14 сентября 2016 548 0

Курс «Начала инженерного образования в школе»

На нашу работу обратила внимание известная корпорация… 🙂

Intel

Значит, мы точно идем верной дорогой и нам нравится этот путь.

Книгу можно скачать и прочитать (макет). Все 244 поста на Галактике собраны здесь.

Инновации, инновации, инновации… Слова знакомые, затертые ФГОСами, частыми употреблениями везде и всюду. Задумываемся ли мы о том, что будет после инноваций? Ведь любая инновация рано или поздно станет ширпотребом, обыденностью. В этом цель. Есть в стране замечательное такое место, где инновации мгновенно становятся ширпотребом — гимназия №24 города Архангельска. LEGO MINDSTORMS, Arduino, Intel Galileo, Raspberry Pi, Cubiebord, ChipKIT, LilyPad, TRIK, NI myRIO, NI myDAQ, VEX, Vernier и т.д., и т.д.

Робототехника, микроэлектроника, 3D-печать. Все в одном месте и сразу. Эмоции уже не влияют на результат. Все это теперь обыденный методический инструмент. Казавшийся долгим путь ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА УЧАЩИХСЯ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ пройден. Дорога превратилась в огромный автобан. Школьники воспринимают это разнообразие, как норму. Добро пожаловать в мир ширпотреба.

Структурировав самое важное, что удалось написать за несколько последних лет, получился курс, цель которого популяризация и пропаганда новых форм организации научно-технического творчества учащихся в образовательных организациях. Надеюсь, что учителя математики, информатики, физики, педагоги дополнительного образования, методисты, студенты и руководители, ответственные за приобретение оборудования, найдут что-нибудь полезное. Курс будет и дальше наполняться новыми материалами.

ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА УЧАЩИХСЯ
В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Цель этого курса: популяризация и пропаганда новых форм организации научно-технического творчества учащихся в образовательных организациях.

Категория слушателей: учителя математики, информатики, физики; педагоги дополнительного образования; методисты; студенты педагогических специальностей.

Темы:

ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРИЙ ИНЖЕНЕРНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ
ПЕРВЫЙ ШАГ В РОБОТОТЕХНИКУ С LEGO MINDSTORMS
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ARDUINO В SCRATCH
ПЛАТА INTEL GALILEO — МЕТОДИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ПЕДАГОГА
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОНСТРУКТОР ТРИК
МОДЕЛИРОВАНИЕ И 3D-ПЕЧАТЬ
NI myDAQ. Введение в цифровую электронику
ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ
ЗАЧЕТ

Техническое творчество -

— вид деятельности учащихся, результатом которой является технический объект, обладающий признаками полезности и субъективной (для учащихся) новизны. Техническое творчество развивает интерес к технике и явлениям природы, способствует формированию мотивов к учебе и выбору профессии, приобретению практических умений, развитию творческих способностей и др.

Почему именно эти направления? Ответ достаточно прост: учитель информатики может создать эффективную единую систему уроков, занятий, проектов, идей. В нашей гимназии такая система и в шутку, и всерьез называется «живи в кабинете». С понедельника по понедельник, когда хочешь, когда можешь. И учащиеся 4-11 классов «живут»… Конечно, есть школьники, которым глубоко безразлично все наше техническое многообразие. У них другие приоритеты. Это нормально. Их мы обучим в обязательном порядке на уроках, факультативных и элективных курсах. Это работает. Иногда кажется, что нам все «с неба падает» и все легко и сказочно. Так оно и есть, когда идет работа с детьми.

ТЕМА №1. ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРИЙ ИНЖЕНЕРНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ

1.1. Начала инженерного образования в школе

1.1.1. Олимпиада «Будущий инженер» (сайт, видео)

1.1.2. Кабинет должен быть лабораторией. Экскурсия по кабинету информатики №78

1.1.3. Творчество и ЕГЭ: идем вместе!

1.1.4. Наши лаборатории инженерной направленности

1.1.5. Видео-презентация проекта «Начала инженерного образования в школе» (2016 г.)

1.1.6. Приглашение в AYcamp

1.1.7. Питая инновационную среду

1.1.8. Неправильный у вас mp3-плеер…

1.1.9. Научно-техническое творчество. История #1

1.1.10. Научно-техническое творчество. История #2

1.1.11. Научно-техническое творчество. История #3

1.1.12. Научно-техническое творчество. История #4

1.1.13. Научно-техническое творчество. История #5

1.1.14. Научно-техническое творчество. История #6

1.1.15. Научно-техническое творчество. История #7

1.1.16. Научно-техническое творчество. История #8

1.1.17. Научно-техническое творчество. История #9

1.1.18. Научно-техническое творчество. История #10. Хеппи-энд

1.2. Из опыта работы: интересные идеи и реализации

1.2.1. Выбор оборудования

1.2.2. Робототехника. Вопросы, вопросы, вопросы…

1.2.3. Зачем девушкам робототехника

1.2.4. Модель робота

1.2.5. Использование научных статей в качестве основы лабораторного практикума в средней школе

1.2.6. Информатика. 10 класс. Темы исследовательских работ

1.2.7. «Замены» в школе

1.2.8. Аппроксимация (STEM образование)

1.2.9. Координаты на плоскости

1.2.10. Arduino в школе. Как все начиналось (2011 г.)

1.2.11. Учителя из Норвегии изучают наш опыт

1.2.12. Выпуск 11111011111

1.2.13. Информатика. Темы исследовательских работ — 2016

1.2.14. Интернет ваших вещей

1.3. Организация в школе лабораторий робототехники и микроэлектроники

1.3.1. Микроэлектроника в школе (видео-рассказ на Образовательной галактике Интел, 2012)

1.3.2. Робототехника в школе (видео-рассказ на Образовательной галактике Интел, 2012)

1.3.3. Использование мобильного лабораторного учебного комплекса NI MYDAQ

1.3.4. Программирование для девушек. LilyPad

1.3.5. Программируем в Processing? Скажите «Да!»

1.3.6. Заманиваем в Processing

1.3.7. Домашнее чтение по информатике

1.3.8. Движение робота по линии… на АВТОВАЗе

1.4. Разработка методических материалов

1.4.1. Робототехника в школе — методическая служба издательства «БИНОМ. Лаборатория знаний»

1.4.2. УМК «Первый шаг в робототехнику» (ссылки, пример планирования)

1.4.3. Программа по микроэлектронике

1.5. Зачет (задания)

1.5.1. Прислать 3 вопроса по проекту «Начала инженерного образования в школе» (в комментариях или по электронной почте)

1.5.2. Предложить и обосновать идею нового направления, не представленного у нас (в комментариях или по электронной почте)

1.5.3. Предложить 3 темы уроков по вашему предмету с кратким описанием (для учителей информатики: не алгоритмизация и программирование) с использованием оборудования с указанием используемого учебника (в комментариях или по электронной почте)

___________________________

Комментарий...

Вопрос об организации научно-технического творчества учащихся, конечно, многогранен. Просто в современных условиях можно выделить особо важные условия реализации этого направления:

1) должен быть бренд, который позволит продвигать (развивать, защищать, монетизировать и т.д.) ваш проект;

2) кабинет (лаборатории, кластер) должны быть открыты всегда (хотя бы до 18 часов), а не 1,5 часа в рамках кружка;

3) даже на уроках надо «жить» проектом (другими словами: всеобъемлющая интеграция);

4) на одном направлении (или MINDSTORMS, или ARDUINO, или…) систему не выстроить;

5) всё на благо педагогики (учебные материалы не для $, диссертаций и т.п., а чтобы дети участвовали в этом процессе, чтобы видели, как все быстро рождается из идеи, желания и веры).

___________________________

ТЕМА №2. ПЕРВЫЙ ШАГ В РОБОТОТЕХНИКУ С LEGO MINDSTORMS

2.1. Быстро, быстро, еще быстрее

2.1.1. Легким движением руки кабинет превращается…

2.1.2. Перемены между уроками. 20 минут — это половина урока

2.1.3. Как все успевать на уроке

2.1.4. Кому зачем каникулы

2.1.5. Музыка переживет этот шар

2.1.6. Исследования из любых «мелочей»

2.1.7. Соревнования — это всего лишь повод

2.1.7. Чему нам учить наших детей? Школа будущего.

2.1.8. Внедрение инженерного образования в школьную программу: зачем, как и что нам это даст?

2.1.9. Робототехника на уроках. Оргмоменты

2.1.10. Опять движение по линии

2.1.11. Роботы в лесополосе

2.1.12. Такой разный Кегельринг

2.2. Использование MINDSTORMS NXT на уроках информатики и математики

2.2.1. Занятие 1. …

2.2.2. Занятие 2. …

2.2.3. Занятие 3. …

2.2.4. Занятие 4. …

2.2.5. Занятие 5. …

2.2.6. Занятие 6. …

2.2.7. Сервомотор. Что внутри

2.2.8. Хранение деталей

2.2.9. Сегодня мы спасем мир (пример урока)

2.2.10. Новые шаровые опоры

2.2.11. Привет, ромашка

2.3. Использование MINDSTORMS EV3

2.3.1. Есть ли смысл покупать EV3

2.3.2. Шагать можно по разному (#1, #2)

2.3.2. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #1

2.3.3. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #2

2.3.4. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #2 (часть 2)

2.3.5. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #2 (часть 3)

2.3.6. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #3

2.3.7. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #4

2.3.8. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #5

2.3.9. Первый шаг в робототехнику с LEGO MINDSTORMS EV3. #6

2.3.10. Новая версия учебного робота EV3

2.3.11. Урок «Первый советский робот»

2.3.12. Имитатор марсианского грунта

2.4. Зачет (задания)

2.4.1. Придумайте поле для уроков и 10 заданий, которые можно реализовать за 2 урока.

2.4.2. Опубликуйте статью (можно пост на известном ресурсе) о вашей разработке.

Комментарий...

Почему робототехника именно LEGO? Просто, доступно, эффективно. Уже много методических разработок. Только помнить бы, что не соревнования первичны. Нужны, конечно, но не первичны (а обычно же все наоборот).

ТЕМА №3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ARDUINO В SCRATCH

3.1. Arduino в школе

3.1.1. Введение (фотографии с занятий)

3.1.2. Опыт гимназии в организации занятий с учащимися

3.1.3. Самый первый урок (март 2011 г.)

3.1.4. Рука-манипулятор на Arduino

3.1.5. Координаты… пока на плоскости

3.1.6. Секундомер для… Биатлона

3.1.7. Шестиногий «паук»

3.2. Scratch 4 Arduino

3.2.1. Модульный принцип

3.2.2. Долгий поиск удобного оборудования

3.2.3. Занятие 1. #1…

3.2.4. Занятие 2. #2…

3.2.5. Занятие 3. #3…

3.2.6. Занятие 4. #4…

3.2.7. Занятие 5. #5…

3.2.8. Сборка. Как это будет.

3.2.9. Собирают 5-классники

3.2.10. Краш-тест оборудования

3.2.11. Используем датчик освещенности

3.2.12. Первые итоги работы с детьми

3.2.13. Использование модулей

3.2.14. Нажми на кнопку

3.2.15. Счетчик нажатий

3.2.16. Первые сложности

3.2.17. Шкалы

3.2.18. Делаем мишень

3.2.19. Будильник

3.2.20. Управляем несколькими платами

3.2.21. ИК-датчик

3.2.22. Используем Arduino и Kinect

3.2.23. Использование Kinect

3.2.24. Счетчик приседаний

3.2.25. Физкультминутка

3.2.26. Snap4Arduino

3.2.27. Светофор

3.2.28. 2 Arduino — это сложно? Нет

3.2.29. Игры и переменные

3.2.30. Программирование Arduino в Scratch #1 (начало, повторение)

3.2.31. Программирование Arduino в Scratch #2 (интересные ссылки коллег)

3.2.32. Программирование Arduino в Scratch #3 (вопросы, вопросы, вопросы)

3.2.33. Программирование Arduino в Scratch #4 (первые уроки)

3.2.34. Программирование Arduino в Scratch #5 (диалог с Arduino)

3.2.35. Scratch4Arduino. Время пришло!

3.3. Обзор интересных Arduino-совместимых платформ

3.3.1. Rainbowduino

3.3.2. Rainbowduino (продолжение)

3.3.3. Робоплатформа STRELA

3.3.4. STRELA. Визуальный осмотр

3.3.5. STRELA. Моторы

3.3.6. STRELA. Регистры

3.3.7. STRELA. Поехали

3.3.8. STRELA. Движение по линии

3.3.9. Использование контроллера ChipKIT UNO

3.3.10. TETRA (+видеоуроки)

3.3.11. Импортозамещение… в образовании

3.3.12. Материалы компании Амперка (на целый годовой курс)

3.4. Зачет (задания)

3.4.1. Разработать краткий конспект урока с использованием платформы Arduino или написать небольшой обзор понравившегося оборудования.

3.4.2. Опубликовать статью или пост на известном ресурсе.

Комментарий...

Почему Arduino? Если кратко, то: дешево, просто, быстро, поучительно, на любой возраст и бесконечные примеры в интернете…

ТЕМА №4. ПЛАТА INTEL GALILEO — МЕТОДИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ПЕДАГОГА

4.1. Intel Galileo. Первые шаги

4.1.1. Занятие 1.

4.1.2. Занятие 2.

4.1.3. Занятие 3.

4.1.4. Занятие 4.

4.1.5. Занятие 5.

4.1.6. Занятие 6.

4.1.7. Занятие 7.

4.2. Зачет (задание)

4.2.1. Найти в сети Интернет подборку из 3 учебных материалов по программированию Galileo, которые можно использовать в школе (в комментариях указать название проекта/идеи и ссылки)

Комментарий...

Почему Galileo? Интернет вещей + Windows 10

Нет, еще интереснее: наш Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова тоже на базе платформы Galileo обучает студентов. Мы пока не отстаем. Чем более подготовленный (не по ЕГЭ) студент придет в вуз, тем более высокие задачи перед студентами можно ставить. Координация действий с вузом — это полезно и правильно. В идеале должен быть куратор от вуза, который приходит в школу. Но в случае монополии (кроме САФУ у нас в регионе вузов нет) этого никогда не будет.

ТЕМА №5. РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР ТРИК (TRIK)

5.1. Первое знакомство

5.1.1. ТРИК в нашей гимназии

5.1.2. Презентации к TРИКу

5.1.3. Разнообразие конструкций

5.1.4. Удобное обновление

5.1.5. TRIK Studio

5.1.6. TРИК. Уменьшаем изображение

5.1.7. Платформа ТРИК

5.1.8. ТРИК. Дистанционный курс (от создателей платформы)

5.1.9. ТРИК… женский взгляд

5.1.10. ТРИК… «вести с полей»

5.1.11. Сегвей

5.2. Зачет (задание)

5.2.1. Составить в TRIK Studio небольшую программу. Вывести на экран веселый смайлик, если ИК датчик выдает до 40; вывести слово «неопределенность», если ИК датчик выдает от 40 до 60, вывести грустный смайлик в противном случае.

5.2.2. Пройти дистанционный курс

Комментарий...

Почему ТРИК? Стартап из Сколково. Наши! Когда, если не сейчас! Кроме того триковцы — лучшая команда стартаперов 2015 года. На чем же еще учить детей? Это лучшая наша (российская) платформа.

ТЕМА №6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И 3D-ПЕЧАТЬ

6.1. 3D-принтеры

6.1.1. Сборка принтера Engineer V2

6.1.2. Бывают проблемы

6.1.3. Моделирование и 3D-печать

6.2. Моделирование в OpenSCAD

6.2.1. Введение и тема 1 (начало)

6.2.2. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #1

6.2.3. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #2

6.2.4. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #3

6.2.5. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #4

6.2.6. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #5

6.2.7. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #6

6.2.8. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #7

6.2.9. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #8

6.2.10. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #9

6.2.11. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #10

6.2.12. Моделирование и 3D-печать. OpenSCAD. #11

6.2.13. Немного геометрии

6.2.14. T-FLEX CAD и черчение

6.3. Зачет (задание)

6.3.1. Сделать модель шахматного коня.

Комментарий...

Почему 3D-печать? Так надо!

Шикарно сочетается с платформами Arduino и ТРИК. Можно давать учащимся одного класса распределенные задания, а когда сделают — получим единое целое. У нас так… когда нужно очень быстро что-то разработать 🙂

ТЕМА №7. NI myDAQ. Введение в цифровую электронику

7.1. Практикум по NI myDAQ

7.1.1. Практикум по NI myDAQ. #1

7.1.2. Практикум по NI myDAQ. #2

7.1.3. Практикум по NI myDAQ. #3

7.1.4. Практикум по NI myDAQ. #4

7.1.5. Практикум по NI myDAQ. #5

7.1.6. Практикум по NI myDAQ. #6

7.1.7. Практикум по NI myDAQ. #7

7.1.8. Практикум по NI myDAQ. #8

7.1.9. Практикум по NI myDAQ. #9

7.1.10. Практикум по NI myDAQ. #10

7.1.11. Практикум по NI myDAQ. #11

7.1.12. Практикум по NI myDAQ. #12

7.1.13. Практикум по NI myDAQ. #13

7.1.14. Практикум по NI myDAQ. #14

7.1.15. Практикум по NI myDAQ. #15

7.1.16. Практикум по NI myDAQ. #16

7.1.17. Практикум по NI myDAQ. #17

7.1.18. Практикум по NI myDAQ. #18

7.1.19. Практикум по NI myDAQ. #19

7.1.20. Практикум по NI myDAQ. #20

7.1.21. Практикум по NI myDAQ. #21

7.2. Практикум по LabVIEW

7.2.1. Практикум по LabVIEW. #1

7.2.2. Практикум по LabVIEW. #2

7.2.3. Практикум по LabVIEW. #3

7.2.4. Практикум по LabVIEW. #4

7.2.5. Практикум по LabVIEW. #5

7.2.6. Практикум по LabVIEW. #6

7.2.7. Практикум по LabVIEW. #7

7.2.8. Практикум по LabVIEW. #8

7.3. Зачет (задание)

7.3.1. Создать модель прибора.

Комментарий...

Почему NI myDAQ? Наигрались всем остальным? Пора переходить к приборам. Идеален для изучения электроники и сбора данных с датчиков. Это другой уровень.

ТЕМА №8. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

8.1. Страница с ответами на ваши вопросы появится… во время прохождения курса (пример).

________________________________

Если подводить некоторый итог, то качественный подход к организации научно-технического творчества подразумевает единство четырех «китов».

1. Инфраструктура

Каждая образовательная организация должна иметь достаточное количество оборудования. В идеале нужно идти по пути создания у себя Fablab. Многие будут говорить, что это дорого. Это, если сразу и много, а маленькими шагами реализовывать идею обязательно получится. Однако успех в науке и творчестве определяется людьми, а не приборами и оборудованием.

2. Профессионализм

Тут мы выпрямляем спину. Мы все суперпрофессионалы педагогики! Однако, не этот профессионализм надо иметь ввиду. Смотрим в зеркало и видим не педагога, а ученого и инженера (в идеале, конечно). Мы должны владеть научными методами, иметь научные публикации (не по направлению «образование»), разбираться в большом спектре смежных с нашей дисциплин. Посещать семинары, круглые столы, научные конференции (не образовательные). Общаться с преподавателями университетов (в системе кураторства). Это позволит более гармонично, авторитетно и плавно вовлекать школьников.

3. Готовность ребенка

к научно-техническому творчеству и согласие родителей на это. Часто ли родители покупают 10-20 наборов конструкторов, а если ребенок ломает/теряет — покупают новые? Или чаще наказывают? Огромное количество родителей формируют страх ребенка перед техникой. И «контрольным выстрелом» дарят смартфон в начальной школе. И, чтобы совсем убить интеллект — отправляют на хореографию и спорт. Занимайтесь четкой пропагандой научно-технического творчества как можно раньше! Менять уже сформированного «добрыми» родителями школьника значительно сложнее, нежели просто формировать. Таких школьников очень много. Путь долгий. На этом этапе приходит понимание, что нужно создавать единство…

4. Своя школа

Наверное это громко сказано, но стремиться нужно к этому. Учащиеся всех возрастов должны быть в одной команде. Это преемственность. Постепенно сформируется и школа, как направление с единством основных взглядов, общностью, преемственностью принципов и методов. Особенно впечатляет, когда талантливый ребенок начинает все объяснять своим старшим товарищам. В 2017 году у нас это получилось — наставниками новичков стали наши опытные робототехники (и им это понравилось).

Без этих четырех «китов», говорить о научно-техническом творчестве, конечно, тоже можно. 2,5% талантливой молодежи есть всегда (по статистике), следовательно, всегда можно отчитаться победами и сделать вид, что все хорошо. Беда в том, что стране нужно минимум 20% талантливой молодежи. Чудес не бывает, халява не приходит… надо работать.

ТЕМА №9. ЗАЧЕТ

9.1. Дополнительные материалы

9.1.1. Виртуальная экскурсия в кабинет информатики

9.1.2. Библиотека кабинета информатики

9.1.3. БЛОГ ПРОЕКТА

9.1.4. 244 поста на Образовательной Галактике Intel

9.2. Зачет (задание)

9.2.1. Напишите в комментариях, что подробно необходимо сфотографировать в кабинете (или снять видео).

9.2.2. Выполнить все задания по всем темам.

9.2.3. Выполнить контрольное задание: написать небольшое эссе (или можно назвать это по другому), как Вы видите подход к организации научно-технического творчества учащихся. Работу нужно опубликовать…