4.3 «Электронды дачиктермен жабдықталған робототехника-
лық құрылғыларды программалау» таңдау курсын жоспарлау
және ұйымдастыру бойынша әдістемелік ұсыныстар
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» таңдау курсын әзірлеу барысында
Бағдарламаны іске асыру мақсатында оқушылар тұлғасының ғылыми-
техникалық және шығармашылық әлеуетін дамытуды, оқушыларды
қоршаған техникалық құрылғылардың құрылымы мен жұмыс
принциптері туралы түсініктерді қалыптастыруды, оқушылардың
электроникаға және робототехникаға қызығушылығын қалыптастыру
міндеттеледі.
Мотивация деңгейі мен танымдық белсенділік
Мотивация деңгейі алғашқыда
Мотивация деңгейі соңында
92
Бағдарламаны
іске
асырудың
мынадай
міндеттері
тұжырымдалады:
1) құрылғылардың бағдарламалық және аппараттық бөліктерінің
өзара әрекеттесуі туралы түсініктерді қалыптастыру;
2) нақты программалау тілінде робототехникалық құрылғыларды
программалау білігін қалыптастыру;
3) робототехникалық құрылғылардың негізгі дачиктер туралы
білімді қалыптастыру;
4)
робототехникалық
құрылғылардың
негізгі
атқарушы
механизмдері туралы білімді қалыптастыру;
5) робототехникалық құрылғылардың дачиктерінен сигналдарды
өңдеу алгоритмдерін қолдана білуді қалыптастыру;
6) робототехникалық құрылғылардың атқарушы құрылғыларын
программалау білігін қалыптастыру.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» жұмысы бойынша әзірленетін курс
дәрістер мен практикалық сабақтар түрінде құрылады. Дәрістерде
оқушыларға курстың теориялық құрамдас бөлігі беріледі, оған сезгіш
құралдар, атқарушы тетіктер бойынша ақпарат кіреді, дачиктер мен
механизмдердің
жұмыс
принциптері,
программалау
және
Алгоритмдеу негіздері түсіндіріледі. Практикалық сабақтарда
оқушылар дәрісте алған мәліметтерді пайдалана отырып, мұғалім
қойған міндеттерді орындайды.
Таңдау курсы бірнеше бөлімдерден тұрады, бөлімде бірнеше
тақырып болуы мүмкін. Әр тақырып бойынша («таныстыру сабағы»
және «өз жобасын әзірлеу» тарауларынан басқа) алдымен тақырып
бойынша мәліметтерден және оқушылардың ой-өрісін кеңейтетін
мәліметтерден тұратын дәріс сабағы, содан кейін практикалық сабақ
өтеді. Бөлімді қарау аяқталғаннан кейін ауызша түрде аралық бақылау
көзделеді.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» таңдау курсының басталуы мұғалім
мен оқушылардың танысуынан басталады, робототехника бойынша
кіріспе дәріс өткізіледі. Содан кейін "Tetra" оқушының сандық
зертханасымен танысу жүргізіледі, оқушыларға конструктор және
оның дачиктері көрсетіледі, элементтерді құрастыру қалай жүзеге
асырылып жатқандығы түсіндіріледі, бағдарламалық құралдар
көрсетіледі, бағдарламалық құралдардың интерфейс элементтері
түсіндіріледі.
93
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» таңдау курсының бірінші бөлімі
«жарық диоды» типті атқарушы құрылғылармен жұмыс істеуге
арналған. Бұл кезеңде «жарық диоды», оның ерекшеліктері, «Tetra»
оқушының
цифрлық
зертханасының
макеттік
платаларын
құрастыруды меңгеру, «Scratch» құрылғысын программалаудың
визуалды тілінің элементтерімен танысу жоспарланған.
Бірінші сабақ атқарушы құрылғыларды анықтаудан, жарық
диодпен танысудан, оның қосылуын сипаттаудан басталады,
микроконтроллер бұл жарық диодты қалай басқара алады, бұл басқару
бағдарламада қалай қойылады деген сұрақтарға жауап ізделінеді.
Жарық диодтардың жұмысын көрсету үшін оқушыларға жаяу
жүргіншілер бағдаршамының үлгісін жинау ұсынылады. Жұмысқа
кіріспес бұрын жаяу жүргіншілер бағдаршамының жұмыс моделі
жасалады, бұл жағдайда, шамамен 5 секундтан кейін қызыл және
жасыл сигнал кезекпен қосылатын модель алынады. Содан кейін
оқушылар «Scratch» визуалды программалау тілінде программалауы
тиіс жұмыс алгоритмі құрылады, екі қызыл және жасыл жарықдиодты
макеттік төлем жиналады. Сабақ соңында оқушылар жаяу жүргіншілер
бағдаршамының жұмыс алгоритмін программалауы және жұмыс
моделін жасап шығаруы тиіс.
Екінші сабақта бірінші бөлімнің міндеті қиындайды және іске
асыру үшін автомобиль бағдаршамы ұсынылады. Алдымен өткен
Сабақ тақырыбы бойынша шағын ауызша сауалнама жүргізіледі,
содан кейін оқушылар бір мезгілде бірнеше атқарушы құрылғыларды
басқара алады, бұл жағдайда бір-біріне байланысты емес бірнеше
жарық диодты бірден жағады. Одан әрі автомобиль бағдаршамының
моделі таңдалады, бұл жағдайда сигналдарды қосудың мынадай
модельі алынады: Қызыл (жұмыс уақыты 5 сек.), қызыл-сары (жұмыс
уақыты 1 сек.), Жасыл (жұмыс уақыты 4 сек.), жыпылықтайтын Жасыл
(жұмыс уақыты 1 сек.). Бағдаршамның жұмыс алгоритмі жасалады, үш
жарық диоды: қызыл, сары және жасылды құрайтын процессор
жиналады.
Сабақ
соңында
оқушылар
жаяу
жүргіншілер
бағдаршамының жұмыс алгоритмін программалау алуы және жұмыс
моделін қолдарына алуы тиіс.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» таңдау курсының келесі бөлімі
«пьезодинамик» типті атқарушы құрылғылармен жұмыс істеуге
арналған. Осы кезеңде «пьезодинамик», оның ерекшеліктері, «Tetra»
94
оқушысының сандық зертханасының макеттік платаларын құрастыру,
өткен элементтерді бекіту және «Scratch» программалау тілінің жаңа
элементтерімен танысу сияқты элементті зерттеу жоспарланып отыр.
Сабақ «пьезодинамик» элементінің мақсатын, оның құрылымдық
ерекшеліктері мен мүмкіндіктерін, сондай-ақ «Tetra» оқушысының
сандық зертханасына қосылу нұсқаларын түсіндіруден басталады.
«Пьезодинамик» элементінің жұмысын көрсету үшін нашар көретін
жаяу жүргіншілерге арналған дыбыстық сигнализациясы бар жаяу
жүргіншілер-автомобиль бағдаршамын жинау ұсынылады. Бағдаршам
жұмысының моделі жасалады, бұл жағдайда бағдаршамның жұмыс
режимі кестеде көрсетіледі. Бағдаршамның жұмыс алгоритмі
жасалады, пьезодинамик және бес жарық диоды: екі қызыл, сары және
екі жасыл түстерден тұратын болады. Сабақ соңын-да оқушылар жаяу
жүргіншілер бағдаршамының жұмыс алгоритмін программалай алуы
және жұмыс моделін қолдарына алуы тиіс.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» курстын таңдағаннан кейін келесі
бөлім «батырма датчигі» типті дачиктермен жұмыс істеуге арналған.
Бұл кезеңде «батырма датчигінің» мақсаты, жұмыс істеу принципі,
пайдалану
ерекшеліктері,
«Tetra»
оқушысының
сандық
зертханасының макеттік платаларын құрастыру, өткен элементтерді
бекіту және «Scratch» программалау тілінің визуалды жаңа
элементтерімен танысу сияқты элементті зерттеу жоспарланып отыр.
Сабақтың басында магнит өрістері, батырма датчигінің жұмыс
істеу принципі туралы баяндалады, дачикті қалай қолдану керектігі
көрсетіледі, «Tetra» оқушының цифрлық зертханасына қалай қосылу
керек деген сұрақтарға жауап көрсетіледі. Батырма датчигінің
жұмысын көрсету үшін домофон үлгісін жинаймыз. Домофонның
жұмыс моделі құрастырылады, бұл жағдайда келесі модель
пайдаланылады: домофонның кілтін енгізгенде құлыпты іске қосады
және құлыпты ашу сигнализациясы жүргізіледі. Содан кейін домофон
моделінің жұмыс алгоритмі құрылады, оны оқушыларға программалау
қажет болады. Батырма датчигі, LED, пьезодинамик және қадамдық
қозғалтқышы бар макеттік плата жиналады. Сабақ соңында оқушылар
домофонның жұмыс алгоритмін программалай алуы және жұмыс
моделін қолдарына алуы тиіс.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» таңдау курсының келесі бөлімі «жарық
деңгейі датчигі» типті дачиктермен жұмыс істеуге арналған. Бұл
95
кезеңде «жарық деңгейінің датчигі», оның мақсаты, жұмыс істеу
принципі, пайдалану ерекшеліктері, «Tetra» оқушының цифрлық
зертханасының
макеттік
платаларын
құрастыру,
«Scratch»
программалау тілінің өткен элементтерін бекіту сияқты элементті
зерттеу жоспарланып отыр.
Сабақ Жарық дачигімен, оның жұмыс принципімен, пайдалану
ерекшеліктерімен
танысудан
басталады.
Дачиктің
жұмыс
принциптерін көрсету үшін көшені жарықтандыру автоматының
моделі жиналады. Көшені жарықтандыру автоматының жұмыс моделі
құрастырылады, бұл жағдайда мынадай модель пайдаланылады:
жарықтандыруды белгілі бір табалдырыққа дейін азайту кезінде
жарықтандыру қосылады, ал жарықтандыруды белгілі бір
табалдырыққа дейін ұлғайту кезінде жарықтандыру қосылады. Содан
кейін көшені жарықтандыру автоматы моделінің жұмыс алгоритмі
жасалады. Бірнеше түсті LED және жарық дачигі бар макеттік төлем
жиналады. Сабақ соңында оқушылар көшені жарықтандыру
автоматының жұмыс алгоритмін программалауы және жұмыс моделін
алуы тиіс.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» таңдау бойынша курстың келесі бөлімі
«температура датчигі» типті дачиктермен жұмыс істеуге арналған. Бұл
кезеңде «температура датчигі», оның мақсаты, жұмыс істеу принципі,
пайдалану
ерекшеліктері,
«Tetra»
оқушысының
цифрлық
зертханасының
макеттік
платаларын
құрастыру,
«Scratch»
программалау тілінің өткен элементтерін бекіту сияқты элементті
зерттеу жоспарланып отыр.
Сабақтың басында температура датчигінің жұмыс принциптері,
оны пайдалану ерекшеліктері және қолдану тәсілдері туралы
айтылады. Температура датчигінің жұмыс принциптерін көрсету үшін
термометр үлгісі жиналады. Термометрдің жұмыс моделі жасалынып,
бұл жағдайда мынадай модель пайдаланылады: температураға
байланысты белгілі бір түсті индикатор жанады. Содан кейін
термометр үлгісінің жұмыс алгоритмі жасалады, оны оқушыларға
программалау қажет болады. Бірнеше түсті LED және температура
датчигі бар макеттік төлем жиналады. Сабақ соңында оқушылар
термометр жұмысының алгоритмін программалауы және жұмыс
моделін алуы тиіс.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» курсын таңдау бойынша бөлім
96
«потенциометр» типті дачиктерімен жұмыс істеуге арналған. Бұл
кезеңде «потенциометрдің» мақсаты, жұмыс істеу принципі,
пайдалану ерекшеліктері, «Tetra» оқушының цифрлық зертханасының
макеттік платаларын құрастыру, «Scratch» программалаудың визуалды
тілінің өткен элементтерін бекіту сияқты элементті зерттеу
жоспарланып отыр.
Сабақтың басында потенциометрдің жұмыс істеу принциптері,
оны пайдалану ерекшеліктері және қолдану тәсілдері туралы
айтылады. Жұмыс принциптерін көрсету үшін потенциометр теңшеу
арқылы термометр үлгісі жиналады. Термометрдің күйге келтірумен
жұмыс моделі құрастырылады, бұл жағдайда мынадай үлгі
пайдаланылады: температураға байланысты белгілі бір түсті
индикатор жанады, тұтқаның айналуымен температураны реттейді.
Содан кейін термометр үлгісінің жұмыс алгоритмі жасалады, оны
оқушыларға программалау қажет болады. Бірнеше түсті LED және
температура датчигі бар макеттік плата жиналады. Сабақ соңында
оқушылар термометр жұмысының алгоритмін программалай алуы
және дайын жұмыс моделін қолдарына алуы тиіс.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» курсын таңдау бойынша "Scratch"
бөлімі программалау тілінің бағдарламалық қабығындағы виртуалды
ортамен жұмыс істеуге арналған. Бұл кезеңде монитор экранындағы
объектілерді бағдарламалық басқару тәсілдерін оқу, өткен
элементтерді бекіту және «Scratch» программалаудың визуалды тілінің
жаңа элементтерімен танысу жоспарлануда.
Бірінші сабақтың басында "Scratch" программалау ортасының
объектілері, объектілердің костюмдерін жасау, объектілерді
автономды немесе басқарылатын режимде қолдану, пернетақтаны
немесе компьютердің тінтуірін пайдалана отырып ауыстыруды
ұйымдастыру принциптері, объектінің өріс шегінен шығу, басқа
объектімен қиылысу сияқты әр түрлі жағдайларға ықтимал
реакциялары туралы айтылады. "Scratch" визуалды программалау тілі
бағдарламалық орта объектілерінің мүмкіндіктерін көрсету үшін "ит"
моделін қолданамыз. "Ит" объектісінің жұмыс моделі құрастырылады,
бұл жағдайда мынадай пайдаланылатын модель: ит пернетақтадағы
курсордың кнопкасын басуға жауап береді және тиісті жаққа қарай
қозғалады, бірақ өрістің шекарасын кесіп өтпеді, "Enter" кнопкасын
басқанда оқушы ойлап тапқан секіру сияқты әрекетті орындайды.
Содан кейін "ит" нысанының моделінің жұмыс алгоритмі құрылады
97
және оқушылар екінші сабақтың соңында дайын жұмыс моделін
қолдарына алып, осы алгоритмді программалауы тиіс.
Екінші сабақ анимация механизмін түсіндіруден басталады,
объектіде костюмдер қалай өзгереді және әртүрлі жағдайларда бұл
қалай қолданылуы мүмкін. "Scratch" программалаудың визуалды тілі
бағдарламалық орта объектілерінің мүмкіндіктерін көрсету үшін
"фейерверк" моделін қолданамыз. "Фейерверк" объектісінің жұмыс
моделі
құрастырылады,
бұл
жағдайда
мынадай
модель
пайдаланылады: геометриялық фигура түріндегі Объект жұмыс
алаңының төменгі бөлігінде қабырғадан қабырғаға көлденең
жылжиды, "бос орын" пернесін басқан кезде өрістің жоғарғы бөлігінде
салютқа айналады. Содан кейін "фейерверк" нысаны моделінің жұмыс
алгоритмі құрылады және оқушылар үшінші сабақ соңында жұмыс
моделін алып, осы алгоритмді программалауы тиіс.
«Электронды дачиктермен жабдықталған робототехникалық
құрылғыларды программалау» таңдау бойынша курстың келесі бөлімі
макеттік платадан басқарылатын "Scratch" программалау тілінің
бағдарламалық қабығында виртуалды ортамен жұмыс істеуге
арналған. Бұл кезеңде өткен материалды сенсорлер мен атқарушы
құрылғылар
бойынша,
монитор
экранындағы
объектілерді
бағдарламалық басқару тәсілдері бойынша бекіту, "Scratch"
программалау тілінің өткен элементтерін бекіту жоспарлануда.
Сабақтың басында "жарық диоды", "қадамдық қозғалтқыш",
"пьезодинамик" және "температура", "жарықтандыру", "батырма",
"түйме", "потенциометр" дачиктері, оларды қалай қосу, дачиктерден
ақпаратты қалай алу, атқарушы элементтерді қалай басқару сияқты
әрекеттер қайталанылады. "Scratch" визуалды программалау тілінің
бағдарламалық қабықшасының нысандарын макеттік платадағы
дачиктердің көмегімен қалай басқаруға болатыны туралы баяндалады.
Бағдарламалық қабық объектілерінің атқарушы құрылғылармен және
макеттік платадағы дачиктермен өзара әрекеттесуін көрсету үшін
"лабиринттегі ғарыш кемесі" моделі пайдаланылады. Лабиринтте
ғарыштық жойғыш жұмысының моделі құрастырылады, бұл жағдайда
мынадай модель қолданылады: салынған лабиринтте ғарыш кемесі
бастапқы нүктеден лабиринттің қабырғасына дейін, макеттік
платадағы
түймелердің
көмегімен
солға-оңға
жылжу,
потенциометрдің көмегімен жоғары-төмен жылжу, сызыққа тиген
кезде дыбыстық сигнал жүреді және ғарыш кемесі старт нүктесіне
қайтарылады. Содан кейін лабиринтте ғарыш кемесі моделінің жұмыс
98
алгоритмі құрылады және оқушылар үшінші сабақтың соңына қарай
жұмыс моделін алып, осы алгоритмді программалауы тиіс.
Курс соңында оқушының өз жобасын құруынан тұратын сынақ
жұмысы жүргізіледі. Оқушы мұғалімнің қандай модельді жүзеге
асыратынын, ойланған идеяны жүзеге асыратынын және сабақ
соңында өз жобасының 5 минуттық тұсаукесерін өткізетінін ойлап
тауып, хабарлауы тиіс. Егер оқушы ойланған жұмыс моделін ұсынса
және оның жұмыс істеу принципін түсіндірсе, жұмыс орындалған
болып саналады.
Курсты игергеннен кейін оқушылар білуі және түсінуі тиіс:
1. Дачиктерді анықтай алу.
2. Атқару механизмдерін анықтай алу.
3. Дачиктердің негізгі түрлерін білу.
4. Атқару механизмдерінің негізгі түрлерін білу.
5. Дачиктер мен атқарушы механизмдердің айырмашылықтарын
түсіну.
6. Дачиктер мен атқарушы механизмдердің әрекет ету принципін
түсіну.
Курсты игергеннен кейін оқушылар:
1. «Scratch»
визуалды программалау тілін программалау
ортасымен жұмыс істеу аду.
2.Алгоритмдерді құрау.
3. «Scratch» программалаудың визуалды тілінде бағдарламаларды
құру.
Бұл курс 36 сағатқа, күніне 2 сағаттан, аптасына 1 рет есептелген.
Достарыңызбен бөлісу: |