إجابة سريعة
ابدأ بإدخال بت واحد وإخراج بت واحد، وقم بتوصيلهما معًا، ودع الطلاب يرون الدائرة تعمل قبل أن تشرح أي شيء. بمجرد أن يصبح هذا الاتصال منطقيًا، أضف مستشعرًا أو مفتاحًا واحدًا في كل مرة. اجعل الجلسة الأولى مقتصرة على دائرة واحدة عاملة لكل زوج، واحتفظ ببناءات البتات المتعددة للدرس الثاني.
الطلاب الذين لم يسبق لهم البرمجة غالبًا ما يفترضون أن الروبوتات تبدأ بشاشة. لكن littleBits تثبت عكس ذلك. تتصل القطع مغناطيسيًا، لذا تعمل الدائرة أو لا تعمل، وتكون الاستجابة فورية. وهذا يجعل littleBits للمبتدئين نقطة دخول قوية لأن النجاح الأول يتحقق في ثوانٍ، وليس بعد تشغيل كتلة من الكود أخيرًا.
الحيلة تكمن في التسلسل. إذا أعطيت مجموعة كومة من القطع وبطاقة تحدي، فإن الطلاب الذين يفكرون بالفعل مثل المهندسين سيزدهرون وسيشاهد الجميع الآخرون. يوضح هذا الدليل درسًا أوليًا يمنح كل طالب فوزًا واحدًا واضحًا قبل تقديم أجهزة الاستشعار أو المفاتيح أو أي شيء يتطلب استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
لماذا تعمل littleBits مع الطلاب الذين ليس لديهم خلفية برمجية
تُصنف قطع littleBits حسب الوظيفة باستخدام الألوان: المدخلات على جانب، والمخرجات على الجانب الآخر، والطاقة في المنتصف. لا يحتاج الطالب إلى فهم الجهد أو بناء الجملة ليرى أن قطعة طاقة بالإضافة إلى قطعة ضوء تنتج ضوءًا. هذا السبب والنتيجة المادي هو نفس المنطق الذي تعلمه البرمجة، ولكن بدون طبقة التجريد.
هذا مهم لـ littleBits بدون دروس برمجة لأن حاجز الدخول ميكانيكي وليس مفاهيمي. الطالب الذي يواجه صعوبة في القراءة أو الكتابة يمكنه مع ذلك توصيل دائرة كهربائية وشرح ما حدث. أنت تبني عادة التفكير أولاً، ويمكن أن تأتي البرمجة لاحقًا.
- احتفظ بالدائرة الأولى من اثنين إلى ثلاثة بتات بحيث تظل العلاقة بين السبب والنتيجة واضحة.
قم بإعداد الغرفة قبل أن يلمس الطلاب أي شيء
قم بفرز القطع في صواني صغيرة حسب اللون بحيث يحصل كل زوج على مدخل واحد ومخرج واحد ومصدر طاقة واحد. إذا قمت بإلقاء كل شيء في صندوق، ستضيع الدقائق العشر الأولى في البحث والتبديل. كما أن الصينية التي تحتوي على مجموعة بداية معروفة تجعل عملية التنظيف أسرع وتقلل من القطع المفقودة.
حدد مكان وجود Bit الطاقة في التجميع ووضح اتجاه التوصيل مرة واحدة. تتصل littleBits في اتجاه واحد فقط، لذا فإن الطالب الذي يجبر التوصيل سيعتقد أن Bit معطلة. أظهر محاذاة المغناطيس، ثم دعهم يشعرون بالتوصيل الصحيح.
- اختبر كل بطارية وبطارية احتياطية قبل الدرس حتى لا تبدو البطارية الفارغة وكأنها دائرة معطلة.
الخطوة 1: أنشئ مدخلًا واحدًا ومخرجًا واحدًا
أعطِ كل زوج بطاقة طاقة (Bit)، ومفتاح انزلاق، وضوءًا أو محركًا. اطلب منهم جعل الضوء يعمل ويتوقف. لا تشرح مخطط الدائرة أولاً. دعهم يجربون، ويفشلون مرة، وينجحون. اللحظة التي يستجيب فيها الضوء للمفتاح هي مرتكز الدرس.
