|
สาขาคอมพิวเตอร์ สสวท. ได้พัฒนาชุดกล่องสมองกลเพื่อเป็นสื่อทางเลือกหนึ่งสำหรับครูผู้สอนในการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการสาขาวิชาต่างๆ เข้าด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็น วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี ฯลฯ ผู้ใช้สามารถประยุกต์กล่องสมองกลกับความรู้ในศาสตร์ต่างๆ เพื่อคิดวิเคราะห์และแก้ปัญหาทั้งเนื้อหาวิชาที่เรียนและในชีวิตประจำวัน ซึ่งอาจจะอยู่ในรูปของการสร้างชิ้นงานหรือโครงงานก็ได้ โดยอาศัยการเขียนโปรแกรมทำงานกับอุปกรณ์หรือเซนเซอร์ต่างๆ ก็นับว่าเป็นการท้าทายและกระตุ้นความสนใจผู้เขียนโปรแกรม
ชุดกล่องสมองกล ประกอบด้วย ไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งเปรียบเหมือนคอมพิวเตอร์ โดยประกอบไปด้วย หน่วยประมวลผล ส่วนเชื่อมต่ออุปกรณ์รับเข้าและส่งออก หน่วยความจำ ส่วนจับเวลาและตัวนับ ส่วนควบคุมการขัดจังหวะการทำงาน นอกจากนี้ในชุดยังมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเซนเซอร์ต่างๆ เราสามารถเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ทำงานร่วมกับเซนเซอร์ที่กำหนดได้
รูปที่ 1 ไมโครคอนโทรลเลอร์
ชุดกล่องสมองกล IPST-MicroBox พัฒนามาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งในรุ่นแรกๆ ผู้ใช้สามารถสร้างชุดกล่องสมองกลเองได้ตั้งแต่ต้น เพียงดาวน์โหลดลายวงจร กัดแผ่นปรินท์ แล้วทำการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลงในแผงวงจรที่ใช้งาน หลังจากนั้นก็เขียนโปรแกรมภาษาซี โดยมีไลบราลีเพิ่มเติม ipst.h ช่วยให้เขียนโปรแกรมง่ายขึ้น โดยซอฟต์แวร์สำหรับการเขียนโปรแกรม ได้แก่ AVR Studio 4, WinAVR และ PonyProg2000แต่ถ้าใช้ระบบปฏิบัติการWindows7 ต้องลงโปรแกรม AVR Toolchain เพิ่มเติม ท้ายสุดหลังจากคอมไพล์โปรแกรมแล้วทำการอัพโหลดโปรแกรมลงกล่องสมองกล เพียงเท่านี้เราก็สามารถสั่งงานชุดกล่องสมองกลให้ทำงานตามที่เราโปรแกรมไว้ได้แล้ว
ปัจจุบัน IPST-MicroBox พัฒนาถึงรุ่น IPST-MicroBox Secondary Education (SE) ซึ่งมีการปรับปรุงในส่วนบอร์ด และอุปกรณ์อัพโหลดข้อมูลซึ่งทำการแปลงพอร์ตยูเอสบีเป็นพอร์ตอนุกรม ให้ใช้งานง่ายขึ้น และทำให้ค่าใช้จ่ายส่วนนี้ถูกลง เนื่องจากซอฟต์แวร์WinAVR ที่ไม่ได้มีการพัฒนาต่อแล้ว ทำให้การใช้งานกับระบบปฏิบัติการที่เปลี่ยนแปลงไปในอนาคตอาจมีปัญหาเกิดขึ้นได้ รวมทั้งเพื่อให้การคอมไพล์และการอัพโหลดโปรแกรมง่ายขึ้นจึงเลือกซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมเป็น WiringIDE (www.wiring.org.co) ซึ่งWiringIDE มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้ซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ใช้งานได้กับระบบปฏิบัติการWindows,Linux และ MAC OS ทั้งยังเป็นซอฟต์แวร์รหัสเปิด (open source) สามารถใช้งานได้โดยไม่มีค่าใช้จ่าย ซึ่ง IPST-MicroBox รุ่นมาตรฐานเดิมก็สามารถเขียนโปรแกรมบนWiringIDE ได้ เพียงแต่ต้องมีการปรับปรุงเฟิร์มแวร์เพิ่มเติม
