產(chǎn)品概述

//code.Node是一個(gè)交互式的編碼解決方案，結(jié)合了現(xiàn)實(shí)世界中的傳感器查詢，塊編碼和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，以驅(qū)動(dòng)STEM學(xué)習(xí)中的計(jì)算編程思維。 它包括六個(gè)交互式傳感器和四個(gè)輸出設(shè)備，這些輸出信號(hào)可以在SPARKvue或Capstone軟件中創(chuàng)建的代碼來測量和響應(yīng)現(xiàn)象。

當(dāng)今的學(xué)生生活在一個(gè)充滿由代碼驅(qū)動(dòng)的傳感器和設(shè)備的數(shù)字世界中。從感應(yīng)夜燈到緊急制動(dòng)系統(tǒng)，傳感器在日常生活中起著*的作用。通過//code.Node和Blockly編碼，學(xué)生可以了解傳感器，其應(yīng)用程序以及控制它們的代碼。 每個(gè)//code.Node實(shí)驗(yàn)都會(huì)挑戰(zhàn)學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)帶有外部響應(yīng)的交互式程序，從而使他們的代碼超出屏幕范圍，進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界。

//code.Node具有六個(gè)內(nèi)置傳感器，包括溫度傳感器，運(yùn)動(dòng)傳感器，磁場傳感器，聲音傳感器，光傳感器和兩個(gè)瞬時(shí)開關(guān)。 //code.Node的四個(gè)設(shè)備輸出包括揚(yáng)聲器，5x5 LED陣列和RGB LED燈。 用戶界面友好的編碼平臺(tái)Blockly可在SPARKvue或Capstone軟件中使用，以編程該設(shè)備如何收集和響應(yīng)數(shù)據(jù)。 學(xué)生可以控制//code.Node的傳感器輸入端來如何收集和顯示數(shù)據(jù)，以及設(shè)備的輸出端來如何響應(yīng)傳入的傳感器數(shù)據(jù)。

傳感器輸入端

• 光傳感器：測量室內(nèi)和室外環(huán)境中的環(huán)境光水平

• 磁場傳感器：測量磁體和磁場的強(qiáng)度和極性。

• 運(yùn)動(dòng)傳感器：測量加速度以確定//code.Node是否正在移動(dòng)

• 溫度傳感器：從//code.Node內(nèi)部測量環(huán)境溫度

• 聲音傳感器：測量氣壓水平以確定周圍的聲音水平

• 瞬時(shí)開關(guān)：用作已編程指令的通斷開關(guān)

  
  

設(shè)備輸出

• RGB LED燈：可以編程以組合不同強(qiáng)度的紅色，綠色和藍(lán)色光以產(chǎn)生任何顏色

• 5x5 LED陣列：可以點(diǎn)亮不同亮度的每個(gè)LED燈珠以顯示字母，數(shù)字和符號(hào)

• 揚(yáng)聲器：可以編程為響應(yīng)包括現(xiàn)象，數(shù)據(jù)和代碼在內(nèi)的刺激產(chǎn)生聲音

• 文本：//code.Node與SPARKvue和Capstone文本顯示兼容，允許學(xué)生從軟件和//code.Node設(shè)備接收實(shí)時(shí)反饋

  
  

與我們所有傳感器保持兼容性

通過將Blockly集成到SPARKvue和Capstone中，可以使用代碼控制我們所有的傳感器，包括無線和PASPORT傳感器。 將傳感器連接到軟件后，學(xué)生可以使用Blockly來控制傳感器的數(shù)據(jù)收集和顯示。 //code.Node的傳感器輸入和設(shè)備輸出可以單獨(dú)使用，也可以與我們的任何傳感器一起使用，從而使學(xué)生能夠創(chuàng)建復(fù)雜的反饋回路，自動(dòng)實(shí)驗(yàn)等。

可以對5x5 LED陣列進(jìn)行編程，以各種亮度級別點(diǎn)亮每個(gè)LED燈。 當(dāng)學(xué)生點(diǎn)亮多個(gè)LED時(shí)，顯示屏可以讀出字母，數(shù)字和符號(hào)。 在上圖中，陣列顯示出笑臉圖案。

培訓(xùn)編程思維與優(yōu)秀品格

//code.Node使用設(shè)計(jì)思想和問題解決方法來培養(yǎng)編程思維的開發(fā)。 在學(xué)生學(xué)習(xí)//code.Node課程時(shí)，他們將面臨挑戰(zhàn)如何去建立自己的成功之路。 創(chuàng)建程序后，使用“記錄”按鈕執(zhí)行代碼。 如果獲得正確的數(shù)據(jù)或信號(hào)，則代碼成功。 如果結(jié)果與預(yù)期不符，則學(xué)生要了解如何去調(diào)試其代碼。

當(dāng)他們學(xué)習(xí)使用傳感器進(jìn)行編碼時(shí)，學(xué)生將通過毅力和合作來克服失敗。編碼挑戰(zhàn)鼓勵(lì)學(xué)生之間的協(xié)作，因?yàn)橛行W(xué)生比其他人更早發(fā)現(xiàn)工作方法。隨著班級的進(jìn)展，學(xué)生將學(xué)會(huì)互相依靠，以取得更好的成績。此外，這使教育工作者在尋求解決方案時(shí)可以聽取課堂討論和推理。

數(shù)據(jù)科學(xué)：彌合編程與數(shù)據(jù)素養(yǎng)之間的鴻溝

盡管對數(shù)據(jù)科學(xué)家的需求持續(xù)增長，但是大多數(shù)教育編碼解決方案都無法彌合編程與數(shù)據(jù)素養(yǎng)之間的鴻溝。 //code.Node將數(shù)據(jù)采集集成到編程過程中，從而為開發(fā)計(jì)算編程思想和數(shù)據(jù)科學(xué)的早期基礎(chǔ)提供了的平臺(tái)。

