创客课程体系 #
大师码自研K12创客课程,主要包括积木搭建课、图形化+arduino,Arduino IDE+arduino,MicroPython+arduino、树莓派五大硬件课程板块。
1.1 积木搭建课程大纲 #
第1期:通过8个常见装置模型搭建,理解相应物理知识,熟悉机械/汽车/机器人躯体等运动有大概的了解;
第2期:相比第1期,本期的11个模型结构更复杂的,设计的物理知识更深奥,此外加入电池驱动电机,使得模型初具自动化;还包括了一些深入的数学理论知识;
第3期:本期课程需要学生具有一定的图形化编程基础(scratch或者mixly),课程包括:a)一系列运用广泛传感器/执行器物理原理学习及运用;b)对接电子学会三级考级课程内容包括基本电路知识和结构化搭建装置;c)多个传感器、芯片和执行器结合的综合运用拓展,模拟现实中自动化装置运行。
第4期:本课程需要学生具有一定的C/C++语言编程基础,课程包括:a)对部分第3期课程实验使用Arduino C/C++语言编程实现,另加入多个更复杂同时功能更强大的传感器,结合Arduino C/C++语言制作创意装置;b)电子学会四级考级课程内容,包括基本电路知识,Arduino C/C++语言语法等;c)综合运用拓展课程,使用 Arduino C/C++ 设计创意装置,思考解决生活中难题。
1.2 创客课程大纲 #
创客第1期: 秋千、 跷跷板 、打蛋器、搅拌器、钟表、起重器、风扇、履带车等八个积木模型搭建,锻炼动手能力,深入理解八个机械的运行原理。
创客第2期:直升机 石油开采机 挖掘机等十一个模型的搭建,引入电机驱动,学习电机电路知识,循序渐进学习复杂机械技术原理。
创客第3期:本课程使用软件Mind+或者Mixly,硬件Arduino控制板,两者相结合进行一系列课程学习,包括:a)一系列运用广泛传感器/执行器物理原理学习及运用,比如人体红外传感器,模拟温度传感器,一位8字数码管等;b)对接电子学会三级考级课程内容包括基本电路知识和结构化搭建装置,比如炫彩LED灯,智能红绿灯,变速风扇等;c)多个传感器、芯片和执行器结合的综合运用拓展,模拟现实中自动化装置运行,比如公园人数计数系统,超市收银系统,农田自动驱赶动物装置等。
创客第4期: 本课程使用软件Arduino IDE,硬件Arduino控制板,两者相结合进行一系列课程学习,包括: a)对部分第3期课程实验使用Arduino C/C++语言编程实现,另加入多个更复杂同时功能更强大的传感器,结合Arduino C/C++语言制作创意装置,比如集成译码管,步进电机WIFI模块等;b)电子学会四级考级课程内容,包括基本电路知识,Arduino C/C++语言语法等,比如反馈型智能小车,红外遥控调速风扇等;c)综合运用拓展课程,使用 Arduino C/C++ 设计创意装置,思考解决生活中难题识,循序渐进学习复杂机械技术原理,比如WIFI通讯装置,门禁系统等。
什么是Arduino #
Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)。由一个欧洲开发团队于2005年冬季开发。
主要包含两个的部分:硬件和软件,其中硬件部分包括:Arduino主板、作为信号输入的各类传感器和用来反应结果的执行器/指示器;。软件部分又分为图形化编程Mind+和代码编程Arduino IDE,图形化编程mind+以scratch为基础,引导小朋友使用积木块入门编写程序,利用传感器和执行器模拟一系列现实自动化场景;代码编程Arduino IDE软件使用以C/C++为基础的Arduino语言,编写更复杂的程序实现更强大的功能。
我们在Mind+和Arduino IDE软件中编写程序代码,将程序上传到Arduino主板后,程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。主板通过分析各类传感器感受到外界的变化,传递不同的数据到Arduino主板相应端口,从而指示执行器呈现不同的效果。
例如通过热敏电阻传感器来感知环境亮度变化,对于不同的外界温度,反馈给Arduino主板不同的模拟量,从而控制马达以不同转速运行,达到设计一个智能自动温控风扇的装置,该装置能够在温度变高的时候使风扇更快速的转动,快速降温。