Popis produktu

//code.Node umožňuje naučit žáky standardy kódování, a to bez nutnosti jakékoli předchozí zkušenosti s programováním. V hodinách můžete zcela přeskočit „kutilskou fázi“ plnou drátků a plošných spojů a začít rovnou s programováním. U //code.Node není potřeba žádného pájení, nepotřebujete dokonce ani kontaktního nepájivého pole. PASCO podpůrné materiály zahrnují vše, co potřebujete pro snadné a bezpečné začlenění algoritmizace do vaší výuky. //code.Node se svým jednoduchým designem a schopností naplňovat mezipředmětové vazby přináší studentům nadšení z kódování a sběru dat i mimo „tradiční“ hodiny přírodních věd“ či „informatiky“.

Výuka algoritmizace s Blockly a //code.Node

//code.Node přináší nový rozměr našeho uživatelsky přívětivého softwaru. SPARKvue i Capstone byly původně určeny pro sběr a analýzu dat z fyzikálních, chemických a biologických senzorů. Nyní za pomoci všech těchto senzorů můžete zažít také zábavu s programováním a vytvářením kódu! Integrací vizuálního programovacího jazyka Blockly do SPARKvue a Capstone vzniká zcela nové, unikátní prostředí, ve kterém studenti mohou kód, jeho ladění, shromažďování (reálných!!!) dat a jejich analýzu uskutečnit v rámci jednoho společného prostoru.

Jazyk Blockly poskytuje studentům vizuální kódovací prostředí, ve kterém si mohou sebevědomě rozvíjet své dovednosti bez nezamýšlených rozptylování či nutnosti znalosti syntaxe programovacího kódu. Žáci tak mohou „programovat“ a vytvářet vlastní datové smyčky, zpětné vazby, podmínky atd. Proto, aby byly výstupy i vstupy jejich prográmků co nejjednodušší, přichází PASCO Scientific s produktem //code.Node.

Propojte radost z možností kódování se sběrem a analýzou dat

//code.Node má za úkol překlenout mezeru mezi DIY kódovacími projekty (Arduino, Micro:bit) a sofistikovaným sběrem a analýzou dat (v čemž bylo PASCO vždy velice silné).

//code.Node je uživatelsky škálovatelným produktem, uspokojujícím studenty všech úrovní. Jeho pět senzorů (mg. pole, akcelerometr, světlo, teplota, zvuk a dva spínače) a tři výstupy (RGB LED, zvuk, 5x5 LED pole) umožňují studentům programovat a v reálném čase sledovat, jak zařízení sbírá a reaguje na vstupní data. Studenti mohou ihned začít programovat např. barevné LED diody //code.Node tak, aby se rozsvítily, když se v místnosti zešeří. Pokročilejší programátoři by mohli naprogramovat LED RGB tak, aby v různých teplotních rozsazích svítily různými barvami apod.

LED pole 5x5 na //code.Node lze naprogramovat tak, že každá LED může vydávat různou úroveň jasu. Když studenti využijí více diod LED, může displej zobrazovat písmena či čísla nebo různé obrázky. Na obrázku výše pole zobrazuje klasický smajlík.

Rozvoj postojů a kompetencí

Algoritmizace myšlení, emoční učení a badatelství v jednom?

//code.Node využívá základů konstruktivistické výuky a využívá řešení problémů k podpoře a rozvoji digitálních kompetencí a algoritmického myšlení. Jak studenti postupují //code.Node lekcemi, jsou vyzváni, aby vytvářeli návrhy svých vlastních řešení a cest. Když žáci algoritmus chování //code.Node vytvoří, spustí program pomocí tlačítka záznamu dat (jako když „normálně“ spouští měření). Pokud jsou získána správná data nebo signál a algoritmus je správně sestaven, pak je kód úspěšný a //code.Node provede, co provést má. Pokud výsledek není podle očekávání, pak tuto zpětnou vazbu získává student okamžitě, a ihned ví, kde má hledat chybu a kód může ihned odladit.

Když se studenti učí kódovat pomocí senzorů, rozvíjejí tím také emoční dovednosti, jako je např. schopnost překonávání překážek, vytrvalost a spolupráci. Řešení problémů s odlaďováním kódu dávají vzniknout spolupráci mezi studenty, protože někteří studenti objevují nové pracovní metody a postupy dříve nežli ostatní. Jak třída postupuje jako celek, studenti se učí spoléhat na sebe sama (individualizace), i na sebe navzájem (kooperace, kolaborace). Tento způsob vedení výuky navíc umožňuje učitelům naslouchat žákovským diskusím a úvahám, zatímco žáci intenzivně pracují na hledání řešení.

