Тема: ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ НА ПРИМЕРЕ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА "СВЕТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ" С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММИРУЕМЫХ УСТРОЙСТВ

Актуальность работы: Важным принципом развивающего образования в учебных заведениях является демонстрация студентам конструктивных путей решения актуальных проблем современного общества.
Одним из способов реализации данного принципа может выступить организация проектной и исследовательской деятельности обучаемых в естественнонаучной области - направление, которое следует отнести к современным инновационным образовательным технологиям. Приход новых информационных технологий означает новую эру в образовании. Из пассивного участника процесса образования ученик превращается в активного и самостоятельного экспериментатора, исследователя неизвестного. Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность студентов. Основной задачей обучения методом проектов является исследование обучающимися вместе с педагогом окружающей жизни.
Проектные и исследовательские виды деятельности доступны студентам и чрезвычайно значимы в системе среднего и высшего образования.
Проекты автоматических световых эффектов, основу которых составляет электронные устройства, относится к декоративно-оформительскому искусству и предназначено для светового оформления помещений. Выполнение и реализация проектов такого характера относится к практическому вопросу, актуальному для практической жизни, и вместе с тем требующему привлечения знаний учащихся не по одному предмету, а из разных областей (радиоэлектроника, дизайн, конструирование), их творческого мышления, исследовательских навыков. В этих устройствах используется искусство и фантазия разработчика, который программирует последовательность управления световыми приборами для придания зрелищности. Таким образом, достигается вполне естественная интеграция знаний.
В цифровой технике часто встречается задача построения синхронного цифрового автомата, реализующего последовательность цифровых кодов и
3
выдачу управляющих сигналов. Такие устройства могут применяться в управляющих системах обработки информации, управлении технологическим процессом.
Цифровые автоматы могут быть построены по принципу программируемой (гибкой, записанной) логики. В этом случае в запоминающее устройство (ЗУ) записываются все требуемые кодовые комбинации и с помощью специального устройства (например, БМУ - блока микропрограммного управления) содержимое ячеек памяти считывается в определенной последовательности. Для построения подобных автоматов используются интегральные микросхемы с высоким уровнем интеграции. Для изменения порядка функционирования управляющего автомата с программируемой логикой достаточно заменить содержимое памяти.
Цифровые автоматы, построенные по принципу жесткой (схемной) логики, могут быть реализованы на микросхемах с малой степенью интеграции: триггеры, регистры, счетчики, дешифраторы и др. Порядок функционирования автомата задается путем соединения между собой логических элементов заданного базиса.
Целью данной выпускной квалификационной работы является организация проектной деятельности обучаемых при изучении и конструировании цифрового автомата «Световые эффекты» на базе ППЗУ (Программируемого Постоянного Запоминающего Устройства) и микроконтроллера Atmel AT- Mega8A-AU.
Объект исследования: учебно - воспитательный процесс, ориентированный на организацию проектной деятельности студентов при изучении и конструировании цифрового автомата «Световые эффекты».
Предмет исследования: проектная деятельность учащихся при изучении и конструировании цифрового автомата «Световые эффекты».
В ходе выполнения работы решим следующие задачи:
1. На основе анализа технической литературы изучить элементную базу цифровых автоматов.
2. Определить алгоритм работы цифрового автомата «световые эффекты» с использованием программируемых постоянно запоминающих устройств, разработать и сконструировать действующие модели.
3. Разработать код программы и спрограммировать ППЗУ, микроконтроллер.
Методологическую основу исследования составляют положения теории познания, формирования и развития личности, системно-деятельный, личностно-ориентированный, компетентный подходы, идеи единства процессов развития и обучения, принцип сознательности и активности учащихся.
В работе использовались следующие методы исследований:
Теоретический анализ философской, психолого - педагогической, методической и технической литературы по проблеме исследования; анализ процесса обучения предметам естественнонаучного цикла в практике работы образовательных учреждений; обобщение и сравнение; изучение и обобщение педагогического опыта и документации, тестирование, наблюдение, беседа.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
1. Выявлены теоретические основы применения метода проектов в подготовке будущих специалистов.
2. Разработаны проекты по разработке и конструированию цифровых автоматов «световые эффекты».
Практическая значимость исследования заключается в том, что выполненный проект по теме цифровые автоматы «световые эффекты», обеспечивающий проектную деятельность обучаемых, при изучении основ радиоэлектроники может быть применен в работе с учащимися.

Купить

Основоположником концепции проектной деятельности стал Дж. Дьюи, целью которой является результат, который в свою очередь пойдёт на благо общества. Выигрышным моментом проектной работы является не только, что она включает сбор, обработку, систематизацию и обобщение информации, а то, что она представляет собой самостоятельное исследование, демонстрирующее авторское видение и решение той или иной проблемы, в нашем случае - световых эффектов в программируемых цифровых автоматах.
Цифровые автоматы, реализующие последовательность цифровых кодов и выдачу управляющих сигналов могут применяться в управляющих системах обработки информации, а также в управлении технологическими процессами. Важную роль в реализации проектной деятельности в области световых эффектов в программируемых цифровых автоматах играет план, состоящий из определения проблемы, определения целей и задач, подготовки и планирования, а также реализации проекта и подведения итогов. Также немаловажным является то, как будет организована проектная деятельность.
Осуществление реализации цифровых автоматов возможно несколькими способами. В частности, цифровые автоматы могут быть построены по принципу программируемой (гибкой, записанной) логики. В подобной ситуации в ЗУ записываются все требуемые кодовые комбинации. Делается это с помощью специального устройства, к примеру - блока микропрограммного управления. Для построения подобных автоматов используются интегральные микросхемы с высоким уровнем интеграции, а для изменения порядка функционирования управляющего автомата с программируемой логикой достаточно заменить содержимое памяти.
Цифровые автоматы, построенные по принципу жесткой (схемной) логики, могут быть реализованы на микросхемах с малой степенью интеграции.
Порядок функционирования такого автомата задается путем соединения между собой логических элементов заданного базиса.
Большинство цифровых автоматов построены на принципах "жесткой логики". Подобный способ не позволяет получить большого разнообразия световых эффектов, либо требует чрезмерно сложной логической схемы.
Возможности цифровых автоматов возрастают, если применить программируемые элементы. В этом случае комбинацию выходных сигналов можно изменить программу в ячейках памяти ППЗУ. Схема цифрового автомата «световые эффекты», рассматриваемая в данной работе, реализована на основе микросхем ППЗУ К155РЕ3, К573РФ5. Программируется данная микросхема при помощи специального программатора — приставки к ЭВМ. В нашем исследование рассмотрены варианты использования программирования как отдельных ПЗУ, так и микроконтроллеров ATMEGA8A-AU.

Купить