Leerkrachthandleiding - Apparaten programmeren

Leerkrachthandleiding - Apparaten programmeren

Inleiding

Introductie op de lessenreeks

Welkom bij de leerkrachthandleiding van de lessenserie Apparaten programmeren met de Microbit. Deze lessenserie is gemaakt in het kader van het promotietraject van Gerard Dummer aan de Universiteit Utrecht en Hogeschool Utrecht. Doel van het promotietraject is het ontwerpen van een leerlijn voor het verklaren en ontwerpen van de technisch geprogrammeerde leefwereld in de bovenbouw van het basisonderwijs. Hierdoor krijgen leerlingen inzicht in hoe apparaten en systemen die ze in het dagelijks leven tegenkomen werken. De nadruk wordt hierbij gelegd op het programmeren van deze apparaten en systemen. De lessenserie bestaat uit 5 lessen van elk een uur. In deze lessenserie programmeren leerlingen twee apparaten die ze steeds slimmer maken.

De website voor de leerlingen is te vinden op https://maken.wikiwijs.nl/142707/Leerlingmateriaal___apparaten_programmeren

De website zoals die nu online staat is een:

 

 

Doelen van de lessenserie

Dit onderzoek sluit aan op de kerndoelen van het basisonderwijs voor Natuur en Techniek, kennisinhouden Techniek zoals geformuleerd door CITO, programmeerdoelen en computational thinking.

Kerndoelen basisonderwijs Natuur en Techniek

Kerndoel 44

De leerlingen leren bij producten uit hun eigen omgeving relaties te leggen tussen de werking, de vorm en het materiaalgebruik.

 

Kerndoel 45

De leerlingen leren oplossingen voor technische problemen te ontwerpen, deze uit te voeren en te evalueren.

 

Kennisinhouden Techniek CITO

De lessen sluiten aan op de kennisinhouden die competentiebevorderd zijn voor techniek zoals CITO (2016) die heeft geformuleerd in de domeinbeschrijving van Natuur en Techniek:

 

  1. Eigenschappen van materialen en onderdelen
  2. Constructies en verbindingen
  3. Overbrengingen
  4. Geautomatiseerde systemen

Specifiek dragen deze lessen bij aan het onderdeel geautomatiseerde systemen waarvoor CITO de volgende basisinzichten formuleert:

 

Basisinzichten

  • Door geautomatiseerde systemen kunnen machines of apparaten zelfstandig taken uitvoeren, zonder tussenkomst van de mens.
  • Een geautomatiseerd systeem bestaat altijd uit de volgende onderdelen: invoer, verwerking en uitvoer. De invoer van gegevens gaat vaak via sensoren.
  • Een geautomatiseerd systeem kan een meetsysteem, een stuursysteem of een regelsysteem zijn.

 

Programmeerdoelen

De kerndoelen en basisinzichten worden verdiept door nadruk te leggen op het programmeren. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de verschillende aspecten van computational thinking.

Omdat er geen specifieke doelen zijn geformuleerd rondom programmeren voor Nederland is gebruik gemaakt van doelen zoals die in internationale curricula zijn geformuleerd (Interim Standards van de CSTA (2016), Berry (2013) en Computing at School (2012)).

Vaardigheden

  1. Leerlingen kunnen een programma ontwerpen met een bepaald doel voor ogen, dit programma kunnen ze uitwerken en debuggen.
  2. Leerlingen kunnen programmeerproblemen oplossen door programmeerproblemen op te delen in kleinere stukjes.

Algoritmes

  1. Leerlingen kunnen algoritmes maken die ondubbelzinnig, zorgvuldig en precies zijn zodat fouten worden voorkomen.
  2. Leerlingen weten dat een algoritme kan bestaan uit componenten (procedures) die ook weer bestaan uit algoritmes.
  3. Leerlingen kunnen algoritmes op een planmatige manier symbolisch vastleggen door middel van een stroomschema of in een duidelijk geformuleerde taal (zoals turtle grahics).
  4. Leerlingen kunnen een algoritme maken (met en zonder computer):
    1. Waarin de stappen in de juiste volgende moeten worden uitgevoerd (sequence);
    2. Waarin gebruik wordt gemaakt van eenvoudige herhalingen (loops);
    3. Afhankelijkheden zijn ingebouwd op basis van voorwaardelijke eisen (if, then);
    4. Waarin variabelen zijn opgenomen.
  5. Leerlingenkunnen fouten in algoritmes oplossen.

