Ghid

Codificare cu PASCO Capstone și SPARKvue.

Integrați cu încredere Gândirea computatională în orice lecție cu Blockly

Introducerea elevilor în rezultatele codificării și controlate de computer este mai ușoară ca niciodată înainte cu codificarea blocată. Înglobat în SPARKvue 4 și Capstone 2, Blockly oferă studenților o nouă lume de oportunități experimentale care se concentrează pe gândirea computerizată și vizualizarea datelor. Mediul vizual de codare vizuală este conceput intuitiv pentru a facilita succesul noilor codificatori, consolidând în același timp abilitățile cursanților mai avansați.

Blocurile de codare colorate din bloc oferă studenților o metodă vizuală pentru dezvoltarea bazelor puternice de codare. Designul ușor de utilizat permite studenților să trageți și să conecteze pur și simplu blocuri de codare care se corelează cu elemente de codificare corecte sintactic, cum ar fi variabile, comenzi și bucle.

În mod blocant în SPARKvue și Capstone este compatibil cu toți senzorii și interfețele PASCO. Atunci când studenții combină senzorii PASCO cu Blockly, ei sunt împuterniciți să proiecteze și să execute propriile experimente cu senzori. Studenții pot crea cod care colectează măsurători de senzori, raportează date sau controlează dispozitivele de ieșire, cum ar fi accesoriile Smart Fan. Pe măsură ce își execută codul, elevii își pot vizualiza datele folosind afișaje grafice în timp real care ajută la vizualizarea datelor.

Activități de codare din lumea reală: Gândirea computerizată îndeplinește alfabetizarea datelor

Integrarea Blockly în SPARKvue și Capstone oferă studenților un control inegalabil asupra experimentelor lor. În timp ce își dezvoltă codul, studenții pot apăsa oricând butonul Înregistrare pentru a-l executa și primi feedback live. Studenții pot monitoriza instant măsurătorile senzorilor prin intermediul graficelor live și al afișajelor de cifre care acceptă debugging-ul de-a lungul procesului de creare a codurilor. După ce elevii și-au codat cu succes parametrii senzorilor, ei pot colecta date în timp real, să le stocheze și să le utilizeze pentru a informa experimentele viitoare.

Cu o cantitate nelimitată de combinații de codificare, Blockly le permite studenților să personalizeze și să creeze modele experimentale, să determine ieșirile de date și să le utilizeze pentru a informa deciziile viitoare. Prin integrarea tehnologiei bazate pe codare și pe senzori, atât SPARKvue, cât și Capstone oferă o platformă pentru explorarea fenomenelor prin gândirea computerizată și vizualizarea datelor.

Activități de programare a probelor


Programare la nivel de intrare cu senzorul de pH wireless

Senzorul de pH fără fir este instrumentul perfect pentru introducerea studenților tineri la pH și programare simplă. În această activitate, studenții își folosesc cunoștințele despre scala de pH și un senzor de pH fără fir pentru a crea un cod care rulează împreună cu colectarea lor de date. Folosind un set simplu de blocuri de codare, elevii pot instrui senzorul să identifice o soluție de probă ca fiind neutră, de bază sau acidă. Pe măsură ce codul lor este executat, afișările de date live comunică efectul codului în timp real. O afișare de text va identifica corect pH-ul unei soluții. Această activitate simplă introduce studenții conceptele de programare de bază, măsurarea senzorilor și scala pH-ului pentru a insufla un sentiment fundamental de încredere și înțelegere în STEM.

Instruiți senzorul să identifice o soluție de probă ca fiind neutră, bazică sau acidă.

O afișare de date live comunică efectul codului în timp real.

