Com um presidencial edital para desenvolver, recrutar e reter 100.000 excelentes professores STEM na próxima década, há um impulso significativo para desenvolver mais alunos com sólida formação em ciência, tecnologia, engenharia e matemática. O uso de projetos práticos pode ajudar a despertar o interesse dos alunos por esses tópicos e mostrar-lhes que a ciência da computação não é tão difícil. (Para baixar esses imprimíveis, useAdobe.)
Projeto 1: Programação com Java
A programação é o coração e a alma da computação e quanto mais cedo os alunos forem apresentados às linguagens de programação, mais fácil será dominar os conceitos. Este projeto leva uma ideia simples - deixar um usuário inserir três números e fazer com que o programa diga ao usuário qual número é o maior - para lançar em teorias de programação. A lição cobre conceitos importantes como Programação Orientada a Objetos e sintaxe de linguagem.
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Clique para imprimir a lição de programação Java.
Teoria Básica de Java
Java é um Linguagem de programação orientada a objetos (OOP) código, o que significa que é modular, permitindo que você use e reutilize pequenos pedaços de codificação conforme necessário em qualquer programa. Uma maneira de os alunos obterem uma melhor compreensão da POO é observando os objetos do cotidiano ao seu redor, uma vez que esses objetos, como objetos na programação de computador, têm um estado e um comportamento. Por exemplo, seu telefone tem um estado (ligado, desligado) e um comportamento (tocando, carregando), assim como seu cachorro. O estado de um cão pode ser raça, nome ou cor e seu comportamento pode ser latir, rosnar ou correr.
Sintaxe
Esta lição ajuda os alunos a entender como as classes são utilizadas na programação Java. Um aluno pode pensar em uma classe como um projeto para um objeto. Para ajudá-los a compreender essa ideia, peça-lhes que leiam a explicação da aula da Oracle Bicicleta . Os professores devem explicar a um aluno que, ao criar uma classe para a tarefa de número inteiro, a sintaxe é importante.
Ao escrever:
- Seu estado - chamado variáveis - sempre use nomes em minúsculas.
- Um comportamento - chamado de método - o nome deve ser descritivo e começar com um verbo. Por exemplo, WaggingTail .
Pontas
Para alunos avançados, você pode usar a lição como está. No entanto, para outros alunos, o objetivo não deve ser escrever um programa de trabalho, mas pode ser uma forma de remover o estigma de dificuldade associado aos conceitos de programação. Como a ideia principal que você deseja que todos os alunos levem é como resolver problemas, peça-lhes que escrevam o programa com papel e lápis. Ao fazer com que um aluno use papel e lápis para escrever o programa, o aluno é forçado a reduzir a meta (encontrar o maior número) em suas várias etapas.
Recursos adicionais
A melhor maneira de aprender a codificar é codificar. Felizmente, a Web está repleta de opções práticas para desenvolver suas habilidades de codificação. Três excelentes lugares para começar são:
- Tutoriais Oracle Java : Escolha uma 'trilha' e aprenda os conceitos associados a esse assunto. O site está repleto de lições práticas e exemplos de código de trabalho para ajudar o aluno a dominar os conceitos.
- TutorialPoints : Este curso introdutório do Massachusetts Institute of Technology é direcionado a alunos de nível universitário e é uma excelente opção para alunos de ensino médio de nível avançado.
Projeto 2: construir um aplicativo
Embora este projeto ainda esteja programando, ele removeu um dos obstáculos que os novos alunos geralmente não gostam - aprender sintaxe. O aluno não vai olhar para nenhuma linguagem de programação, em vez disso, eles juntam peças de um 'quebra-cabeça' para construir seu aplicativo enquanto o código é escrito em segundo plano. O site faz parte de um movimento que incentiva os alunos a codifique uma hora por dia .
Esta lição é um excelente ponto de partida para muitos programadores do primeiro ano do ensino médio, especialmente aqueles que se sentem intimidados - ou entediados - escrevendo código. O site tem excelentes vídeos e instruções escritas e, embora o programa seja projetado para funcionar com o smartphone Android de uma pessoa, um simulador online funciona perfeitamente bem para alunos sem um telefone Android. Ao criar um aplicativo de telefone funcional, o aluno se familiarizará com o conceito modular de programação.
Clique aqui para baixar a lição.
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Teoria Básica
Como a codificação é escrita nos bastidores, este projeto explora o conceito de que programar é reduzir uma tarefa à menor parte possível. Nesta tarefa, os alunos colocam vários módulos em sua área de trabalho, criam variáveis de string (adicionando texto a alguns dos comandos) e concluem o aplicativo juntando as várias peças.
Pontas
Depois que o aluno dominar os aplicativos para iniciantes e se sentir confortável com o espaço de trabalho, experimente qualquer um dos aplicativos de nível seguinte, transformando o TalkToMe em um Magic 8 Ball ou BallBounce em um Jogo de minigolfe . Uma vez que esses aplicativos são criados, o aluno deve ter um melhor entendimento do conceito de programação de resposta a um evento.
Recursos adicionais
Seu aluno pode expandir ainda mais sua compreensão dos conceitos de programação criando aplicativos ou jogos em qualquer um destes sites:
- Pensa : Este site é voltado para crianças de todas as idades e níveis de habilidade e tenta incorporar o amor pela programação por meio de vários métodos baseados em jogos.
- TouchDevelop : Este site da Microsoft, também parte do movimento Hora do Código, usando tecnologia baseada em nuvem para permitir aos usuários criar aplicativos no iPad, iPhone, Android, PC, Mac e Windows Phones.
- Semana de Educação em Ciência da Computação : Se você estiver procurando por projetos práticos para uma ampla variedade de habilidades em ciência da computação, este é um ótimo recurso. Os alunos podem se aprofundar em JavaScript, Python ou até mesmo em projetos do tipo papel e lápis ou assistir a vídeos e, em seguida, aplicar os conceitos.
Projetos autodirigidos adicionais
Se você estiver procurando por projetos interativos adicionais, em
- Live Code - No Live Code, os alunos podem construir seu próprio videogame.
- Codecademy é uma excelente escolha para uma abordagem mais autodirigida - especialmente para alunos que desejam aprender Python.
- Programação Java para alunos do ensino médio por Mark Heidenry ou Use o Java primeiro de Kathy Sierra são dois livros excelentes para alunos que desejam aprender Java.
- Alice é um programa projetado para simplificar os conceitos de programação. O Desafio Alice tem crianças fazendo seus próprios jogos, animações e muito mais.
- Para estudantes avançados, o Coursera oferece quase 100 autodirigidos gratuitos cursos de informática.
Projetos de Hardware
Embora esses projetos lidem com software, existem alguns projetos excelentes de DIY para hardware que podem ser encontrados online.
- Universidade Estadual de Ohio O Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação oferece vários projetos em seu site como parte de seu departamento de divulgação.
- Faço A revista, com seu site para entusiastas onde usuários e editores fornecem projetos, tem vários que devem interessar a alunos do ensino médio. Os alunos podem criar um Etiqueta GPS para seu gato de estimação e monitorar onde seu amigo felino vai durante o dia, ou construir um mouse sem fio ergonomicamente correto para seu computador.
A Importância da Engenharia Informática
Com ênfase na educação STEM e fazendo com que as crianças codifiquem uma hora por dia, a engenharia da computação vai se tornar rapidamente uma habilidade que todos possuem. Felizmente, ao construir aplicativos, programar jogos e outros projetos divertidos, aprender engenharia de computação não é mais uma tarefa assustadora.
