دوره آموزش اینترنت اشیا به کودکان و نوجوانان

دوره اینترنت اشیا یاسان برای نوجوانانی طراحی شده که وارد مسیر کاربردی برنامه نویسی شده اند و می خواهند نتیجه کدنویسی خود را در پروژه های واقعی تر ببینند. در این مسیر، هدف حفظ کردن چند دستور یا شناخت چند قطعه نیست. فراگیر باید بتواند مسئله را تحلیل کند، برای آن راه حل طراحی کند، کد بنویسد، خروجی را آزمایش کند و ایرادهای پروژه را پیدا کند.

اینترنت اشیا یا IoT چیست؟

Internet of Things که به اختصار IoT نامیده می شود، به شبکه ای از اشیا و دستگاه های متصل گفته می شود که می توانند اطلاعات دریافت کنند، داده بفرستند یا بر اساس داده های دریافتی عملی انجام دهند.

نمونه های آن را احتمالا همین حالا هم اطراف خود می بینید. ساعت هوشمند اطلاعات فعالیت شما را ثبت می کند. بعضی سیستم های روشنایی از طریق تلفن همراه کنترل می شوند. حسگرهای کشاورزی می توانند اطلاعات رطوبت خاک را ثبت کنند و سیستم های خانه هوشمند امکان کنترل بخش هایی از خانه را از راه دور می دهند.

پشت هر کدام از این سیستم ها چند مفهوم مهم قرار دارد: دریافت داده، پردازش داده، برنامه نویسی، ارتباط بین دستگاه ها و تصمیم گیری بر اساس اطلاعات.

اگر می خواهید با تعریف کامل تر این فناوری و کاربردهای آن آشنا شوید، مقاله «اینترنت اشیا چیست؟» یاسان را بخوانید. در این صفحه تمرکز ما روی یادگیری و ساخت پروژه با IoT است.

در دوره اینترنت اشیا چه اتفاقی می افتد؟

یادگیری IoT زمانی معنی پیدا می کند که فراگیر بتواند چیزی بسازد. به همین دلیل آموزش در این دوره حول پروژه و حل مسئله شکل می گیرد.

فراگیر با یک مسئله روبه رو می شود و برای حل آن باید چند مرحله را کنار هم قرار دهد. ممکن است لازم باشد اطلاعاتی از یک حسگر دریافت کند، داده را در برنامه بررسی کند و بر اساس شرایط مشخص به یک قطعه دیگر فرمان بدهد.

همین فرایند ساده چند مهارت را همزمان درگیر می کند. نوجوان باید بفهمد هر بخش چه کاری انجام می دهد، ارتباط اجزای سیستم را پیدا کند و وقتی پروژه مطابق انتظار کار نکرد، علت خطا را بررسی کند.

به همین دلیل پروژه IoT فقط یک تمرین کدنویسی نیست. فراگیر با یک سیستم شامل چند بخش مختلف کار می کند و یاد می گیرد چطور این بخش ها را به یک خروجی مشخص برساند.

دوره آموزش اینترنت اشیا برای چه کسانی مناسب است؟

این دوره در مسیر دوره های کاربردی یاسان قرار دارد و برای نوجوانانی مناسب است که آمادگی ورود به پروژه های جدی تر برنامه نویسی را پیدا کرده اند.

اگر فرزند شما به ساخت وسایل هوشمند، برنامه نویسی، تکنولوژی، سنسورها یا پروژه هایی که نتیجه قابل مشاهده دارند علاقه دارد، IoT می تواند ادامه جذابی برای مسیر آموزشی او باشد.

این دوره برای شروع مطلق برنامه نویسی طراحی نشده است. اگر فراگیر هنوز هیچ تجربه ای از کدنویسی ندارد، بهتر است ابتدا مسیر آموزشی مناسب سن و سطح او مشخص شود. فراگیرانی که قبلا برنامه نویسی یاد گرفته اند نیز می توانند تعیین سطح شوند تا مشخص شود ورود مستقیم به دوره اینترنت اشیا برای آنها مناسب است یا بهتر است ابتدا دوره دیگری را بگذرانند.

