CC BY
0УДК 372.8
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ В СРЕДЕ ARDUINO НА ЗАНЯТИЯХ
ИНФОРМАТИКИ
Новиков Артем Дмитриевич
студент магистратуры, РЭО, ИФТИС, МПГУ,
Москва, Россия E-mail: lartem647@gmail.com Гаврилко Ангелина Андреевна студентка магистратуры, РЭО, ИФТИС, МПГУ,
Москва, Россия E-mail: angelinagavrilko@gmail. com Научный руководитель: Абдулгалимов Грамудин Латифович доцент, кандидат педагогических наук, ИФТИС, МПГУ,
Москва, Россия E-mail: lartem647@gmail.com
SOFTWARE DEVELOPMENT IN THE ARDUINO ENVIRONMENT IN
COMPUTER SCIENCE CLASSES
Novikov Artem Dmitrievich
master's degree student, Institute of Physics, Technology and Information
Systems,
Moscow Pedagogical State University,
Moscow, Russia E-mail: lartem647@gmail.com Gavrilko Angelina Andreevna
master's degree student, Institute of Physics, Technology and Information
Systems,
Moscow Pedagogical State University,
Moscow, Russia E-mail: angelinagavrilko@gmail.com Scientific supervisor: Abdulgalimov Gramudin Latifovich
Associate Professor, Candidate of Pedagogical Sciences, Institute of Physics,
Technology and Information Systems, Moscow Pedagogical State University,
Moscow, Russia E-mail: lartem647@gmail.com
Аннотация. В статье рассмотрены особенности платформы Arduino и подходы к разработке программ в среде Arduino на уроках информатики на базе школы № 293 имени А.Т. Твардовского города Москвы, в рамках дополнительного образования с углубленным изучением алгоритмов.
Abstract. The article discusses the features of the Arduino platform and approaches to developing programs in the Arduino environment in computer science lessons at the A.T. Tvardovsky School № 293 in Moscow, as part of additional education with in-depth study of algorithms.
Ключевые слова, робототехника, программирование, микроконтроллеры, Ардуино, разработка проектов.
Keywords: robotics, programming, microcontrollers, Arduino, project development.
Сегодня занятия робототехникой становятся все более популярными среди школьников разных возрастных групп. Робототехника объединяет знания из разных школьных предметов и позволяет детям погрузиться в мир науки и техники через игру [2]. На рынке представлен широкий ассортимент робототехнических наборов различной сложности для организации занятий по робототехнике. Наборы содержат комплектующие детали и радиоэлементы для
71
сборки моделей роботов, а также микроконтроллеры для их программирования.
Существует множество микроконтроллеров, среди которых платы Arduino имеют ряд ключевых преимуществ:
Низкая стоимость: Arduino предлагает экономичные решения, что делает ее доступной для широкого круга пользователей.
Кроссплатформенность: Программное обеспечение Arduino совместимо с несколькими операционными системами, что упрощает его интеграцию и использование в различных средах.
Простота программирования: Среда разработки Arduino, основанная на Processing, интуитивно понятна, что облегчает процесс обучения и создания проектов.
Открытая схема: Микроконтроллеры Atmega служат основой для плат Arduino, которые можно настраивать и расширять.
Arduino - отличный выбор для образовательных проектов, DIY-проектов, а также для разработки готовых продуктов и систем автоматизации. Чтобы вдохновить новое поколение разработчиков, Arduino продолжает предоставлять им инструменты, позволяющие воплощать в жизнь творческие идеи вместе с инженерными.
На любой серии плат Arduino вы найдете не только плату с микроконтроллером внутри и несколько трубок, но и контакты, к которым будут припаяны ножки всех микроконтроллеров. Эти платы разработаны таким образом, что позволяют подключать различные устройства и датчики очень удобным способом, что делает их вполне пригодными для экспериментов или создания прототипов.
Ниже приведены некоторые детали, подчеркивающие их универсальность:
Гребенки (Headers): Это ряд контактов, к которым можно присоединить гребенки, для удобного подключения шилдов (дополнительные платы, расширяющие функциональность Arduino).
Провода-перемычки: Используются для простого соединения гребенок с
72
датчиками или исполнительными механизмами.
Взаимодействие с внешними условиями: Для инженерных проектов, реагирующих на изменение окружающей среды, используются специальные модули (температуры, влажности, движения).
Стартовые знания для начала работы с АМшпо:
Навыки программирования: опыт работы с переменными, циклами и функциями.
Опыт работы на С++: АМшпо использует упрощенную версию С++, знание этого языка ускорит процесс разработки.
Базовые знания в области электроники: опыт работы с электрическими устройствами, принципы электродинамики, взаимодействие между компонентами.
Умение читать схемы - способность интерпретировать электрические схемы позволит строить собственные проекты и понимать, как подключать компоненты.
Базовые знания в области ШИМ: Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - это процесс управления напряжением за счет скважности сигнала. То есть, используя ШИМ, мы можем плавно управлять нагрузкой. Например, можно плавно изменять яркость светодиода, но это изменение яркости получается не за счет уменьшения напряжения, а за счет увеличения ширины интервалов низкого сигнала.
Эти навыки обеспечили хорошую основу для создания и реализации проектов на АМшпо на уроке по информатике на базе школы № 293 имени А.Т. Твардовского города Москвы, в котором принимали участие десять учеников 7 класса [1].
В ходе занятия были выявлены следующие паттерны, по которым создавали свои работы участники:
1. Пятьдесят процентов учеников 7 класса использовали блок схемы из учебника. Они поэтапно переносили логику и тестировали в редакторе кода.
2. Тридцать процентов учеников 7 класса пытались самостоятельно
выполнить базовый алгоритм без выполнения условий.
3. Самым интересным наблюдением стала работа 17-летнего юноши, который без каких-либо подсказок создал полностью исправный алгоритм, который был выполнен с меньшим количеством итераций.
Таким образом, в ходе проведенных уроков по информатике на базе школы № 293 имени А.Т. Твардовского города Москвы был выявлен интерес к изучению и созданию алгоритмов в среде Arduino. Ученики были вовлечены и активно участвовали в реализации заданий, пятьдесят процентов учеников попросили предоставить задания с повышенным уровнем сложности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кротов В.М. Методика организации и проведения педагогического эксперимента: метод, рекомендации / авт.-сост. В.М. Кротов. -Могилев: УО «МГУ им. А.А. Кулешова», 2008. - 92 с.
2. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 августа 2013 г. № 1008 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» [Электронный ресурс]. - URL: http://www.rg.ra/2013/12/! 1/obr-dok.html (дата обращения: 18.11.2023).