使用//code.Node進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，采集和分析

//code.Node使用我們屢獲殊榮的數(shù)據(jù)采集和分析軟件將數(shù)據(jù)可視化與編程集成在一起。 成功編程傳感器命令后，學(xué)生可以使用SPARKvue或Capstone中的任何顯示選項(xiàng)來可視化其數(shù)據(jù)。 這些顯示鼓勵(lì)學(xué)生練習(xí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化并選擇適當(dāng)?shù)膱D形格式，同時(shí)還可以激發(fā)人們對數(shù)據(jù)科學(xué)的好奇心和激情。

在為其設(shè)備編程并收集數(shù)據(jù)之后，學(xué)生可以使用SPARKvue或Capstone分析他們的發(fā)現(xiàn)。 借助軟件中用于基礎(chǔ)和高級計(jì)算的工具，可以適合各個(gè)年齡段的學(xué)生去進(jìn)行分析。 年齡較小的學(xué)生可以輕松找到其數(shù)據(jù)的最小值，值和平均值，而年齡較大的學(xué)生可以使用高級計(jì)算工具進(jìn)行分析計(jì)算。 在分析和解釋了他們的代碼衍生數(shù)據(jù)集之后，學(xué)生可以使用他們的發(fā)現(xiàn)來為將來的代碼決策提供依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)案例：入門級編程-測量燈泡的效率

在此課題中，學(xué)生使用//code.Node的溫度傳感器來測量燈泡散發(fā)出的熱量，并使用其數(shù)據(jù)來確定哪個(gè)燈泡高。 為了使本課程具有影響力，我們鼓勵(lì)全班同學(xué)就燈泡，熱量和能源消耗進(jìn)行小組討論。 一旦學(xué)生了解到燈泡的效率有所不同，他們就可以開始為//code.Node內(nèi)部溫度傳感器編程指令。 使用記錄按鈕執(zhí)行時(shí)，成功的程序?qū)⑸蓪?shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)。 然后，該測試燈泡了。 學(xué)生可以輪流將自己的//code.Nodes靠近通電的LED和白熾燈泡。 在監(jiān)控代碼性能時(shí)，學(xué)生應(yīng)該能夠確定哪個(gè)燈泡產(chǎn)生的熱量最多。 最后，他們應(yīng)該能夠確定哪個(gè)燈泡。

實(shí)驗(yàn)案例：中級編程-創(chuàng)建防燙設(shè)備

在此課題中，向?qū)W生介紹了一個(gè)圖表，該圖表描述了安全和不安全的沐浴溫度，并通過小組討論來傳達(dá)本課程的實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生應(yīng)該能夠使用圖表確定哪些水溫是安全的。接下來，要求課程為他們的無線溫度傳感器和//code.Nodes編程方向以測量水溫。 //code.Node上的5x5 LED陣列被編程為在水變熱時(shí)顯示“ H”，在水安全時(shí)顯示“ C”。然后，將RGB LED編程為在水太熱時(shí)顯示紅色，在水溫安全時(shí)顯示藍(lán)色。最后，學(xué)生編程顯示當(dāng)前水溫是否太高或全的文本顯示。成功的程序?qū)⑸蓪?shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，水安全性的文本描述以及相應(yīng)的//code.Node RGB LED和5x5 LED陣列信號(hào)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是一種有趣，簡單的方法，可以使學(xué)生對編碼輸入輸出關(guān)系感到興奮。

實(shí)驗(yàn)案例：高級編程-創(chuàng)建防盜設(shè)備

在此課題中，邀請對程序設(shè)計(jì)有所了解的學(xué)生通過實(shí)際應(yīng)用程序表達(dá)自己的創(chuàng)造力。在這種情況下，要求學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)防盜設(shè)備，以阻止小偷逃避//code.Node。盡管有多種方法可以實(shí)現(xiàn)此目的，但我們的示例使用//code.Node的加速度計(jì)，揚(yáng)聲器，RGB LED，5x5 LED陣列和瞬時(shí)開關(guān)。學(xué)生首先要估計(jì)加速度計(jì)對各種步行速度的敏感性。他們應(yīng)該問自己一些問題，例如：小偷應(yīng)該多快移動(dòng)一次以向加速度計(jì)發(fā)出信號(hào)？防盜信號(hào)應(yīng)該延遲嗎？如何開啟和關(guān)閉防盜系統(tǒng)？

學(xué)生可能會(huì)編程//code.Node揚(yáng)聲器，以在加速度計(jì)達(dá)到閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)。他們甚至可以將警報(bào)編程為隨著小偷的速度增加而增加頻率！為了進(jìn)一步阻止小偷，學(xué)生可以將RGB LED設(shè)置為閃爍，并可以對5x5 LED陣列進(jìn)行編碼以指示設(shè)備的狀態(tài)。靜止時(shí)，陣列可以顯示圖像，例如解鎖的鎖或笑臉。小偷移動(dòng)后，5x5LED陣列可以更改為備用圖像。最后，學(xué)生可以對瞬時(shí)開關(guān)進(jìn)行編程，以用作防盜信號(hào)的開和關(guān)按鈕。這項(xiàng)活動(dòng)采用了設(shè)計(jì)思維，合作，計(jì)算思維和解決問題的技能，其課題內(nèi)容可以吸引一批具有數(shù)字素養(yǎng)的學(xué)生。