就是新文盲,这一说法不知从何而起,我认为这句话对于缺乏编程方面的认知的人是有误导性的,容易引起大众的盲目跟风。

对于学习编程尤其是少儿编程的目的首先应该是培养孩子逻辑能力、创新能力、问题解决能力,以及与他人分享交流的意识,然后是能将编程作为以后其他学科学研过程中的辅助工具。而不是为了要学而强迫自己、强迫他人去学。

个人认为,学习目的深刻影响了自身学习方式、学习态度和学习效率。

确保自己的数据线可用

如果mbit正确与电脑连接,电脑会有一个类似u盘的目录,默认名就是mbit。
mac下,连接后如下图。

windows下,连接后如下图

https://scratch.mit.edu/images/microbit/win-copy-hex.pn

但是,个人刚上手的时候坑了一下(我确保相关工具已经安装),因为手里的线不通数据,只通电源,导致我一度以为是我电脑配置不正确,浪费了一点时间。

如果你希望接入传感器,我建议购买扩展板,使用杜邦线

mbit上面是金属触片(金手指),连接传感器要是用小号鳄鱼夹(但还是有错接的风险),因此个人建议借助mbit扩展板,使用杜邦线连接传感器与扩展板,进而实现传感器与mbit的连接。扩展板可以根据自己的实际需要购买。

鳄鱼夹

杜邦线(从上至下一次母-母、公-公、公-母三种规格)

扩展板实例
某宝上样式多样,可以依据自己需要选择,下图是其中一种扩展板

快速上手

因为scratch最容易使用,也最贴合我们目前业务需求,因此这里以micro: bit与电脑scratch连接为例。

  1. 准备好 micro: bit 和上文中提及并展示的micro usb接口数据线
  2. 一台带了蓝牙的笔记本(如果是)
  3. 下载并安装scratch link
    windows下载
    mac下载
  4. 下载Scratch micro:bit HEX文件,替换至上文所示的 micro: bit 连接电脑后产生的目录中,替换掉原有的hex文件
  5. 为scratch添加 micro: bit积木

  6. 打开电脑蓝牙,并运行前面安装的scratch link。再点击这个积木,他会提示你搜索设备。搜索成功后点击连接即可。

如果你希望获取更多的入门信息,可以参考文末我另一篇文章的链接。

参考链接:scratch下micro: bit连接电脑

注意:

  1. 如果你的板子连接电脑后,电脑没有类似usb的目录,那么你要先确认你的数据线或转接头没问题(能通电不代表没问题,你可以换根线试试)。

  2. 如果在最后一步中,没有搜索成功,请依次确认:蓝牙已开启;scratchlink 已运行;数据线和转接头(如果用了转接头)都能正常用于数据传输;mbit板电源指示灯亮起。如果还是失败,那么你可能需要向你的mbit卖家或其他你能联系上的专业人士询问。

实践

实践部分可讲的不多,只要按照书中的描述一步步操作即可。如果发现有的实例不能实现,首先需要确认自己相关操作没有错误,并且相关工具没有过时或超前(如果你的工具比较新,或者操作系统或系统版本比较特殊,那么你可能要考虑这是否对你的实践项目有影响,你可以尝试通过百度或谷歌查找解决方法)。

如果你只想有个了解,并希望为自己的学习过程提供思路,到这里,本文就算结束了。你可以看看文末的其他相关文档链接。对你或许也有帮助。如果你还希望了解这一块的教学方式和实例,你可以继续往下浏览。

教学

和很多单片机一样,mbit虽然性能有限,但依然能做很多事,书中还提及有人用1000块 mbit 组成巨型电子屏幕。个人认为,这一项目可以作为一种学习挑战(同时驱动1000块mbit与同时驱动两三块mbit面临的问题是不一样的,前者要考虑到更多如何组合、通信、保持画面更新及时等问题)。但是这一项目不具备适用性,仅学习用途的话,对于大多人而言成本过高。

当然,以上只是一个样例。实际上,校内大班教学在书中分为两种情况:

  1. 某个课程的一小部分,仅作简单了解

  2. 单独安排16甚至32课时,系统讲解mbit并结合其他学科做各种验证性或探索性实验。

前者很简单,而后者需要系统的规划。书中给了两个经典课程做为样例,这里作简单介绍,如果你希望更多更有价值的信息,建议直接阅读原书。

  1. led实验
    面向六年级学生,讲授如何驱动mbit上的led矩阵显示不同的图像。学生以小组形式学习并实操,引导学生在学习过程中分析指令、观察现象、总结规律,并培养分享和表达能力。最终结合学生程序编写和创新、问题解决过程、分享表达能力、造型美化创意等多个角度对学生给出评价。

  2. 信息通信实验

    面向六年级学生,讲授信息传递过程,并借助两个mbit,分别做信息发送和接收功能,引导学生识别信源、信道、信宿以及信息编码解码发生的位置。最后,让学生发挥自己的想象力,思考还有哪些玩法。(图片来源网络)

通过两个课程最终都实现了一个共同的目标——提高学生的想象力、创新能力。课程最后都会要求引导学生发挥自己的想象力,主动思考。但两门课又有不同:前者指在mbit的基础学习;而后者为我们展现了mbit与科学实验结合的概念。

两个典型的教学设计,充分展现了STEAM的理念——科学、技术、工程、艺术、数学五个领域之间应该是彼此联系,作为一个整体出现的。

除了上述两个实例之外,我们还可以引导学生做其他的验证性物理实验,比如,借助mbit和红外线,制作一个速度检测器,向学生展示一般测速的方法,帮助学生理解瞬时速度和相关概念;板载的加速度计可以做失重与超重实验或单摆周期检测实验;我们甚至可以在上面做一个俄罗斯方块或贪吃蛇游戏。

总结

microbit不但给学生多了一个学习方向,更重要的是,它易上手、具备一定扩展性、支持scratch的特点,可以让十二岁一下的少儿容易接受,也以帮助教师更好的实现STEAM教学理念。

除了上述教学实例之外,教师同样可以发挥自己的想法,结合学科课程安排,做各种各样的小实验。

对除了scratch以外,还能支持arduino ide等工具的特点,提高了它的可玩性,但是这时对比社区活跃、驱动齐全的arduino又有不足。因此,从这个角度来看,在中学阶段arduino会比microbit给学生更多发挥创意的空间。

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