Data Science: Překlenutí mezery mezi programováním a digitální gramotností

Dnes většina „klasických“ programátorů vytváří webové stránky, formuláře a další virtuální obsahy, bez nutnosti vazby do „hmotného, reálného světa“. V budoucnu budou tyto typy programovacích úloh pravděpodobně automatizované, a proto bude úsilí většiny lidských programátorů nasměrováno do vědy o datech (Data Science).

Zatímco celosvětová poptávka po datových analyticích a vědcích neustále roste, většina vzdělávacích řešení kódování nedokáže propast mezi programováním a datovou gramotností jednoduše překlenout. //code.Node integruje sběr dat do programovacího procesu. Poskytuje tak jedinečnou platformu pro rozvoj raných základů informatického myšlení, digitální gramotnosti i vědy o datech.

Příklady aplikací

Vstupní úroveň: Měření účinnosti žárovek

V této aktivitě studenti využívají teplotní senzor, integrovaný v //code.Node k měření tepla vyzařovaného z žárovek. Pomocí reálných dat určují, která žárovka je nejúčinnější. Aby byla tato lekce účinná, doporučujeme třídě vést skupinovou diskusi o žárovkách, teplu a spotřebě energie. Jakmile studenti pochopí, že žárovky se liší ve své účinnosti, mohou začít programovat instrukce pro teplotní senzor //code.Node. Úspěšný program vygeneruje data teploty v reálném čase.

Střední úroveň: Vytvoření zařízení upozorňující na nebezpečí opaření

V této aktivitě jsou studenti seznámeni s grafem znázorňujícím bezpečné a nebezpečné teploty koupání a skupinová diskuse směřuje k vymýšlení skutečných aplikací. Studenti by měli být schopni pomocí grafu zjistit, které teploty vody jsou bezpečné. Dále je třída požádána, aby naprogramovala pokyny pro bezdrátové teplotní senzory a //code.Nodes pro zobrazování výstupu takového programu. Pole 5x5 LED na //code.Node je naprogramováno tak, aby zobrazovalo „H“, když je voda horká, a „S“, když je voda bezpečná. RGB LED je naprogramována tak, aby zobrazovala červené světlo, když je voda příliš horká, a modré světlo, když je teplota vody bezpečná. Nakonec studenti naprogramují textový displej //code.Node, tak, aby ukazoval, jaká je aktuální teplota vody. Úspěšné programy vygenerují údaje o teplotě v reálném čase, textový popis bezpečnosti vody a odpovídající zápis na //code.Node RGB 5x5 LED poli. Tento experiment ukazuje zábavný a jednoduchý způsob, jak přimět studenty k tvorbě vlastního kódu a sledování vztahů mezi jeho vstupy a výstupy.

Vysoká úroveň: Vytvoření zařízení proti krádeži

Tato otevřená aktivita vyzývá studenty, aby vyjádřili svou kreativitu pomocí další aplikace na problém z reálného světa. V tomto scénáři jsou studenti požádáni, aby vytvořili zabezpečení proti krádeži pomocí //code.Node. I když existují různé způsoby, jak dosáhnout řešení, náš příklad využívá akcelerometru //code.Node, jeho reproduktor, RGB LED, pole 5x5 a spínače. Studenti začínají odhadem citlivosti akcelerometru na různé rychlosti chůze. Měli by si klást otázky jako: jak rychle by se měl zloděj pohybovat, aby akcelerometr signalizoval a pohyb zachytil? Měly by být signály nějak zpožděny? Jak lze systém proti krádeži zapnout a vypnout?

Studenti mohou naprogramovat reproduktor //code.Node tak, aby vydával poplach, když akcelerometr zaznamená určitou prahovou hodnotu. (Mohou také naprogramovat poplach tak, že detektor zaznamená, když zloděj zvýší rychlost svého pohybu!) Aby studenti dále odradili zloděje, mohou programovat LED RGB tak, aby blikaly, a pole 5x5 může být kódováno pro indikaci stavu zařízení. V nehybném stavu může např. pole zobrazit obrázek, například odemčený zámek nebo smajlík. Jakmile zloděj uvede zařízení v pohyb, obrázek na LED poli 5x5 se může změnit. Spínače mohou studenti naprogramovat tak, aby sloužily jako tlačítka pro zapnutí a vypnutí signálů proti krádeži. Tato aktivita využívá kreativního myšlení, spolupráce, algoritmizace myšlení a dovedností nutných pro řešení problémů ve formě a způsobu, který má obrovský potenciál zaujmout dnešní studenty.

PASCO //code.Node ke stažení