סדנת המייקרים הבית ספרית: ארדואינו

זוהי רשימה רביעית בסדרה על סדנת היוצרים החינוכית. הרשימה המכוונת להציג מתווה להקמת סדנת יוצרים (מייקרים) בית ספרית (או קהילתית). המגמה להציג בראש ובראשונה נקודת מבט פדגוגית לצורך ומשם למשמעות הפדגוגית של כל תהליך פוטנציאלי וזיקתו לסביבה החינוכית כולה (בכיתה, בבית הספר, בקהילה, בחינוך המשלים ובבית).

שלוש הרשימות שקדמו לרשימה זו הן:

מייקרס ספייס? פאבלאב? חדר מלאכה?

איך לומדים ומה לומדים בסדנת יוצרים (מייקרס-ספייס)

סדנת יוצרים (מייקרס-ספייס) – פינות מיקוד

ובזיקה קרובה גם הרשימה: חדרי בריחה לימודיים ומחוייבות לתוכן

כאן, ברשימה הזאת ובאלה שיבואו אחריה, אני מתכנן להעמיק את הבנת המשמעויות היישומיות והחינוכיות של כל מוקד יצירה והפוטנציאל שהוא מציע לאיתור תחומי עניין והתמחות לכל ילד.

אז במוקד היום פינת האלקטרוניקה (השתגעת?) ומה יכול לעשות שם גם מי שאין לו ולא רוצה חמש יחידות מתמטיקה.

ראשית, הרשיתי לעצמי ליבא פתיח מהרשימה: מהו לומד עצמאי ואיך מגדלים כזה?

"עוד כשהייתי ילד בן 12, גיליתי את הספר "רדיו הרי זה כה פשוט".

רדיו

הספר הזה עשה לי משהו. היום אני קורא לזה "חוויה מכוננת". הספר עורר אצלי יצר עצום של סקרנות והוביל אותי לגלות ירחון בשם "הטכנאי הצעיר", שהפך להיות עבורי מקור בלתי נדלה של עניין ותשוקה לדעת וליצור.

הספר והירחון הובילו אותי לחנויות האלקטרוניקה בשד' הר-ציון וברחוב אלנבי בת"א, בהם הייתי מסתכל בכמיהה ברכיבים ובכלים וחולם על היום שבו תהיה לי מעבדת אלקטרוניקה משלי. באותם ימים גיליתי ערוץ הכנסה (משלוחי פרחים), הייתי מסתובב ברחובות העיר על אופניי ומוביל פרחים לשבת או לחג, מה שאפשר לי לרכוש מעט רכיבים ולנסות לבנות כלים משלי (בניתי לי, למשל, מלחם לפי תכניות שמצאתי באחת החוברות, שפתח לי עולם חדש של התנסות: ניסיתי לתקן רדיו גדול מקולקל שמצאתי בחצרו של סבא, שרפתי את לוח החשמל בבית וכד').

מקורות הידע שעמדו לרשותי אז, היו דלים מאד, כמובן: הספר, החוברות והמוכרים בחנויות האלקטרוניקה (שהיו, בד"כ, עסוקים מידי).

חלפו שנים.

החיים הובילו אותי למסלול שונה מגחמות ילדותי. מצאתי את עצמי עסוק בשאלות אנושיות (ובעיקר בענייני למידה), אבל הניצוץ ההוא לא כבה אף פעם.

לאחרונה גיליתי את הארדואינו.

ארדואינו

זהו כרטיס אלקטרוני זול (חיקוי סיני שלו עולה בסביבות 20 ש"ח, ביבוא מסין), שמאפשר אליו חיבור של עשרות סוגים של חיישנים, מנועים, בקרים וכד'.

בלשון ההנדסה זהו "כרטיס שליטה ובקרה".

מעבר למה שאפשר לחבר אליו, הארדואינו מחייב גם הבנה בסיסית של תכנות, כי צריך לתכנת אותו.

לכאורה – מפחיד, אך בעצם פשוט להפליא ומאפשר גם לחסרי רקע מקצועי בהנדסת אלקטרוניקה לבנות מכשירים מופלאים אחרי שעות לימוד בודדות."

עד כאן, הפתיחה. מכאן ננסה להבין יותר מה אפשר לעשות איתו, למי זה מתאים, איך מקשרים את זה למה שעושים בלמידה, ואולי, מעל לכל, למה.

אז מה עושים עם ארדואינו?

ראשית, אפשר לחבר אליו חיישנים. חיישנים אלה רכיבים אלקטרוניים שמאפשרים לארדואינו "לחוש" את העולם שמסביבו. עם חיישנים וארדואינו אפשר לבנות דברים פשוטים ודברים מורכבים.