پیش نیاز دوره IoT چیست؟

برای یادگیری اینترنت اشیا، آشنایی قبلی با منطق برنامه نویسی کمک زیادی می کند. چون فراگیر در این دوره باید به جای تمرکز روی ابتدایی ترین مفاهیم کدنویسی، از برنامه نویسی برای کنترل اجزای یک پروژه استفاده کند.

در یاسان مسیر آموزشی فراگیر اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل صرفا بر اساس علاقه به IoT تصمیم نمی گیریم که یک نوجوان باید مستقیم وارد این دوره شود. سن، سابقه آموزشی و سطح برنامه نویسی او باید بررسی شود.

اگر فرزندتان قبلا در یاسان یا مجموعه دیگری برنامه نویسی خوانده است، تعیین سطح مشخص می کند که برای ورود به IoT آماده است یا هنوز به پیش نیاز دیگری نیاز دارد.

نوجوان در آموزش IoT چه چیزهایی یاد می گیرد؟

بخش مهم یادگیری مربوط به درک ارتباط بین نرم افزار و دنیای فیزیکی است. فراگیر می بیند که یک برنامه چگونه می تواند اطلاعات محیط را دریافت کند و بر اساس آن تصمیم بگیرد.

کار با ورودی ها و حسگرها

یک سیستم هوشمند برای تصمیم گیری به اطلاعات نیاز دارد. این اطلاعات می تواند دما، نور، حرکت یا داده دیگری از محیط باشد. فراگیر با مفهوم دریافت داده آشنا می شود و یاد می گیرد چطور مقدار دریافت شده را در برنامه بررسی کند.

برنامه نویسی برای کنترل پروژه

بعد از دریافت اطلاعات باید مشخص شود سیستم چه واکنشی نشان دهد. اینجا منطق برنامه نویسی وارد پروژه می شود. شرط ها، متغیرها و ساختارهای منطقی دیگر از حالت تمرین های جداگانه خارج می شوند و برای حل یک مسئله واقعی به کار می روند.

ارتباط دستگاه ها با اینترنت

قسمت جذاب IoT زمانی شروع می شود که دستگاه بتواند اطلاعات را از طریق شبکه ارسال یا دریافت کند. فراگیر با مفهوم ارتباط دستگاه ها آشنا می شود و متوجه می شود اینترنت در یک پروژه هوشمند دقیقا چه نقشی دارد.

کنترل و خودکارسازی

بعضی پروژه ها قرار نیست همیشه منتظر دستور مستقیم کاربر بمانند. سیستم می تواند بر اساس شرایط تعریف شده تصمیم بگیرد. مثلا اگر مقدار یک حسگر از محدوده مشخصی عبور کرد، واکنش خاصی اجرا شود.

اینجا فراگیر با مفهوم Automation یا خودکارسازی روبه رو می شود و یاد می گیرد چگونه قوانین یک سیستم را به زبان برنامه نویسی تبدیل کند.

تست و پیدا کردن خطا

پروژه های اینترنت اشیا همیشه در اولین اجرا درست کار نمی کنند. گاهی مشکل از کد است، گاهی داده ورودی درست نیست و گاهی ارتباط بین بخش های مختلف پروژه ایراد دارد.

فراگیر باید خروجی را بررسی کند و مرحله به مرحله دنبال علت مشکل بگردد. این فرایند یکی از بخش های مهم یادگیری است، چون او را از اجرای دستور آماده دور می کند و به سمت حل مسئله مستقل می برد.

پروژه محوری در دوره اینترنت اشیا

خواندن درباره یک حسگر با استفاده از آن در یک پروژه فرق دارد. به همین دلیل بخش مهم دوره IoT به ساخت و آزمایش اختصاص دارد.

پروژه باعث می شود مفاهیمی که جدا از هم یاد گرفته شده اند در یک مسئله واقعی کنار هم قرار بگیرند. فراگیر برای ساخت یک سیستم باید ورودی را بشناسد، منطق برنامه را بنویسد، خروجی را کنترل کند و نتیجه را آزمایش کند.

در پروژه های پیشرفته تر، چند بخش با هم ترکیب می شوند. همین ترکیب است که به نوجوان کمک می کند معماری ساده یک سیستم هوشمند را بفهمد.

