1.1 Bilişsel Süreç Kazanımları:

Merkezdeki disipline ait kazanım:

Fen Bilimleri

F.5.5.1.1. Bir kaynaktan çıkan ışığın her yönde ve doğrusal bir yol izlediğini gözlemleyerek çizimle gösterir.

Diğer STEM disiplinine ait kazanım:

Matematik

5.2.3.3. Zaman ölçü birimlerini tanır, birbirine dönüştürür ve ilgili problemleri çözer.

Mühendislik

• Öğrenci bir eskizi değerlendirir ve bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanarak bir model hazırlar.

• Öğrenci uygun araç-gereç, materyal ve teknikleri kullanarak bir prototip yapar.

Tasarım

• Öğrenci, tasarım sürecinin adımlarını sıralar ve her bir kısımda yapılan aktiviteleri açıklar.

• Öğrenci, tasarım sürecini yürütürken detaylara odaklanmanın önemini fark eder.

1.2. Sosyal Ürün Kazanımları:

• Çıkabilecek problemleri öngörerek gerekli önlemleri alır.

• Takım içerisinde çalışabilir.

• Fikirlerini özgürce savunabilir.

• Yetenek IO Mikrodenetleyici Kart

• YETENEK IDE ( Blok / Metin Temelli Kodlama Yazılımı)

• 9V’luk pil

• Jumper kablo (dişi – erkek)

• Buzzer

• LDR ışık sensörü

• Direnç 10k ohm, 330 ohm

• LCD Ekran

• Kırmızı, sarı ve yeşil renkli LED

• Breadboard

• USB Kablo

• Corlu, M. S. & Çallı, E. (2017). STEM kuram ve uygulamalarıyla fen, teknoloji, mühendislik ve matematik eğitimi. Sayfa: 71-79, İstanbul: Pusula Yayıncılık

• https://www.youtube.com/watch?v=USkuwyTkrMo (Bolu Tüneli Giriş)

• http://maker.robotistan.com/arduino-ile-isik-seviye-olcumu/

• http://www.kgm.gov.tr/SiteCollectionDocuments/KGMdocuments/Trafik/TrafikKazalariOzeti2015.pdf

4.1. Bilgi Temelli Hayat Problemi:

2015 Emniyet Genel Müdürlüğü ve Jandarma Genel Komutanlığı trafik kaza verilerine göre tünellerde 1110 kaza sayısı rapor edilmiştir. Bu sayı size az gelebilir ama tüm karayolu uzunluğunu tünel sayısına oranladığımızda az sayıda olan tüneller için bu kaza sayısı küçümsenmeyecek kadar fazladır. İstatistikler gösteriyor ki tünellerde yaşanan kaza sayısı azımsanacak gibi değil. Tünellerde yapılan bu kazaların önemli etkenlerinden biri ortamın karanlık olması ve sürücülerin farlarını kullanmamalarıdır.

Tünellerdeki trafik kazalarını azaltmanız için tünellere girildiğinde sürücülerin farlarını açmaları için uyarı vermesini sağlayan bir sistem geliştirmeniz geliştirmelisiniz. Şimdi bir plan geliştirerek bu problem için çalışmalara başlayabilirsiniz.

4.2. Sınırlamalar:

• Tüneli aydınlatmanın daha maliyetli olacağı varsayılmaktadır.

• Oluşturulacak sistem YETENEK IO Kart ile yapılacaktır.

• Araç tünele girdikten 2 saniye sonra sistemin devreye girmesi gerekmektedir.

• Yapılan sistemin her araca uygun olmasını sağlamak adına tak-çalıştır mantığıyla yapılmalıdır.

4.3. Meslek, Görev ve Sorumluluklar:

• Elektrik-Elektronik Mühendisi: Elektrik-Elektronik Mühendisliği; elektrik, elektronik ve elektromanyetizma üzerine çalışan ve bunları kullanarak çeşitli donanım ve sistemlerin tasarımı ve geliştirilmesi ile ilgilenen kişidir.

• İş Güvenliği Uzmanı: İş güvenliği uzmanı iş yerini; güvenlik, sağlık ve çevre ile ilgili düzenlemelere uygunluğu açısından denetleyen kişidir.

• Otomotiv Mühendisi: İş güvenliği uzmanı iş yerini; güvenlik, sağlık ve çevre ile ilgili düzenlemelere uygunluğu açısından denetleyen kişidir.

• Raportör: Süreç içerisinde gerekli veri, grafik, bilgi vb. raporlamaları yapan kişidir.

• Proses Fotoğrafçısı: Süreçteki proje aşamalarını görsel olarak kaydeden kişidir.

5.1. BTHP ve Sınırlamalar:

Sınıfa güneş gözlükleri ile girilir. Tüm sınıfa gözlükler dağıtılır ve takmaları istenir. Daha sonra açık olan ışıklar ve perdeler kapatılarak, tahtaya yazılan yazıyı okumaları istenir. Öğrenciler tahtadaki yazıyı okumakta güçlük çekeceklerdir.

Ardından https://www.youtube.com/watch?v=USkuwyTkrMo adresinden “Bolu Tüneli Giriş” videosu gözlükler takılıyken öğrencilere izletilir.

Daha sonra Karayolları Genel Müdürlüğü ve T.C. Ulaştırma Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı tarafından yayınlanan 2015 Trafik Kazalı Özeti isimli (http://www.kgm.gov.tr/SiteCollectionDocuments/KGMdocuments/Trafik/TrafikKazalariOzeti2015.pdf ) belge

çıktıları dağıtılır ve incelemeleri istenir.

2015 Emniyet Genel Müdürlüğü ve Jandarma Genel Komutanlığı trafik kaza verilerine göre tünellerde 1110 kaza sayısı rapor edilmiştir. Bu sayı size az gelebilir ama tüm karayolu uzunluğunu tünel sayısına oranladığımızda az sayıda olan tüneller için bu kaza sayısı küçümsenmeyecek kadar fazladır.

Ardından BTHP öğrencilere dağıtılır. Öğrencilere 4-5’erli gruplar oluşturulur. Bu gruplar oluşturulurken robotiğe ilgisi olan ve bu alanda çalışmalar yapan öğrencilerin her gruba dağılması sağlanır.

5.2. Bilgi Edinme:

Her bir gruba defterler dağıtılır (Bilgi Edinme, Fikir Geliştirme ve Ürün Geliştirme) ve bu aşamada şu sorular yöneltilir:

• Işığın doğrusal yolla yayıldığı nasıl anlaşılır?

• Işık sensörü nedir, nasıl çalışır?

• Basit bir elektrik devresini bir mikro denetleyici kart kullanarak tasarlayabilir misin?

Araştırma sorularıyla öğrenciler bilgi edinmeye yönlendirilir.

İlk olarak LED yakıp söndürme ile başlanır. YETENEK IDE programına YETENEK IO kartını tanımlamak için kartı seçimi yapılırr. Dijital çıkışlardan belirli pine bağlanmış ledin 1’er saniye aralıklarla yanıp sönmesi sağlanır. Gecikme (delay) sürelerini değiştirerek LED’in yanma süreleriyle oynanır.

3. Fikir Geliştirme:

Öğrencilere kendi aralarında beyin fırtınası yapıp, tartışmaları adına aşağıdaki sorular yönlendirilir.

• Araçlarda emniyet kemeri takılmadığında, araç hareket halindeyken uyarı vermesi neden önemlidir? Sizce bu sistem nasıl çalışmaktadır?

Gelebilecek olası yanıtlar, tüm sınıfa her gruptan bir sözcü seçilerek aktarılır. Demokratik bir ortamda öğrenciler tarafından sunulur.

