Projekty počítačového inžinierstva pre študentov stredných škôl

S prezidentom výnos rozvíjať, prijímať a udržiavať 100 000 vynikajúcich učiteľov STEM v nasledujúcom desaťročí, existuje významný tlak na rozvoj ďalších študentov so silným zázemím v oblasti vedy, techniky, inžinierstva a matematiky. Používanie praktických projektov môže pomôcť študentom zaujať tieto témy a ukázať im, že informatika nie je taká ťažká. (Tieto tlačiteľné súbory si môžete stiahnuť pomocouAdobe.)

Projekt 1: Programovanie v prostredí Java

Programovanie je srdcom a dušou výpočtovej techniky a čím skôr sa študenti oboznámia s programovacími jazykmi, tým ľahšie bude zvládnutie týchto konceptov. Tento projekt má jednoduchý nápad - nechať používateľa zadať tri čísla a nechať program, aby používateľovi povedal, ktoré číslo je najväčšie -, aby sa pustil do teórií programovania. Lekcia sa zaoberá dôležitými pojmami, ako je objektovo orientované programovanie a jazyková syntax.

• Nočné nápady pre seniorov
• Galéria promočných darčekov
• Skutočné dospievajúce obrázky z každodenného života

Kliknutím vytlačíte lekciu programovania v jazyku Java.

Základná teória Java

Java je Objektovo orientovaný programovací jazyk (OOP) kód, čo znamená, že je modulárny, čo vám umožní použiť a znovu použiť malé kúsky kódovania podľa potreby v ktoromkoľvek programe. Jedným zo spôsobov, ako študenti môžu lepšie porozumieť OOP, je pozorovanie každodenných predmetov okolo seba, pretože tieto objekty, rovnako ako objekty v počítačovom programovaní, majú stav a správanie. Napríklad ich telefón má stav (zapnutý, vypnutý) a správanie (zvonenie, nabíjanie) ako ich pes. Stav psa môže byť plemeno, meno alebo farba a jeho správaním môže byť štekanie, vrčanie alebo beh.

Syntax

Táto lekcia pomáha študentom pochopiť, ako sa triedy využívajú v programovaní Java. Študent si môže triedu predstaviť ako plán predmetu. Aby im pomohli pochopiť túto myšlienku, prinútili ich prečítať si Oracleovo vysvetlenie triedy Bicykel . Učitelia by mali študentovi vysvetliť, že pri vytváraní triedy pre priradenie celého čísla záleží na syntaxi.

Pri písaní:

• Jeho stav - tzv premenné - vždy používajte malé písmená.
• Správanie - nazývané a metóda - názov by mal byť popisný a začínať slovesom. Napríklad, waggingTail .

Tipy

Pre pokročilých študentov môžete lekciu použiť tak, ako je. Pre ostatných študentov by však cieľom nemalo byť písanie pracovného programu, ale skôr to môže byť spôsob, ako odstrániť stigmu ťažkosti spojenú s programovacími konceptmi. Pretože hlavnou myšlienkou, ktorú majú všetci študenti odísť, je riešenie problému, nechajte ich, aby napísali program papierom a ceruzkou. Ak študent nechá pri písaní programu použiť papier a ceruzku, je nútený znížiť cieľ (nájsť najväčší počet) do rôznych krokov.

Dodatočné zdroje

Najlepším spôsobom, ako sa naučiť kódovanie, je kódovať. Našťastie je web plný praktických možností, ako rozvíjať svoje kódovacie schopnosti. Tri vynikajúce miesta pre štart sú:

• Výukové programy Oracle Java : Vyberte si stopu a osvojte si koncepty spojené s týmto predmetom. Stránka je plná praktických lekcií a pracovných príkladov kódu, ktoré študentom pomôžu zvládnuť koncepty.
• TutorialPoints : Tento úvodný kurz od Massachusetts Institute of Technology je zameraný na študentov na vysokej škole a je vynikajúcou voľbou pre študentov na strednej škole pre pokročilých.

Projekt 2: Vytvorenie aplikácie

Aj keď tento projekt stále programuje, odstránil jednu z prekážok, ktorá sa často nepáči novým študentom - učenie sa syntaxe. Študent sa nebude pozerať na žiadny programovací jazyk, namiesto toho umiestni kúsky puzzle, aby vytvoril svoju aplikáciu, zatiaľ čo kód je napísaný na pozadí. Stránka je súčasťou hnutia, ktoré študentov vyzýva kód jednu hodinu denne .

Táto lekcia je vynikajúcim východiskovým bodom pre mnoho programátorov stredných škôl prvého ročníka, najmä tých, ktorých kód písania desí alebo nudí. Stránka má vynikajúce videonahrávky a písomné pokyny, a hoci je program navrhnutý na prácu so smartfónom s Androidom človeka, online simulátor funguje pre študentov bez telefónu s Androidom úplne dobre. Vytvorením aplikácie pre fungujúci telefón sa študent oboznámi s modulárnym konceptom programovania.

Lekciu si stiahnete kliknutím tu.

Základná teória

Pretože kódovanie je písané v zákulisí, tento projekt skúma koncepciu programovania, ktorá spočíva v redukcii úlohy na jej najmenšiu možnú časť. V tomto zadaní študenti umiestnia rôzne moduly do svojho pracovného priestoru, vytvoria reťazcové premenné (pridaním textu k niektorým príkazom) a dokončia aplikáciu spojením rôznych častí.

Tipy

Keď študent zvládne aplikácie pre začiatočníkov a je s pracovným priestorom spokojný, vyskúšajte ktorúkoľvek z aplikácií ďalšej úrovne tak, že z TalkToMe urobíte Magic 8 Ball alebo BallBounce do a Mini golfová hra . Po vytvorení týchto aplikácií by študent mal lepšie pochopiť koncepciu programovania reagovania na udalosť.

Dodatočné zdroje

Váš študent môže ďalej rozšíriť svoje pochopenie koncepcií programovania vytváraním aplikácií alebo hier na ktoromkoľvek z týchto webov:

• Myslí si : Táto stránka je určená pre deti všetkých vekových skupín a úrovní schopností a snaží sa začleniť lásku k programovaniu pomocou rôznych herných metód.
• TouchDevelop : Táto stránka spoločnosti Microsoft, ktorá je tiež súčasťou hnutia Hour of Code a využíva technológiu založenú na cloudových technológiách, ktorá umožňuje používateľom vytvárať aplikácie pre telefóny iPad, iPhone, Android, PC, Mac a Windows.
• Týždeň výučby informatiky : Ak hľadáte praktické projekty pre širokú škálu zručností v oblasti informatiky, je to skvelý zdroj. Študenti sa môžu ponoriť do projektov v jazykoch JavaScript, Python alebo dokonca do papierových a ceruzkových projektov alebo sledovať videá a potom tieto koncepty uplatniť.

Ďalšie samostatne riadené projekty

Ak hľadáte ďalšie interaktívne projekty, na

• Živý kód - Na serveri Live Code si môžu študenti vytvoriť vlastnú videohru.
• Kodekemy je vynikajúcou voľbou pre prístup zameraný viac na seba - najmä pre študentov, ktorí sa chcú naučiť jazyk Python.
• Programovanie v jazyku Java pre študentov stredných škôl Mark Heidenry alebo Hlava prvá Java od Kathy Sierry sú vynikajúce knihy pre študentov, ktorí sa chcú naučiť jazyk Java.
• Alica je program určený na zjednodušenie koncepcií programovania. The Alice Challenge má deti, ktoré si vytvárajú svoje vlastné hry, animácie a ďalšie.
• Pre pokročilých ponúka Coursera takmer 100 bezplatne režírovaných kurzy informatiky.

Hardvérové ​​projekty

Aj keď sa tieto projekty zaoberajú softvérom, existuje niekoľko vynikajúcich domácich majstrov pre hardvér, ktoré je možné nájsť online.

• Ohio State University Katedra elektrotechniky a počítačovej techniky ponúka na svojom webe niekoľko projektov ako súčasť svojho terénneho oddelenia.
• Urobiť magazín so svojou nadšencovskou stránkou, kde používatelia a redaktori poskytujú projekty, má niekoľko, ktoré by mali študentov stredných škôl zaujať. Študenti môžu vytvoriť GPS značka pre ich mačku , a monitorovať, kam chodí ich mačací priateľ počas dňa, alebo postaviť bezdrôtová ergonomicky správna myš pre svoj počítač.

Dôležitosť počítačového inžinierstva

S dôrazom na vzdelávanie v odbore STEM a na to, aby deti kódovali hodinu denne, sa z počítačového inžinierstva rýchlo stane zručnosť, ktorú má každý. Našťastie, pri vývoji aplikácií, programovaní hier a iných zábavných projektov už nie je výučba počítačového inžinierstva skutočnou výzvou.