هدف این نیست که فراگیر یک پروژه آماده را مرحله به مرحله کپی کند. او باید بفهمد چرا هر بخش در پروژه وجود دارد و اگر شرایط مسئله تغییر کرد، بتواند راه حل خود را تغییر دهد.

نمونه پروژه های اینترنت اشیا برای نوجوانان

نوع پروژه به سطح فراگیر و بخش آموزشی دوره بستگی دارد، اما پروژه های IoT معمولا مسئله ای دارند که با دریافت داده و اجرای یک واکنش حل می شود.

سیستم کنترل روشنایی

در چنین پروژه ای فراگیر می تواند بررسی کند که چگونه اطلاعات محیط یا یک فرمان مشخص به روشن و خاموش شدن چراغ منجر می شود. پروژه ساده به نظر می رسد، اما مفاهیم ورودی، خروجی، شرط و کنترل را کنار هم قرار می دهد.

سیستم بررسی دما

فراگیر می تواند داده دما را دریافت و در برنامه پردازش کند. سپس برای شرایط مختلف رفتار متفاوتی تعریف کند. این پروژه نمونه خوبی برای فهم تبدیل داده محیط به تصمیم نرم افزاری است.

خانه هوشمند

خانه هوشمند یکی از ملموس ترین نمونه های IoT است. کنترل روشنایی، بررسی شرایط محیط یا مدیریت بعضی وسایل می تواند نوجوان را با ارتباط چند بخش مختلف یک سیستم آشنا کند.

سیستم هشدار هوشمند

در این پروژه فراگیر باید شرایطی تعریف کند که در صورت وقوع آن، سیستم واکنش مشخصی نشان دهد. بخش مهم تمرین، نوشتن منطق درست برای تشخیص وضعیت و جلوگیری از واکنش های اشتباه است.

آموزش اینترنت اشیا چه مهارت هایی را تقویت می کند؟

IoT از آن حوزه هایی است که نوجوان را مجبور می کند چند مسئله را همزمان ببیند. اگر پروژه کار نمی کند، جواب همیشه در یک خط کد نیست. ممکن است ورودی اشتباه باشد، منطق برنامه ایراد داشته باشد یا ارتباط اجزای سیستم درست انجام نشده باشد.

همین ویژگی باعث می شود فراگیر مرتب مسئله را به قسمت های کوچک تر تقسیم کند. ابتدا ورودی را بررسی می کند، بعد سراغ پردازش می رود و در مرحله بعد خروجی را آزمایش می کند.

این روش کار روی مهارت حل مسئله اثر مستقیم دارد. نوجوان به جای اینکه با اولین خطا پروژه را کنار بگذارد، یاد می گیرد فرضیه بسازد و آن را آزمایش کند.

پروژه سازی روی خلاقیت هم اثر دارد. وقتی فراگیر منطق ابزارها را بفهمد، می تواند از خودش بپرسد: «با این چیزهایی که یاد گرفته ام چه مسئله دیگری را می توانم حل کنم؟» این سوال نقطه مهمی در مسیر یادگیری است.

تفاوت دوره اینترنت اشیا با یک دوره برنامه نویسی معمولی چیست؟

در بسیاری از تمرین های ابتدایی برنامه نویسی، ورودی و خروجی داخل کامپیوتر اتفاق می افتد. کاربر مقداری وارد می کند و برنامه نتیجه ای روی صفحه نمایش می دهد.

در IoT مرز برنامه گسترده تر می شود. ورودی می تواند از محیط واقعی بیاید و خروجی می تواند رفتار یک دستگاه را تغییر دهد.

همین تفاوت باعث می شود مفاهیم برنامه نویسی ملموس تر شوند. شرط دیگر فقط چند خط کد در یک تمرین نیست. همان شرط می تواند تعیین کند یک سیستم چه زمانی فعال شود.

برای نوجوانی که مبانی برنامه نویسی را یاد گرفته، این تغییر می تواند انگیزه تازه ای ایجاد کند؛ چون نتیجه کدی که نوشته است قابل مشاهده و آزمایش است.