 

Programmeren

  1. Leerlingen weten dat programma’s ondubbelzinnig, zorgvuldig en precies moeten zijn om fouten te voorkomen.
  2. Leerlingen weten dat programma’s zijn ontwikkeld op basis van een plan, worden getest en worden bijgesteld als ze niet werken.
  3. Leerlingen weten dat het gedrag van een programma van tevoren gepland is.
  4. Leerlingen kunnen programma’s maken in tenminste één blokgebaseerde, visuele of tekstuele programmeertaal.
  5. Leerlingen kunnen probleem opdelen in kleinere sub-problemen.
  6. Leerlingen kunnen een programma schrijven:
    1. Dat bestaat uit een reeks (sequentie) instructies (statements) in een programmeertaal (zoals bijvoorbeeld in Scratch of Microbit).
    2. Waarin beslissingen, op basis van de (variabele) waarde van bepaalde data, zijn opgenomen om een bepaalde instructie uit te voeren.
    3. Waarin een bepaalde reeks instructies herhaald wordt, gebaseerd op de waarde van bepaalde data.
    4. Waarin een bepaalde reeks instructies tegelijkertijd wordt uitgevoerd (parallellisme).
    5. Waarin de uitvoering van het programma moet wachten tot een bepaalde gebeurtenis (event) heeft plaatsgevonden (bijvoorbeeld bepaalde toets op toetsenbord in laten drukken).
  7. Leerlingen kunnen variabelen gebruiken in een programma en die variabelen laten veranderen op basis van rekenkundige operaties.
  8. Leerlingen weten dat programma’s gebruik kunnen maken van verschillende soorten data. Leerlingen weten dat programma’s verschillende controlestructuren kunnen gebruiken (selectie en procedures).

 

Architectuur

  1. Leerlingen weten dat computers nodig zijn om programma’s op te draaien.
  2. Leerlingen weten dat een computer input nodig heeft, de computer die kan verwerken volgens een aantal vastgestelde stappen en daarna output kan geven.
  3. Leerlingen weten dat programma’s ontworpen zijn om een taak uit te voeren voor een gebruiker.
  4. Leerlingen weten dat bovenstaande ook geldt voor apparaten met embedded computers (zoals digitale camera’s), draagbare technologie (smartphone) en pc’s.

 

Computational thinking

Binnen de lessen wordt computational thinking ingezet als middel om leerlingen de verschillende programmeeropdrachten te laten oplossen. Het uitgangspunt is hierbij het kader zoals Angeli et al. (2016) deze hebben geformuleerd.

  • Abstraheren: irrelevante informatie over het object of proces negeren, belangrijke (vaak onzichtbare) informatie en relaties expliciteren;
  • Generaliseren: overeenkomsten en verschillen tussen een nieuw probleem en een eerder opgelost probleem herkennen en benutten;
  • Decomponeren: een complex probleem in kleinere problemen opsplitsen zodat het makkelijker te begrijpen en op te lossen is;
  • Algoritmisch denken: een stappenplan ontwikkelen om een probleem op te lossen;
  • Debuggen: systematisch fouten zoeken en herstellen.

 

Om leerlingen na te laten denken over technisch geprogrammeerde systemen/apparaten wordt de volgende opzet gebruikt:

  • Technisch geprogrammeerd systeem vanuit gebruikersperspectief laten beschrijven
  • Een scenario laten beschrijven vanuit het standpunt van de computer (een zogenaamde use case).
  • Een schematische opzet laten maken voor het programmeren van een technisch geprogrammeerd systeem (use case diagrams).
  • Het programmeren van het technisch geprogrammeerd systeem.

