STEM是科学(Science),技术(Technology),工程(Engineering),数学(Mathematics)四门学科英文首字母的缩写,其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律;技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现与自然界的和谐共处、解决社会发展过程中遇到的难题;数学则作为技术与工程学科的基础工具。
从小对孩子进行STEM教育是现在比较流行的趋势,但是什么是好的STEM教育? 乐高编程? Arduino ? 信奥? 这些都是工具,STEM教育的目标:就是培养孩子对世界的自然的乐趣,兴趣,以及比较基础的科学素养,还有熟悉现代工作协作的流程。
我找到了比较好的工具:tinkercad和 Arduino, tinkercad是大名顶顶的autoCAD公司出品,面向大众的在线仿真软件, Arduino是比较基础的单片开发版,能够实现自个创意的工具。
Tinkercad里面有3D,电路的仿真, 特别是电路,不光有常用的arduino,还有常用电子器件,万用表,示波器,小孩用ipad就能搭建,而且自动生成电路图,是非常棒的工具,全部免费。
Arduino 开发板,相比树莓派要 简单,偏向专注于 低层信号(数字,还有模拟信号),而树莓派的功能强大得很多,但是需要掌握linux的常用命令,是一台小型的电脑。而micro:bit 相比ardunio封装的更加抽象,专注于编程(scratch,python),是Scratch学习之后、Arduino学习之前阶段较为合适的单片机设备。
信奥呢,太过于理论抽象,如果打比赛刷题,其实我认为是不符人类的本性,人的本质就是”创造",如果只是会解别人的出的题目,不会给自己找题目,那是一名合格的工具,而不是成才。 所以“创造、创意”就要从小培养给孩子,学习知识是一方面,另一方面是兴趣,爱好,对社会、自然深刻的理解,才是最重的素质。
小结一下:
6-10岁 学习scratch ,python + mircorbit 兴趣培养
10-大学 学习C++ + arduino + 信奥 掌握理论知识
14--大学 学习linux 服务器 + 树莓派 更深入的技能
树莓派和arduino是可以交叉的学的,一个是操作系统级的应用,语音识别,人脸识别选择复杂计算,而arduino是低层的信号控制。相辅相成吧。
再说一下成本,原器件都是很便宜,几百块钱的就可以买得全,再一台笔记本就够使了。
最后说一下学习的方法吧,这个是tikercad
1.tinkercad上纺真演示,讲解原理。
2.小朋友自己在tinkercad上实际操作。
3.从仿真到实示的物理模型,原型。
4.有一定积累后就可以让小朋友自已在tinkercad上创意作品。
5.特别好的作品可以用3D打印做一个实体的玩具。
这其实是也就是一般现代工程研发的一般过程了,理论研究--->原型设计仿真----->实际原型加工----->反复迭代--------->定型----->工业化大规模生产。
初中、高中的学生能把这5点都自己都掌握,熟练的做出自己的作品,就基本的具备了一名工程师的素质了,只需要在大学里面继续加深理论学习,广阔的天地已经打开。
下面展示的一下,使用工具的效果:
仿真电路
仿真arduino 点亮 LED灯
组装原型:触控门铃: