Уроки CyberPi (RUS). Методическое пособие для учителя Знакомство с контроллером 9 проектов начального уровня с CyberPi в среде mBlock 5
 Скачать 3.3 Mb.
|
|
Output Любое устройство или компонент, получающий информацию с компьютера. 2. На примере смартфона попросите учащихся работать в парах или небольших группах, чтобы создать список входов и выходов для мобильного телефона. Некоторые примеры могут включать: Смартфон Input Output Микрофон Сенсорный экран Кнопки GPS Датчик движения (поворот экрана) Датчик освещенности Камера Соединение с интернет Датчик температуры Порт зарядки Bluetooth Динамик Экран Наушники Вибрация Соединение с интернет Светодиоды (фонарик / подсветка камеры) Порт зарядки Bluetooth 3. Предложите учащимся поразмышлять над Уроком 1. Познакомьтесь с CyberPi и создайте список входных и выходных данных для CyberPi. Поощряйте студентов вернуться к документации по продукту, прилагаемой к CyberPi, если они застряли. © education.makeblock.com 15 CyberPi Input Output Микрофон Кнопки (A, B & Home) Джойстик Порт зарядки Bluetooth Датчик движения (гироскоп) Датчик освещённости Звук / микрофон Динамик Экран Светодиодная лента Светодиодный индикатор (показывает зарядку и питание) С использованием Pocket Shield и mBuild Kit Мультидатчик касания «Ползунок» Ультразвуковой датчик расстояния Сторонние датчики Моторы ( в том числе с энкодером и серво) Светодиодная лента Сторонние модули Теоретическая часть [15 минут] Создание алгоритма программы 1. Обсудите со студентами важность создания алгоритма программы перед ее разработкой в программном обеспечении. Познакомьте учащихся с алгоритмом, который может быть полезным инструментом для планирования проекта mBlock. Понятие Определение Алгоритм Письменная последовательность шагов для программы, написанная на родном языке программиста. 2. Используя следующее описание, подведите студентов к написанию алгоритма для проекта. Звуковая машина Описание проекта Создайте проект, в котором CyberPi непрерывно издает звук после нажатия кнопки A и включает все светодиоды после нажатия кнопки B. При нажатии средней кнопки джойстика выключаются и звуки, и свет. Алгоритм Когда нажата кнопка А: Включить все светодиоды одним цветом Когда нажата кнопка B: © education.makeblock.com 16 Включить воспроизведение динамиком одной ноты. Если нажата средняя кнопка Джойстика: Остановить воспроизведение звука и погасить 3. Попросите учащихся изучить приведенный выше алгоритм и определить входные и выходные данные для программы. Проект «Звуковая машина» Input Output Кнопка A Кнопка B Средняя кнопка джойстика Динамик Светодиоды Написание программы 1. Теперь, когда написан алгоритм, пора узнать о новых блоках, необходимых для программы. Категория Блок Функции События Определяет действие на CyberPi, которое запускает выполнение прикрепленных действий.. Управление Блок бесконечного цикла Непрерывно выполнять действия, вложенные в блок. Останавливает все скрипты, включая все циклы. АУДИО Воспроизведите звук на зуммере CyberPi в течение определенного времени. Диапазон частот: от 0 до 1000 Герц Светодиоды Зажечь все или отдельный светодиод на борту контроллера заданным цветом. Диапазон значений цвета: от 0 © education.makeblock.com 17 до 255 Выключает все или отдельный бортовой светодиод. 2. Запустите программу mBlock 5 или mBlock 5 Web version . Добавьте CyberPi на вкладке «Устройства» и подключитесь в режиме реального времени. 3. 3. Напомните учащимся, как перетаскивать блоки из категорий с цветовой кодировкой в области блоков. Попросите их собрать каждый из следующих сценариев: Внимание: Опцию, нажатия средней кнопки джойстика, можно найти в раскрывающемся меню. 4. Протестируйте программу в режиме реального времени и / или в режиме загрузки. 5. Предложите учащимся поэкспериментировать с различными значениями для зуммера и светодиодных блоков, чтобы понаблюдать за работой CyberPi.. 6. Дополнительно: если позволяет время, научите студентов значениям цвета RGB. Или разрешите им использовать палитру цветов для определения значений RGB определенных цветов. Рандомизация вывода 7. В приведенном выше коде, были запрограммированы конкретная частота зуммера и значение цвета RGB. CyberPi навсегда повторяет один и тот же звук и один и тот же цвет светодиода. Следующий блок может использоваться, чтобы позволить программе выбирать случайное значение каждый раз, когда цикл навсегда повторяется. Category Block Function © education.makeblock.com 18 Операторы Компьютер или CyberPi выбирает случайное значение из указанного диапазона. 