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STEM教育的未来:数学工程和创客运动

2014年9月24日
在2014年的Maker Faire上,Electronic Design与MathWorks的Paul Kassebaum讨论了STEM教育的最新进展和Maker社区的影响。

“创客”运动的核心焦点是教育,无论是对在学校首次接触科学、技术、工程和数学(STEM)应用的新人,还是希望学习新东西的行业资深人士。在2014 Maker Faire上,电子设计我们采访了保罗·卡斯鲍姆,他负责Maker社区关系MathWorks来讨论公司目前的状况,以及它与制造商之间的关系。

图1所示。Arduino’的“Uno”提供了让机器人保持在指定路径上的算法的基础。

Maker Faire的“顺其自然”的态度和艺术与科学的融合是MathWorks最初吸引社区的原因。这家数学软件开发公司拥有著名的MATLAB和Simulink编程环境,用于算法开发、数据分析、可视化、数值计算和仿真。它的主要任务是获取高级代码和自动生成低级代码,从各种设备(如littleBits、Arduino和Raspberry Pi)创建算法。MathWorks与教师培训和创客空间的课程合作,让数学变得更加有形,用有趣的动手应用来伪装数学。

MathWorks在其MakerFaire展台上进行了一系列演示,展示了MATLAB以及开始编程是多么容易。例如,使用Arduino Uno和一些线传感器可以通过视觉创建算法,使机器人保持在定义的路径上(图1).数字沙盒平台(图2)是一个由微控制器(MCU)驱动的学习平台,可以用来创建算法,例如,向led发送延迟警报。

图2所示。数字沙箱平台可以配置为各种应用程序。

从本质上讲,视觉体验对于传统上比较困难的领域,比如数学,涉及到将复杂的问题分解成多个部分。这种分解对于STEM的介绍是必不可少的,而STEM通常会让人望而生畏。对于年龄较小的学生,卡斯鲍姆建议夏令营是一个很好的起点,在有限的时间内完全沉浸在以科技为基础的动手环境中。对于那些在大学或更年长的学生,许多技术学院提供一些特定学科的一次性入门课程。

这种方法正是创客运动所要做的:赋予棘手的主题有形性,以打开感兴趣的个人的眼睛,并希望获得大量的新想法。要求至少输入50次社会保险号的申请不属于创客运动。你也不需要花几十万美元在一个鞋盒大小的宿舍。你只需要敞开心胸去尝试新事物。

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