ال مفتاح انزلاق littleBits i1 هذا الخيار مثالي هنا لأنه يستخدم ذراعًا بلاستيكيًا متينًا للتبديل بين الوضعين، وهو أسهل للأيدي الصغيرة من الزر. كما أنه يجعل حالة التشغيل والإيقاف واضحة بصريًا، مما يتيح للطلاب رؤية التحكم الذي لديهم في الدائرة.
مفتاح انزلاق littleBits i1
- خطأ شائع: السماح للطلاب بإضافة إدخال ثانٍ قبل أن يعمل الإدخال الأول. تحكم واحد، نتيجة واحدة.
الخطوة 2: أضف مستشعرًا يستجيب للغرفة
بمجرد عمل دائرة المفتاح، استبدل المفتاح بمستشعر. مستشعر الصوت littleBits i20 يستمع إلى مستوى الضوضاء في غرفتك ويرسل إشارة تشغيل عندما يتجاوز مستوى معين. قم بإقرانه مع ضوء ويمكن للطلاب التصفيق لتشغيله. هذا التغيير البسيط يحول الدائرة اليدوية إلى دائرة استجابة.
مستشعر الصوت littleBits i20
هذه هي اللحظة التي تصبح فيها littleBits للطلاب لا تُنسى. الآن تتفاعل الدائرة معهم، وليس فقط مع ذراع. اطلب من الطلاب وصف الفرق بين المفتاح والمستشعر بكلماتهم الخاصة قبل أن تذكر أي مفردات تقنية.
- نقطة تفتيش: إذا تم تشغيل المؤشر الصوتي باستمرار، فإن الغرفة صاخبة جدًا. انتقل إلى زاوية أكثر هدوءًا أو اخفض الضوضاء المحيطة.
الخطوة 3: تقديم اللمس والضغط كمدخل آخر
ال مستشعر الضغط littleBits i11 هي قطعة تفعيل باللمس. اضغط على وسادتها برفق لتفعيلها، وكلما زاد الضغط الذي تطبقه، زادت الإشارة التي ترسلها. ضعها أمام محرك اهتزاز للتحكم في مدى اهتزازه. هذه الاستجابة المتدرجة هي مقدمة لطيفة لفكرة الإدخال المتغير، وهو مفهوم أساسي في البرمجة.
الطلاب الذين أسرعوا في خطوة التبديل سيبطئون هنا لأن النتيجة تتغير مع سلوكهم. هذه هي النقطة. تريد منهم أن يلاحظوا أن المدخلات المختلفة تنتج أنواعًا مختلفة من التحكم، وليس مجرد تشغيل وإيقاف.
- خطأ شائع: الضغط على اللوحة بقلم رصاص أو أداة. استخدم الأصابع حتى يشعر الطلاب بنطاق الضغط.
الخطوة 4: دع الطلاب يختارون الإدخال التالي
بحلول الآن، استخدم الطلاب مفتاحًا، ومشغلًا صوتيًا، ومستشعر ضغط. قدم خيارًا إضافيًا ودع كل زوج يختار. مستشعر الحركة littleBits i18 يعمل مثل المستشعر الموجود في الباب الأوتوماتيكي: عندما يتحرك شخص ما بالقرب منه، فإنه يرسل إشارة تشغيل إلى القطع التالية. إنه حساس للغاية، لذا لا تحرك عضلة ما لم تكن تريد أن يتم اكتشافك. قم بإقرانه بمصابيح LED لإنشاء ضوء أمني.
الاختيار مهم هنا لأنه يحول الدرس من اتباع التعليمات إلى اتخاذ قرار. اطلب من كل زوج شرح سبب اختيارهم لمدخلاتهم وما يتوقعون حدوثه. خطوة التوقع هذه هي حيث يحدث التعلم الحقيقي.
- نقطة تفتيش: اطلب من كل زوج عرض دائرتهم وذكر شيء واحد سيغيرونه في المرة القادمة.
الخطوة 5: ربط الدائرة الفعلية بأفكار البرمجة
بمجرد أن يقوم الطلاب ببناء وشرح دائرة كهربائية عاملة، قدّم المفردات البرمجية التي تتوافق مع ما قاموا به بالفعل. المدخل هو حساس أو مفتاح. المخرج هو ضوء أو محرك. الشرط هو ما يحدث عند تفعيل مشغل الصوت. لقد استخدموا بالفعل هذه الأفكار الثلاثة دون استخدام شاشة.
هذا هو الجسر نحو البرمجة الفعلية. عندما يفتح الطلاب لاحقًا بيئة قائمة على الكتل، سيتعرفون على كتل الإدخال والإخراج والشرط لأنهم قاموا بتجميع نفس المنطق فعليًا. هذا التعرف يقلل من الخوف الذي يمنع العديد من المبتدئين قبل أن يبدأوا.
- احتفظ بالمفردات بثلاثة مصطلحات في الدرس الأول. أضف المزيد بمجرد أن يستخدم الطلاب هذه المصطلحات الثلاثة بثقة.
نظرة عامة على تسلسل الدرس الأول
- تحضير الصواني: قبل بدء الدرس، أعطِ كل زوج بطاقة طاقة واحدة، ومدخل واحد، ومخرج واحد. نقطة تفتيش: كل صينية تحتوي على مصدر طاقة مُختبر.
- بناء مفتاح وضوء: اجعل الطلاب يشغلون الضوء ويطفئونه باستخدام مفتاح التبديل المنزلق i1 من littleBits. نقطة تفتيش: يمكن لكل زوج إظهار استجابة الضوء للمفتاح.
- استبدل بمستشعر: استبدل المفتاح بمشغل الصوت i20 من littleBits ودع الطلاب يصفقون لتنشيط الضوء. نقطة تفتيش: يمكن للطلاب شرح الفرق بين المفتاح والمستشعر.
- إضافة التحكم في الضغط: استخدم مستشعر الضغط littleBits i11 مع محرك اهتزاز لإظهار استجابة متغيرة. نقطة تفتيش: يلاحظ الطلاب أن زيادة الضغط تؤدي إلى زيادة الناتج.
- اختر ما يناسبك: دع كل زوج يختار مستشعر الحركة littleBits i18 أو يكرر مستشعرًا سابقًا لمشروع جديد. نقطة التفتيش: يتوقع كل زوج ما ستفعله دائرته قبل الاختبار.
- قم بتسمية المفاهيم: قم بتقديم المدخلات والمخرجات والشرط باستخدام الدوائر التي بناها الطلاب بالفعل. نقطة تفتيش: يستخدم الطلاب المصطلحات الثلاثة بشكل صحيح في جملة.
قطع تعمل بشكل جيد في الدرس الأول
- مفتاح انزلاق littleBits i1: المفتاح المنزلق هو وسيلة صغيرة ومريحة لتشغيل وإيقاف تشغيل إبداعاتك. يستخدم ذراعًا بلاستيكيًا متينًا للتبديل بين الوضعين. الذراع أسهل للطلاب الصغار في التشغيل من الزر الصغير، وحالة التشغيل والإيقاف واضحة للعيان.
- مُشغِّل الصوت من littleBits: يستمع مشغل الصوت إلى مستوى الضوضاء في غرفتك ويرسل إشارة تشغيل عندما يتجاوز مستوى معينًا. جربه مع قطعة (Bit) تضيء لإنشاء دائرة تستجيب لطقطقة أصابعك. إنه يحول الدائرة اليدوية إلى دائرة تفاعلية، وهي اللحظة التي يرى فيها الطلاب أن الدائرة تستجيب لهم.
- مستشعر الضغط littleBits i11: مستشعر الضغط هو قطعة Bit تعمل باللمس. اضغط على وسادتها برفق لتفعيلها. كلما زاد الضغط الذي تطبقه، زادت الإشارة التي ترسلها. يقدم مدخلات متغيرة، لذا يختبر الطلاب أكثر من مجرد التحكم في التشغيل والإيقاف.
- مستشعر الحركة littleBits i18: مشغل الحركة مشابه للمستشعر الموجود في الأبواب الأوتوماتيكية: عندما يتحرك شخص بالقرب منه، يرسل إشارة تشغيل إلى القطع التالية. إنه حساس للغاية. يمنح الطلاب استجابة دراماتيكية وواضحة، ويعمل بشكل جيد كمشروع لمصباح أمان.
لا يحتاج الدرس الأول في littleBits إلى برمجة أو شاشات أو شرح طويل. بل يحتاج إلى دائرة واحدة تعمل، ونتيجة واحدة مرئية، وطالب يمكنه أن يقول ما حدث. ابدأ بمفتاح وضوء، وأضف مستشعرًا يستجيب للغرفة، ودع الطلاب يختارون مدخلاتهم التالية. ستأتي مفردات البرمجة لاحقًا لأنهم بنوا المنطق بأيديهم بالفعل.