 

Hierbij wordt de opbouw gevolgd zoals die door professionals wordt gehanteerd (Larman, 2004; Cockburn, 1997). Een use case beschrijft gedetailleerd een scenario voor een computerprogramma voor een bepaald systeem. Een use case diagram is een schematische voorstelling van zo’n scenario. Deze aspecten zijn te koppelen aan de computational thinking vaardigheden zoals Angeli et al. (2016) die formuleren.

In de tabel hieronder staat in het zwart de invulling van CT weergegeven van Angeli et al. (2016) en in het rood de invulling zoals ik die formuleer voor nadenken over physical computing.

Vaardigheden

Onderbouw

Middenbouw

Bovenbouw

Abstractie

Met hulp van buitenaf een model maken om een probleem op te lossen (bijvoorbeeld instructie maken voor de BeeBot)

  • Een model maken om een probleem op te lossen (bijvoorbeeld eigenschappen aan een sprite toevoegen van een game)
  • Een nieuw model maken om een probleem op te lossen (bijvoorbeeld een simulatie).

 

  • Een use case diagram maken van een  technisch geprogrammeerd systeem.

 

Generalisatie

  • Patronen herkennen tussen oude en nieuwe problemen. En een bestaande aanpak gebruiken voor een nieuw probleem.
  • Remixen en hergebruiken van bronnen die eerder zijn gebruikt.
  • Remixen en hergebruiken van bronnen die eerder zijn gebruikt.
  • Algoritmes hergebruiken bij het programmeren van andere systemen.

Decompositie

  • Een moeilijke opdracht in een reeks simpelere subtaken opdelen.
  • Een moeilijke opdracht in een reeks simpelere subtaken opdelen.
  • Een oplossing ontwerpen door het samenvoegen van een verzameling kleinere onderdelen.
  • Een moeilijke opdracht in een reeks simpelere subtaken opdelen.
  • Een oplossing ontwerpen door het samenvoegen van een verzameling kleinere onderdelen.
  • Een use case kunnen formuleren voor de verschillende onderdelen (input, verwerking en output) van een technisch geprogrammeerd systeem.
  • Op basis van use cases een oplossing kunnen formuleren voor TGS.    

Algoritmisch denken

  • Een reeks stappen bepalen voor een oplossing.
  • Instructies in de goede volgorde zetten.
  • Een reeks stappen bepalen voor een oplossing.
  • Instructies in de goede volgorde zetten.
  • De reeks een aantal keren herhalen (iteratie)
  • Een reeks stappen bepalen voor een oplossing.
  • Het kunnen programmeren van een sequentie.
  • Instructies in de goede volgorde zetten.
  • De reeks een aantal keren herhalen (iteratie).
  • Het kunnen programmeren van een lus (loop)
  • Beslissingen nemen gebaseerd op voorwaardelijke condities.
  • Het kunnen programmeren van een conditie.
  • Bewaren, ophalen en updaten van variabelen.
  • Het kunnen programmeren van een variabele.
  • Wiskundige en logische uitdrukkingen formuleren.
  • Wiskundige en logische uitdrukkingen kunnen gebruiken bij het programmeren.

Debuggen

  • Herkennen als instructies niet overeenkomen met acties.
  • Verwijderen en herstellen van fouten.
  • Herkennen als instructies niet overeenkomen met acties.
  • Verwijderen en herstellen van fouten.
  • Herkennen als instructies niet overeenkomen met acties.
  • Verwijderen en herstellen van fouten.
  • Programmeerfouten herkennen.
  • Programmeerfouten verwijderen en herstellen.

Didactiek

De lessenserie valt binnen het vakgebied physical computing. Een vakgebied dat een combinatie is van de deelgebieden elektronica, informatica en mechanica. In deze lessenserie richten we ons op het programmeren van de apparaten. Het vakgebied van de informatica dus. Uit onderzoek (Grover et al., 2015; Grover & Bau, 2017) blijkt dat een combinatie van guided discovery en instructie zorgt voor deep learning. Hoe ingewikkelder de programmeerconcepten worden des te meer expliciete instructie is er nodig (Waite, 2017). Het gaat hierbij niet alleen om het zelf programmeren maar ook om het begrijpen van bestaande codes. Lau en Yuen (2009) beschrijven verschillende programmeerdidactieken waarin het enerzijds gaat om het programmeren zelf maar anderzijds om het leren problemen op te lossen. Het probleemoplossend vermogen vergroten wordt gedaan aan de hand van computational thinking. Maar we kunnen hierbij ook verwijzen naar Polya (1957) die het oplossend van problemen opdeelt in 4 fasen: begrijp het probleem, maak een plan, voer het plan uit en reflecteer op het plan.

Kortom: de didactiek van deze lessenserie zal bestaan uit een gerichte instructie waarbinnen leerlingen steeds de ruimte krijgen om problemen op te lossen. Leerlingen schrijven niet alleen code maar lezen deze ook. Geleidelijk aan zullen leerlingen steeds meer concepten beheersen en krijgen ze de ruimte om programmeerproblemen zelf op te lossen.

De programmeeropdrachten zijn opgebouwd volgens met Use-Modify-Create model van Lee et al. (2011). Dit model bestaat uit drie onderdelen waarin leerlingen eerst de werking van een stukje code ervaren (Use), de code dan op kleine onderdelen aanpassen (Modify) zodat ze nog meer inzicht krijgen in de code en tenslotte op basis van de opgedane kennis zelf een nieuwe code mogen schrijven.

Use

De leerling gebruikt de bestaande code om een specifieke opdracht uit te voeren. 

De leerkracht legt de gebruikte code uit aan de leerlingen. 

 

Modify

De leerkracht geeft kleine specifieke opdrachten om in de bestaande code iets te veranderen (weglaten, toevoegen of wijzigen). 

Create

De leerkracht geeft een nieuwe opdracht waarbij de leerlingen de kennis gebruiken die ze in de Use en Modify fase hebben opgedaan. 

 

 

Opbouw van de lessenreeks

De lessenserie bestaat uit 5 lessen. De korte inhoud van de lessen is hieronder beschreven.

Les 1

In les 1 gaan de leerlingen onderzoeken welke apparaten ze thuis hebben waar een computer inzit en hoe die apparaten werken. Ook maken de leerlingen kennis met de microbit. Een kleine computer die je kunt gebruiken om je eigen apparaat te maken.

Les 2

In les 2 gaan de leerlingen een unplugged activiteit doen waarbij ze een apparaat naspelen. De unplugged activiteit gaat over de parkeerplaats met slagbomen. Leerlingen leren hoe zo'n parkeerplaats weet dat die vol is en er geen auto's meer bij kunnen. Ze gaan ook met de microbit aan de slag om die verder te verkennen.

Les 3

In les 3 gaan de leerlingen de parkeerplaats zelf programmeren. Ze gebruiken daarbij de microbit en motoren om alles werkend te krijgen.

Les 4

In les 4 gaan leerlingen verder met de parkeerplaats om die te programmeren. De leerlingen zorgen ervoor dat alles naar behoren werkt.

Les 5

In les 5 gaan de leerlingen een ander apparaat programmeren: een wasmachine. Ze gebruiken daarbij de kennis die ze hebben opgedaan in de vorige bijeenkomsten.

Dit is een huiswerkopdracht. Je gaat namelijk onderzoeken welke apparaten jullie thuis hebben waarvan je denkt dat er een computer in zit. Je kijkt daarvoor in de verschillende ruimtes in huis: 

  • Keuken
  • Woonkamer
  • Slaapkamer
  • Schuur
  • Zolder

Je noteert alle apparaten die jullie in huis hebben die alleen werken als ze stroom krijgen. Je geeft ook aan of je denkt dat er een computer in het apparaat zit die het apparaat slim maakt. 

 

Les 1 - Introductie

Doelen - Les 1

In les 1 gaan de leerlingen onderzoeken welke apparaten ze thuis hebben waar een computer inzit en hoe die apparaten werken. Ook maken de leerlingen kennis met de microbit. Een kleine computer die je kunt gebruiken om je eigen apparaat te maken.

Doelen

  • Leerlingen worden geconfronteerd met het verschijnsel geautomatiseerd systeem.
  • Leerlingen kunnen in hun eigen woorden vertellen dat geautomatiseerde systemen machines of apparaten zijn die zelfstandig taken kunnen uitvoeren, zonder tussenkomst van de mens.
  • Leerlingen kunnen in hun eigen woorden vertellen dat een geautomatiseerd systeem bestaat altijd uit de volgende onderdelen: invoer, verwerking en uitvoer.
  • Leerlingen kunnen voorbeelden noemen van sensoren die zorgen voor de invoer van gegevens.
  • Leerlingen zijn zich bewust dat veel apparaten die ze thuis gebruiken een geautomatiseerd systeem zijn waarin een computer zorgt voor de verwerking van gegevens.
  • Leerlingen begrijpen dat apparaten stroom nodig hebben en dat stroom alleen stroomt als de stroomkring gesloten is.
  • Leerlingen kunnen de verschillende onderdelen van een microbit benoemen.

Organisatie - Les 1

Duur: 60 minuten

Benodigde materialen

  • Microbit per 2 leerlingen
  • Laptop per 2 leerlingen
  • Werkblad Apparaten in huis
  • Werkboek programmeeropdrachten - Les 1

Voorbereidingen

Het werkblad Apparaten in huis is uitgeprint zodat leerlingen in tweetallen ermee aan de slag kunnen.

Het werkboekje programmeeropdrachten - Les 1 is uitgeprint zodat leerlingen in tweetallen ermee aan de slag kunnen.

Lesverloop - Les 1

Introductie

(10 minuten)

(Dia 1 tot en met 5)

De les begint met de vraag over een apparaat dat in elke school te vinden is: het kopieerapparaat.

De volgende vragen worden klassikaal behandeld:

  • Wie heeft er wel eens een kopietje gemaakt op school?
  • Wist het kopieerapparaat uit zichzelf wat het moest doen?
  • Hoe kon je het kopieerapparaat vertellen wat het moest doen?
  • Wat kun je allemaal instellen op het kopieerapparaat op school?
  • Doet het kopieerapparaat het als de stekker niet in het stopcontact zit?
  • Zou het kopieerapparaat het doen als er geen knoppen op zitten waar je op kunt drukken?
  • Zou het kopieerapparaat het doen als er geen inkt en papier in zou zitten?
  • Wat in het kopieerapparaat zorgt ervoor dat er precies uitkomt wat je wilt? Bijvoorbeeld 5 kopietjes?

Deze vragen zijn bedoeld om de leerlingen bewust te maken van de basale indeling van apparaten:  en apparaat heeft input nodig, moet de input verwerken en geeft output.

Kern

(45 minuten)

Dia 6

Een overzicht van de lessen voor de komende periode. 

Dia 7

Doelen van deze les

(Dia 8 tot en met 16)

Aan de hand van twee voorbeelden (kopieerapparaat en wasmachine) wordt de opbouw van apparaten (input, verwerking en output) besproken. Leerlingen krijgen daara de opdracht om in tweetallen na te denken over:

  • Welke apparaten hebben jullie in huis?
  • En in welk apparaat zit een computer?
  • Waarom denk je dat daar een computer in zit?
  • Schrijf de naam van het apparaat op, of je denkt dat er een computer in zit en waarom je dat denkt.

Dit lijstje wisselen we uit. 

Dia 17 tot en met 25

De leerlingen pakken de microbit uit en sluiten die aan op de computer. Daarna maken de leerlingen in tweetallen de opdrachten om de microbit te verkennen met behulp van het werkboekje apparaten programmeren - Les 1. 

Afsluiting

Dia 26

(5 minuten)

Korte vooruitblik op de volgende les. 

Materialen - Les 1

Open bestand Presentatie voor leerlingen - Les 1

Open bestand Werkblad apparaten in huis

Les 2 - Unplugged

Doelen - Les 2

In les 2, kijken we kort terug op les 1, bespreken we de huiswerkopdracht (apparaten in huis), voeren de unplugged activiteit Parkeerplaats uit, maken verder kennis met de microbit door deze te programmeren. 

Doelen:

Aan het einde van de les:

  • hebben de leerlingen door middel van een unplugged activiteit ervaren hoe de verschillende onderdelen van een apparaat (input, verwerking en output) samenwerken. 
  • hebben de leerlingen door middel van pseudo-code algoritmes opgesteld om het computerprogramma van de parkeerplaats steeds slimmer te maken. 
  • kunnen de leerlingen uitleggen waaruit de verschillende onderdelen van de programmeeromgeving van de Microbit bestaan. 
  • kunnen leerlingen eenvoudige gestructureerde programmeerproblemen oplossen en testen. 
  • kunnen leerlingen een programmaatje op de microbit zetten. 

Organisatie - Les 2

Duur: 60 minuten

Benodigde materialen

  • Microbit per 2 leerlingen
  • Laptop per 2 leerlingen
  • Werkblad per tafelgroepje
  • Werkblad voor de unplugged opdracht per leerling
  • Werkboekje voor de programmeeropdrachten
  • 6 stoelen
  • 1 wisbordje
  • 1 stift
  • Schilderstape
  • Opdrachtkaartjes voor de leerlingen (gebundeld per onderdeel)
  • PowerPointpresentatie

Voorbereidingen

Print de handleiding voor de unplugged activiteit uit zodat je de activiteit kunt begeleiden.

Print het werkbladen en het programmeerboekje van les 2 uit .

Zorg dat de computers zijn opgeladen en dat de microbitdoosjes aanwezig zijn.

Lesverloop - Les 2

Introductie

(10 minuten)

Dia 1 tot en met 9

We kijken terug op les 1 met behulp van drie korte opdrachten die gemaakt worden in het tafelgroepje: begrippen (input, output, verwerking en signaal) op de juiste plaats zetten bij een systeem, programmeerconcepten koppelen aan omschrijving en verdeling maken van apparaten met en zonder computer. 

Kern

(50 minuten)

Dia 10 tot en met 39

De kern van de les bestaat uit 3 onderdelen

  1. Unplugged opdracht (30 minuten) (dia 19 tot en met 46)
  2. Programmeeropdrachten (20 minuten) (dia 47 en filmpjes op het tabblad Leerlingmateriaal)

Unplugged opdracht

De unplugged opdracht bereidt voor op les 3 waarin leerlingen een begin maken met het programmeren van de parkeerplaats. Voor deze opdracht is een handleiding beschikbaar voor de leerkracht en opdrachtkaartjes voor de leerlingen. Deze staan op de pagina Presentatie. Leerlingen vullen bij deze opdracht het uitgeprinte Werkblad Les 2 in dat staat op de pagina Leerlingmateriaal.

Programmeeropdrachten

 

Met behulp van de filmpjes die op de pagina Leerlingmateriaal staan maken leerlingen in tweetallen de programmeeropdrachten met de microbit. De volgende opdrachten moeten de leerlingen maken:

  • Opdracht 1: Hartje laten zien als je op knop A drukt.
  • Opdracht 2: Scherm uitzetten als je op knop B drukt.
  • Opdracht 3: Naam laten zien als je op knop A en B tegelijkertijd drukt.
  • Opdracht 4: De hele tijd een kloppend hartje laten zien.
  • Opdracht 5: Hartje 10 keer laten kloppen als je op knop A drukt

Afsluiting

Dia 48

(5 minuten)

Laat leerlingen de vragen onder het kopje Hoe vond je het invullen.

