Cách dạy con bạn viết mã bằng Raspberry Pi

Dạy trẻ em viết mã từ khi còn nhỏ giúp chúng phát triển trong thế giới công nghệ ngày nay bằng cách phát triển các kỹ năng về tư duy phản biện, sáng tạo và giải quyết vấn đề.

Raspberry Pi mang đến một cơ hội đặc biệt để thúc đẩy kiến ​​thức tính toán trong giới trẻ nhờ khả năng chi trả và sự thân thiện với người dùng. Các khả năng linh hoạt của nó mở rộng trên nhiều lĩnh vực khác nhau như người máy, giáo dục khoa học máy tính và tự động hóa gia đình, khiến nó trở thành một nền tảng tuyệt vời để trẻ em phát triển kỹ năng viết mã của mình.

Bắt đầu với Raspberry Pi

Tín dụng hình ảnh: raspberrypi.com

Quỹ Raspberry Pi nhằm mục đích dân chủ hóa quyền truy cập vào điện toán và sáng tạo kỹ thuật số bằng cách phát triển máy tính Raspberry Pi phổ biến và giá cả phải chăng. Một loạt các mô hình và các phiên bản đã được phát hành kể từ lần giới thiệu đầu tiên vào năm 2012.

Nếu việc mua Raspberry Pi là một mục tiêu xa lạ, thì bạn nên lưu ý rằng giá có thể bắt đầu ở mức giá trị danh nghĩa khoảng XXX đô la. Đối với những người đang tìm kiếm mô hình tiên tiến nhất trong dòng Raspberry Pi, tùy chọn rất được khuyến khích sẽ là Raspberry Pi 4 quý giá, đã giành được nhiều lời khen ngợi về khả năng hoạt động vượt trội. Tuy nhiên, nếu sở thích của một người phù hợp với sự tiện lợi hơn bất kỳ thứ gì khác, thì tồn tại một giải pháp thay thế khác được gọi là Raspberry Pi 400, thể hiện ở định dạng nhỏ gọn trong khi vẫn giữ được các chức năng tương đương với Raspberry Pi 4.

Gói máy tính để bàn Raspberry Pi 4 hoàn chỉnh phát sinh thêm chi phí nhưng bao gồm một loạt các thiết bị ngoại vi cần thiết như bàn phím, chuột, vỏ, bộ đổi nguồn và thẻ nhớ microSD. Do đó, chỉ cần mua màn hình HDMI tương thích cho mục đích chiếu màn hình.

Bộ công cụ chính thức của Raspberry Pi bao gồm một thẻ nhớ microSD được cài đặt sẵn có Hệ điều hành Raspberry Pi (Raspbian), một biến thể Linux tùy chỉnh được thiết kế dành riêng cho các thiết bị Raspberry Pi. Đối với những người thích hệ điều hành thay thế hoặc yêu cầu hướng dẫn bổ sung, chúng tôi đã cung cấp hướng dẫn từng bước về cách cài đặt các hệ điều hành khác nhau trên thiết bị Raspberry Pi.

Con bạn có thể bắt đầu hành trình viết mã ngay sau khi quá trình thiết lập ban đầu hoàn tất. Một nơi tốt để bắt đầu là tại trang web Raspberry Pi Foundation’s projects.

Chọn ngôn ngữ lập trình thân thiện với trẻ em

Tín dụng hình ảnh: Thư viện Blue Mountains/Flickr

Chọn một ngôn ngữ lập trình dễ tiếp cận là rất quan trọng khi cố gắng khơi dậy sự nhiệt tình và hứng thú với khoa học máy tính ở những người trẻ tuổi. Các lựa chọn thay thế phổ biến bao gồm Scratch, Python và Ruby, đã được công nhận rộng rãi do tính chất tương tác và thân thiện với người dùng của chúng.

Cào

Scratch là một nền tảng lập trình toàn diện sử dụng giao diện người dùng đồ họa dựa trên các khối lồng vào nhau. Ngôn ngữ sáng tạo này đã được phát triển đặc biệt cho các cá nhân trẻ học các khái niệm khoa học máy tính. Thiết kế định hướng trực quan của Scratch đảm bảo khả năng tiếp cận và dễ hiểu của nó. Hơn nữa, các nguyên tắc cơ bản được dạy qua Scratch có thể chuyển sang các ngôn ngữ lập trình phức tạp hơn như Python và Java.

Trang web Scratch có nhiều hướng dẫn dành riêng cho việc dạy bạn cách sử dụng ngôn ngữ. Cũng có thể phối lại các dự án do người dùng tạo trên trang web.

Ngoài việc thành thạo các kỹ năng lập trình máy tính thông qua Scratch, nó cũng có thể tạo cơ hội cho những học viên nhỏ tuổi đào sâu vào các lĩnh vực sáng tạo khác nhau ngoài viết mã, bao gồm mỹ thuật và âm nhạc.

Python

Python tự hào có cú pháp đơn giản và dễ hiểu khiến nó trở thành lựa chọn dễ tiếp cận đối với các lập trình viên mới làm quen. Thật vậy, sự phổ biến của nó trên nền tảng Raspberry Pi đã khiến nó trở thành một trong những ngôn ngữ được ưa chuộng nhất trong số các nhà phát triển đầy tham vọng. Do đó, có rất nhiều tài liệu hướng dẫn và kênh hỗ trợ để tạo điều kiện tham gia vào lĩnh vực lập trình với Python.

Python cung cấp khả năng tích hợp liền mạch với nhiều thư viện có sẵn khác nhau, có thể dễ dàng tích hợp vào các ứng dụng tùy chỉnh. Một trong những lợi thế quan trọng nhất của ngôn ngữ lập trình này nằm ở khả năng tương tác hiệu quả với các thiết bị phần cứng được kết nối thông qua tiêu đề Đầu vào/Đầu ra Mục đích Chung (GPIO) của Raspberry Pi. Thông qua khả năng này, người dùng được trao quyền để thiết kế các dự án phức tạp và sáng tạo hơn mà không phải chịu chi phí phát triển lớn hoặc đầu tư thời gian.

Hồng ngọc

Ruby được phát triển bởi Yukihiro “Matz” Matsumoto trong những năm 1990 tại Nhật Bản và nó được biết đến như một ngôn ngữ lập trình linh hoạt và thân thiện với người dùng. Ngôn ngữ kịch bản động này có nhiều điểm tương đồng với Python và đã nhận được nhiều lời khen ngợi vì tính đơn giản của nó, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho những người mới bắt đầu bước vào thế giới lập trình.

Cú pháp của Ruby có những điểm tương đồng với Python, được đặc trưng bởi tính đơn giản và dễ đọc trong khi vẫn duy trì mức độ biểu cảm cao. Không giống như Python, chủ yếu dựa vào thụt đầu dòng để phân tách khối mã, Ruby sử dụng dấu ngoặc nhọn cho mục đích này. Tuy nhiên, điều khiến Ruby khác biệt so với các ngôn ngữ khác là nó tập trung mạnh vào lập trình hướng đối tượng, khiến nó trở thành một công cụ thiết yếu cho các nhà phát triển ưu tiên các mô hình OOP. Bất chấp sự suy giảm của nó trong những năm gần đây, Ruby vẫn là một ngôn ngữ được yêu thích bởi các nhà phát triển và lập trình viên do tính linh hoạt và các tính năng mạnh mẽ của nó.

Ngoài các ngôn ngữ lập trình đã nói ở trên, có một số lựa chọn thay thế có thể được sử dụng để hướng dẫn con cháu của một người về nghệ thuật lập trình máy tính. Chúng bao gồm Lua, JavaScript, Swift và Java, đặc biệt phù hợp với những người trẻ trưởng thành hơn.

Các dự án và thử thách thực hành

Tín dụng hình ảnh: Arno Mikkor/Wikimedia Commons

Để củng cố trình độ lập trình thành thạo, điều quan trọng là trẻ em phải tham gia vào các nỗ lực thực tế liên quan đến việc sử dụng Raspberry Pi thông qua các dự án thực hành và các hoạt động giải quyết vấn đề. Một số gợi ý bao gồm:

Tạo một trò chơi đơn giản

Tạo một bảng điều khiển trò chơi cổ điển với Raspberry Pi là một đề xuất hấp dẫn đối với nhiều cá nhân trẻ tuổi, vì nó mang đến cho họ cơ hội khám phá khía cạnh sáng tạo của mình mà không cần phải đào sâu vào các nhiệm vụ lập trình phức tạp. Quá trình này bao gồm việc sử dụng các khả năng linh hoạt của Raspberry Pi để thiết lập một hệ thống chơi trò chơi cơ bản, cho phép người dùng thưởng thức các trò chơi cổ điển từ những năm trước. Sau khi họ đã làm quen với dự án ban đầu này, họ có thể tiếp tục thực hiện những nỗ lực thử thách hơn, chẳng hạn như những nỗ lực được nêu trong phần tổng hợp các sáng kiến ​​chơi game Raspberry Pi hay nhất của chúng tôi.

Chế tạo một chiếc xe RC

Đây có thể là một dự án tốt nếu con bạn đã có một chiếc ô tô RC. Có thể kết nối nó để nó được điều khiển từ Raspberry Pi thay vì điều khiển từ xa đi kèm với nó. Quá trình này được phác thảo trong Hướng dẫn có thể hướng dẫn sử dụng ô tô điều khiển từ xa Traxxas và ăng-ten USB Wi-Fi tầm xa.

Nếu bạn không muốn trải qua quá trình hack xe RC đầy căng thẳng nhưng bổ ích, bạn có thể mua bộ phụ kiện xe RC Raspberry Pi chẳng hạn như PiCar-V từ Sunfounder đã có sẵn chức năng lập trình trong hộp.

Camera an ninh có tính năng phát hiện chuyển động

Nếu con bạn thể hiện sự nhiệt tình đối với các công nghệ giám sát và an ninh gia đình, thì việc khám phá việc lắp đặt camera an ninh kích hoạt chuyển động có thể là một trò tiêu khiển hấp dẫn đối với chúng.

Bằng cách sử dụng Raspberry Pi và Mô-đun máy ảnh, trẻ em có khả năng xây dựng một hệ thống giám sát có khả năng chụp cả hình ảnh tĩnh và video, cũng như phát hiện chuyển động. Thông qua lập trình Raspberry Pi bằng Python, người ta có thể định cấu hình thiết bị để tự động ghi lại mọi chuyển động được phát hiện và lưu trữ chúng trên ổ USB hoặc nền tảng lưu trữ dựa trên đám mây trực tuyến.

Kết hợp sắp xếp camera quan sát nhiều mặt sử dụng Raspberry Pi và motionEyeOS là điểm khởi đầu lý tưởng, bằng chứng là hướng dẫn toàn diện của chúng tôi mô tả chi tiết quy trình.

Tham gia các cộng đồng và câu lạc bộ mã hóa

Ngoài việc chọn ngôn ngữ lập trình và hoàn thành các dự án, việc tham gia vào các câu lạc bộ lập trình cho phép trẻ em có được các khả năng quan trọng như làm việc nhóm và tương tác giữa các cá nhân với tốc độ nhanh.

Khuyến khích thế hệ con cháu của một người tham gia vào các cộng đồng mã hóa hoặc diễn đàn trực tuyến được thiết kế dành riêng cho các nhà phát triển đầy tham vọng là một phương tiện hiệu quả để duy trì động lực đồng thời thúc đẩy tình bạn thân thiết giữa những cá nhân có cùng chí hướng. Những môi trường như vậy thường tạo cơ hội hợp tác, cũng như tiếp cận với các chuyên gia giàu kinh nghiệm, những người sẵn sàng chia sẻ kiến ​​thức chuyên môn của họ với những người mới. Ngoài ra, các nhóm này thường đóng vai trò là nguồn cảm hứng và hỗ trợ, giúp những người mới bắt đầu trau dồi khả năng lập trình của họ.

Bạn có thể cân nhắc khám phá các Câu lạc bộ mã địa phương hoặc CoderDojos do Quỹ Raspberry Pi tài trợ, mặc dù họ không sử dụng độc quyền công nghệ Raspberry Pi.

Giúp con bạn học viết mã bằng Raspberry Pi

Mục tiêu chính đằng sau sự phát triển của Raspberry Pi là làm cho máy tính có thể tiếp cận được với nhiều người hơn bằng cách giảm chi phí, từ đó thúc đẩy sự quan tâm đến lập trình ở những người trẻ tuổi. Đối với những người đang tìm cách truyền năng lực nghệ thuật và trực giác của mình thông qua mã hóa, Raspberry Pi tự thể hiện mình là một khoản đầu tư đáng giá để nuôi dưỡng những khát vọng như vậy.

Thông qua việc sử dụng các tài nguyên kỹ thuật số, các cuộc tụ họp tại địa phương và các nhiệm vụ thực tế, máy tính một bảng cung cấp một phương tiện lý tưởng để giới thiệu cho trẻ em về lĩnh vực lập trình.