הנה, לדוגמה, סוגי חיישנים שונים שאפשר לחבר לארדואינו:

sensors

החיישנים האלה הם בגודל של מחק ממוצע, עולים בד"כ שקלים בודדים (בהזמנות מסין, יש גם ספקים בארץ, אבל יש בהם שגובים סכומים הגבוהים פי 10 מהעלות בעלי אקספרס, למשל), ויכולים לחוש חום, רטיבות, עוצמת אור, מגע אדם, מגנטיות, זרם חשמלי, צבע, אות אינפרא אדום, קירבה למכשול ועוד. אין לך רובוט שאיננו חמוש בחיישנים בכדי לחוש את הסביבה ולנווט בתוכה, תוך זיהוי מסלול המסומן על הרצפה, להימנע ממכשולים ולבצע משימות מוכתבות מראש או על פי תנאי הסביבה.

אבל, לפני שנדבר על רובוטיקה, וכן, אפשר לבנות רובוטים מדליקים ביותר באמצעות ארדואינו וחיישנים, (ויש דברים מדליקים לא פחות שאפשר לבנות איתו), בואו נדבר על מה אפשר לחבר אליו בכדי לגרום לדברים לקרות.

אז אפשר לחבר אליו מנועים, מנורות, מנעולים אלקטרוניים, סרוואים (סרוו הוא סוג של מנוע, אבל הוא בד"כ לא מסתובב כל הזמן אלא מניע מנגנונים בתנועה מוגבלת, למשל הזרוע הרובוטית הזאת:

arm

המנוע (הסרוו) שבבסיס המלקחיים, למשל, גורם לפתיחה וסגירה של המלקחיים ומאפשר לזרוע להיסגר או להיפתח ולאחוז עצמים.

האם לבנות זרוע רובוטית כזאת ולתת לה משימות היא פעילות משמעותית של סדנת היוצרים?

אנו רואים לא מעט חוגים המוצעים לילדים תחת הכותרת "חוגי מייקרים" ובהם ילדים בונים "קיטים" מסוג הזרוע הרובוטית המוצגת, או רובוטים אחרים כמו זה למשל:

car

זהו, למעשה, מרכב של מכונית שאפשר להרכיב עליו ארדואינו וחיישנים שונים שיגרמו לרובוט לנווט את עצמו כמו (נו, מילא, בערך כמו…) מכונית אוטנומית.

ובכן, סדנאות היוצרים עליהם אני חולם יורות גבוה יותר.

אבל לפני כן, יש עוד רובד חשוב בכדי להבין את סביבת הפיתוח שארדואינו בחובה – רובד התיכנות.

ארדואינו לא יודע מה לעשות אם לא מתכנתים אותו, אבל לפני כן מילות הרגעה: אפשר לעשות המון דברים עם ארדואינו, בלי לדעת לתכנת. אפשר פשוט להוריד את הקוד (התוכנה שצריך לביצוע משימה מסויימת) מספריות אין ספור שקהילות משתמשי הארדואינו מנהלות ללא עלות (מה שמכונה "קוד פתוח") ומוצע למשתמשים.

כך זה נראה:

code

זוהי, למשל, תוכנה שמדליקה נורית כאשר לוחצים על כפתור.

אפשר להוריד את התוכנה הזאת ולהשתמש בה, אבל חשוב מכל, אפשר לשנות אותה ולהתאים אותה למשימות שנרצה, כך ששילוב תוכנות שונות יאפשרו לנו לבצע גם משימות מורכבות עם הבנה מצומצמת למדי בתיכנות.

הפרויקט בו אני עוסק עכשיו קשור להפעלת תצוגה בת 4 ספרות, כאשר בתחנה (בחדר בריחה) על המבקרים לבצע 4 משימות. כל משימה מוצלחת מדליקה ספרה אחת, כך שעם פתרון התחנה בשלמותה יש בידי הפותרים את הקוד לפתיחת מנעול המספרים ובו נמצא הרמז הבא.

לשם ביצוע המשימה נזקקתי לתוכנה שמפעילה את התצוגה שנראית כך:

display

אותה ליקטתי ממקור שבו הציג סרטון יוטיוב כיצד לחבר את התצוגה לארדואינו, ולה הוספתי תוכנה שמקבלת אות מחיישנים שמזהים את פתרון החידות שאותה ליקטתי ממקור אחר שמסביר בסרטון יוטיוב מפורט כיצד להפעיל את החיישנים ולהוסיף כמה תנאים שיגרמו לספרות להידלק ולהציג את הקוד באופן הדרגתי ומותנה בהצלחת פיתרון החידות.

נכון, אני יודע קצת לתכנת למדתי בעצמי, בעיקר מסרטוני יוטיוב, אבל תמיד לשם צורך יישומי של בניית רכיב כזה או אחר. וזה, למעשה העיקרון הפדגוגי החשוב ביותר, לדעתי, של הפעלת סביבה כזאת:

למידה מתרחשת כאשר קיים צורך אותנטי לביצוע משימה נחשקת (כבר כתבתי לא מעט על למצ"א – למידה מתוך צורך אותנטי).