Emniyet kemerinin çalışma prensibi temel olarak, koltuklar içerisinde ağırlık sensörleri bulunur. Eğer belirli bir değerden fazla bir ağırlık koltuk üzerine gelirse, sistem aktif olur ve yaklaşık 1-2 dk. sonra -eğer kemer takılmazsa- uyarı vermeye başlar.

5.4. Ürün Geliştirme:

Kuramsal bilgi tüm sınıfa paylaşılır, gerekli görülen yerlerde gruplara verilmeye devam edilir.

“Işığın doğrusal yolla yayıldığı nasıl anlaşılır? “temel araştırma sorusuna cevaplar aranır. Öğrencilerden aşağıda maddeler halinde verilen olası cevaplar beklenir.

1. Bulutların arasından gelen ışığın doğrusal olarak ilerlediğini görürüz.

2. Sahnede spot ışıkları ışığın doğrusal olarak yayıldığını gösterir.

3. Yanan bir muma düz bir boru ile bakıldığında görülür, eğri boru ile bakıldığında ışığın görülmez.

4. Deniz fenerinden çıkan ışık ışınları etrafa doğrusal yayılır.

5. Araçların farlarından çıkan ışığın sadece ön tarafı aydınlatır.

6. El fenerinden çıkan ışık doğrusal yayılır.

7. Futbol sahalarında kullanılan aydınlatma ışıkları doğrusal yayılır.

8. Gölgenin oluşması ışığın doğrusal yayıldığını gösterir.

9. Tam gölgenin oluşması sırasında cisim ile gölgesinin birbirine benzemesi ışığın doğrusal yayıldığını gösterir.

10. Güneş ve Ay tutulması ışığın doğrusal yayıldığını gösterir.

Mum bir ışık kaynağıdır, etrafa ışık yayar. Yaydığı ışığı göstermek için ışınlar çizilir. (Işın: Ucunda ok işareti olan çizgi)

Konuya ilişkin bilgi paylaşımlarından sonra ürün geliştirneye yönelik öğrenci takımlarına fırsat verilir. Öğrencilerin prototip çizimleri tamamlaması ve projenin donanımsal sürecine geçmeleri sağlanır. Sistemin YETENEK IO kartı ile kurulumu sağlanır. Gerekli kodlar YETENEK IDE programına yazılır ya da yüklenir. Kodlama yapılırken led ışığın yanıp sönme aralığı için gerekli hesaplamalar yapılır. (Matematik kazanımı).

5.4. Test Etme:

Öğretmen yapılan plan doğrultusunda oluşan ürünleri kontrol etmeye başlar.

Ardından “Bu sistemin eğer istenirse arabaya entegre edilmesi mümkün olur mu?” sorusu öğrencilere sorulur.

Işık konusunun daha derin öğrenilmesi adına; ışık sensörünün nasıl çalıştığından tüm sınıfa bahsedilir.

Gün ışığı LDR'ye (gündüz) düşerse, LDR çok düşük dirence (birkaç 100 ohm) sahip olacaktır. Dolayısıyla, güç kaynağı LDR ve direnç yoluyla zemine geçer. Bunun nedeni akım, düşük dirençli yol ilkesidir. Bu nedenle, röle bobininin enerjilenmesi için yeterli miktarda güç kaynağı bulunmadığından, yükün durumunu kapatmasına neden olur.

Projedeki aksaklıklar ya da gerekli iyileştirmeler için öğrenci takımlarına ürün geliştirme sürecine dönebilme verilir.

Ürününü geliştiren öğrenci takımlarının projelerini bir üst düzeye taşımaları için ek etkinlikler uygulanabilir.

5.5. Paylaşma ve Yansıtma:

Öğrencilerin takım halinde tasarladıkları ürün için “Ürün Değerlendirme Ölçeği” ni doldurmaları istenir. Öğrenciler sonrasında tasarladıkları ürünlerin sunumlarını sınıf içerisinde 5’er dakika sunarlar. Öğrencilerden ürünlerini fotoğraf, video, afiş vb. görsellerle desteklemeleri beklenir.