Обзор конструкций набора «Электроника» fischertechnik часть 2

Здравствуйте, дорогие друзья, данная статья является продолжением обзора набора «Электроника» от  fischertechnik профи уровень.

В предыдущем обзоре были рассмотрены создания устройств на основе последовательных цепей. Данный обзор посвящён параллельному соединению, комбинации параллельного и последовательного соединения и электрическим цепям для управления электромотором.

Параллельно были решены ряд вопросов, которые возникли по ходу изучения набора.

1. Блок питания можно крепить с любой стороны стола (сказалась моя неопытность с данным набором).
2. Блок питания имеет рубильник, который может менять полярность, т.е. направление движения тока в цепи  можно регулировать  Осторожно, не со светодиодами  и другими строго полярными электрокомпонентами.
3. На сборке уже пятой конструкции замечен существенный прогресс в области поиска и идентификации деталей, тем самым время сборки сократилось.
4. Благодаря представителям магазина ПакПак была найден дополнительный дидактический материал – рабочая тетрадь с заданиями по данным конструкциям в инструкции. Детальный обзор сделаю позднее.
5. Детали  fischertechnik  отличаются от деталей lego, robotics, huna и vex – они более прочные(жёсткие) и более гладкие, крепление более фиксирующие и это сразу даёт преимущество в создании интересных с точки зрения инженерии конструкций, особенно где учитывается трение, точность процесса. Детали износостойкие.

После различных вариаций последовательного соединения, инструкция предлагает нам познакомится с параллельным подключением.
Параллельное подключение:

Данный тип конструкции демонстрирует типичный принцип параллельного подключения электрической цепи. Каждый ключ независимо может «включать» лампу. Конструкция почему то напомнила мне устройство для передачи информации на азбуке Морзе.
Видеообзор данной конструкции представлен ниже.

Освещение коридора

Конструкция ассоциативно наводит на мысль о коридоре или помещении, где есть лампа. Электрическая цепь содержит элементы параллельного и последовательного соединения. В конечном результате лампа загорается, когда зажимаются два выключателя. Есть также возможность (есть даже задание в рабочей тетради), где необходимо перенастроить цепь так, чтобы лампа загоралась от нажатия одного из выключателей или от «отжатия» двух выключателей.
Интересна сама задумка включать свет.
Видеообзор данной конструкции представлен ниже.

Высечной пресс

Конструкция очень интересная в первую очередь тем, что только в этом наборе демонстрируются производственные механизмы. Конструкция пресса, часто теми или иными элементами присутствует в огромном количестве промышленных и роботизированных устройствах.
Здесь как раз очень хороший обучающий элемент на точность сборки и интуиции в области инженерии.
Видеообзор данной конструкции представлен ниже

Карусель с переключателем полюсов

Очень интересная механизированная конструкция, где сразу видна значимость силы трения и точность расположения объектов. Не менее познавательна электрическая цепь, где прослеживаются элементы Н-моста, который часто используется в электромеханической техники.
Данная конструкция также наглядно демонстрирует важность прокладки соединительных проводов для удобства эксплуатации техники.
Очень интересно конструкторское решение для переключения направления тока с помощью ползунка.

Видеообзор данной конструкции представлен ниже

Все конструкции учат грамотному проектированию, качественной сборке и вниманию на мелочи.

Надеюсь, что данный обзор дал более расширенные представления о наборе. До новых встреч.

Возрастные особенности набора Электроника

Здравствуйте, дорогие читатели моего блога.

Сегодня я опубликовал третий этап обзора и анализа конструкции набора «Электроника» от компании fischertechnik.

Но перед этим хочу поздравить вас с наступающими праздниками: новым годом и Рождеством.
Это была не ошибка, а умысел для акцента значимости данных праздников.

Как я писал ранее, на этом этапе будут рассмотрены особенности работы на этом конструкторе детьми разного возраста: пяти, семи и двенадцати лет.

В большинстве своём это будет именно рассмотрение, так как самая важная информация записана и выложена в формате видеороликов работы детей  с данным набором.

Для обзора приглашались дети, которые имели некий опыт:
1. вариант ребёнок меньше 7 лет, не занимающийся на направлении «робототехника», но работающий с разными конструкторами согласно своему возрасту (не электронными) за исключением  наборов fischertechnik.

2. ребёнок 7 лет, занимающийся на направлении «робототехника», но не занимающийся на наборах fischertechnik.

3. ребёнок 12 лет, занимающийся на направлении «робототехника» и «программирование», но не занимающийся на наборах fischertechnik.

Первый анализ:

В первом задании участвовала девочка 5 лет, которая посещала раз в неделю направления по общему развитию и развитию пространственного мышления.
Ребёнку необходимо было собрать самую первую конструкцию из набора «Электроника», которую я демонстрировал во второй части обзора.

Я специально не стал давать сложные конструкции ребёнку, у которого ещё недостаточно развита моторика рук, но достаточно умений сопоставлять и анализировать. 

В сборке конструкции у ребёнка вызвало затруднение непосредственно сама сборка, а точнее, соединение мелких деталей и крепление к столу. На этом этапе приходится приложить достаточную силу, даже взрослому человеку, чтобы соединить и закрепить детали.

Соединения электрической схемы не вызвало у ребёнка затруднений. Конечно, для неё понятие электрический ток и электронные схемы пока еще на далёком плане, но у ребёнка, как и у многих детей данного возраста, хорошая зрительная память. В этот период дети впитывают информацию очень быстро и беспрепятственно.

Поэтому было предложено самостоятельно, по памяти, собрать данную схему без инструкции. Ребёнок справился на отлично. 

Второй анализ:

Во втором задании участвовал мальчик возраста 7 лет. Его задачей было собрать настольную лампу по инструкции (фонарик).
Так как ребёнок посещает направление робототехника, то задание было сложнее, чем в первом случае.
Трудности возникли на этапе сборки:
1. были непонятны этапы соединения (о чём писал во втором обзоре),
2. были затруднения в самом процессе соединения.

Электрическая схема была собрана быстро и без затруднений. Тип соединения вызвал у ребёнка настороженность в плане не порвать провода.

В целом с конструкцией ребёнок справился. Время, которое он затратил, составило 20 минут.

Третий анализ:

В третьем задании участвовал ребёнок 12 лет. Его задача заключалась собрать конструкцию холодильник.

Ученик посещает направления «робототехника» и знаком с разными роботизированными наборами от пластмассовых до металлических. 

Электрическую схему ребёнок собрал быстро. Сложности появились при креплении деталей, как раз на тех шагах, где не был акцент в сборке на этот нюанс.

Для сборки и настройки конструкции ученику понадобилось чуть более 70 минут.

Подробное видео для просмотра:

В качестве изучения электрических явлений, некоторые элементы в качестве задания можно давать и детям 5 — 9 лет.

Как видно, сборка вызывала некоторое затруднение даже для детей 12 лет, но скорее всего время сборки уменьшится по времени относительно времени освоения набора.

Данный набор можно применить и как самостоятельное направление «электроника» или как инструмент в обучении на уроках физики. В зависимости от этого нужно будет и ставить соответствующие цели и задачи.

Обзор базовых конструкций набора «Электроника» fischertechnik №1

Предыдущий пост был посвящён обзору набора «Электроника». Детали в нем очень хорошего качества, электронные компоненты маленьких габаритов, но также хорошего качества. На мой взгляд, есть некоторая непрактичность в решении с соединительными проводами.

Данный пост будет посвящён разбору базовых конструкций, инструкции к которым поставляются вместе с набором. Этот пост является первой частью данного обзора.

Были собраны такие конструкции:

1. Простая электрическая цепь
2. Настольная лампа
3. Тестер
4. Освещение холодильника

Для каждой сборки было сделано видео. Я постарался как можно меньше редактировать их, дабы показать возможные ошибки, которые совершал я во время сборки. Также старался указать в каждом видео, какие моменты меня ввели в затруднение.

1. Простая электрическая цепь.

Данная конструкция самая лёгкая и демонстрирует принцип применения последовательной цепи. Типичная лабораторная работа 8 класса «Последовательное соединение проводников».

 В данной конструкции предлагается последовательно подключить лампу накаливания с линзой к источнику питания 9В.  Собирается конструкция достаточно легко.

Плюсы: электрическая схема понятна и не требует разъяснений.

Минусы:

— Крепление деталей к монтажному столу. Отсутствуют подсказки, как крепить детали.

— Крепление источника питания. В зависимости от положения монтажного стола или источника питания относительно стола, необходимо корректировать расположение крепёжных элементов.

— Все детали, за исключением электроники, никак не обозначаются. Идентификация их осуществляется визуальным проведением аналогии с имеющимися деталями из набора.

— Не акцентировано внимание на режимы переключения источника питания.

Вопрос: что обозначено стрелочками на источнике питания: изменение направления тока или просто возможность включения при различном направлении тумблера?

Вольтметром пока не проверял, но проверю и отвечу на свой вопрос. Главное, это тоже не охвачено в инструкции.

Детали никак в инструкции или сами не помечены и не распределены по классам или типу. К этому мы ещё вернёмся, когда затронем следующие конструкции.

Данная конструкция позволяет в дальнейшем расширить схему  — использовать не один, а два или три проводника с измерительными приборами. Китайские амперметры и вольтметры, которые поставляются в школы, могут подключаться к таким схемам.
 

Видео обзор
 

2.  Настольная лампа

Данная конструкция расширяет электрическую схему предыдущей конструкции с добавлением ключа. Дети знакомятся с функциональной значимостью ключа.

Здесь уже два последовательно соединённых проводника: ключ и лампа.
Тут видна, как раз, особенность последовательного подключения – если один проводник будет размыкать цепь, то ток не потечёт.
Можно дополнить такую схему схемой из двух светодиодов, соединённых последовательно в такой же цепи.

Плюсы :

1. Те же положительные отзывы, что и в первой конструкции.
2. На ключе показана схема переключения клеммы, что очень наглядно.

Минусы:

1. Те же, что и в предыдущей схеме, касательно деталей. Идентификация затруднительна.
2. Способы крепления выражены неявно.

Видео обзор.

3. Тестер

Конструкция, которая демонстрирует возможность её применения в качестве индикатора. В данном случае индикатора целостности электрической цепи. Электрическая цепь должна быть замкнута, чтобы по ней бежал электрический ток.

Я так понял – это подход к параллельному подключению.

Плюсы:

1. Те же положительные отзывы, что и в первой конструкции.
2. На ключе показана схема переключения клеммы, что очень наглядно.
3. Для ламп и светодиодов есть различные насадки, можно в дальнейшем применить в опытах с оптикой.

Минусы:

1. Те же, что и в предыдущей схеме, касательно деталей. Идентификация затруднительна.
2. Способы крепления выражены неявно.

Видео обзор.

3. Освещение холодильника

Эта конструкция демонстрирует возможности ключа. Ключ имеет два режима:

1. Включение на замыкание
2. Включение на размыкание

Именно второй способ и используется в данной конструкции, поэтому взята конструкция холодильника. Когда дверь холодильника открывается, то лампа загорается, в противном случае — не горит.

С детьми можно провести сравнение схем конструкций «Настольная лампа» и «Холодильник».

Плюсы:

1. Те же положительные отзывы, что и в первой конструкции.
2. На ключе показана схема переключения клеммы, что очень наглядно.
3. Для ламп и светодиодов есть различные насадки, можно в дальнейшем применить в опытах с оптикой.

Минусы:

1. Те же, что и в предыдущей схеме, касательно деталей. Идентификация затруднительна.
2. Способы крепления выражены неявно.
3. Одна деталь – петля для двери, состояла из двух частей и была в разборном виде. Акцент по созданию петли в инструкции отсутствует.

Видео обзор.

Такой получился анализ конструкций. В инструкции набора «Электроника» даётся подробный обзор электрической схемы, но не способ создания самой конструкции с этой схемой, как и заявлено по названию.
В первую очередь — это электроника. Следовательно, педагогу необходимо разбираться во всех деталях конструктора заранее, т.е. этот набор должен быть у него не первым, чтобы он смог с ходу приступить к обучению детей на нём.

А так получается, что нужно время на то чтобы собрать все конструкции и увидеть все те ошибки, которые способен совершить ученик.

Готовится пост с работой детей разного возраста с данным набором по тем конструкциям, которые были представлены сегодня.

Обзор набора «Электроника» компании FISCHERTECHNIK

Здравствуйте, дорогие друзья. Данный блог будет посвящён обзору набора «Электроника» от компании FISCHERTECHNIK.

Основной информационный материал по наборам содержится на сайте 

https://www.fischertechnik.de/de-de/service/elearning.

Касательно нашего набора «Электроника» — это сайт https://www.fischertechnik.de/de-de/service/elearning/lehren/electronics.

Согласно информации с сайта:

Основные цели обучения:

• Открыть для себя основы электроники.
• Электрические схемы, последовательные, параллельные 3- / 4-позиционные схемы, знакомство с электронными компонентами.
• Понимание построения электронной цепи, последовательной  и параллельной схемы.
• Знакомство с транзистором, конденсатором, резистором, светодиодом и многими другими электрокомпонентами.
• С деталями набора «Электроника» и контроллером можно собрать 16 фиксированных схем, которые в свою очередь,  создают множество интересных функциональных моделей.
• Углубление и практика проектной и групповой работы.

Данный набор может отвечать поставленным целям. В дальнейшем проведём обзор по базовым конструкциям.

Электронный состав набора:

• Электронный модуль
• Двигатель XS
• 2x транзистор
• 2x конденсатор
• 3-кратное сопротивление
• 2x кнопка
• фототранзистор
• датчик температуры
• Фотоэлементы LED
• 2x LED
• Держатель батареи для блока 9 В

Мнение с точки зрения преподавателя.

Радует разнообразие электроники для начального уровня в области изучения электрических схем. С данной комплектацией можно  разработать множество заданий и лабораторных работ как отвечающих школьным и ВУЗовским  учебным программам, так и программам дополнительного образования.

Есть несколько причин, почему именно с данного возраста:
1. Множество мелких деталей, особенно электроники. Дети младшего возраста, в большинстве своём, не способны выполнить манипуляции по подключению таких мелких электронных компонентов.

2. Очень «нежные» соединения проводов. Это не те грубые советские соединительные провода, которые мы использовали в школе, когда собирали схемы. Эти провода легко рвутся и для многократного использования детьми, например, в школе, они применимы только в том случае если:

• У преподавателя есть комплектующие для замены.
• Дети выполняют задание по монтажу очень аккуратно с соблюдением техники безопасности.

3. Контроллер с мелкими тумблерами, относительно хрупкий.
Контроллер – это мозг электронной схемы и с ним нужно обращаться бережно – в школьной программе он отсутствует.

4. Отсек для батарейки – с прочными застёжками, не для частой замены элементов питания учеником.
Либо крона должна обладать достаточно большой ёмкостью, либо вся работа по замене элементов питания ложится на педагога.

Сопутствующие элементы для создания конструкции очень качественные. Электронные компоненты и детали очень высокого качества. Способность нанести повреждение человеку сводится к нулю.

На первый взгляд моя оценка 9 из 10, с точки зрения применимости данного набора в школьной программе и дополнительном образовании.

Ниже представлен видео-обзор набора.

Методические книги по Minecraft и python

Дорогие друзья, продолжаю развивать направления в области методики обучения аспектам программирования на языке python и среды minecraft. 

На данный момент методика обучения программированию в таком формате вылилось в осязаемый печатный вариант, с которым может ознакомиться любой желающий уже летом 2020 года.

python and minecraft

Методика расписана в двух книгах и охватывает такие разделы как:
—  основы программирования(от типов данных до ООП и компьютерного зрения),
—  математики (от арифметических действий до аналитической геометрии и теории фракталов)
 — и физики (от кинематики до квантовой и ядерной физики) 

Чуть позже, для ознакомления, будут выложены 25% информации из книг (отдельной дискуссией). Буду рад вашему мнению о них.
А пока редактируется пред. показ  предлагаю вашему вниманию обзор некоторых возможностей среды minecraft при обучении программированию.

Смотреть плейлист по python and minecraft

В видео обзорах рассматриваются, как материалы из книг автора, так и новые авторские разработки, которые в дальнейшем могут войти в переиздание.

Графики квадратичных функций

Методика разрабатывалась в течении двух лет и последующие два года дополнялась и редактировалась в рамках экспериментальной учебной программы для дополнительного образования по направлению «Программирование».
Был проведён сравнительный анализ проделанной работы по результатам выполнения зачётных работ и контрольных заданий детьми контрольной группы (2017 -2018 г.) и экспериментальной группы (2018 -2019 г).
Результаты представлены в виде таблицы.

Таблица 1. В исследовании участвовало 103 ребёнка  2018 – 2019 года обучения с использованием среды minecraft и 102 ребёнка 2017 – 2018 года обучения, по стандартной методике. Возраст всех детей попадает в диапазон 10 — 12 лет.

Тема изучения	Процент учащихся	Процент учащихся
	Экспериментальная	Контрольная
Основные типы алгоритмов (линейный, ветвление, циклы)	96%	97%
Основной набор типов данных и работа с ним (целые, дробные, строковые, логические)	91%	90
Основные математические операции (+, -, / *)	99%	99%
Дополнительные математические операции и операторы сравнения (%, //, >,<, >=, <=, = =)	83%	77%
Координаты	76%	52%
Пространственное мышление (стереометрия)	85%	61%
Работа библиотеками (time, random, math(до тригонометрии и логарифмов))	81%	73%
Работа с библиотекой math — тригонометрия	56%	21%
Работа со списками и кортежами	65%	41%
Введение в объектно-ориентированное программирование (функция и класс)	71%	54%
Алгоритмы движения (перемещения)	76%	—
Алгоритмы НОД, кратность числа, сортировка чисел	61%	49%
Работа с minecraft api	86%	—
Игровая логика (основы математической логики)	63%	34%

Критерием оценки  являются зачётные проекты и контрольные задания по темам. Успешность освоения – это допущение менее трёх  не критичных ошибок и осмысленное понимание темы при ответе на контрольные вопросы.

Положительная динамика результатов дала новую волну изучения проблем обучения смежных дисциплин с помощью тех сред, которые считались отвлекающим фактором, нежели стимулирующим или обучающим.

Многие респонденты экспериментальной группы отметили, что сформировалось зрительное восприятие математических выражений и алгоритмов, но при этом решения поставленных задач  получалось, только после многократных попыток анализа алгоритма, что вызывало затруднения у детей не склонных к аналитическому мышлению. Как положительный фактор, такие дети не бросали изучать программирование именно под влиянием таких интерактивных сред, как minecraft, что приводило, всё равно, к решению поставленной задачи.

Данная методика была отработана в рамках дополнительного образования для групп  не более 10 человек.
Среда minecraft не единственная программа применения в изучении дисциплин, но обладающая широкими возможностями.

Смотреть плейлист по python and minecraft.