Põhiidee
Füüsikas õpivad õpilased valgust ja elektrit. Õpilastele tutvustatakse tänavavalgustite toimimist, et nad saaksid valmistada fotoresistori ja LED-iga vooluahelat. Nad programmeerivad öövalgusti, kasutades tarkvara S4A. Selle õpistsenaariumi eesmärk on tutvustada õpilastele programmeerimise mõisteid, mida nad kasutavad tegeliku probleemi lahendamiseks.
| Looja | Maria Nikita |
| Õppeaine | Füüsika, arvutiteadus |
| Kestus | 40 minutit |
| Pedagoogiline lähenemine | Taktiline Reaalne elu |
| Pädevus | Probleemide lahendamise oskus Algoritmiline mõtlemine Lagundamine |
| Vanuserühm | Põhikool, 5. klass |
| Tarkvara | S4A (Scratch for Arduino) tarkvara, Arduino komplekt |
Kirjeldus
Sissejuhatus: Füüsikas õpivad õpilased valgust, elektrit ja vooluahelaid.
Tegevus 1: Õpetaja tutvustab tänavavalgustuse probleemi: nimelt lülituvad nad tihti sisse enne kui pimedaks läheb. See on midagi, mis põhjustab energia raiskamist ja valgusreostust. Kui aeg muutub (suveaeg), tuleb tänavavalgustus uuesti reguleerida, et see õigel ajal sisse lülituks. Õpetaja küsib, kas oleks otstarbekam kasutada andurit, mis suudab reageerida valgusele. (5 minutit)
Arutelu: Õpilased arutavad klassis, kuidas valgusele reageeriv andur muudaks tänavavalgustuse automaatseks. Õpetaja tutvustab õpilastele fotoresistorit (valgustundlik takisti) ja selgitab neile selle kasutamist. (10 minutit)
Tegevus 2: Õpilased jagunevad 3- või 4-liikmelisteks rühmadeks. Õpetaja annab igale rühmale Arduino UNO-plaadi, leivaplaadi, fotoresistori, LEDi, 2 takistit (220Ω ja 10kΩ), üleminekujuhtmed ja USB-kaabli. Rühmadele antakse ka paberkandjal Arduino vooluahela projekt, mida nad hakkavad tegema. Õpetaja selgitab õpilastele, et nad hakkavad tegema automaatset öövalgustit. Õpilasi julgustatakse koos töötama, et paigutada õiged komponendid sobivatesse kohtadesse leivaplaadil ja Arduino plaadil. Vahepeal selgitab õpetaja lihtsate sõnadega, mis on Arduino ja mis on iga kasutatava komponendi roll. (25 minutit)
Tegevus 3: õpilased koostavad S4A-s programmi, mis kasutab LED-i käivitamiseks fotoresistori sisendit. Õpilased on juba tuttavad Scratchi keskkonnaga, nii et S4A keskkond ei tundu neile täiesti uus.
Töölehed
A. Avage programm S4A. Ühendage Arduino tahvel arvutiga USB-kaabli abil. Jälgige analog0 väärtust anduriplaadil.
- Katke fotoresistor käega. Mida te täheldate?
———————————————————————————————————————————————
- Lülitage oma klassi valgus välja (või tõmmake kardinad ette). Mida te täheldate?
———————————————————————————————————————————————
- Milline on läviväärtus, mis eristab pimedust heledusest?
———————————————————————————————————————————————
Β. Programmeerige LED sisse- ja väljalülitamist sõltuvalt fotoresistori anduri väärtusest (analog0 väärtus).
- Millist plokki kavatsete kasutada, et kontrollida, kas anduri väärtus on väiksem kui lävi?
———————————————————————————————————————————————
- Millist plokki kavatsete kasutada, et lülitada LED sisse, kui teie klassis on pimedus, ja lülitada LED välja, kui on valgustus?
———————————————————————————————————————————————
- Millist plokki kavatsete kasutada, et teie programm korduks igavesti?
———————————————————————————————————————————————
C. Käivitage ja kontrollige oma programmi. Testige programmi nii pimedas kui valges ja vaadake, kas teie öövalgus töötab korralikult. Tehke vajaduse korral muudatusi.
(20-40 minutit)
Tegevus 4: Õpilased rikastavad oma programmi. Nad loovad loo pimeduse ja valguse kohta.
A. Loo lugu pimeduse ja valguse kohta. Lisage oma programmi taustad ja sprite’id. Järgige ülaltoodud juhiseid:
– Valige taust, mis kujutab paika päevavalguse ajal, ja taust, mis kujutab paika öösel.
– Valige sprite(id).
B. Lisage oma programmi käsud. Programmeerige tausta muutuma päevast ööks, kui anduri väärtus on väiksem kui lävi ja vastupidi. Samal ajal programmeerige oma sprite(id) ütlema ja/või tegema midagi konkreetset, kui on päevavalgus, ja ütlema ja/või tegema midagi muud, kui on pime.
(20-40 minutit)