Materialen - Les 2

Open bestand Presentatie voor leerlingen - Les 2 - Daltonschool Rijnsweerd

Open bestand Presentatie voor leerlingen - Les 2

Open bestand Werkblad Les 2 in tafelgroepje

Open bestand Unplugged activiteit de parkeerplaats

Open bestand Opdrachtkaartjes unplugged activiteit parkeerplaats

Open bestand Werkblad Unplugged opdracht

Open bestand wisbordje.pdf

Open bestand Programmeeropdrachten leerlingen.pdf

Onderstaande video's zijn bedoeld ter ondersteuning van de programmeeropdrachten van het werkboekje. Deze hoeven niet te worden getoond perse. Alleen als dit nodig mocht blijken als er onduidelijkheid is over de uitvoering van de opdrachten. 

Opdracht 1 - Gebruiken en Bekijken

Opdracht 1 - Bewerken

Opdracht 1 - Nieuwe uitdaging

Opdracht 1 - Oplossing

 

Opdracht 2 - Bekijken en Gebruiken

Opdracht 2 - Aanpassen

Opdracht - Nieuwe uitdaging

Opdracht 2 - Oplossing

Opdracht 3 - Gebruiken en Bekijken

Opdracht 3 Aanpassen

Opdracht 3 - Nieuwe uitdaging

Opdracht 3 - Oplossing

 

Opdracht 4 - Gebruiken en Bekijken

Opdracht 4 - Aanpassen

Opdracht 4 - Nieuwe uitdaging

Opdracht 4 - Oplossing

Les 3 - Parkeerplaats deel 1

Doelen - Les 3

In les 3, kijken we kort terug op les 2 en programmeren we met behulp van de microbit de slagbomen, sensoren en LED-lichtjes van de parkeerplaats.

Doelen:

Aan het einde van de les:

  • Kunnen de leerlingen de microbit programmeren om de motoren aan te sturen
  • Kunnen de leerlingen de microbit zo programmeren dat het de input van de sensoren gebruikt
  • Kunnen de leerlingen een variabele (geheugenblok) gebruiken om de computer bij te laten houden hoeveel auto’s op de parkeerplaats staan.
  • Kunnen de leerlingen de LED-lichtjes laten branden die aangeven hoeveel plaatsen bezet zijn.

Organisatie - Les 3

Duur: 60 minuten

Benodigde materialen

  • Microbit per 2 leerlingen
  • Doosje met materialen voor de parkeerplaats
  • Plattegrond van de parkeerplaats
  • Laptop per 2 leerlingen
  • Werkboekje voor de programmeeropdrachten
  • PowerPointpresentatie

Voorbereidingen

Zet de doosjes met de materialen van de parkeerplaats klaar. 

Leg de plattegronden van de parkeerplaats klaar. 

Zorg dat de computers en de batterijen zijn opgeladen en dat de microbitdoosjes aanwezig zijn.

Lesverloop - Les 3

Introductie

(5 minuten)

Dia 1 tot en met 5

We kijken terug op les 2 door even te benoemen wat in de vorige les aan bod is gekomen en te vragen wat ze daar van vonden. 

Kern

(50 minuten)

Dia 6 tot en met 50

De kern van de les bestaat uit de volgende onderdelen

  1. Voorbereiding op opdracht 1: parkeerplaats in elkaar zetten (10 minuten)
  2. Opdracht 1: slagbomen programmeren (15 minuten)
  3. Voorbereiding opdracht 2: sensoren aansluiten (10 minuten)
  4. Opdracht 2: sensoren gebruiken (15 minuten)
  5. Opdracht 3: Geheugen maken voor de computer en LED-lichtjes laten branden (20 minuten)

 

Afsluiting

Dia 51

(5 minuten)

Vertel kort wat de volgende keer aan de orde komt. 

Materialen - Les 3

Open bestand Presentatie voor leerlingen - Les 3

Open bestand Programmeeropdrachten leerlingen

Opdracht 1 - Gebruiken en bekijken

Opdracht 1 - Aanpassen

Opdracht 1 - Nieuwe uitdaging

Opdracht 2 - Gebruiken en bekijken

Opdracht 2 - Aanpassen

Opdracht 2 - Nieuwe uitdaging

Opdracht 3 - Gebruiken en bekijken

Opdracht 3 - Gebruiken en bekijken - LED-lichtjes

Opdracht 3 - Aanpassen

Opdracht 3 - Nieuwe uitdaging

Les 4 - Parkeerplaats deel 2

Doelen - Les 4

Organisatie - Les 4

Lesverloop - Les 4

Presentatie - Les 4

Leerlingmateriaal - Les 4

Les 5 - Nieuwe programmeeropdracht

Doelen - Les 5

Organisatie - Les 5

Lesverloop - Les 5

Presentatie - Les 5

Leerlingmateriaal - Les 5

Rest

Je maakt 5 programmeeropdrachten om de parkeerplaats steeds slimmer te maken. Bij elke opdracht staat uitgelegd wat je moet doen. 

Opdracht 1

Een computer voert stap voor stap de verschillende programmeeropdrachten uit. Zo'n stappenplan heet in computertermen een sequentie. Als je de programmeeropdrachten in de verkeerde volgorde zet, voert hij het dus ook in de verkeerde volgorde uit. 

In deze opdracht moet je ervoor zorgen dat de slagbomen van de parkeerplaats open en dicht gaan. Sleep de blokken voor de slagbomen in de goede volgorde naar de juiste knop.  Klik op Bewerken om de opdracht te maken in de Editor.

Opdracht 2

Je kunt een computerprogramma iets laten onthouden dat hij later weer kan gebruiken of nodig heeft. De manier waarop een computerprogramma dat doet is door gebruik te maken van een variabele. Een variabele is een heel simpel geheugen van een programma. Een variabele geef je een duidelijke naam zodat je goed weet wat hij moet onthouden.

In deze opdracht moet je ervoor zorgen dat de computer onthoudt hoeveel auto's op de parkeerplaats staan. Dat doe je met behulp van een variabele met de naam Plaatsen bezet. De variabele Plaatsen bezet onthoudt voor de computer hoeveel plaatsen in de parkeerplaats bezet zijn.

Zorg ervoor dat:

  • Bij het opstarten de computer onthoudt dat er 0 plaatsen bezet zijn.
  • Als een auto de parkeergarage inrijdt, de computer onthoudt dat er 1 plek extra bezet is.
  • Als een auto de parkeergarage uitrijdt, de computer onthoudt dat er 1 plek minder bezet is.

Klik op Bewerken om de opdracht te maken in de Editor

Opdracht 3

In deze opdracht moet je ervoor zorgen dat de slagbomen pas weer dicht gaan als de auto over de sensor is gereden. Je zorgt er ook voor dat de teller pas telt hoeveel auto's erbij zijn gekomen en weer zijn afgegaan als de slagboom dicht is. Klik op Bewerken om de opdracht te maken in de Editor. 

Opdracht 4

In deze opdracht zorg je ervoor dat automobilisten zien dat de parkeerplaats vol is als er drie auto's op de parkeerplaats staan.

Je zorgt er ook voor dat de slagboom alleen maar omhoog gaat als er minder dan drie auto's op de parkeerplaats staan.  

Klik op Bewerken om de opdracht te maken in de Editor. 

Opdracht 5

In deze opdracht zorg je ervoor dat de teller pas auto's telt als de slagbomen ook open zijn geweest. Klik op Bewerken om de opdracht te maken in de Editor. 

  • Het arrangement Leerkrachthandleiding - Apparaten programmeren is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Gerard Dummer Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
    Laatst gewijzigd
    2019-05-20 12:11:52
    Licentie
    CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    In het kader van het promotietraject van Gerard Dummer komen hier de bestanden te staan die leerkrachten en leerlingen nodig hebben.
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Studiebelasting
    4 uur en 0 minuten
    Trefwoorden
    computational thinking, programmeren