Predstavenie projektu
Žiaci sa v tomto projekte stanú kreatívnymi riešiteľmi problému z reálneho života. Pomocou BBC micro:bitov a modelovania v Tinkercade naplánujú inteligentné pouličné osvetlenie reálnej ulice, ktoré sa rozsvieti vtedy, keď je to naozaj potrebné.
Využijú svoje znalosti z fyziky a informatiky, naučia sa, ako technológie môžu zvyšovať bezpečnosť, šetriť energiu a zároveň zlepšovať životné prostredie. Vďaka modelovaniu a programovaniu si prejdú celý proces navrhovania riešenia – od nápadu, cez testovanie, vylepšovanie až po prezentáciu a sformulovanie spätnej väzby pre spolužiakov.
Tento projekt podporuje vytrvalé bádanie, kreativitu, tímovú prácu a zodpovednosť za vlastnú komunitu.
Kľúčová otázka:
Ako navrhnúť taký model verejného osvetlenia, pri ktorom by sa obyvatelia sídliska cítili bezpečnejšie?
Záverečný produkt:
Model časti sídliska s funkčným modelom verejného osvetlenia riadeným BBC micro:bitmi
Individuálne výstupy žiakov a žiačok:
3D model budovy alebo lampy
Pracovný list – sériové a paralelné zapojenie
Edukačné ciele:
- Hľadať a nachádzať algoritmické riešenia problémov.
- Používať konkrétne nástroje v editore na tvorbu 3D modelov.
- Získavať informácie z rôznych zdrojov, posudzovať správnosť informácií.
- Pri riešení úloh aplikovať znalosť fyzikálnych pojmov a zákonov, matematický aparát aj poznatky z iných predmetov.
- Spolupracovať v tíme, diskutovať, niesť zodpovednosť za výsledky.
Projekt navrhol a realizoval účastník PBL Akadémie (text upravený pre potreby zverejnenia).
Materiály, pomôcky, zdroje
- Stránka na tvorbu 3D modelov a návrhov elektrických obvodov - Tinkercad
- Tutoriály pre prácu s Tinkercad
- Stránka na programovanie BBC micro:bitov - MakeCode
- BBC micro:bity
- Diódy
- Káble
- Multimeter
- Pracovný list s inštrukciami na zapájanie obvodov
- Výtvarné potreby
- Projektový denník
- Hodnotiaci dotazník
- Formulár na sebahodnotenie
Krok 1: Osvetlenie ulíc v okolí školy - úvod do témy projektu
Diskusia o osvetlení ulíc v blízkosti školy
- Aké by malo byť verejné osvetlenie?
- Čo potrebujeme, aby sme sa vďaka nemu cítili bezpečne?
- Sú na našom sídlisku miesta, kde by bolo treba osvetlenie vylepšiť?
- Ako by sme ho mohli vylepšiť?
- Čo by mal obsahovať náš model sídliska?
Krok 2: Oboznámenie sa s projektom
Predstavenie kľúčovej otázky a pravidiel práce na projekte
Rozdelenie do skupín, rozdelenie úloh v skupine
- žiaci si rozdelia úlohy: stavbyvedúci, elektrikár, programátor, architekt
- každý bude zodpovedný za dokončenie jednej etapy projektu, ale na etapách budú pracovať spoločne
- skupinám pridelíme ulicu, oblasť
Predstavenie harmonogramu, očakávaných výstupov projektu a hodnotiacich kritérií
Zápis do projektového denníka
- skupiny zapíšu, ktorú oblasť si vybrali na modelovanie, a rozdelenie zodpovednosti za jednotlivé úlohy
Kontrola zápisu do projektového denníka
Materiály, pomôcky, zdroje:
- projektový denník
Krok 3: Vytvorenie modelov
Práca s Google maps a mapy.cz
Výber objektov
- žiaci si vyberú objekty (budovy, obytné domy, lampy verejného osvetlenia...), ktoré budú modelovať
Výpočet rozmerov
- žiaci vyhľadajú mierku pri práci s mapou, zistia výšku vybraných objektov a na základe týchto informácií vypočítajú rozmery modelov
Prekreslenie mapy vybranej oblasti – základňa modelu
Tvorba 3D modelu v prostredí Tinkercad (prípadne papierového)
Úvod do práce s Tinkercadom
- žiaci sa zoznámia s prostredím Tinkercadu
- každý žiak vymodeluje v Tinkercade jednu budovu alebo lampu
Spätná väzba od učiteľa
- učiteľ priebežne sleduje prácu žiakov v skupinách, otázkami zisťuje, ako určili rozmery budov a lámp, poskytne spätnú väzbu a v prípade potreby pomoc alebo odkaz na vhodný tutoriál
Materiály, pomôcky, zdroje:
- Tinkercad
- tutoriály pre prácu s Tinkercad
Krok 4: Návrh obvodu
Návrh obvodu v programe Tinkercad
- žiaci plnia čiastkové úlohy podľa pracovného listu
Zápis do projektového denníka
- žiaci zakreslia do projektového denníka návrh zapojenia lámp v obvode
Kontrola pracovných listov, projektového denníka
Materiály, pomôcky, zdroje:
- Tinkercad
- tutoriály pre prácu s Tinkercad
- pracovný list
- projektový denník
Krok 5: Programovanie
Zapojenie obvodu s LED diódou a micro:bitom
- žiaci bádaním hľadajú odpovede na otázky ako:
Ako pripojím LED diódu k BBC micro:bitu?
Na čo slúži rezistor?
Dá sa regulovať intenzita svietenia LED diódy?
Programovanie - digitálne a analógové zapisovanie
Spätná väzba od učiteľa
- učiteľ priebežne kontroluje prácu v skupinách, v prípade potreby poskytne odkaz na tutoriál, pomoc so zapojením obvodu, meraním
Zápis do projektového denníka
- žiaci zapíšu zrealizované úlohy do projektového denníka
Materiály, pomôcky, zdroje:
- MakeCode
- BBC micro:bity
- diódy
- káble
- multimeter
- projektový denník
Krok 6: Zapojenie obvodov s viacerými lampami
Zapájanie viacerých diód sériovo aj paralelne podľa schémy
Meranie prúdu a napätia v obvode
- žiaci v tejto fáze plnia čiastkové úlohy podľa pracovného listu
- žiaci bádaním hľadajú odpovede na otázky ako:
Koľko lediek môžem zapojiť k jednému micro:bitu?
Bude lepšie zapojiť lampy sériovo alebo paralelne?
Stačí nám jeden obvod alebo treba viac obvodov s rôznou intenzitou svietenia?
Zápis do projektového denníka
- žiaci do projektového denníka zakreslia návrh zapojenia lámp v obvode
Spätná väzba od učiteľa
- učiteľ priebežne kontroluje prácu v skupinách, otázkami zisťuje, ako porozumeli úlohám, v prípade potreby poskytne odkaz na tutoriál, pomoc so zapojením obvodu, meraním
Zápis do projektového denníka
- žiaci zapíšu zrealizované úlohy do projektového denníka
Kontrola pracovných listov, projektového denníka
Materiály, pomôcky, zdroje:
- MakeCode
- BBC micro:bity
- diódy
- káble
- multimeter
- projektový denník
- pracovný list
Krok 7: Programovanie ovládania pomocou senzorov svetla
Programovanie
Program reagujúci na vstup
Vetvenie s jednoduchou podmienkou
Použitie premennej
- žiaci bádaním hľadajú odpovede na otázky ako:
Pri akej intenzite svetla sa majú lampy rozsvietiť?
Čo robiť, ak sa bude cez deň často meniť intenzita svetla napr. počas búrky?
Materiály, pomôcky, zdroje:
- MakeCode
- BBC micro:bity
- materiál na zostavenie obvodov
Krok 8: Dokončenie modelu
Finalizácia modelu
- žiaci na základňu umiestňujú budovy, lampy, senzor
- žiaci pridajú dizajnové prvky - stromy, preliezky, ...
- žiaci zapoja obvod a overia jeho funkčnosť
Kontrola splnenia cieľov
- žiaci kontrolujú, či sú splnené ciele, za ktoré boli zodpovední (podľa úloh, ktoré si vybrali na začiatku)
Materiály, pomôcky, zdroje:
- MakeCode
- BBC micro:bity
- materiál na zostavenie obvodov
- výtvarné potreby
- projektový denník
Krok 9: Prezentácia modelov v triede
Prezentácia modelov
- každý žiak v skupine odprezentuje časť práce, za ktorú bol zodpovedný
Spätná väzba od učiteľa a spolužiakov
- učiteľ a spolužiaci overujú funkčnosť obvodov, programu a zhodnotia estetickú stránku modelu
Hodnotenie modelov iných skupín
Čo sa mi páči na modeloch iných skupín?
Čo by sa dalo ešte zlepšiť?
Materiály, pomôcky, zdroje:
- hodnotiaci dotazník
Krok 10: Reflexia
Zhodnotenie svojej práce na projekte
Vyplnenie formulárov na sebahodnotenie
Čo som sa naučil pri práci na projekte?
Ako som sa cítil pri spolupráci v skupine?
Ako by som zhodnotil svoju prácu?
Ako by som zhodnotil prácu svojej skupiny?
Materiály, pomôcky, zdroje:
- formulár na sebahodnotenie
