Kodlama Dersi Isınma Etkinlikleri: Arduino İçin 15 Hazır Fikir

Kodlama dersi ısınma etkinlikleri için en iyi seçim, o günün konusuna doğrudan bağlanan, hazırlık gerektirmeyen ve sınıftaki herkesin aynı anda katıldığı 5–10 dakikalık kısa bir görevdir. Arduino dersinde bu; tahtaya yazılmış dört satır kodun ne yapacağını tahmin etmek, setup() ve loop() fonksiyonlarını öğrencilerle canlandırmak, direnç renk halkalarını okumak ya da tek satırlık bir hatayı bulmak olabilir. Isınmanın amacı eğlence değil, dağınık dikkati toplayıp dersin asıl sorusuna köprü kurmaktır: trafik lambası yapacağın gün "sarı ışık neden bu kadar kısa yanar?" sorusu, buton dersinde dur-kalk oyunu, LDR dersinde sensör değerini tahmin etmek.

Bu yazı bir etkinlik bankası. Önce 15 ısınma etkinliğinin süresi, malzemesi, nasıl oynandığı ve hangi kavrama hazırladığı tek bir tabloda; ardından her birinin somut örneği, haftanın konusuna göre hangi ısınmayı seçeceğini gösteren eşleme tablosu, ısınmayı BlueGrays uygulamasıyla projeksiyonda yapmanın yolları, uzaktan ders sürümleri ve kopyalayıp kullanabileceğin 8 haftalık bir ısınma planı geliyor. Örnekler 24 öğrencili, 40 dakikalık bir Arduino Uno dersi varsayımıyla yazıldı ve hepsi bir tahta, bir projeksiyon ya da birkaç kağıtla yapılabiliyor. Haftalık konu sırası için 8 haftalık robotik kodlama planına, farklı seviyedeki öğrencileri aynı derste tutmak için karma seviyeli sınıf yazısına bakabilirsin.

Isınma etkinliği nasıl seçilir: dört ilke

Diyelim ki teneffüsten gelen 24 öğrenci sınıfa dağınık giriyor: yarısı hâlâ bir önceki dersi konuşuyor, birkaçı set kutusunu açmak için sabırsız, biri telefonuna bakıyor. İlk 10 dakikada yapacağın etkinlik bu enerjiyi dersin konusuna çevirmeli. Bunun için her ısınmayı aşağıdaki dört ölçütle seç; bir etkinlik bunlardan birini karşılamıyorsa ders başı için değil, ders sonu ya da kulüp saati için daha uygundur.

• Konuyla bağlantılı: Isınma, o derste karşılaşılacak bir kavramın küçük bir önizlemesi olmalı. Buton ve if/else işleyeceğin gün dur-kalk oyunu, for döngüsü işleyeceğin gün döngü dansı. Konudan bağımsız bir bilmece sınıfı uyandırır ama ders başladığında yine sıfırdan anlatmaya başlarsın.
• 5–10 dakika: Bir zamanlayıcı kur ve kalan süreyi öğrencilere de göster. 40 dakikalık bir derste 10 dakikayı aşan ısınma, devre kurma ve test süresinden çalar; 3 dakikalık bir ısınma ise çoğu zaman yoklama gibi geçip gider.
• Herkes katılır: Bir öğrencinin tahtada cevap verdiği, diğer 23 kişinin izlediği etkinlik ısınma değildir. Herkesin bir şey yazdığı, parmağıyla gösterdiği ya da yerinden kalktığı bir biçim seç: tahmin kağıdı, mini tahta, el işareti, ikili konuşma.
• Hazırlıksız ya da en fazla iki dakikalık hazırlık: Bu bankadaki etkinliklerin çoğu tahtaya yazılan birkaç satırla ya da projeksiyondaki tek bir ekranla yapılır. Kart ya da çizim gerektirenleri bir kez basıp yıl boyu kullanabilirsin.