آیا برای یادگیری IoT باید الکترونیک بلد باشیم؟

برای شروع قرار نیست فراگیر متخصص الکترونیک باشد. آنچه اهمیت دارد این است که مفاهیم مورد نیاز هر پروژه را به اندازه ای یاد بگیرد که بتواند ارتباط بخش های مختلف سیستم را بفهمد.

آموزش حجم زیادی از مباحث تئوری الکترونیک قبل از شروع پروژه برای نوجوان انتخاب خوبی نیست. وقتی یک مفهوم در جریان ساخت پروژه مورد نیاز باشد، دلیل یادگیری آن هم روشن تر می شود.

در نتیجه فراگیر به جای حفظ کردن نام قطعات، می فهمد هر جزء چه نقشی در سیستمی دارد که خودش در حال ساخت آن است.

آیا اینترنت اشیا همان رباتیک است؟

خیر. این دو حوزه نقاط مشترکی دارند، اما یکی نیستند.

در اینترنت اشیا تمرکز اصلی روی دستگاه های متصل، دریافت و ارسال داده، کنترل از راه دور و ساخت سیستم های هوشمند است. یک پروژه IoT حتی ممکن است هیچ رباتی نداشته باشد.

این تفاوت برای انتخاب دوره مهم است. اگر نوجوان بیشتر به ارتباط دستگاه ها، برنامه نویسی سیستم های هوشمند، سنسورها و کنترل از طریق اینترنت علاقه دارد، IoT مسیر مرتبط تری است.

چرا پروژه های IoT برای نوجوانان جذاب هستند؟

چون نتیجه کد قابل دیدن است.

وقتی فراگیر برنامه ای می نویسد و چند لحظه بعد می بیند یک قطعه بر اساس همان برنامه واکنش نشان می دهد، ارتباط بین کد و نتیجه بسیار واضح می شود.

این بازخورد سریع کمک می کند نوجوان راحت تر متوجه شود تغییر کوچکی که در برنامه ایجاد کرده چه اثری روی کل سیستم گذاشته است.

از طرف دیگر، پروژه پایان مشخصی ندارد. بعد از ساخت نسخه اولیه می توان ویژگی جدیدی اضافه کرد، منطق سیستم را تغییر داد یا برای یک مسئله مشابه راه حل دیگری ساخت. این فضای باز برای نوجوانی که از ساختن و آزمایش کردن لذت می برد ارزش زیادی دارد.

نقش مربی در دوره آموزش IoT

در پروژه های اینترنت اشیا، گفتن پاسخ آماده به فراگیر بخش مهم یادگیری را از بین می برد. وقتی پروژه با خطا روبه رو می شود، مربی باید کمک کند فراگیر خودش مسیر پیدا کردن مشکل را طی کند.

مثلا به جای اصلاح مستقیم کد می توان بررسی کرد داده ورودی چه مقداری دارد، کدام بخش برنامه درست اجرا می شود و خطا دقیقا از کجا شروع شده است.

این نوع هدایت باعث می شود فراگیر به مرور وابستگی کمتری به پاسخ آماده داشته باشد و بتواند پروژه های خودش را مستقل تر توسعه دهد.

مسیر یادگیری بعد از دوره اینترنت اشیا چیست؟

IoT یک جزیره جدا از بقیه مهارت های برنامه نویسی نیست. فراگیر هنگام ساخت پروژه از منطق برنامه نویسی، شبکه، داده و مفاهیم مرتبط با سیستم های هوشمند استفاده می کند.

به همین دلیل تجربه این دوره می تواند در ادامه مسیر آموزشی او مفید باشد. نوجوان ممکن است به برنامه نویسی پیشرفته تر، هوش مصنوعی، شبکه و امنیت یا توسعه پروژه های پیچیده تر علاقه پیدا کند.

این انتخاب باید بر اساس تجربه واقعی فراگیر در دوره انجام شود. کسی که از تحلیل داده های حسگرها لذت می برد ممکن است مسیر متفاوتی با کسی انتخاب کند که بیشتر به ارتباط دستگاه ها و شبکه علاقه دارد.

چطور بفهمیم دوره IoT برای فرزندمان مناسب است؟

سن به تنهایی معیار کافی نیست. سابقه برنامه نویسی، میزان استقلال در حل تمرین، علاقه به ساخت پروژه و توانایی دنبال کردن یک مسئله چند مرحله ای اهمیت بیشتری دارد.

اگر فرزندتان قبلا برنامه نویسی کرده و حالا دنبال پروژه ای است که کد را از صفحه نمایش بیرون بیاورد، اینترنت اشیا انتخاب جذابی است.

اگر هنوز در مفاهیم پایه برنامه نویسی مشکل دارد، ورود زودهنگام به IoT می تواند باعث شود بیشتر زمان او صرف درگیری همزمان با چند مفهوم جدید شود. در این شرایط بهتر است ابتدا پایه برنامه نویسی تقویت شود.

برای فراگیرانی که خارج از یاسان آموزش دیده اند، تعیین سطح کمک می کند نقطه ورود مناسب مشخص شود.

سوالات متداول دوره اینترنت اشیا

IoT مخفف چیست؟

IoT مخفف Internet of Things و به معنی اینترنت اشیا است. این مفهوم به دستگاه ها و اشیایی مربوط می شود که می توانند از طریق شبکه اطلاعات ارسال یا دریافت کنند و بر اساس داده ها عملی انجام دهند.

آیا دوره اینترنت اشیا برای شروع برنامه نویسی مناسب است؟

معمولا خیر. IoT چند مفهوم مختلف را همزمان درگیر می کند و داشتن پایه برنامه نویسی باعث می شود فراگیر تمرکز بیشتری روی ساخت پروژه داشته باشد. مسیر مناسب هر فراگیر باید بر اساس سن و سابقه آموزشی او مشخص شود.

آیا برای شرکت در دوره باید الکترونیک بلد باشیم؟

نیازی به تخصص قبلی در الکترونیک نیست. مفاهیم مورد نیاز برای اجرای پروژه ها در مسیر آموزش معرفی می شوند.

در دوره IoT فقط برنامه نویسی آموزش داده می شود؟

خیر. فراگیر باید ارتباط بین کد، داده، حسگرها، دستگاه ها و شبکه را در قالب پروژه درک کند. برنامه نویسی ابزار اصلی ساخت این سیستم است.

تفاوت اینترنت اشیا و هوش مصنوعی چیست؟

IoT بیشتر با دریافت داده از دستگاه ها، ارتباط آنها و کنترل سیستم ها سروکار دارد. هوش مصنوعی روی تحلیل داده و ساخت سیستم هایی تمرکز دارد که بتوانند الگوها را تشخیص دهند یا تصمیم های پیچیده تری بگیرند. این دو حوزه می توانند در یک پروژه کنار هم استفاده شوند.

آیا اینترنت اشیا فقط برای خانه هوشمند است؟

خیر. خانه هوشمند فقط یکی از کاربردهای آن است. IoT در کشاورزی، صنعت، حمل و نقل، پایش محیط و بسیاری از سیستم های متصل کاربرد دارد.

اگر فرزندم قبلا برنامه نویسی یاد گرفته باشد، از کدام دوره باید شروع کند؟

اگر سابقه آموزش برنامه نویسی دارد، بهتر است قبل از انتخاب دوره تعیین سطح شود. نتیجه تعیین سطح مشخص می کند که ورود مستقیم به IoT مناسب است یا ابتدا باید بخش دیگری از مسیر آموزشی طی شود.

شروع دوره اینترنت اشیا در یاسان

دوره IoT جایی است که فراگیر از دانستن دستورهای برنامه نویسی به استفاده از آنها برای ساخت یک سیستم می رسد. او با داده واقعی کار می کند، رفتار سیستم را طراحی می کند، پروژه را آزمایش می کند و برای خطاهایش دنبال دلیل می گردد.

اگر فرزندتان سابقه برنامه نویسی دارد و به ساخت سیستم های هوشمند علاقه نشان می دهد، ابتدا سطح فعلی او را مشخص کنید. با این کار می توان فهمید اینترنت اشیا قدم مناسب بعدی در مسیر آموزشی او هست یا بهتر است ابتدا پیش نیاز دیگری را کامل کند.