Применение Arduino в учебном процессе на уроках физики, информатики и в проектно-исследовательской деятельности.

Применение Arduino в учебном процессе на уроках физики и в проектно-исследовательской деятельности.

Образование должно вестись с использованием современных технологий. Человеку непросто жить в современном мире. Ему нужно постоянно развиваться и следить за новейшими технологиями в электронике, которые играют очень важную роль в нашем обществе. Одной из таких является семейство контроллеров Arduino. Несмотря на то, что первый прототип платы был сделан в 2005 году, она имела простейший дизайн и еще не называлась Arduino, а в России она появилась на рынке, чуть больше 10 лет назад, для образования это «новинка».

Arduino представляет собой весьма простой инструмент для создания электронных устройств и воплощения в жизнь различных идей. Это платформа построена на печатной плате с интегрированной средой для написания программного обеспечения. В основе аппаратной части лежит микроконтроллер семейства ATmega и минимально необходимая для работы обвязка.

Arduino может принимать цифровые и аналоговые сигналы с различных устройств и имеет возможность управления различными исполнительными модулями.

Arduino очень популярно среди любителей сборки самодельных устройств различных возрастов (от любопытного школьника начальных классов до опытного инженера находящегося на заслуженном отдыхе, который автоматизирует процессы быта и делает жизнь более комфортной).

Популярности благоприятствует относительно простая сборка устройств, большой набор различных компонентов для сборки устройств и сеть –Интернет где пользователи делятся своими наработками и совместно решают различные проблемы в при решении каких либо решений. Так же к достоинствам можно отнести:

Во-первых, это низкая стоимость. Платы Arduino относительно дешевы по сравнению с другими платформами. Некоторые готовые модули стоят меньше 50 долларов. Самую дешевую версию можно собрать вручную.

Во-вторых, это кроссплатформенность. С Arduino можно работать на системах под управлением ОС Windows, Mac OS и Linux.

В-третьих, это простая и понятная среда программирования. Среда разработки спроектирована для новичков, не знакомых с разработкой программного обеспечения. Однако это не мешает опытным пользователям создавать и достаточно сложные проекты. Среда представляет собой приложение, которое включает в себя редактор кода, компилятор и специальный модуль для прошивки платы. Язык программирования, используемый в Arduino, является реализацией Wiring. Строго говоря, это C/C++, дополненный некоторыми библиотеками.

В-четвертых, это возможность аппаратного расширения. Возможности плат Arduino можно расширить с помощью особых микросхем, которые именуются «шилдами» (от англ. shields). Шилды устанавливаются поверх основной платы и дают новые возможности. Так, например, существуют платы расширения для подключения к локальной сети и интернету (Ethernet Shield), для управления мощными моторами (Motor Shield), для получения координат и времени со спутников GPS (модуль GPS) и многие другие.

В итоге, даже обычные пользователи могут разработать опытные образцы с целью экономии средств и понимания работы.

Учащиеся же, создав программу, могут сразу наблюдать результаты своей деятельности. Программа из непонятного набора английских слов превращается в алгоритм управления реальным устройством, только что собранного своими руками. Это мотивирует, возбуждает интерес к данной деятельности.

Применение Arduino в учебном процессе.

Arduino можно использовать на уроках физики следующим образом:

1. При изучении каких либо тем демонстрировать современные способы измерения физических величин или объяснения явлений. (Например: При изучении темы «Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха». Можно показать измерение влажности с помощью Arduino, используя для этого специальный датчик DHT-11.)

2. Изучая язык программирования писать программы и программировать микроконтроллер Arduino, тем самым показывать практическую значимость изучения данной темы.

3. Использование Arduino на уроках физики и информатики позволяет открыть новые возможности для ученика – увлечение проектно-исследовательской деятельностью, что способствует раскрытию творческих способностей и индивидуализации учебного процесса.