Temat 3 Ćwiczenia

Cel: wprowadzenie podstaw różnych typów danych poprzez zaangażowanie w interaktywne ćwiczenie oparte na współpracy.

Czas trwania: 25 minut

Materiały: odpowiednie przedmioty (bloki, karty itp.), papiery do notatek

Procedura: 1. Nauczyciel wprowadza różne typy danych, używając analogii do różnych rodzajów owoców: niektóre owoce są słodkie, niektóre kwaśne, niektóre okrągłe, niektóre płaskie itp. Poproś uczniów o wymienienie różnych rodzajów owoców i opisanie ich cech. 2. Nauczyciel może użyć przedmiotów fizycznych do przedstawienia różnych typów danych, np. bloku o różnych rozmiarach i kolorach do przedstawienia liczb różnego typu lub kart ze słowami do przedstawienia danych tekstowych. 3. Nauczyciel przedstawia w klasie historię: (Sugerowana historia) Rolnik, który musi śledzić, ile jabłek ma w swoim sadzie. W tym celu używa zmiennej do przechowywania liczby jabłek. Nauczyciel może użyć fizycznych bloków do reprezentowania jabłek i zmiennej do reprezentowania pojemnika, w którym są umieszczane. Rolnik musi również śledzić, czy każde jabłko jest dojrzałe, czy nie, więc używa wartości logicznych do przedstawienia tych informacji. Użyj kart z napisami „dojrzałe” i „niedojrzałe” do przedstawienia tych danych. 4. Uczniowie (pogrupowani) są teraz proszeni o stworzenie własnych historii przy użyciu różnych typów danych. W razie potrzeby nauczyciel podaje przykłady lub wsparcie. 5. Grupy uczniów przedstawią swoje historie.

Cel: zdobycie praktycznego zrozumienia, w jaki sposób inteligentna automatyka domowa może poprawić jakość życia i rolę instrukcji warunkowych.

Czas trwania: 25 minut

Materiały: płytka Arduino i płytka prototypowa, diody LED, czujnik ruchu, czujnik światła, czujnik temperatury i wilgotności, przewody połączeniowe, kabel USB, komputer z Arduino IDE Procedura: Nauczyciel zapoznaje uczniów z automatyką i czujnikami inteligentnego domu. Nauczyciel dzieli uczniów na małe grupy i dostarcza materiały do stworzenia systemu automatyki inteligentnego domu. Wyjaśnij cel stworzenia systemu, który włącza światła, reguluje temperaturę i wilgotność oraz wyłącza światła za pomocą czujników i instrukcji warunkowych. Podaj listę wyzwań, które grupy mają wykonać, używając instrukcji warunkowych. Pozwól uczniom pracować razem, aby ukończyć wyzwania i eksperymentować z różnymi konfiguracjami i technikami kodowania. Poproś uczniów, aby podzielili się swoimi projektami i zastanowili się nad swoją nauką. Przypomnij uczniom, aby praktykowali dobre nawyki związane z bezpieczeństwem.

Cel: ćwiczenie i rozwijanie rozumienia instrukcji warunkowych w programowaniu.

Czas trwania: 45 minut

Materiały: Różne czujniki (światła, dźwięku, temperatury, ruchu itp.), Płyty Arduino/komputery Raspberry Pi, Kable i płytki stykowe do podłączenia czujników i mikrokontrolerów, Komputery z zainstalowanym oprogramowaniem do programowania, takim jak Arduino IDE lub Python

Procedura: Nauczyciel wprowadza instrukcje warunkowe i ich zastosowanie w programowaniu. Podziel uczniów na małe grupy i rozdaj każdej grupie zestaw czujników i mikrokontrolerów. Wyjaśnij, że ich celem jest wykorzystanie czujników i mikrokontrolerów do tworzenia instrukcji warunkowych, które uruchamiają określone działania na podstawie danych z czujników. Daj uczniom listę zadań lub wyzwań, które muszą wykonać, używając instrukcji warunkowych. Na przykład może być konieczne napisanie kodu, który włącza światło, gdy czujnik światła wykryje, że w pomieszczeniu jest zbyt ciemno lub włącza wentylator, gdy czujnik temperatury wykryje, że w pomieszczeniu jest za gorąco. Dostarcz uczniom niezbędne materiały i narzędzia do podłączenia czujników i mikrokontrolerów oraz napisz kod instrukcji warunkowych. Uczniowie pracują w swoich grupach, aby ukończyć wyzwania. Nauczyciel zachęca do eksperymentowania z różnymi konfiguracjami czujników i technikami kodowania. Uczniowie dzielą się swoimi projektami z klasą i wyjaśniają, w jaki sposób ich grupa wykorzystała instrukcje warunkowe do kontrolowania czujników i wyzwalania działań.

Cel: zrozumienie koncepcji pętli w programowaniu i zapoznanie się z ilustracją pętli w rozwiązywaniu rzeczywistego problemu.

Czas trwania: 20 minut

Materiały: Różne czujniki (światła, dźwięku, temperatury, ruchu itp.), Płyty Arduino/komputery Raspberry Pi, Kable i płytki stykowe do podłączenia czujników i mikrokontrolerów, Komputery z zainstalowanym oprogramowaniem programistycznym, takim jak Arduino IDE lub Python.

Procedura: Nauczyciel wprowadza pętle do programowania komputerów. Nauczyciel przedstawia następującą lub podobną historię: Teraz chcę, żebyś przypomniał sobie farmera, nad którym pracowaliśmy wcześniej. Rolnik uprawia rośliny i musi je codziennie podlewać, aby były zdrowe. Rolnik używa konewki do podlewania każdej rośliny z osobna, ale jest to bardzo czasochłonne i męczy go ta żmudna praca.

Nauczyciel może użyć rekwizytów i innych elementów sensorycznych, aby było to bardziej niezapomniane, np. użyj zabawkowej konewki i małego kawałka ziemi z roślinami, aby zademonstrować podlewanie upraw. Pewnego dnia rolnik słyszy o systemie zraszaczy, o którym wspomniał inny rolnik z wioski. Nowy wynalazek, który może podlewać wszystkie rośliny na raz i można ustawić automatyczne podlewanie roślin o tej samej porze każdego dnia. Rolnik dowiaduje się o systemie zraszaczy i postanawia zainstalować go na swoich polach. W tym momencie nauczyciel może wyjaśnić, w jaki sposób system zraszaczy wykorzystuje pętlę do automatycznego podlewania roślin. Program sterujący systemem zraszaczy powtarza polecenie włączenia wody i podlewania roślin przez określony czas, a następnie powtarza polecenie ponownie o tej samej porze następnego dnia.  Gdy nauczyciel opowiada historię, może zadawać pytania, aby zachęcić uczniów do zastanowienia się, w jaki sposób koncepcja pętli odnosi się do historii, na przykład: „W jaki sposób rolnik może wykorzystać pętlę do bardziej wydajnego nawadniania swoich upraw?” „Co by się stało, gdyby system zraszaczy nie używał pętli do powtarzania instrukcji. Nauczyciel może użyć rekwizytów i innych elementów sensorycznych, aby było to bardziej niezapomniane, np. użyj zabawkowej konewki i małego kawałka ziemi z roślinami, aby zademonstrować podlewanie upraw. Pewnego dnia rolnik słyszy o systemie zraszaczy, o którym wspomniał inny rolnik z wioski. Nowy wynalazek, który może podlewać wszystkie rośliny na raz i można ustawić automatyczne podlewanie roślin o tej samej porze każdego dnia. Rolnik dowiaduje się o systemie zraszaczy i postanawia zainstalować go na swoich polach. W tym momencie nauczyciel może wyjaśnić, w jaki sposób system zraszaczy wykorzystuje pętlę do automatycznego podlewania roślin. Program sterujący systemem zraszaczy powtarza polecenie włączenia wody i podlewania roślin przez określony czas, a następnie powtarza polecenie ponownie o tej samej porze następnego dnia. Gdy nauczyciel opowiada historię, może zadawać pytania, aby zachęcić uczniów do zastanowienia się, w jaki sposób koncepcja pętli odnosi się do historii, na przykład: „W jaki sposób rolnik może wykorzystać pętlę do bardziej wydajnego nawadniania swoich upraw?” „Co by się stało, gdyby system zraszaczy nie używał pętli do powtarzania instrukcji?”