Her ısınmayı tek bir köprü cümlesiyle bitir: "Az önce delay(300)'ü 0,3 saniye diye okudunuz; bugün bu sayıyı kendiniz değiştireceksiniz." Bu cümle ısınmayla dersin geri kalanını bağlar ve öğrenciye neden bu oyunu oynadığını söyler. Isınmayı not için kullanma: yanlış tahmin, ısınmanın en değerli verisidir. Kimin hangi kavramda takıldığını görürsün ve ders başladığında ilk turda o öğrencinin masasına gidersin. Isınmada çıkan yanlışları tahtanın köşesine not etmek, dersin sonundaki çıkış sorusunu seçmeni de kolaylaştırır.

15 ısınma etkinliği: hazır banka

Tablodaki süreler 24 kişilik bir sınıf için. Malzeme sütununda "yok" yazanlar yalnız tahta ve kalemle yapılır; "projeksiyon" yazanlarda telefonunu ya da tabletini projeksiyona yansıtman yeterli, öğrencilerin telefon açması gerekmez. Son sütun, etkinliğin o günün hangi kavramına zemin hazırladığını gösteriyor. Sonraki dört bölümde etkinlikleri türlerine göre gruplayıp her birini somut bir örnekle açıyoruz.

Kod okuma ısınmaları: tahmin, hata ve tek kelime

Tahmin et: bu kod ne yapar? en az hazırlık isteyen ve en çok işe yarayan ısınmadır, çünkü kaynağı hazır. BlueGrays'te her projenin Kodu anla sekmesi kodu Adım adım bölümünde parçalara ayırır ve her parçanın altına bir açıklama koyar. Örneğin ücretsiz Trafik Lambası projesinde bir adımda dört satır var: 2 ve 4 numaralı pinlere LOW, 3 numaralı pine HIGH, ardından delay(300). Bu parçayı tahtaya yaz ya da projeksiyonda yalnız kod görünecek şekilde yakınlaştır ve sor: "Hangi LED yanar, kaç saniye?" Herkes cevabını kağıda yazdıktan sonra açıklamayı birlikte okuyun; açıklama sarının yalnız 0,3 saniye yandığını ve gerçek lambalarda bu sürenin daha uzun olduğunu söyler. Köprü cümlesi kendiliğinden gelir: "Bugün bu süreyi değiştireceğiz." Aynı projenin Kendin dene görevi de yeşilden sonraki sarıyı 1,5 saniyeye çıkarmayı ister, yani ısınma dersin ilk görevine dönüşür.

Hatayı bul için tahtaya tek bir satır yaz; satır kısa olsun ki herkes 30 saniyede okuyabilsin. İlk 30 saniye sessiz düşünme, sonra herkes aynı anda hatanın yerini parmağıyla ya da kağıda çizerek gösterir. Cevabı sen söyleme: hatayı doğru gösteren bir öğrenciden, hatanın Arduino IDE'de nasıl bir mesaj vereceğini tahmin etmesini iste. Aşağıdaki beş satır, başlangıç derslerinde en sık karşılaşılan hatalardan seçildi; her birinin yanında ne olacağı yazıyor. Derleme hatalarının ekranda nasıl göründüğünü exit status 1 yazısında topladık.

• digitalWrite(13, HIGH) satırının sonunda noktalı virgül yok: derleyici hatayı çoğu zaman bir sonraki satırda gösterir, bu da öğrenciyi yanlış satıra baktırır.
• digitalwrite(13, HIGH); küçük w ile yazılmış: Arduino büyük-küçük harfe duyarlıdır ve "'digitalwrite' was not declared in this scope" hatası gelir.
• if (value = 50) tek eşittir işaretiyle yazılmış: kod derlenir ama value'ya 50 atanır ve koşul her seferinde doğru sayılır; karşılaştırma için == gerekir.
• for (int i = 0; i < 6; i++); parantezden sonra noktalı virgül var: döngünün gövdesi boş kalır, alttaki süslü parantezde i kullanıldığı için derleyici "'i' was not declared in this scope" der.
• if (analogRead(A0) > 1100) koşulu hiçbir zaman doğru olmaz: Arduino Uno'da analogRead() en fazla 1023 döndürür. Kod derlenir ama LED hiç yanmaz; en sinsi hata türü budur.

Bir kelimeyle millis zamanlama dersinden önce öğrencilerin kafasındaki modeli ortaya çıkarır. Herkese bir yapışkan not ver ve "millis() denince aklına gelen tek kelimeyi yaz" de. Gelen kelimeler genelde üç gruba ayrılır: "saat", "kronometre", "sayaç" gibi doğru yönde olanlar; "bekle", "dur" gibi millis()'i delay() ile karıştıranlar; bir de "bilmiyorum" diyenler. Notları tahtada bu üç grupta topla ve tek cümleyle bağla: millis() kart açıldığından beri geçen milisaniyeyi söyler, kartı durdurmaz. Konunun ayrıntısı millis() ve delay() yazısında var. Çıkış sorusu tersten ise önceki dersin tekrarıdır: tahtaya geçen dersin çıkış sorusunun cevabını yaz, örneğin "Eşik büyüdükçe LED daha az karanlıkta yanar", ve sor: "Soru neydi?" Öğrenciler soruyu yeniden kurarken geçen haftanın kavramını hatırlar; birden fazla doğru soru çıkması da kısa ve verimli bir tartışma açar.

Hareketli ısınmalar: İnsan Arduino, dur-kalk ve döngü dansı

İnsan Arduino ilk derste programın nasıl çalıştığını ekransız gösterir. Beş kart hazırla: "setup: 9 numaralı pini çıkış yap", "loop 1: 9 numaralı pine HIGH yaz", "loop 2: içinden 3 say", "loop 3: 9 numaralı pine LOW yaz", "loop 4: içinden 3 say". Bir öğrenci Arduino olur ve kartları sesli okur, bir öğrenci de 9 numaralı pindeki LED olur: HIGH duyunca elini kaldırır, LOW duyunca indirir. Arduino setup kartını bir kez okuyup kenara koyar, loop kartlarını ise sırayla ve tekrar tekrar okur. Üç tur sonra sor: "Setup kartı neden bir daha okunmadı?" Ardından iki "3 say" kartını çıkar. LED olan öğrenci elini o kadar hızlı kaldırıp indirmek zorunda kalır ki sınıf gülmeye başlar; bu, bekleme olmadan LED'in neden yanıp sönüyor gibi değil de sönük ve sürekli yanıyor gibi göründüğünü anlatmanın en kolay yoludur. Kartlar ücretsiz Led Yakma projesinin koduyla birebir aynıdır; ikinci bir LED öğrencisi ekleyip ona başka bir pin verirsen etkinlik 2 Adet Led Yakma projesine köprü olur.

Dur-kalk sinyal oyunu if/else için bedenle yapılan bir provadır. Tahtaya yaz: "Eğer öğretmenin eli yukarıdaysa ayağa kalk, değilse otur." İlk iki tur kolaydır. Üçüncü turda kuralı "eğer el yukarıdaysa ve elinde kırmızı kalem varsa" yap, dördüncü turda else kolunu değiştir: "değilse sağ elini kaldır". Her yanlış hareket, koşulun ya da else kolunun yanlış okunduğunu gösterir. Oyunu, buton dersinde aynı yapıyı if (digitalRead(13) == HIGH) satırında göreceklerini söyleyerek bitir; bu satır ücretsiz Buton İle Led Yakma (Push) projesindeki koşulun ta kendisidir. Döngü dansı ise for için: tahtaya for (int i = 0; i < 4; i++) yaz, sınıf her turda bir kez alkışlar ve i'nin değerini yüksek sesle söyler: 0, 1, 2, 3. Sonra i < 4 yerine i <= 4 yaz ve sor: "Kaç alkış?" Ardından i++ yerine i = i + 2. Bu iki değişiklik, dizilerle çalışırken en sık yapılan "bir fazla" hatasını önceden yakalatır. Yürüyen Led projesindeki altı LED'lik for döngüsüne geçtiğinizde öğrenciler i < 6 yazılmasının nedenini kendileri söyler: dizide 0'dan 5'e altı eleman vardır.

Devre ve hesap ısınmaları: renk kodu, Ohm, pin, şema, sensör

Renk kodu yarışı setlerdeki dirençleri tanıtmanın en hızlı yoludur. Her ikiliye beş direnç ver ya da tahtaya beş renk dizisi yaz: kırmızı-kırmızı-kahverengi (220 Ω), turuncu-turuncu-kahverengi (330 Ω), kahverengi-siyah-kırmızı (1 kΩ), sarı-mor-kırmızı (4,7 kΩ) ve kahverengi-siyah-turuncu (10 kΩ). İkililer 3 dakikada değerleri yazar, sonra sonuçları ücretsiz Renk kodu aracıyla projeksiyonda birlikte kontrol edersiniz: halkaları seçtikçe değer ekranda belirir. Yarışın püf noktası okuma yönüdür; dördüncü halka çoğu zaman altın renklidir ve okumaya onun karşı ucundan başlanır. Bu ısınmayı ilk devre dersinden önce yaparsan 220 Ω ile 10 kΩ'un karışması, yani LED'in hiç yanmaması ya da çok sönük yanması sorunu büyük ölçüde ortadan kalkar.

Ohm üçgeni için tahtaya bir üçgen çiz, üst köşeye V, alt köşelere I ve R yaz. Parmağınla kapattığın harf bulmak istediğin büyüklüktür: R'yi kapatınca V bölü I kalır. Ardından üç soru sor. 5 V'luk bir kaynağa bağlı 250 Ω'luk dirençten kaç miliamper geçer? (20 mA.) 9 V'luk bir pille 30 mA akım isteniyorsa direnç kaç olmalı? (300 Ω.) Son soru o günün dersine bağlanır: 5 V'luk bir pinde, yaklaşık 2 V düşüren kırmızı bir LED'den 20 mA geçsin istiyorsak direnç (5 − 2) / 0,02 = 150 Ω olur; sette 150 Ω yoksa bir üstteki 220 Ω kullanılır ve akım yaklaşık 14 mA'e düşer, LED yine rahatça yanar. Sonuçları ücretsiz Ohm kanunu ve LED direnci araçlarıyla kontrol et. Ohm konusuna tam bir ders ayırmak istersen Ohm kanunu ders etkinliği yazısı hazır bir plan sunuyor. Pin avı ise breadboard'a geçmeden önce kartı tanıtır: "Bir PWM pini göster" (Uno'da ~ işaretli 3, 5, 6, 9, 10 ve 11), "bir analog giriş göster" (A0–A5), "bilgisayarla haberleşen iki pini göster" (0 ve 1, RX ve TX), "GND göster". Her komutta ikililer kartlarındaki pini parmakla gösterir, sen sıraların arasında dolaşıp bakarsın. Kartın tamamı Arduino Uno pinleri yazısında anlatılıyor.

Yanlış şema devre okumayı oyuna çevirir. Bir LED devresini bilerek üç hatayla çiz: LED ters takılmış (kısa bacak pine gidiyor), direnç hiç yok, LED 9 numaralı pine bağlı ama altına yazdığın kod 13 numaralı pini yakıyor. İkililer hataları daire içine alır ve yanına düzeltmesini yazar; üçünü de bulan ikili tahtaya gelip birini anlatır. Üçüncü hata en değerlisidir, çünkü devreyle kodun birbirini tutması gerektiğini gösterir. Şema sembollerini henüz bilmeyen sınıflar için önce devre şeması okuma yazısına göz at. Sensör tahmini ise analog okumaya hazırlar. Ücretsiz Ldr İle Işık Şiddeti Okuma projesinin devresini dersten önce kendi masanda kur; kod LDR'nin değerini yarım saniyede bir Serial Monitor'e yazar. Ekranı kapalı tutarak üç durum için tahmin iste: sınıfın normal ışığı, LDR'nin üstü elle kapalı ve telefonun feneri yakından tutulmuş. Tahminler 0 ile 1023 arasında olmalı; bu aralığı bilmeyen öğrenci 5000 ya da -20 yazar ve tam da öğrenmesi gereken şey ortaya çıkar. Bu devrede LDR 5 V tarafında olduğu için ışık arttıkça değer büyür; kesin sayılar ortama göre değiştiğinden üç tahminin sırasını doğru kuran ikililer kazanır.