Programare la nivel de intrare cu senzorul de temperatură fără fir

Pentru lecții introductive, elevii pot învăța să programeze un afișaj de temperatură și o simplă ieșire de text. Scopul acestei activități este ca elevii să creeze un program care oferă instrucțiuni de răcire a unui lichid sub 15 ° C. Elevii își pot monitoriza citirea temperaturii în direct și o ieșire a textului care depinde de temperatură. În acest exemplu, ieșirea textului scrie „Adăugați mai multă gheață!” când temperatura apei este peste 15 ° C și „Lucrare excelentă!” când temperatura apei este mai mică sau egală cu 15 ° C. Senzorul de temperatură wireless trebuie plasat într-o cană care conține apă la temperatura camerei. După ce elevii și-au dezvoltat codul Blockly, îl pot executa folosind butonul Record. Adăugați treptat gheața pentru a reduce temperatura apei. Un program de succes va afișa o citire a temperaturii în direct și textul corect atunci când temperatura va trece peste și sub 15 ° C.

În acest exemplu, ieșirea textului scrie „Adăugați mai multă gheață!” când temperatura apei este peste 15 ° C.

În acest exemplu, ieșirea de text scrie „Lucrare grozavă !!” când temperatura apei este mai mică sau egală cu 15 ° C.

Programare la nivel avansat: încredere cu Blockly și accesoriul pentru fani inteligenti

Accesoriul Smart Fan patentat adaugă versatilitate oricărui experiment dinamic. Dispune de numeroase funcții de control atunci când este conectat la un coș inteligent. Studenții pot controla tracțiunea și direcția fanului de pe dispozitivele lor. De asemenea, pot seta condiții de pornire și oprire care pornesc sau opresc ventilatorul atunci când o anumită măsură, cum ar fi poziția, atinge o valoare setată. Elevii pot determina cu ușurință un parametru și observă imediat impactul său asupra rezultatului experimental, care este o componentă puternică a învățării active.

Studenții pot controla impulsul fanului programând calcule pe baza măsurătorilor senzorilor. În acest exemplu, un student comandă ventilatorului să mențină o tracțiune de -100 * [Poziție]. Acest lucru face ca ventilatorul să sufle mai greu în timp ce căruța se deplasează pe pistă, determinând căruța să se întoarcă. Când fanul sesizează o măsurătoare determinată, codul elevului este executat, producând o schimbare fizică în experiment și modificând colectarea datelor. Studenții pot testa eficiența codului lor, pot face corecții, obține date în direct și analiză grafică completă înainte de a exporta laboratorul lor pentru a fi clasificate. Această platformă prietenoasă pentru utilizator este o metodă intuitivă și eficientă în timp pentru introducerea studenților la gândirea computațională, fără a se ține de standarde.

Controlează tracțiunea și direcția fanului de pe dispozitivele lor.
Controlați impulsul fanului programând calcule pe baza măsurătorilor senzorilor

Alinierea standardelor.


Standard ISTE: gânditor de calcul (toate vârstele)

  • 5a Studenții formulează definiții ale problemelor potrivite pentru metodele asistate de tehnologie, cum ar fi analiza datelor, modelele abstracte și gândirea algoritmică în explorarea și găsirea de soluții.
  • 5b Studenții colectează date sau identifică seturi de date relevante, folosesc instrumente digitale pentru a le analiza și reprezintă date în diverse moduri pentru a facilita rezolvarea problemelor și luarea deciziilor.
  • 5c Elevii împart problemele în părți componente, extrag informații cheie și dezvoltă modele descriptive pentru a înțelege sisteme complexe sau pentru a facilita rezolvarea problemelor.
  • 5d Elevii înțeleg cum funcționează automatizarea și folosesc gândirea algoritmică pentru a dezvolta o secvență de pași pentru crearea și testarea soluțiilor automatizate.

Standarde ISTE Gradele 3-5 (vârste 8-11)

Date și analiză

  • 1B-DA-06 Organizați și prezentați datele colectate vizual pentru a evidenția relațiile și pentru a susține o revendicare.
  • 1B-DA-07 Utilizați date pentru a evidenția sau propune relații cauză-efect, prezice rezultate sau comunicați o idee.

