ศูนย์เทคโนโลยีอิเลก็ ทรอนิกสแ์ ละคอมพวิ เตอรแ์ ห่งชาติ สำ� นักงานพฒั นาวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยีแหง่ ชาติ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สงวนลิขสิทธ์ิ ตาม พ.ร.บ. ลิขสิทธ์ิ (ฉบับเพิ่มเติม) พ.ศ. 2558 ไม่อนุญาตให้คัดลอก ท�ำซ้�ำ และดัดแปลง ส่วนหน่ึงส่วนใด ของหนังสือฉบับนี้ นอกจากจะได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณอ์ กั ษรจากเจ้าของลิขสิทธิ์เทา่ น้ัน แนวทางจัดการเรียนรู้ เทคโนโลยี (วิทยาการค�ำนวณ): Coding with KidBright ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3/ โดย ศูนย์เทคโนโลยีอเิ ลก็ ทรอนิกส์และคอมพวิ เตอรแ์ หง่ ชาติ ส�ำนกั งานพัฒนาวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีแหง่ ชาติ และ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลย.ี พิมพค์ รง้ั ท่ี 1. -- ปทุมธานี : สำ� นกั งานพัฒนาวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีแห่งชาติ, 2562. 60 หน้า : ภาพประกอบสี 1. คอมพวิ เตอร์ 2. การสอ่ื สารด้วยระบบดจิ ทิ ัล 3. ระบบส่ือสารข้อมลู 4. การสื่อสารข้อมลู 5. การสื่อสารแบบส่อื ประสม 6. โปรโตคอลเครอื ขา่ ยคอมพวิ เตอร์ 7. คอมพวิ เตอรอ์ ลั กอรทิ มึ I. สำ� นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี แห่งชาติ II. ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ III. ห้องปฏิบัติการวิจัยสมองกลฝังตัว IV. ห้องปฏิบัติการวจิ ัยการประมวลผลสัญญาณชวี การแพทย์ V. สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี VI. ช่ือเร่ือง TK5105 004.6 จดั ทำ� โดย ศนู ยเ์ ทคโนโลยีอิเลก็ ทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แหง่ ชาติ ส�ำนกั งานพัฒนาวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ 112 อทุ ยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย ถนนพหลโยธนิ ตำ� บลคลองหนงึ่ อำ� เภอคลองหลวง จงั หวดั ปทมุ ธานี 12120 โทร 0-2564-6900 โทรสาร 0-2564-6901-3 อีเมล [email protected] เวบ็ ไซต์ http://www.nectec.or.th สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เวบ็ ไซต์ http://www.ipst.ac.th
ค�ำนำ� ปัจจุบันท่ัวโลกให้ความส�ำคัญกับการเรียนเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ในโรงเรียน เน่ืองจากการเรียนดังกล่าวช่วยให้เกิด การกระตุ้นกระบวนการคิด เช่น การคิดเชิงค�ำนวณ การคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาเป็นข้ันตอนและเป็นระบบ ซึ่งเป็นทักษะ ส�ำคญั ของเยาวชนในศตวรรษที่ 21 อีกท้งั กระทรวงศกึ ษาธิการไดป้ ระกาศใช้หลักสูตรวชิ าวทิ ยาการคำ� นวณ โดยจดั ใหอ้ ยู่ใน สาระเทคโนโลยี กลมุ่ สาระการเรียนรูว้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตามหลักสตู รแกนกลางการศกึ ษาขนั้ พนื้ ฐานพทุ ธศักราช 2551 (ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560) จากความส�ำคัญดังกล่าวข้างต้น ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) ส�ำนักงานพัฒนา วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) จงึ ได้พฒั นาบอรด์ KidBright ซ่ึงเปน็ บอร์ดสมองกลฝงั ตัวทต่ี ดิ ตั้งจอแสดงผล และเซนเซอร์แบบง่าย เพื่อเป็นเคร่ืองมือในการเรียนเขียนโปรแกรมแบบบล็อกอย่างง่ายส�ำหรับนักเรียนระดับประถมและ มธั ยมศกึ ษา ท�ำใหก้ ารเขยี นโปรแกรมมีความสนกุ สนานและกระต้นุ การพัฒนากระบวนการคิด สำ� หรบั ค่มู อื แนวทางจัดการเรยี นรู้ เทคโนโลยี (วิทยาการค�ำนวณ): Coding with KidBright เลม่ นี้ ได้รับความร่วมมอื จาก ผู้ทรงคณุ วุฒิ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธกิ าร ร่วมจัดท�ำคู่มอื การเขียน โปรแกรมแบบบล็อกด้วยบอรด์ KidBright เพื่อใชเ้ ปน็ หนงั สือประกอบการเรยี นรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (วทิ ยาการค�ำนวณ) เนคเทค สวทช. หวงั เปน็ อยา่ งยง่ิ วา่ คมู่ อื เลม่ นจ้ี ะเปน็ ประโยชนต์ อ่ การจดั การเรยี นรู้ และเปน็ สว่ นสาํ คญั ในการพฒั นาคณุ ภาพ และมาตรฐานการศึกษา กลุม่ สาระการเรยี นรู้วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ขอขอบคณุ ผูท้ รงคุณวฒุ ิ บคุ ลากรทางการศกึ ษา และหนว่ ยงานตา่ ง ๆ ท่ีมีสว่ นเก่ียวขอ้ งในการจัดทาํ ไว้ ณ โอกาสนี้ ดร.ชยั วฒุ ิวิวฒั นช์ ยั ผอู้ �ำนวยการ ศูนยเ์ ทคโนโลยีอเิ ลก็ ทรอนิกสแ์ ละคอมพวิ เตอรแ์ หง่ ชาติ (เนคเทค)
ค�ำชแี้ จง สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศกึ ษาธกิ าร ไดพ้ ฒั นาหลกั สตู รวชิ าคอมพวิ เตอร์ และ มีการปรับปรุงหลักสูตรมาอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งมีการประกาศใช้หลักสูตรแกนกลางการศึกษาข้ันพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 จงึ ได้เปล่ยี นชอื่ วชิ าเปน็ เทคโนโลยสี ารสนเทศและการสอื่ สาร โดยจัดให้อย่ใู นกลมุ่ สาระการเรยี นรู้การงานอาชพี และ เทคโนโลยี ตอ่ มาในปีพทุ ธศักราช 2551 (ฉบบั ปรบั ปรุง พ.ศ. 2560) ไดม้ ีการเปลี่ยนช่อื วชิ าอีกครงั้ เป็น วทิ ยาการคำ� นวณ อยู่ ในสาระเทคโนโลยี กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โดยมเี ป้าหมายหลกั เพอ่ื พฒั นาผเู้ รยี นใหม้ ีความรแู้ ละมี ทกั ษะต่าง ๆ ท่คี รอบคลมุ การคดิ เชงิ ค�ำนวณ การคิดวเิ คราะห์ การแก้ปัญหาเปน็ ขัน้ ตอนและเป็นระบบ รวมทง้ั การประยุกต์ ใช้ความรู้ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีสารสนเทศและการส่ือสาร ในการแก้ปัญหาที่พบในชีวิตจริงได้อย่างมี ประสิทธภิ าพ แนวทางการจัดการเรยี นรู้ เทคโนโลยี (วิทยาการคำ� นวณ): Coding with KidBright ช้ันมธั ยมศึกษาปีท่ี 3 เล่มน้ี สามารถนำ� ไปใชใ้ นการจดั การเรยี นรเู้ พอ่ื ใหน้ กั เรยี นบรรลตุ วั ชว้ี ดั ทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั การเขยี นโปรแกรม ตามสาระการเรยี นรทู้ ี่ 4.2 เทคโนโลยี (วิทยาการค�ำนวณ) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยสถานศึกษาสามารถน�ำไปประยุกต์ใช้ในการจัด การเรยี นรไู้ ดต้ ามความเหมาะสม เนอื้ หาในเลม่ นป้ี ระกอบดว้ ยจดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ ตวั ชวี้ ดั สาระการเรยี นรู้ แนวคดิ ตวั อยา่ ง สื่อและอุปกรณ์ ขั้นตอนด�ำเนินกิจกรรม การวัดและประเมินผล สื่อและแหล่งเรียนรู้ และข้อเสนอแนะ ซ่ึงควรน�ำไปจัด การเรียนรรู้ ว่ มกับคมู่ ือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (วทิ ยาการค�ำนวณ) ทพ่ี ัฒนาโดย สสวท. โดยปรบั เปล่ยี น กิจกรรมการเรียนรู้เก่ียวกับการเขียนโปรแกรม ในคู่มือครูของสสวท. เป็นการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวทางการจัด การเรยี นรกู้ ารเขยี นโปรแกรมแบบบลอ็ กดว้ ยโปรแกรม KidBright IDE ซง่ึ จะทำ� ใหส้ ามารถจดั การเรยี นรไู้ ดอ้ ยา่ งสมบรู ณแ์ ละ สอดคล้องตามทห่ี ลักสูตรกำ� หนด สสวท. และ สวทช. ขอขอบคณุ คณาจารย์ ผูท้ รงคุณวุฒิ นกั วชิ าการ และครผู สู้ อน จากสถาบันตา่ ง ๆ ทใี่ ห้ความรว่ มมือใน การพัฒนาและหวังเป็นอย่างยิ่งว่า เอกสารเล่มน้ีจะเป็นประโยชน์ต่อเยาวชนและผู้เก่ียวข้องกับการจัดการเรียนรู้รายวิชา เทคโนโลยี (วิทยาการคำ� นวณ) ในการจัดการเรียนรู้ได้อย่างสมบูรณ์ตามเปา้ หมายของหลักสูตรตอ่ ไป สาขาเทคโนโลยี สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศกึ ษาธกิ าร
คำ� แนะนำ� การใชเ้ อกสาร เอกสารฉบับน้ีจัดท�ำข้ึนเพ่ือส่งเสริมการเรียนรู้ด้านการเขียนโปรแกรม โดยใช้บอร์ด KidBright เป็นเครื่องมือ สถานศึกษา สามารถน�ำไปใช้ในการจัดการเรียนรู้เพ่ือให้นักเรียนบรรลุตัวชี้วัดสาระเทคโนโลยี (วิทยาการค�ำนวณ) กลุ่มสาระการเรียนรู้ วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี หลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษาขนั้ พนื้ ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 (ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560) ชน้ั ม.3 ข้อท่ี 1 พฒั นาแอปพลิเคชันที่มกี ารบูรณาการกบั วิชาอ่นื อย่างสร้างสรรค์ โดยใช้เวลารวมทัง้ หมด 8 ชว่ั โมงดงั นี้ กจิ กรรมทอ่ี อกแบบไวน้ สี้ ามารถบรู ณาการกบั ตวั ชวี้ ดั อน่ื ทง้ั ในกลมุ่ สาระเดยี วกนั หรอื นอกกลมุ่ สาระ รวมทง้ั อาจตอ้ งจดั เตรยี ม อนิ เทอรเ์ นต็ สำ� หรบั การเขา้ ถงึ แหลง่ เรยี นรทู้ ไี่ ดแ้ นะนำ� ไวใ้ นเอกสาร เพอ่ื สง่ เสรมิ และเพมิ่ ประสทิ ธภิ าพในการเรยี นรขู้ องนกั เรยี น
กิจกรรมท่ี 1 KidBright IoT เวลา 2 ชั่วโมง จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. เขียนโปรแกรมโดยใช้ค�ำส่ังกลุ่ม IoT เพื่อรับส่งข้อมูล ระหว่างบอร์ด KidBright กับแอปพลิเคชัน KidBright IoT บนสมาร์ตโฟน 2. เขียนโปรแกรมรับส่งข้อมูลระหว่างบอร์ด KidBright กับแอปพลิเคชัน LINE ตวั ชวี้ ัด พัฒนาแอปพลิเคชันที่มีการบูรณาการกับวิชาอ่ืน อย่างสร้างสรรค์
