Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Arduino u razredu matematike

Ovaj post je napisao Jim Town, učitelj matematike (i Make!) U West Sacramento Prep. Počeo je inkorporirati Arduino u svoje učionice za matematiku prošle godine i pronašao učenike koji su bili angažirani i uzbuđeni, dok se i sam učio o tome kako olakšati drugačiju vrstu učenja. Za akademsku godinu 2013. - 2014., Jim radi u Nacionalnoj zakladi za znanost u DC-u, kao Einsteinov istaknuti nastavnik u obrazovnom obrazovanju, u Odjelu za istraživanje učenja (DRL) u Upravi za obrazovanje i ljudske resurse. U biti, on će biti zagovaranje STEM obrazovanja i pomaganje školama u razvijanju inženjerskih programa.

Uvođenje Arduina u moje satove matematike često je rezultiralo neredom žica koje moramo - kao i učitelji i učenici - riješiti, ali kada smo prevladali početnu borbu s hardverom, bilo je glatko jedrenje.

Precalculus je klasa koja ima mnogo mogućnosti za kreativnu nastavu. Budući da smo manja škola, ne postoji dovoljno interesa za računalnu znanost da bi se opravdala puna klasa pa pokušavam ugraditi neke od tih vještina u moje satove matematike kako bi pomogli učenicima da postanu spremni za računalne teške karijere koje ih mogu čekati.

Jedan od načina na koji sam to otkrio jest preko Arduina. Moji su učenici čuli za Arduino jer smo prošle godine imali nekoliko studenata koji su radili na projektima Arduino, ali nikad nisu radili s njima. Bili su uzbuđeni zbog mogućnosti da igraju u matematici.

Mislim da je važno naučiti smislene sadržaje (kao što su izloženi matematičkim standardima), ali također imaju slobodu da se ne brinete hoće li projekt podučavati slovo standarda. U ovom specifičnom projektu učenici su učili o eksponatima i brojali u binarnom obliku, ali vjerojatno nisu naučili pravila za pojednostavljenje eksponenta ili drugih ultra-specifičnih standarda koji postoje. U skladu s novim zajedničkim temeljnim standardima, vidim matematiku kao način razmišljanja, a ne nužno kao skup vještina.

U suradnji s jedinicom na eksponatima, izazvao sam studente da naprave binarni brojač pomoću prekidača dip ili trenutnog prekidača. Dip prekidač je niz prekidača za uključivanje / isključivanje koji su prikladno označeni 1-8; oni su kao hrpa malih prekidača za svjetlo. Za te učenike, kada je uključen prekidač označen sa 6, morali su prikazati binarnu oznaku 6 na tri LED diode koje su im dane (on-on-off). Trenutačni prekidač je jedan gumb koji je "uključen" kada je gurnut i "isključen" kada nije pritisnut. Ti su učenici morali pratiti koliko je puta gumb gurnut i prikazati taj broj u binarnom obliku na LED-ovima. To jest, ako je gumb pritisnut 4 puta, tri LED-a bi se prikazivale na-off-off.

Isprva se činilo da je taj izazov nemoguć, budući da su imali malo iskustva u programiranju ili poznavanju žičane elektronike. Također, postojala je i ne-trivijalna stvar da se može računati u binarnom obliku. Počeli smo polako i pažljivo hodati kroz Blink, jedan od osnovnih Arduino programa i tutorijala. Tada sam ih vodio kroz još jedan Arduino tutorial, Switch, i dopustio im da se bore s time dok ga ne dobiju. Na početku drugog tjedna nekoliko je učenika osjetilo spremnost na izazov. Nakon brze lekcije o tome kako brojati u binarnom obliku, puštam ih.

Proveli smo veliku količinu vremena u otklanjanju pogrešaka u krugovima i kodu, i našla sam se da moram smiriti frustraciju. Najveća borba za učenike koji su odabrali trenutni prekidač bila je obračunavanje odbijanja. Jedna je skupina bila uvjerena da moraju pritisnuti prekidač za točno dvije sekunde kako bi ga naveli da radi ispravno. Na kraju su shvatili što se događa i umetnuli kašnjenje kako bi pomogli.

Primjer studentskog koda:

Je li to matematika? Pa, moglo bi se tvrditi da je računalna znanost grana matematike i stoga da. Za više ciničan (ili kako oni sebe smatraju čistim) u srcu, rekao bih, algoritamsko razmišljanje, rješavanje problema, znanstvena notacija i pretvaranje iz baze 10 u bazu 2 su svi važni matematički koncepti.

Udio

Ostavite Komentar