गणित कक्षा में अरुडिनो

यह पोस्ट जिम टाउन, एक गणित (और मेक!) शिक्षक द्वारा पश्चिम सैक्रामेंटो प्रेप में लिखी गई है। उन्होंने पिछले साल अपने गणित कक्षाओं में अरुडिनो को शामिल करना शुरू कर दिया और छात्रों को व्यस्त और उत्साहित पाया, साथ ही एक अलग प्रकार की सीखने की सुविधा प्रदान करने के तरीके के बारे में खुद को और अधिक सीखा। 2013-2014 शैक्षणिक वर्ष के लिए, जिम डीसी में नेशनल साइंस फाउंडेशन में आइंस्टीन डिस्टिक्टेड एजुकेशन टीचिंग फेलो, रिसर्च डिविजन ऑन लर्निंग (डीआरएल) में कार्यरत है। शिक्षा और मानव संसाधन निदेशालय में। अनिवार्य रूप से, वह होगा एसटीईएम शिक्षा के लिए वकालत करना और स्कूलों को इंजीनियरिंग कार्यक्रम विकसित करने में मदद करना।

Arduino को मेरी गणित की कक्षाओं में प्रस्तुत करने से अक्सर तारों की एक गड़बड़ी पैदा होती है, जिसे हम - शिक्षकों और छात्रों दोनों के रूप में - हल करने की आवश्यकता होती है, लेकिन एक बार जब हम हार्डवेयर के साथ काम करने के प्रारंभिक संघर्ष को पार कर लेते हैं, तो यह बहुत आसान था।

Precalculus एक ऐसा वर्ग है जिसके पास रचनात्मक शिक्षण के कई अवसर हैं। चूंकि हम एक छोटे स्कूल हैं, इसलिए पूरी कक्षा को सही ठहराने के लिए कंप्यूटर विज्ञान में पर्याप्त रुचि नहीं है, इसलिए मैं छात्रों को कंप्यूटर हैवी करियर के लिए तैयार होने में मदद करने के लिए इन कौशल में से कुछ को अपनी गणित कक्षाओं में एम्बेड करने का प्रयास करता हूं।

ऐसा करने का एक तरीका मुझे Arduino के माध्यम से मिल रहा है। मेरे छात्रों ने Arduino के बारे में सुना था क्योंकि हमारे पास पिछले साल Arduino परियोजनाओं पर काम करने वाले कुछ छात्र थे, लेकिन उनके साथ कभी काम नहीं किया था। वे गणित में "खेलने" के अवसर पर उत्साहित थे।

मुझे लगता है कि सार्थक सामग्री (गणित के मानकों द्वारा निर्धारित) को पढ़ाना महत्वपूर्ण है, लेकिन यह भी चिंता करने की स्वतंत्रता नहीं है कि क्या परियोजना मानक के पत्र को सिखाती है। इस विशिष्ट परियोजना में, छात्रों ने बाइनरी में घातांक और गिनती के बारे में सीखा, लेकिन उन्होंने संभवतः घातांक या अन्य अति विशिष्ट मानकों को सरल बनाने के नियमों को नहीं सीखा। नए कॉमन कोर मानकों के अनुरूप, मैं गणित को सोचने के तरीके के रूप में देखता हूं और जरूरी नहीं कि कौशल का एक सेट हो।

प्रतिपादकों पर इकाई के साथ संयोजन के रूप में, मैंने छात्रों को द्विआधारी काउंटर को डुबकी स्विच या क्षणिक स्विच का उपयोग करने के लिए चुनौती दी। एक डुबकी स्विच ऑन / ऑफ स्विच की एक पंक्ति है जिसे आसानी से 1-8 लेबल दिया गया है; वे छोटे छोटे प्रकाश स्विचों के एक समूह की तरह हैं। इन छात्रों के लिए, जब 6 लेबल वाले स्विच को चालू किया गया था, तो उन्हें तीन एलईडी पर बाइनरी में 6 प्रदर्शित करने की आवश्यकता थी जो उन्हें (ऑन-ऑफ-ऑफ) दिए गए थे। एक क्षणिक स्विच एक एकल बटन है जो पुश करने पर "ऑन" होता है और जब पुश नहीं किया जाता है तो "बंद" होता है। इन छात्रों को इस बात का ध्यान रखना था कि कितनी बार बटन को धक्का दिया गया था और उस नंबर को एलईडी पर बाइनरी में प्रदर्शित किया गया था। यही है, अगर वे बटन 4 बार धकेल दिए गए थे, तो तीन एलईडी बंद-बंद दिखाएगा।

सबसे पहले, यह चुनौती असंभव लग रही थी, क्योंकि उनके पास वायर्ड इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ कोई प्रोग्रामिंग अनुभव या परिचितता नहीं थी। इसके अलावा, बाइनरी में गिनती करने में सक्षम होने का गैर-तुच्छ मामला था। हमने ब्लिंक के माध्यम से धीरे-धीरे और सावधानी से चलना शुरू कर दिया, मूल Arduino कार्यक्रमों और ट्यूटोरियल में से एक। तब मैंने उन्हें एक और Arduino ट्यूटोरियल, स्विच के माध्यम से निर्देशित किया, और उन्हें तब तक संघर्ष करने दिया जब तक कि उन्हें यह नहीं मिला। दूसरे सप्ताह की शुरुआत में, कई छात्रों को लगा कि वे चुनौती का प्रयास करने के लिए तैयार हैं। बाइनरी में गणना करने के बारे में एक त्वरित सबक के बाद, मैंने उन्हें जाने दिया।

हमने सर्किट और कोड डिबगिंग की एक बड़ी राशि खर्च की, और मैंने खुद को निराशा को शांत करने के लिए पाया। क्षणिक स्विच का उपयोग करने के लिए चुने गए छात्रों के लिए सबसे बड़ा संघर्ष बाउंस के लिए लेखांकन था। एक समूह को यकीन था कि उन्हें सही ढंग से काम करने के लिए स्विच को दो सेकंड के लिए नीचे धकेलना होगा। आखिरकार उन्हें एहसास हुआ कि क्या हो रहा था और उन्होंने मदद करने के लिए विलंब डाला।

उदाहरण छात्र कोड:

क्या यह गणित है? खैर, कोई यह तर्क दे सकता है कि कंप्यूटर विज्ञान गणित की एक शाखा है और इस प्रकार हाँ। दिल पर अधिक निंदक (या जैसा कि वे खुद को शुद्ध मानते हैं) के लिए, मैं कहूंगा कि एल्गोरिथम सोच, समस्या को हल करना, वैज्ञानिक संकेतन, और बेस 10 से बेस 2 में परिवर्तित करना सभी महत्वपूर्ण गणित अवधारणाएं हैं।