בשורות הבאות אנסה לתאר איך לומדים ארדואינו ובעיקר לשם מה.

ארדואינו אפשר ללמוד לבד, ביוטיוב ואפשר ללמוד בקורסים. יש להניח שגם במקום שבו מנסים לגדל ילדים להיות לומדים עצמאיים, אפשר להתחיל בשיעורי הכרות בקבוצה ואז הילדים שמראים עניין ושואפים להתמחות, ימצאו לעצמם ערוצים ללימוד עצמי, כמו למשל זה:

כאן מציג בחור בשם אופק חיים, חמישה שעורים להיכרות ראשונית עם ארדואינו.

למי שיכול ללמוד באנגלית, ישנם אין ספור ערוצים מתאימים ללמידה עצמית, למשל  זה:

http://www.toptechboy.com/arduino-lessons/

זהו ערוץ שלמדתי ממנו מאיך מדליקים נורה עד לאיך אוספים נתונים מבלון אטמוספרי (עשרות שעות לימוד).

אם נתרגם את זה לעולמינו, עולם בו עומדת לרשותו/ה של הילד/ה סדנת יוצרים בבית הספר או במוסד קהילתי אחר, נוכל להפגיש את הילד/ה עם מגוון רחב של בעיות (בעיקרון שאני קורא לו "חכה של אלף פתיונות") או להזמין אותו/ה לזהות בעיה בעולם שלו/ה ולנסות להציע לבעיה פתרון שיכול להיסמך גם על ארדואינו – למשל מערכת להתראת זמן לקיחת תרופות לקשישים בקהילה…

את מערכת ההתראה יאפיינו הילדים בתהליך יזמות מבוקר ומונחה, יחקרו, יציבו מטרות ויעדי ביניים, ינהלו משאבים ולוחות זמנים ויפתחו את המערכת תוך רכישת הידע הנדרש לבנייתה, ביחיד או בצוות.

פרויקטים כאלה (PBL במיטבו) יכולים להתרחש גם מסביב לתכנים לימודיים, כמו פיתוח מנגנונים שידמו מערכות בגוף האדם, חידות בחדרי בריחה לימודיים, וכד'.

אבל, וכאן באה שאלת השאלות: למה? למה ללמוד ארדואינו, למה סדנת מייקרים, למה בכלל?

התשובה לכך נעוצה בכמה רעיונות פדגוגיים שכתבתי עליהם לא מעט בבלוג הזה, אנסה לסכם בכמה שורות:

החינוך ללמידה עצמית  וצוותית, מתוך צורך אותנטי שמכוון לתרומה לאחרים ולעולם הוא העיקרון המרכזי. כאן אני רואה את מטרתו העיקרית של בית הספר.

לשם כך ראוי להציע ערוצים שונים של יצירה שיעזרו לילדים לפתח בעצמם תחושת מסוגלות להתמודד עם כל אתגר, בהנחה שהם משתפים פעולה עם ילדים אחרים ליצירת צוות שלחבריו תחומי התמחות שונים.

ובראש הכל האמונה שאין גבול ליכולת היצירה של ילדים. צריך לעזור להם לגבש דרכי פעולה, להבין מערכות, להגדיר לעצמם סטנדרטים של איכות ומחוייבות לתוצר – והרי לנו עולם אחר.

 

 

מודעות פרסומת
פרסם תגובה או השאר עקבות: Trackback URL.

תגובות

  • שמוליק צ'אושו  ביום 25 באפריל 2019 בשעה 2:13 pm

    הרעיון לאפשר ולזמן עבור התלמידים והילדים שלנו למידה עצמית ועצמאית היא אבן דרך חשובה בגידולם לעולם, שבו
    תלמידים חונכים/ממ”צים (י-יא, מדעי המחשב+אלקטרוניקה) לימדו אלקטרוניקה ובקרה, לוגיקה ותכנות בלוקים תלמידי כיתות ו במערכת micro:bit שפיתחה bbc

    תלמיד אחד אפילו התחיל ללמוד עצמאית Arduino ושולח לי מדי פעם סרטון עם פרויקטון חדש
    וגם לימדו דרך משחק Thymio תכנות בלוקים , אפשרי ללמד גם תלמידי א-ג

    תלמידי ז-ט למדו ארדואינו במסגרת חוג הרחפנים, תכננו ובנו מערכת זורקת כדורים לסל עם מחסנית אטומה לצבע הכדורים.
    הרעיון ללמד בפדגוגיות מתאימות ולבצע הדרגה ברמות הקושי…
    חג שמח

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת גוגל

אתה מגיב באמצעות חשבון Google שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: