quiver-ev-etkinlik Online Bilişim Robotik Kodlama Ders Müfredatı ve Uzaktan Eğitimi
Quiver
30 Mart 2020
VEXcode VR Online Bilişim Robotik Kodlama Ders Müfredatı ve Uzaktan Eğitimi
VEXcode VR ile robot olmadan robotik kodlama öğretebilirsiniz.
6 Nisan 2020

Micro:Bit, Neden Olmasın?

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Ders Müfredatı ve Uzaktan Eğitimi

2014 yılında İngiltere’de ulusal eğitim müfredatı, zamanın ihtiyaçları göz önüne alınarak güncellenmiş. Buna göre; ilkokul 2, 3 ve 4. Sınıftan itibaren tüm çocukların dünyayı anlamak ve değiştirebilmek için analitik düşünme becerisinin- bilgisayar programlama/kodlama becerisi- geliştirilmesi zorunlu hale getirilmiş1.

Aslına bakarsanız oldukça güzel bir karar gibi görünüyor. Tüm öğrencilerin erken yaşta kodlama araçları ile çalışması ve algoritmik düşünme becerisini geliştirmesi için eğitim sisteminin yeniden planlanması insanı heyecanlandırıyor. Ancak, aklıma şu soru takılıyor: kodlama deneyimi olmayan birçok öğretmen bu müfredatı nasıl yerine getirebilecek? Okullar tüm bu süreç için gerekli kaynağı nasıl temin edecekti?

Sorunun cevabı BBC tarafından verilmiştir. İngiltere’deki en büyük yayıncı kuruluş olan BBC, 1980 yılından beri eğitim için çeşitli çalışmalar yapmaktadır.

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Müfredatı ve Eğitimi

Şekil 1 : BBC Micro model A/B:British Broadcasting Corporation Mikrobilgisayar Sistemi veya BBC Micro, 1980’lerde Acorn Computer şirketi tarafından British Broadcasting Corporation tarafından işletilen BBC Bilgisayar Okuryazarlığı Projesi için tasarlanan ve üretilen bir dizi mikro bilgisayar ile ilgili çevre birimidir.

Resimde BBC tarafından geliştirilmiş BBC Micro modeli görmekteyiz. 1981 yılında piyasaya sunulmuştur. Eğitime önem verilerek tasarlanan bu ürün sağlamlığı, genişletilebilirliği ve işletim sisteminin kalitesiyle dikkat çekiyordu. BBC yayıncı bir kuruluş olduğu için sadece elektronik cihazın üretimiyle sınırlı kalmayarak toplumda gerekli ilgiyi uyandırması amacıyla 1982 yılında televizyon dizisi “The Computer Programme-Bilgisayar Programı” BBC2’de yayınlanmıştır. Dizide Chris Serle’nin bu BBC Micro modelini nasıl kullanıldığını öğrenmesi anlatılmaktadır. https://www.youtube.com/watch?v=jtMWEiCdsfc adresinden dizinin bölümlerini izleyebilirsiniz.

Günümüze geldiğimizde ise BBC önderliğinde 29 yardımcı firma tarafından, “Make It Digital” projesi kapsamında ,Micro:Bit kartı tasarlanarak 2016 yılında 7.sınıflardan itibaren yaklaşık 1 milyon öğrenciye ücretiz olarak dağıtılmıştır.

Peki bu kredi kartından daha küçük olan kart, programlama becerimizi geliştirmemizi nasıl sağladı? Kodlama öğrenme şeklimizi nasıl değiştirdi?

“Kod”  ifadesi; bilgisayarların, istediğimiz görevleri yerine getirebilmesi için onların anlayacağı dile çevrilebilen ifadelerdir. Müzik dinlemek, çizim yapmak, internette gezinmek bunların hepsi programlar aracılığıyla bilgisayara yaptırdığımız işlerdir.

29 harften oluşan alfabemizde bulunan karakterleri bir araya getirerek kelimeler ve kelimeleri de bir araya getirerek cümleleri oluşturmaktayız. Böylece insanlar ile iletişim kurabilmekteyiz. Peki bilgisayarların alfabesinde kaç karakter vardır? 29, 38, 200, 350 12323? Elektronik aygıtlar olan bilgisayarların iletişim dili de elektronik bir dildir ve alfabesinde 2 karakter bulunur. 1 ve 0.  Binary sayı sistemi olarak ifade edilen bu alfabe, bilgisayar sistemlerinin iletişiminde ve kontrolünde kullanılır. Örneğin klavyeden 7 tuşuna bastığınızda binary sayı sistemindeki karşılığı (0111)2’dir. Ascii tablosuna bakarak harflerin de binary karşılıklarını görebilmekteyiz. Örneğin A karakterinin binary karşılığı (01000001)2’dir. 1’ler ve 0’lardan oluşan bir programlama dili oldukça yorucu olacaktır. Bu amaçla assembly dili kullanılmaya başlanmıştır. Ardından fortran, lisp, cobol, cpl, pascal, C ve daha birçok programlama dili geliştirilmiştir. Bu programlama dillerini bilmek aynı zamanda donanım bilgisini de gerektirmektedir. 8051 isimli mikroişlemci için geliştirdiğiniz bir yazılımı 6502 mikroişlemcisinde kullanamadığınız gibi her mikroişlemcinin donanımına da hakim olmanız gerekmekte idi. Bu da her mikroişlemci için yeniden öğrenilmesi gereken donanımlar ve programlama dilleri demekti. Özetle bir mikroilemciyi/mikrodenetleyiciyi programlamak; uzun yıllarını bu işe vermiş, donanım konusunda bilgili, hataları çözme konusunda sabırlı kişilerin yapabileceği bir iş idi. 

Teknolojik gelişmeler sadece donanımları değil yazılımları da etkilemiştir. Cihazların hızlanması, boyutlarının küçülmesi, işlemci hızları, depolama kapasitelerinin artması gibi etkenler ile programlama dilleri assembly dilinden, neredeyse konuşma diline yakın seviyede yazdığımız programlama dillerine evrilmiştir. Programlama dillerinin daha kolay anlaşılabilir olması, dilin kendisini öğrenmek için harcadığımız zamanı proje geliştirmek için kullanmamızı sağlamıştır.

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Müfredatı ve Eğitimi

Şekil 2: 8086 mikroişlemci programlama eğitim seti ve microBit kartı

Assembly dilinden C++’ diline kadar birçok programlama dili ile bilgisayarlar programlanmıştır. Blok tabanlı programlama ile her kesimden ilgili ve meraklı kişiler için bilgisayar üzerinde kod yazmak kolay ve eğlenceli bir etkinliğe dönüşmüştür.

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Müfredatı ve Eğitimi

Şekil 3 : Zaman içinde programlama dillerinin evrimleşmesi

Micro:bit kartı da üzerinde 32 bitlik gelişmiş bir mikrodenetleyici barındıran elektronik geliştirme kartıdır. Micro:Bit kartı, blok tabanlı ve metin tabanlı programlama dilleri ile programlanabilmektedir. Bu sayede ilkokuldan üniversiteye kadar tüm kademelerde öğrencilerin gelişimi için kullanılabilmektedir. Burada dikkatinizi çekmek istediğim nokta, bilgisayarların/elektronik geliştirme kartlarının ilkokul seviyesindeki bir öğrenci tarafından programlanabilmesi ve bunu oyun oynar gibi kolaylıkla yapabilmesi, gömülü sistemler(embedded System) özelinde çığır açıcı bir yaklaşım olmuştur. Özellikle python programlama dili ile programlanabiliyor olması, bu ekosistemin sunduğu kaynak, projeler ve hızlıca tecrübe sahibi olabilmek microbitin güçlü yönlerindendir.

Peki asıl sorumuzun cevabı; microbit kullanarak programlama becerimizi nasıl geliştirdik? Microbit, makecode, scratch, mBlock eduBlock gibi blok tabanlı programlama arayüzleri tarafından desteklenir. Ayrıca microPython ile çoğu donanımı kontrol edilerek çeşitli projeler geliştirebilmekteyiz.

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Müfredatı ve Eğitimi

Şekil 4 : MicroBit kartı bilgisayara takıldığında usb sürücü olarak tanınır.

Microbit kartı bilgisayara takıldığında usb sürücü olarak tanınır. .hex uzantılı program dosyasını sürükle bırak yöntemi ile microbit’e taşımanız programın kaydedilmesi için yeterlidir. Bu sayede sürücü yükleme, port seçme gibi ayarlar yapmaya gerek kalmadan blok tabanlı editörde yazdığımız programı microbite kolaylıkla aktarabilmekteyiz.