Uygulama ve paylaşım ısınmaları: günün sorusu, bloktan koda, mini sunum

Günün sorusu ısınması BlueGrays'teki Günün soruları bölümünü kullanır. Her gün 00:00'da 5 soruluk yeni bir set gelir; sorular kavram, kod çıktısı, hatayı bul, devre, hesap ve blok gibi on türden seçilir. Telefonunu projeksiyona yansıt, setteki sıradaki soruyu aç ve sınıfa oku. Herkes 30 saniye düşünür, sonra şıkkını aynı anda parmaklarıyla gösterir: bir parmak A, iki parmak B, üç parmak C, dört parmak D. Çoğunluğun cevabını sen işaretlersin ve uygulama doğru şıkkı kısa bir açıklamayla hemen gösterir. Sorunun altında Bu soru şu projeden kartı çıkarsa projeyi açıp sorudaki satırı gerçek kodda birlikte bulun; Konu kartı bağlantısı da konuyu Kod rehberindeki ilgili karta götürür. Set günde 5 soru olduğu için aynı gün beş ayrı sınıfa birer soru düşer. Sorular senin hesabının seviyesine göre seçildiğinden bazen sınıfın düzeyinin üstünde kalabilir; o zaman şıkları birlikte eleyerek çözmek de iyi bir ısınmadır. Bölümün ayrıntılarını günün soruları yazısında anlattık.

Bloktan koda ısınmasında ücretsiz Led Yakma projesini aç ve kod bölümündeki Bloklarla göster anahtarını aç; kodun yerinde aynı programın blokları belirir. Bloklar yansıtılırken ikililer aynı programı kağıda C++ ile yazar: "kurulum (bir kez çalışır)" setup() olur, "9 numaralı pini ÇIKIŞ olarak ayarla" pinMode(9, OUTPUT), "100 ms bekle" ise delay(100). 5 dakika sonra anahtarı kapatıp gerçek kodu göster ve her ikili kendi kağıdını satır satır karşılaştırsın. En sık çıkan farklar noktalı virgül ve büyük harflerdir; bu farklar o günün kod yazma bölümüne giden en kısa yoldur. Blokları daha önce görmüş sınıflarda tersini yap: kodu göster, blokları tahmin etsinler. Blok ve kod karşılıklarının tam listesi bloktan C++'a geçiş tablosunda var. Mini sunum: dünkü projem ise proje haftalarında çok iyi çalışır: üç öğrenci önceki derste yaptığı devreyi ya da telefonundaki projeyi 2'şer dakikada anlatır. Kural basit: ne yaptım, neyi değiştirdim, nerede takıldım. Sınıf her sunumdan sonra tek bir soru sorar. Sunucuları önceki dersin sonunda seç ki hazırlansınlar; böylece 9 dakikada hem tekrar yapılır hem de çekingen öğrenciler kalabalığın önünde kısa ve güvenli bir konuşma deneyimi kazanır.

Hangi konuya hangi ısınma? Eşleme tablosu

Aşağıdaki tablo bir Arduino başlangıç dönemindeki en yaygın konuları ve her biri için bir ana ısınma ile bir yedek önerir. Yedek sütunu, aynı konuya ikinci bir ders ayırdığında ya da ana ısınma o sınıfta tutmadığında işe yarar. Köprü sorusu ısınmanın son cümlesidir; cevabı dersin ilk görevinde ortaya çıkar. Tablodaki projelerin hepsi BlueGrays'te devre şeması, kod ve Kodu anla ile ücretsizdir.