กิจกรรมท่ี 1 สาระการเรยี นรู้ 1. Internet of Things (IoT) 2. ซอฟตแ์ วรใ์ นการพฒั นาแอปพลิเคชัน เชน่ Scratch, python, java, c, AppInventor, KidBright ทกั ษะและกระบวนการ (ท่ีเปน็ จดุ เน้น ทกั ษะในศตวรรษท่ี 21) 1. ทักษะในการท�ำงานรว่ มกนั 2. ทกั ษะการคดิ วิเคราะห์ 3. ทกั ษะการส่อื สาร ความรู้เดมิ ทน่ี กั เรยี นตอ้ งมี ซึง่ จะสอดคล้องกับส่วน “ทบทวนความร้เู ดิม/ส�ำรวจความรกู้ ่อน” 1. แนวคดิ และหลกั การท�ำงานของ IoT 2. การเขยี นโปรแกรมเเละอุปกรณเ์ สริมตอ่ พวงกบั บอร์ด KidBright 3. การติดตั้งปล๊ักอนิ สำ� หรบั เขยี นโปรแกรมดว้ ย KidBright สาระส�ำคัญ การเขียนโปรแกรมส�ำหรับการใช้งานอุปกรณ์ Internet of Things (IoT) ต่าง ๆ เป็นการเขียนโปรแกรมส่ังให้อุปกรณ์ เชื่อมโยงและส่งข้อมูลถึงกันผ่านอินเทอร์เน็ต ท�ำให้สามารถสั่งการควบคุมการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ผ่านอินเทอรเ์ น็ตได้ โดยบอร์ด KidBright มีแผงวงจร Wi-Fi ส�ำหรบั เช่อื มตอ่ อนิ เทอร์เนต็ เราสามารถเขียนโปรแกรมโดยใช้ กลุ่มค�ำสั่ง IoT ในโปรแกรม KidBright IDE ส�ำหรับติดต่อส่ือสารกับแอปพลิเคชัน KidBright IoT บนสมาร์ตโฟนได้ นอกจากนีผ้ เู้ ขยี นโปรแกรมสามารถติดตั้งปลั๊กอิน สำ� หรับเขียนโปรแกรมให้บอรด์ KidBright ติดตอ่ สือ่ สารกับแอปพลเิ คชนั LINE เพื่อการประยกุ ต์ใช้งานทห่ี ลากหลาย 10
กิจกรรมท่ี 1 สอื่ และอุปกรณ์ 1. ใบกจิ กรรม 2. ใบความรู้ - 3. อื่นๆ • เคร่อื งคอมพวิ เตอร์ที่เชอ่ื มต่อกบั อนิ เทอร์เนต็ โดยตดิ ต้ังโปรแกรม KidBright IDE และ LINE PC • บอรด์ KidBright • พดั ลม USB • หลอดไฟ USB • สมาร์ตโฟนหรอื แท็บเลต็ ทีต่ ิดตง้ั แอปพลเิ คชัน KidBright IoT และ แอปพลเิ คชัน LINE • คลิปวีดิทศั นเ์ รือ่ ง KidBright : ตอนที่ 5 การใช้งานบอร์ดแบบ IoT จาก https://www.youtube.com/watch?v=mmOwMY9_gl8 • แบบสงั เกตพฤติกรรมการมีสว่ นรว่ มในชนั้ เรยี น • แบบประเมินการท�ำงานกลุ่ม • แบบประเมินการนำ� เสนอ 1111
กจิ กรรมที่ 1 แนวทางการจัดการเรยี นรู้ การจดั เตรยี ม 1. ใบกิจกรรมท่ี 1.1 และ 1.2 เท่ากบั จำ� นวนผเู้ รียน 2. ตดิ ตง้ั โปรแกรม KidBright IDE โดยสามารถดาวนโ์ หลดได้จาก 3. ดาวนโ์ หลดไฟลเ์ อกสารสนุก Kids สนุก Code กบั KidBright ดาวน์โหลดจาก 4. ตดิ ตั้งแอปพลิเคชัน KidBright IoT และแอปพลเิ คชนั LINE 5. ตดิ ต้งั ปล๊ักอิน LINE notify จาก 12
กจิ กรรมที่ 1 ขน้ั ตอนดำ� เนนิ การ 1. ผู้สอนแบ่งผเู้ รยี นเปน็ กล่มุ กลุม่ ละ 2-4 คน 2. ผู้สอนทบทวนหลักการทำ� งานของ IoT 3. ผู้สอนอธิบายการใช้งานกลุ่มค�ำสงั่ IoT ในโปรแกรม KidBright IDE 4. ผู้สอนใหผ้ ู้เรียนเปดิ โปรแกรม KidBright IDE และเชอื่ มต่อกบั บอรด์ KidBright 5. ผู้เรียนทดลองเขียนโปรแกรมส�ำหรับการรับส่งข้อมูลระหว่างบอร์ด KidBright และแอปพลิเคชัน KidBright IoT โดยศึกษาจากคลิปวีดิทัศน์เร่ือง “KidBright : ตอนท่ี 5 การใช้งานบอร์ดแบบ IoT” (https://www.youtube.com/ watch?v=mmOwMY9_gl8) จากนั้นท�ำใบกิจกรรมท่ี 1.1 เร่ือง แสดงข้อมูลจาก