Microbit gibi bir geliştirme kartı ile çalışıyorsak öğrenme maliyeti sadece kartın kendisini satın almamız ile bitmez. Kart ile beraber satın alacağınız sensörler, çeşitli devre elemanları ve öğrenme sürecinizi destekleyecek projeler sizin bu süreci hızlıca tamamlamanızı sağlayacaktır. Microbit kartını kullanarak geliştirdiğiniz bir projede kullanabileceğiniz;

-25 led diyot,

-sıcaklık sensörü

-ışık sensörü

-bluetooth iletişim

-kablosuz iletişim

-İvme ölçer

-pusula sensörü

-butonlar

kart ile gelen çevre birimleridir.

Microbit benzeri bir geliştirme kartı olan Arduino kartları sayesinde ülkemizde ve dünyada birçok öğrenci gömülü sistemler için oldukça yenilikçi fikirler ve projeler geliştirmiştir. Arduino kartının masaüstünde çalıştırılması, için bilgisayara bağlanarak sürücüsünün yüklenmesi gerekir. Arduino kartının üzerinde kullanabileceğimiz 13 numaralı pine bağlı 1 led diyot bulunmaktadır. Bugün piyasa koşullarında orijinal arduino uno kartı ile microbit kartı arasında maliyet bakımından çok az fark bulunmaktadır. (Orijinal olmayan arduino uno kartı, microbit kartından yaklaşık olarak 6 kat daha ucuzdur. ) Buna karşılık microbit kartının sağladığını sensörler ve diğer donanımlar bir bütün olarak programlama eğitiminde, microbit kartının bir adım öne çıkmasını sağlamaktadır.

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Müfredatı ve Eğitimi

Şekil 5: Arduino uno vs microbit

Ayrıca arduino kartları ile çalışırken microbit’e benzer bir çalışma donanımı sağlayabilmek için şekil5’de görüleceği üzere birçok sensör ve donanımın da arduino uno kartına bağlanması gerekecektir. Öğrencilerle yaptığımız eğitimlerde microbit kartının tümleşik yapısı sayesinde; sıcaklık ölçüm uygulaması, eğim ölçümü uygulaması, ivme ölçümü uygulaması, adımsayar uygulaması, kablosuz haberleşme uygulamaları, butonlar ile veri gönderme, ekranda veri görüntüleme gibi bir çok uygulamayı sadece micro:bit kartını kullanarak ek bir bileşen projeye dahil etmeden gerçekleştirebilmekteyiz. Tüm bunların yanında aynı anda birden fazla microbit kartına veri gönderme ve veri alma projeleri de microbit ile kolaylıkla gerçekleştirilebilmektedir.

Microbit kartının donanım olarak karşılaştırılması açısından da arduino uno kartının önünde olduğu anlaşılmaktadır.

  Micro:bit Arduino UNO
Master Chip nRF51822 ATmega328P
İşlemci-Mikrodenetleyici 32 bit ARM Cortex M0 8 bit AVR
Flash ROM (Program Belleği) 256KB 32KB
RAM 16KB 2KB
Çalışma frekansı 16M 16M
Display 5*5 LED dot matrix 1 LED
Buton 2 Yok
Bluetooth Var Yok
Accelerometer Var Yok
Digital Compass Var Yok
Güç UAB/ Batarya USB/AC power

Şekil 6 : Microbit ve arduino uno kartının donanım özelliklerinin karşılaştırılması

Desteklenen programlama dilleri açısından da microbit kartının python desteğinin bulunması yine artı özelliklerinden birisidir. Arduino uno kartı ile de python programlama dili için geliştirmeler yapılmakta ancak kartın program hafızasının ve ram hafızasının görece düşük değerde olması arduino uno için python dili çok da tercih edilen bir dil olmamaktadır.

Microbit kartının belki de tek beğenmediğim özelliği harici bir sensör ya da motor gibi devre elemanı bağlamak istediğimizde mevcut pin yapısının buna çok müsait olmadığını görmekteyiz. Bu amaçla şekilde gösterilen genişletme kartı kullanılmaktadır. Bu kart sayesinde pinlere devre elemanlarını bağlamak oldukça kolaylaşmaktadır.