1. Измените предыдущие программы, включив в них следующие случайные блоки: Обратите внимание, эти диапазоны соответствуют диапазону значений, принятых для каждого блока. 2. 2. Предложите учащимся протестировать новую программу. Обратите внимание: учащиеся могут изменить значение секунд в блоке звукового сигнала воспроизведения на десятичную дробь, если им нужен более быстрый звуковой сигнал. Перезагрузка CyberPi Программирование кнопки для перезапуска CyberPi может быть полезным инструментом на следующих уроках. Итак, научимся программировать кнопку для ручного перезапуска CyberPi. Category Block Function Управление Перезапускает или перезагружает устройство CyberPi. CyberPi воспроизведет последнюю загруженную на устройство программу. 3. 3. Попросите учащихся создать следующий сценарий и протестировать программу: Практическая часть [20 минут] Создать звуковую машину 1. Дайте студентам время поэкспериментировать с существующим кодом. Предложите им попробовать разные значения параметров в блоках. © education.makeblock.com 19 2. Предложите учащимся изучить другие блоки в категориях «Светодиод» и «Аудио» в области блоков. 3. После того, как они исследуют различные блоки. Попросите учащихся написать свой алгоритм для расширенной версии проекта «Звуковая машина». 4. Предложите учащимся создать свой проект, используя алгоритм в качестве руководства.. Выводы [5 минут] Демонстрация Проекта: 1. Сгруппируйте учащихся в пары и попросите учащихся представить свою звуковую машину CyberPi своему партнеру. 2. Попросите учащихся задать друг другу следующие вопросы: Чем вы больше всего гордитесь в своем проекте? Что было самым сложным в этом проекте? Дополнительное задание: • Запрограммируйте кнопку остановки, используя блок с блоком • Используйте кнопки джойстика, чтобы запрограммировать несколько различных звуков и световых шоу. © education.makeblock.com 20 Предмет: Информатика Продолжительность: 45 минут Уровень сложности: Начальный Цели К концу этого урока студенты: • Создадут программу в mBlock, которая записывает и воспроизводит аудио. • Исследуют итеративный процесс для разработки решения вычислительной проблемы. Обзор Объединив динамик, микрофон и интегрированное хранилище, студенты превратят CyberPi в карманный диктофон. Посредством итеративного процесса студенты будут оценивать свои проекты и улучшать свои диктофоны. Ключевые моменты • Запись звука с помощью CyberPi • Воспроизведение записей • Использование итеративного процесса проектирования. Необходимо для урока • Компьютеры с установленным mBlock 5 или веб-версией mBlock • CyberPi с кабелем USB-C • Pocket Shild (опция) • Пример программ, включенные в программное обеспечение mBlock: - CyberPi – Lesson 3 – Sound Recorder 1 - CyberPi – Lesson 3 – Sound Recorder 2 Урок 3 Диктофон © education.makeblock.com 21 План урока (45 минут) Тайминг Контент 10 минут Развивающиеся вычислительные решения 10 минут Составить план Создать диктофон на основе Create Sound Recorder 1.0 20 минут Создать диктофон на основе Create Sound Recorder 2.0 5 минут Выводы Дополнительные задания Активности Введение [10 минут] Развивающиеся вычислительные решения 3. Обсудите со студентами, как вычисления решают повседневные проблемы реального мира. В классе составьте список вычислительных решений, с которыми студенты и их семьи сталкиваются ежедневно. Некоторые примеры могут включать: o Смартфон o Будильник o Холодильная сигнализация o Автомобили o Общественный транспорт o GPS o микроволновая печь o Отчет о погоде или приложение 4. Обсудите со студентами, как вычислительные решения развивались с течением времени. Вот конкретный пример, которым вы можете поделиться: Эволюция получения маршрута к пункту назначения o Использование распечатанной дорожной карты или карты общественного транспорта для определения маршрута из одного места в другое до отправления. o Использование веб-сайта на компьютере для создания инструкций для печати до отправления. (например, Mapquest или транзитный веб-сайт) © education.makeblock.com 22 o Использование мобильного устройства для просмотра веб-сайта с указаниями по маршруту. o Использование мобильного устройства для просмотра карты во время маршрута (маршруты не указаны). (Обратите внимание, это была первая итерация приложения Google Maps; у него не было направлений.) o Использование мобильного устройства для просмотра карты с маршрутами проезда или общественного транспорта. o Использование мобильного устройства для предоставления пошаговых маршрутов движения по GPS (пока нет поддержки для транспорта или пешеходов). o Использование мобильного устройства для предоставления пошаговых GPS- маршрутов движения с корректировкой маршрута на основе данных о дорожном движении в реальном времени. o Использование мобильного устройства для предоставления маршрутов движения, ходьбы или общественного транспорта с помощью GPS в режиме реального времени. Использование GPS-направлений на смартфоне или мобильном устройстве со временем эволюционировало. Например, в первой итерации Google Maps отсутствовали многие ключевые функции (пешеходные маршруты, общественный транспорт, движение в реальном времени, закрытые дороги, информация о пункте назначения и т. Д.), Которые со временем добавлялись посредством оценки решения, отзывов пользователей и Сбора данных. Теоретическая часть [10 минут] Составьте план. 4. Используя следующую постановку задачи, помогите студентам спланировать решение проблемы. Вам предоставлен образец решения. Обратите внимание, что исходное решение должно быть очень простым. Это позволит учащимся повторять и добавлять функции в процессе разработки многофункционального устройства записи звука.. Sound Recorder 1.0 Проблема Один из ваших одноклассников посещает уроки иностранного языка. Они хотели бы попрактиковаться в произношении слов, которые выучили в классе, но к тому времени, как они вернутся домой, они забывают, как их учитель сказал эти слова. Как можно использовать CyberPi, чтобы помочь однокласснику с этой проблемой? © education.makeblock.com 23 Предложенное решение Создайте звукозапись с помощью CyberPi, чтобы записать, как учитель произносит слова, а затем воспроизведите запись во время учебы дома. Алгоритм Когда нажата кнопка А: Начать запись При нажатии средней кнопки джойстика: Остановить запись Когда нажата кнопка B: Воспроизвести запись Создание Sound Recorder 1.0 5. Теперь, когда программа спланирована, пора узнать о новых блоках, необходимых для программирования: Категории Блоки Функции АУДИО Старт записи Аудио. Лимит времени записи 10 секунд. Остановка записи Аудио Проиграть последнюю запись, сохранённую в CyberPi. 6. Запустите программу mBlock 5 или mBlock 5 Web version . Добавьте CyberPi на вкладке «Устройства» и подключитесь в режиме реального времени. 7. Напомните учащимся, как перетаскивать блоки из категорий с цветовой кодировкой в области блоков. Попросите студентов создать следующие сценарии и протестировать программу: a. 5. Спросите учащихся, готово ли устройство помогать однокласснику при использовании на уроке иностранного языка. Многие студенты начнут определять области улучшения этого функционала. Предложите учащимся провести мозговой штурм и составить список способов улучшить это базовое устройство звукозаписи. Если учащимся требуется дополнительное руководство, подумайте о том, чтобы задать следующие вопросы: © education.makeblock.com 24 b. Как ваш одноклассник узнает, как использовать CyberPi Sound Recorder? c. Как ваш одноклассник узнает, что CyberPi записывает? d. Какие еще функции могут быть полезны вашему однокласснику? e. Какие другие компоненты CyberPi можно использовать для создания более многофункционального решения? (т.е. дисплей, светодиодная лента, динамик, датчик движения) Практическая часть [20 минут] Планирование и создание Sound Recorder 2.0 1. 1. Объясните студентам, что программисты и разработчики программного обеспечения часто улучшают свои решения. (Обратите внимание, что именно поэтому программные приложения обновляются и модифицируются.) Разработка программного обеспечения - это итеративный процесс. 2. 