Algoritmi și programare

  • 1B-AP-08 Comparați și perfecționați mai mulți algoritmi pentru aceeași sarcină și determinați care este cel mai potrivit.
  • 1B-AP-09 Creați programe care utilizează variabile pentru stocarea și modificarea datelor.
  • 1B-AP-10 Creați programe care includ secvențe, evenimente, bucle și condiționări.
  • 1B-AP-13 Utilizați un proces iterativ pentru a planifica dezvoltarea unui program, incluzând alte perspective și luând în considerare preferințele utilizatorului.
  • 1B-AP-15 Testați și debugați (identificați și remediați erorile) unui program sau algoritm pentru a vă asigura că rulează așa cum a fost dorit.

Standarde ISTE Clasele 6-8 (vârste între 11-14)

Sisteme de calcul

  • 2-CS-02 Proiecte de proiectare care combină componente hardware și software pentru colectarea și schimbul de date.

Date și analiză

  • 2-DA-07 Reprezentați datele utilizând mai multe scheme de codificare.
  • 2-DA-08 Colectați datele utilizând instrumente de calcul și transformați datele pentru a le face mai utile și mai fiabile.
  • 2-DA-09 Rafinați modelele de calcul bazate pe datele pe care le-au generat.

Algoritmi și programare

  • 2-AP-10 Utilizați diagramele de flux și / sau pseudocodul pentru a aborda probleme complexe ca algoritmi.
  • 2-AP-11 Creați variabile numite în mod clar, care să reprezinte diferite tipuri de date și să efectueze operațiuni la valorile lor.
  • 2-AP-12 Proiectează și dezvoltă iterativ programe care combină structura de control, incluzând bucle cuibare și condiționate compuse.
  • 2-AP-13 Decompun problemele și subproblemele în piese pentru a facilita proiectarea, implementarea și revizuirea programelor.

Aliniere NGSS (clasele 3-5)

Mișcare și stabilitate: forțe și interacțiuni

  • 3-PS2-1 Planificați și efectuați o anchetă pentru a oferi dovezi ale efectelor forțelor echilibrate și dezechilibrate asupra mișcării unui obiect.
  • 3-PS2-4 Definiți o problemă simplă de proiectare care poate fi rezolvată aplicând idei științifice despre magneți.

Energie

  • 4-PS3-2 Faceți observații pentru a oferi dovezi că energia poate fi transferată dintr-un loc în altul prin intermediul sunetului, luminii, căldurii și curenților electrici.

Waves și aplicațiile lor în tehnologiile de transfer de informații

  • 4-PS4-3 Generați și comparați mai multe soluții care utilizează tipare pentru a transfera informații.

Proiectare inginerie

  • 3-5-ETS1-2 Generați și comparați mai multe soluții posibile la o problemă bazată pe cât de bine este probabil ca fiecare să îndeplinească criteriile și constrângerile problemei.
  • 3-5-ETS1-3 Planificați și efectuați teste corecte în care variabilele sunt controlate și punctele de eșec sunt considerate pentru a identifica aspecte ale unui model sau prototip care pot fi îmbunătățite.

Aliniere NGSS (clasele 6-8)

Mișcare și stabilitate: forțe și interacțiuni

  • MS-PS2-3 Puneți întrebări pentru a determina relațiile de cauză și efect ale interacțiunilor electrice sau magnetice între două obiecte care nu sunt în contact între ele.
  • MS-PS2-5 Efectuați o investigație și evaluați designul experimental pentru a oferi dovezi că câmpurile există între obiecte care își exercită forțe unul pe celălalt, chiar dacă obiectele nu sunt în contact.

Waves și aplicațiile lor în tehnologiile de transfer de informații

  • MS-PS4-3 Integrați informații științifice și tehnice calitative pentru a susține afirmația că semnalele digitalizate sunt o modalitate mai fiabilă de a codifica și de a transmite informații decât semnalele analogice.

Proiectare inginerie

  • MS-ETS1-3 Analizați datele de la teste pentru a determina asemănările și diferențele dintre mai multe soluții de proiectare pentru a identifica cele mai bune caracteristici ale fiecăreia care pot fi combinate într-o nouă soluție pentru a îndeplini mai bine criteriile de succes.
  • MS-ETS1-4 Dezvoltați un model care să genereze date pentru testarea iterativă și modificarea unui obiect, instrument sau proces propus astfel încât să se poată realiza un design optim.

 

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *