產(chǎn)品概述
//code.Node是一個交互式的編碼解決方案，結(jié)合了現(xiàn)實世界中的傳感器查詢，塊編碼和實時數(shù)據(jù)顯示，以驅(qū)動STEM學習中的計算編程思維。 它包括六個交互式傳感器和四個輸出設備，這些輸出信號可以在SPARKvue或Capstone軟件中創(chuàng)建的代碼來測量和響應現(xiàn)象。
當今的學生生活在一個充滿由代碼驅(qū)動的傳感器和設備的數(shù)字世界中。從感應夜燈到緊急制動系統(tǒng)，傳感器在日常生活中起著*的作用。通過//code.Node和Blockly編碼，學生可以了解傳感器，其應用程序以及控制它們的代碼。 每個//code.Node實驗都會挑戰(zhàn)學生創(chuàng)建一個帶有外部響應的交互式程序，從而使他們的代碼超出屏幕范圍，進入現(xiàn)實世界。
//code.Node具有六個內(nèi)置傳感器，包括溫度傳感器，運動傳感器，磁場傳感器，聲音傳感器，光傳感器和兩個瞬時開關(guān)。 //code.Node的四個設備輸出包括揚聲器，5x5 LED陣列和RGB LED燈。 用戶界面友好的編碼平臺Blockly可在SPARKvue或Capstone軟件中使用，以編程該設備如何收集和響應數(shù)據(jù)。 學生可以控制//code.Node的傳感器輸入端來如何收集和顯示數(shù)據(jù)，以及設備的輸出端來如何響應傳入的傳感器數(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度和極性。
運動傳感器：測量加速度以確定//code.Node是否正在移動
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
瞬時開關(guān)：用作已編程指令的通斷開關(guān)
設備輸出
RGB LED燈：可以編程以組合不同強度的紅色，綠色和藍色光以產(chǎn)生任何顏色
5x5 LED陣列：可以點亮不同亮度的每個LED燈珠以顯示字母，數(shù)字和符號
揚聲器：可以編程為響應包括現(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，允許學生從軟件和//code.Node設備接收實時反饋
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的傳感器輸入和設備輸出可以單獨使用，也可以與我們的任何傳感器一起使用，從而使學生能夠創(chuàng)建復雜的反饋回路，自動實驗等。
可以對5x5 LED陣列進行編程，以各種亮度級別點亮每個LED燈。 當學生點亮多個LED時，顯示屏可以讀出字母，數(shù)字和符號。 在上圖中，陣列顯示出笑臉圖案。
培訓編程思維與優(yōu)秀品格
//code.Node使用設計思想和問題解決方法來培養(yǎng)編程思維的開發(fā)。 在學生學習//code.Node課程時，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，則代碼成功。 如果結(jié)果與預期不符，則學生要了解如何去調(diào)試其代碼。
當他們學習使用傳感器進行編碼時，學生將通過毅力和合作來克服失敗。編碼挑戰(zhàn)鼓勵學生之間的協(xié)作，因為有些學生比其他人更早發(fā)現(xiàn)工作方法。隨著班級的進展，學生將學會互相依靠，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可以聽取課堂討論和推理。
數(shù)據(jù)科學：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)計算編程思想和數(shù)據(jù)科學的早期基礎(chǔ)提供了的平臺。
使用//code.Node進行數(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，學生可以使用SPARKvue或Capstone中的任何顯示選項來可視化其數(shù)據(jù)。 這些顯示鼓勵學生練習對數(shù)據(jù)進行可視化并選擇適當?shù)膱D形格式，同時還可以激發(fā)人們對數(shù)據(jù)科學的好奇心和激情。
在為其設備編程并收集數(shù)據(jù)之后，學生可以使用SPARKvue或Capstone分析他們的發(fā)現(xiàn)。 借助軟件中用于基礎(chǔ)和高級計算的工具，可以適合各個年齡段的學生去進行分析。 年齡較小的學生可以輕松找到其數(shù)據(jù)的最小值，值和平均值，而年齡較大的學生可以使用高級計算工具進行分析計算。 在分析和解釋了他們的代碼衍生數(shù)據(jù)集之后，學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)。
實驗案例：入門級編程-測量燈泡的效率
在此課題中，學生使用//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)來確定哪個燈泡高。 為了使本課程具有影響力，我們鼓勵全班同學就燈泡，熱量和能源消耗進行小組討論。 一旦學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，成功的程序?qū)⑸蓪崟r溫度數(shù)據(jù)。 然后，該測試燈泡了。 學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，學生應該能夠確定哪個燈泡產(chǎn)生的熱量最多。 最后，他們應該能夠確定哪個燈泡。
實驗案例：中級編程-創(chuàng)建防燙設備
在此課題中，向?qū)W生介紹了一個圖表，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本課程的實際應用。學生應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顯示“ H”，在水安全時顯示“ C”。然后，將RGB LED編程為在水太熱時顯示紅色，在水溫安全時顯示藍色。最后，學生編程顯示當前水溫是否太高或全的文本顯示。成功的程序?qū)⑸蓪崟r溫度數(shù)據(jù)，水安全性的文本描述以及相應的//code.Node RGB LED和5x5 LED陣列信號。這個實驗是一種有趣，簡單的方法，可以使學生對編碼輸入輸出關(guān)系感到興奮。
實驗案例：高級編程-創(chuàng)建防盜設備
在此課題中，邀請對程序設計有所了解的學生通過實際應用程序表達自己的創(chuàng)造力。在這種情況下，要求學生創(chuàng)建一個防盜設備，以阻止小偷逃避//code.Node。盡管有多種方法可以實現(xiàn)此目的，但我們的示例使用//code.Node的加速度計，揚聲器，RGB LED，5x5 LED陣列和瞬時開關(guān)。學生首先要估計加速度計對各種步行速度的敏感性。他們應該問自己一些問題，例如：小偷應該多快移動一次以向加速度計發(fā)出信號？防盜信號應該延遲嗎？如何開啟和關(guān)閉防盜系統(tǒng)？
學生可能會編程//code.Node揚聲器，以在加速度計達到閾值時發(fā)出警報。他們甚至可以將警報編程為隨著小偷的速度增加而增加頻率！為了進一步阻止小偷，學生可以將RGB LED設置為閃爍，并可以對5x5 LED陣列進行編碼以指示設備的狀態(tài)。靜止時，陣列可以顯示圖像，例如解鎖的鎖或笑臉。小偷移動后，5x5LED陣列可以更改為備用圖像。最后，學生可以對瞬時開關(guān)進行編程，以用作防盜信號的開和關(guān)按鈕。這項活動采用了設計思維，合作，計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)的學生。