รูปที่ 2 IPST-MicroBox Secondary Education (SE)
รูปที่ 3 โปรแกรม Wiring 1.0 IPST-SE
สาขาคอมพิวเตอร์เล็งเห็นความสำคัญของการเรียนรู้ การใช้งานชุดกล่องสมองกล จึงได้ปรับปรุงเว็บไซต์สำหรับเรียนออนไลน์ หลักสูตร ชุดกล่องสมองกล IPST-Microbox รุ่นมาตรฐาน ให้กับครูผู้สอน นักเรียน และบุคคลทั่วไป ซึ่งในอนาคตสาขาคอมพิวเตอร์จะได้จัดทำบทเรียนออนไลน์สำหรับรุ่น 2 (SE) ต่อไป ทั้งนี้ไม่ว่าอุปกรณ์จะมีการพัฒนาไปอย่างไร หลักการพื้นฐานในการเขียนโปรแกรมยังคงอยู่ ประกอบกับความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี ที่ช่วยให้การสร้างงานมีประสิทธิภาพและสามารถนำไปใช้งานได้จริง
รูปที่ 4 ชุดกล่องสมองกล IPST-Microbox รุ่นมาตรฐาน
เนื้อหาภายในแบ่งเป็นบทเรียน 9 บท ประกอบด้วยใบความรู้ และใบงาน โดยบทที่ 1 จะเป็นการทบทวนเรื่องอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น ส่วนประกอบและการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลงแผ่นวงจร หากผู้เรียนมีชุดกล่องสมองกลที่ประกอบสำเร็จอยู่แล้ว สามารถข้ามไปทำกิจกรรมในบทที่ 2 ได้เลย การทำใบงานจะทำเรียงลำดับตั้งแต่บทที่ 2 ถึง 9 โดยใบงานจะมีแบบทดสอบทั้งแบบเติมคำในช่องว่างและเลือกตอบ เมื่อท่านทำแบบทดสอบผ่าน 80 % จะสามารถทำใบงานถัดไปได้ หากทำแบบทดสอบไม่ผ่านท่านจะสามารถทำใหม่ได้อีกในวันถัดไป สำหรับการทำใบงานบทที่ 9 ท่านจะต้องสร้างโครงงาน 1 เรื่อง แล้วส่งรายงานฉบับสมบูรณ์และวิดีโอสาธิตการทำงานของโครงงาน จากนั้นรอผลการตรวจจาก สสวท. การทำแบบทดสอบในใบงาน มีเวลา 6 เดือนนับจากวันลงทะเบียน หากไม่ผ่านภายใน 6 เดือน ผู้เรียนจะต้องเริ่มทำใบงานใหม่ตั้งแต่ต้น และเริ่มนับเวลาการอบรมใหม่ ถ้าทำใบงานผ่านทุกบทท่านจะได้รับเกียรติบัตรผ่านการอบรมจาก สสวท. ผู้ที่สนใจสามารถลงทะเบียนเข้าร่วมอบรมได้ที่http://oho.ipst.ac.th/ipstbox/web
รูปที่ 5 เว็บไซต์ IPST-MicroBox
ตัวอย่างโครงงานที่นำชุดกล่องสมองกลไปสร้างงานแบบบูรณาการ เช่น โครงงานเครื่องวัดความเร็วลม ซึ่งสามารถนำไปในการทดลองสำหรับการประดิษฐ์ศรลม โครงงานเครื่องนับจำนวนรอบของกังหันที่ทำให้ LED ติด สามารถนำไปใช้ในการทดลองสำหรับการประดิษฐ์กังหันน้ำผลิตไฟฟ้า เป็นต้น
รูปที่ 6 ตัวอย่างการนำชุดกล่องสมองกล IPST-MicorBox ไปใช้วัดความเร็วลม
|
