编码可能会受到科学,技术,工程和数学(STEM)课程的关注,但没有人可以在没有计算机的情况下运行软件程序。然而,教学生如何构建自己的计算机似乎比注册代码时间计划更耗费资源,特别是如果他们想象的是MacBook或联想桌面。

然而,由于Raspberry Pi Foundation ,可以使用便宜的工具来教学生物理计算的基础知识。这家总部位于英国的非营利组织的计算机已经被制造商,教育工作者和技术爱好者热情地采用。

该设备每个售价约35美元,基本上是一个简单的电脑板。当与屏幕,键盘,鼠标,电源和SD卡(许多学校将拥有)一起使用时,它们允许学生快速轻松地构建自己的计算机。

这个过程是如此简单,凯西·焦里, Mozilla的高级产品经理,希望有更多的学校问题的基本车载电脑,就像一个树莓派,那样容易,因为他们做的书。她认为学生不仅应该学习如何使用这些工具,还要让教育工作者鼓励他们发挥,创造和发明这些工具。

“学生们在2岁时学会使用手机,但学习如何制作手机或编程手机很困难,”她在一封电子邮件中说。“有一个陡峭的学习曲线,这个数十亿美元的行业背后的公司喜欢把许多事情保密。幸运的是,开源软件,开放硬件,现在甚至开放的半导体架构(RISC-V,即将推出的MIPS),正在推动技术学习障碍更低。这些工具可以免费或负担得起,还有许多有用的例子可供学习。“

但是,一旦这些工具到位,教育工作者会做些什么呢?以下是教育工作者和技术专家使用的三个物理计算项目,他们已经在自己的教室中成功地进行了尝试。

简单的输入

学生可能每天使用计算机,无论是智能手机,平板电脑,笔记本电脑还是台式电脑。虽然编码可以帮助学生了解软件的工作原理,但物理计算可以帮助他们了解实际技术(从游戏控制台到智能手表)的工作原理。

华盛顿昆西高中的亚马逊软件开发人员和志愿者老师马特麦基说:“随着他们的成长,世界各地都会涌现出大量的技术。” “因此,在教育中引入物理计算可以使学生了解每天如何解决这些问题。”

McKee通过一项名为TEALS的志愿者计划教授了四年,该计划是微软慈善事业的一部分,该计划将那些从事技术工作的人与课堂教师合作。他每年都和同一位老师一起工作,远程办公到教室,因为他指导11年级和12年级学生进行物理计算。

McKee的首选项目之一包括向学生展示如何将按钮和LED灯连接到Raspberry Pi,并编写几行代码以打开和关闭灯。

虽然这个项目非常基础,但麦基在这个简单的起点附近安排了一周的课程。这使得从未使用过Raspberry Pi的学生,或者不知道按下按钮的学生是一个输入,并且光线照射是一个输出,在转向更复杂的事情之前会感到舒服。

最终,学生们会根据自己的想法开展工作。Ø NE学生,例如,安装有运动传感器和扬声器的树莓派,编程它从他最喜欢的视频游戏播放音乐,当有人走过他。

“这是安全摄像头的基本转折,”麦基说。“很多项目都与学生有个人关系,如电子游戏。”

Goldilocks设备

他告诉Education Dive,Norman Messa也是教导学生输入和输出概念的重要支持者,因为这些是计算机工作原理的基础。在新罕布什尔州埃克塞特的海岸技术学院,Messa开设了一个他从零开始建立的计算机科学课程,他说,在退休后成为一名电气工程师。

现在,他在白天教高中生关于计算机科学的知识,使用Arduino设备,micro:bits和Raspberry Pi计算机以每年100美元的价格运行程序。他甚至还维护着一个GitHub,在那里他列出了许多这些项目的目录。

Messa特别喜欢涉及LED灯的项目 - 他注意到一袋300的成本约为6美元。这些可以通过多种方式连接到Raspberry Pi,可以帮助建立像温度计这样的DIY设备。通过在Raspberry Pi上的引脚上添加温度传感器以及不同的LED灯,学生可以让计算机点亮红色或黄色,例如,如果温度在一定范围内。

“所以现在你可以像金发姑娘一样,判断一些东西是太热还是太冷,”他说。

Raspberry Pi仍然需要了解如何编码。虽然Python是底层语言,但学生们可以用Scratch编程,甚至可以用Java,C和C ++编程 - 尽管最后三个程序是“笨重的”,Messa说。

什么不笨重的是Raspberry Pi本身。他说,这种装置“非常坚固”,在过去的五到六年里,他没有将它与学生一起使用。

声音探测器

Kevin Sidwar虽然也是Raspberry Pi的粉丝,但他确实敦促教育工作者特别注意与年轻学生一起使用它们。他说,沿着顶部粘在上面的引脚被集成到电路板中以读取数据和控制附件,并且它们很容易损坏。在电源引脚附近放置接地引脚也意味着如果学生不受监督,计算机很容易短路。

他指出,至少每片35美元,Raspberry Pi受损的程度远远低于其他技术设备的损失。

“在如此低的价位上,它几乎就像一个教室的一次性商品,”Sidwar,一个软件开发人员,也在Skillshare教授计算机,在一封电子邮件中说。

Sidwar最喜欢的项目之一是将预算友好的纸板箭头连接到带有两个声音传感器的伺服器上,以确定教室的哪一侧更安静或更响,箭头指向结果。

“对于简单的项目来说,确实有无限的可能性,”他谈到了Raspberry Pi。“这就是它的强大功能。孩子们可以提出想法,并通过Pi和一些指导实际上让他们真实。“