Isınmayı BlueGrays ile yapmak: projeksiyon için ipuçları

• Günün soruları: alttaki Öğren sekmesinde Dersler bölümünden girilir, set her gün yenilenir ve ücretsizdir. Arduino dersinde soru dili tercihini Arduino yap ki sette MicroPython kodu çıkmasın. Aynı gün daha fazla soru istersen Antrenman devreye girer, ama Antrenman Premium özelliğidir.
• Kodu anla adımları: Ücretsiz projelerde açıktır. Bu kod ne yapıyor? özeti tek cümlelik bir tahmin oyunu, Adım adım bölümü parça parça tahmin, Takıldıysan bölümü "bu belirti neden olur?" sorusu, Kendin dene görevi de ısınmadan derse geçiş için hazır malzemedir. Bölümün yapısını Kodu anla yazısında anlattık.
• Ücretsiz araçlar: Elektronik Araçlardaki 18 aracın 7'si ücretsiz: Renk kodu, SMD kodu, Ohm kanunu, LED direnci, Kondansatör kodu, Bobin kodu ve LED gerilimleri. Renk kodu yarışı ve Ohm üçgeni için bu araçlar yeter. Araçların tamamını elektronik hesaplama yazısında tanıttık.
• Bloklarla göster: Blok görünümü olan projelerde kod bölümündeki anahtardır; açıkken Kodu anla sekmesi Blokları anla olur. Bloklar okumak içindir, uygulamada blok dizilmez ve karta yüklenmez; bloktan koda ısınması için de tam istediğin şey budur. Projeler listesindeki filtreden yalnız blok kodlu projeleri listeleyebilirsin.
• Projeksiyon düzeni: Telefonu kabloyla ya da kablosuz ekran yansıtmayla bağla, ekran parlaklığını artır ve kod parçalarını yakınlaştır ki arka sıralar da okuyabilsin. Isınmada kullanacağın ekranı teneffüste açık bırak; ders başladığında ilk dakikayı menülerde kaybetmezsin.

Uzaktan ya da online derste ısınma

Online derste ısınma daha da önemlidir, çünkü kamerası kapalı bir öğrencinin derse gerçekten başlayıp başlamadığını göremezsin. Etkinliklerin çoğu küçük değişikliklerle uzaktan da çalışır; temel kural yine herkesin aynı anda cevap vermesi. Sohbet kutusunu kullan ama "cevabını yaz, Enter'a ben 'şimdi' deyince bas" de; böylece ilk yazanın cevabını kopyalayan olmaz. Online dersin geri kalanı (kurulum, öğrenciden net devre fotoğrafı istemek, grup yönetimi) için online Arduino dersi yazısına bakabilirsin.

Kopyalanabilir 8 haftalık ısınma planı

Plan, her haftası bir ücretsiz projeye dayanan 8 haftalık bir başlangıç dönemi için kuruldu. Her satırda haftanın konusu, ana ısınma ve süresi, bir yedek ısınma, ders öncesi hazırlık ve ısınmayı bitiren köprü sorusu var. Tabloyu kendi ders defterine kopyalayabilir, konuların farklıysa eşleme tablosundan yeni bir ısınma seçebilirsin. Altındaki kontrol listesi her dersten önce iki dakikada gözden geçirilecek şekilde yazıldı.

• Isınmanın adı ve süresi tahtanın köşesinde yazılı, zamanlayıcı hazır.
• Projeksiyonda kullanılacak ekran (Kodu anla adımı, Günün soruları, Bloklarla göster ya da araç) dersten önce açık.
• Gereken kartlar, direnç kutuları ya da yapışkan notlar kapının yanındaki masada.
• Herkesin aynı anda cevap vereceği yol belli: parmak, kağıt, mini tahta ya da sohbet kutusu.
• Köprü sorusu yazılı ve dersin ilk göreviyle bağlantılı.
• Isınmada takılan öğrencileri not edeceğin küçük bir kağıt hazır; ilk tur o masalardan başlayacak.
• Süre bittiğinde yarım kalan soru çıkış sorusuna aktarılacak.

Isınma bankasını bir kez bastığında yıl boyu yeni bir şey hazırlaman gerekmez: her hafta eşleme tablosundan bir satır seçer, köprü sorusunu tahtaya yazarsın. Zamanla hangi ısınmanın senin sınıfında tuttuğunu görür, tabloyu kendi notlarınla zenginleştirirsin. Tahmin et, bloktan koda ve günün sorusu ısınmalarında kullanılan ücretsiz projeleri, Kodu anla adımlarını ve araçları dersten önce BlueGrays uygulamasında açıp projeksiyona hazır tutabilirsin.