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Müfredatı ve Eğitimi

Şekil 7: Microbit genişletme kartı

Microbit kartı 3V ile çalışmaktadır. Bu sebeple güç kablosu ile çalışması yerine 2 adet kalem pil ile çalıştırılmasını sağlayabilirsiniz. Bu sayede üzerinizde taşıyabilir ve kablosuz bağlantı özelliği sayesinde telefonunuz ile haberleştirebilirsiniz.

Tüm özellikleri incelendiğinde programlama eğitiminde bilgisayar ortamındaki soyut komutların somut bir ürüne dönüştürülmesinde, pratik, ekonomik ve geliştirilebilir bir eğitim materyali olarak microbit kartının, programlama becerimizi geliştirmemize yardımcı olduğunu görmekteyiz.

Çocukların hangi becerileri geliştirmelerine yardımcı olur?

Çocuklar hayal güçlerini micro:bit ile gerçekleşebilen projeler için kullanabilirler. 7 Mart 2016 tarihinde Yorkshire’daki Rishworth School isimli bir okulda, öğrenciler bir helyum balonuna bir mikro:bit eklemiş ve uzayın eteklerinin fotoğraflarını çekmek için 32,308 metrelik bir yolculuğa göndermiştir.2

Micro Bit Online Bilişim Robotik Kodlama Müfredatı ve Eğitimi

Şekil 8 : Uzaya gönderilen micro:bit

BBC micro: bit hakkında ne düşündük?

10 yaşındaki Tom’dan BBC mikro:bitini denemesini istedik. Daha önce 5. Sınıf sınıfında çok temel bir kodlama yapmıştı, ancak bu programlanabilir bir cihaz kullanmaya yönelik ilk girişimiydi.

Tom, “Kodlamayı öğrenmek için gerçekten iyi bir yol” diyor. ‘Biraz deneyim sahibi olmanız gerekiyor ama fazla değil. Web sitesi size başlamak için harika tavsiyeler ve öğreticiler sunuyor. Mikro:bit ile bir Taş, Kağıt, Makas oyunu yaptık. ”

Bu arada Tom’un babası Ian da etkilendi. ‘Bu çok basit bir tak ve çalıştır cihazı ve ilk kez topladıktan sonra birkaç dakika içinde oğlum, LED resimleri yapmak ve düğmeleri kullanarak görüntülemek için micro:bit web sitesinde Microsoft Blok Düzenleyicisi’ni kullanıyordu.’ diyor. ‘Kodlama basit ve nettir ve talimatları cihaza sürükleyip bırakmak çok kolaydı. Çözülmesi gereken daha fazla zorluk bulmayı dört gözle bekliyoruz. ”2

13 Eylül Ortaokulu öğrencilerinden bazılarının görüşleri ise şu şekilde:

5C Sınıfından Enes:”Daha önceden arduino uno kullanmıştım ama bu çok daha zevkli. Programlaması daha kolay hocam. Bununla uzaktan kumanda edilen robot yapacağım.”

6B Sınıfın Hatice: “Hocam ilk defa kod yazdım. Bu kart ile neler yapılır çok merak ediyorum”

7 D sınıfından Şevval:” Örnek uygulamaları yaparak kendimi daha da geliştireceğim. Python ile nerdeyse aynı. Çok şirin bir kart”

Sonuç:

İngiltere’de öğrencilerin programlamaya başlayabilmesi için mükemmel bir eğitim materyali diyebileceğimiz micro:bit kartını genel olarak inceledik. Ülkemizde de programlama eğitimlerinin devamı, python dilinin öğretilmesi amacıyla kullanılabileceğini düşündüğüm bir eğitim materyalidir. micro:bit kartının Educathub.com üzerinde mevcut microbit kartı eğitimleri ile çalışmalara başlayabilir, kendi projelerinizi üretebilirsiniz. Kartın ilk alım maliyeti diğer alternatiflerine oranla yüksek olabilir ancak çalışmaya başladıktan sonra gerek programlama arayüzü gerekse pratik kullanımı sayesinde ne kadar doğru bir tercih olduğunu görebilmekteyiz

Kaynak:

1-https://www.theschoolrun.com/bbc-microbit-explained

2-https://twitter.com/Rishworth1724/status/706797882234544128

3-https://en.wikipedia.org/wiki/BBC_Micro

Erdal DELEBE
https://educathub.com/erdal-delebe/