2. Используя список улучшений, которые они создали в предыдущем разделе, попросите учащихся определить три наиболее важные функции, которые они хотели бы добавить в программу звукозаписи. 3. 3. Попросите учащихся описать и обосновать функции, которые они будут добавлять. Затем попросите учащихся написать алгоритм для каждой функции. Примерный план представлен ниже: Sound Recorder 2.0 Функция # 1 Добавьте на дисплей инструкции, сообщающие пользователю, какие кнопки нажимать для управления CyberPi Sound Recorder. Когда CyberPi запускается: Отображение на экране: «Нажмите A, чтобы начать запись, нажмите джойстик, чтобы остановить, нажмите B, чтобы играть» Функция # 2 Используйте светодиоды, чтобы сообщить пользователю, когда CyberPi выполняет запись. Когда нажата кнопка А: Установите все светодиоды на зеленый Начать запись При нажатии средней кнопки джойстика: Установите все светодиоды на красный Остановить запись © education.makeblock.com 25 Когда нажата кнопка B: Установите все светодиоды на синий Воспроизвести запись Функция # 3 Добавьте возможность изменять громкость CyberPi. Когда CyberPi запускается: Установите громкость на 50% Когда джойстик нажат вверх: Увеличить громкость на 10% Когда джойстик нажат вниз: Уменьшить громкость на 10% Обратите внимание, что в этот урок включены два примера программ. Это должно быть на усмотрение учителя. Студентов следует побуждать к мозговому штурму и созданию программы на основе своих собственных идей. 4. Студенты создают Sound Recorder 2.0, используя алгоритмы как руководство. Выводы [5 minutes] Итоги занятия: 1. 1. Предложите учащимся поделиться некоторыми идеями, которые они включили в свои диктофоны. 2. Напомните учащимся, что на следующем занятии они будут продолжать разработку проекта «Звукозапись» с помощью итеративного процесса. Дополнительное задание Предложите учащимся изучить UX-дизайн (дизайн пользовательского опыта) и его роль в разработке программного обеспечения. Предложите студентам исследовать доступность и удобство использования ПО при разработке программного обеспечения. © education.makeblock.com 26 Предмет: Информатика Продолжительность: 45 минут Уровень сложности: Начальный Цели К концу этого урока студенты смогут: Предоставить конструктивную обратную связь о вычислительном решении. Изменить существующую программу, чтобы улучшить взаимодействие с пользователем. Следовать итеративному процессу для разработки решения вычислительной проблемы. Обзор Продолжая работу над проектом «Звукозапись», студенты получат обратную связь от сверстников и поразмышляют над своим первоначальным решением. Затем студенты спланируют и создадут многофункциональный проект звукозаписи. Ключевые моменты Collect and evaluate peer feedback Use an iterative design process Необходимо для урока • Компьютеры с установленным mBlock 5 или веб-версией mBlock • CyberPi с кабелем USB-C • Pocket Shild (опция) • Пример программы, Sound Mashine, включенный в программное обеспечение mBlock Урок 4 Итерация диктофона © education.makeblock.com 27 План урока (45 minutes) Тайминг Контент 15 минут Собирайте отзывы коллег 20 минут Планирование и создание Sound Recorder 3.0 10 минут Проектная документация Дополнительные задания Активности Введение [15 минут] Собирайте отзывы коллег 1. Со всем классом проведите формальную экспертную оценку и обратную связь. Объясните, как разработчики программного обеспечения полагаются на отзывы, обзоры и данные пользователей при планировании дополнительных итераций вычислительного решения. 2. Попросите учащихся положить свой план для Sound Recorder 2.0 на свой стол, открыть программу в mBlock и поместить CyberPi с загруженным диктофоном на свой стол. 3. Если позволяет время, предложите учащимся перемещаться по комнате и давать отзывы о проектах своих одноклассников. Некоторые наводящие вопросы для обратной связи могут включать: o Что вам больше всего нравится в их проекте? o Были ли ясны инструкции по использованию записывающего устройства? Вам приходилось гадать или делать какие-либо предположения о том, как его использовать? o Могут ли они что-нибудь добавить в свой проект, чтобы сделать его более удобным для пользователя? o Есть ли функция, которая, по вашему мнению, могла бы улучшить их проект записывающего устройства? |