แดนไกล ดว้ ย KidBright IoT 6. ผเู้ รียนแตล่ ะกลมุ่ สลบั กนั ตรวจคำ� ตอบใบกจิ กรรมที่ 1.1 และให้ข้อเสนอแนะสำ� หรบั โปรแกรมทเี่ พอ่ื นเขียนไว้ 7. ผเู้ รียนและผสู้ อนร่วมกันเฉลยใบกจิ กรรมและสรุปส่งิ ท่ไี ดจ้ ากการทำ� ใบกจิ กรรมที่ 1.1 รวมทง้ั ปญั หาการเขียนโปรแกรม การเชื่อมตอ่ บอรด์ พร้อมทงั้ ข้อเสนอแนะในการแกป้ ญั หา 8. ผู้เรียนติดต้ังปล๊ักอิน LINE Notify และศึกษาการเขียนโปรแกรมส�ำหรับการติดต่อกับแอปพลิเคชัน LINE (https://store.kidbright.info/plugin/5/LINE+Notify+สง่ การแจง้ เตอื นเขา้ ไลน)์ แลว้ ทำ� ใบกจิ กรรมที่ 1.2 เรอ่ื ง ขอ้ ความ จาก KidBright 9. ผเู้ รียนแตล่ ะกลมุ่ น�ำเสนอผลงาน พร้อมทง้ั นำ� เสนอปญั หาท่พี บและแนวทางในการแก้ปญั หา 10. ผสู้ อนและผเู้ รียนรว่ มกันอภปิ รายประเดน็ เกย่ี วกบั เเนวทางในการพฒั นาการ IoT ดว้ ยบอร์ด KidBright ในสถานการณ ์ ต่าง ๆ 11. ผู้สอนและผู้เรยี นร่วมกันสรุปแนวคิดการประยกุ ต์ใช้ IoT ดว้ ย บอร์ด KidBright การวัดและประเมินผล 1. ตรวจค�ำตอบในใบกิจกรรม และตรวจความถูกตอ้ งของการเขยี นโปรแกรม 2. ประเมินการนำ� เสนอ 3. สังเกตพฤติกรรมการมสี ่วนร่วมในชนั้ เรียน 4. ประเมนิ การทำ� งานเปน็ กลุม่ หมายเหตุ แบบสังเกตพฤติกรรมการมีส่วนร่วมในชั้นเรียน แบบประเมินการท�ำงานกลุ่ม และแบบประเมินการน�ำเสนอ แสดงอยู่ที่หน้า 53-56 1313
กิจกรรมท่ี 1 สอ่ื และแหลง่ เรยี นรู้ 1. เว็บไซตส์ �ำหรับปล๊ักอนิ KidBright https://store.kidbright.info/ 2. เว็บไซต์ส�ำหรบั เรยี นรู้ KidBright https://www.kid-bright.org 3. หนังสอื เรียนรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี (วิทยาการคำ� นวณ) ชนั้ มัธยมศกึ ษาปีที่ 3 ของ สสวท. ! ข้อเสนอแนะ 1. ผู้สอนควรตรวจสอบสญั ญาณ Wi-Fi ในหอ้ งเรยี นทใ่ี ช้เชือ่ มตอ่ อินเทอรเ์ น็ตให้ใชง้ านไดก้ อ่ นทำ� กิจกรรมน้ี 2. การตอบคำ� ถามในใบกจิ กรรม ผ้สู อนอาจให้แต่ละกลมุ่ เขียนค�ำตอบลงในเว็บไซตห์ รือบรกิ ารต่าง ๆ ทผ่ี เู้ รยี นสามารถแสดงความคดิ เหน็ หรอื ใชง้ านรว่ มกนั ได้ เชน่ Google Drive, www.padlet.com 3. ผู้สอนอาจจะมีค�ำถามชวนคิดให้ผู้เรียนมีการพัฒนาต่อยอดโดยการน�ำอุปกรณ์ต่อพ่วงส่วนของ เซ็นเซอร์ภายนอก การรบั ค่าขอ้ มูล บอรด์ KidBright ทีท่ ำ� งานเเบบ IoT อื่น ๆ 4. ผสู้ อนควรตรวจสอบบอรด์ KidBright วา่ ไฟแสดงสถานะของ Wi-Fi เเละ IoT ตดิ หรอื ไมข่ ณะเรม่ิ ตน้ การทำ� งาน การที่ไฟแสดงสถานะทัง้ สองตดิ หมายความว่า ทัง้ Wi-Fi เเละ IoT พรอ้ มใชง้ าน 5. สำ� หรบั ผเู้ รยี นทใี่ ชส้ มารต์ โฟนหรอื แทบ็ เลต็ ใหต้ ดิ ตง้ั แอปพลเิ คชนั KidBright IoT และ แอปพลเิ คชนั LINE ก่อนเริม่ กิจกรรมน้ี 6. สำ� หรับการสง่ ขอ้ ความเข้าแอปพลเิ คชัน LINE อาจใชโ้ ปรแกรม LINE PC แทนได้ 14
กิจกรรมท่ี 1 ใบกิจกรรมที่ 1.1 แสดงข้อมูลจากแดนไกล ดว้ ย KidBright IoT ค�ำชแ้ี จง 1. เชื่อมต่อพัดลม USB กับพอร์ต USB ของบอร์ด KidBright 2. ติดตั้งแอปพลิเคชัน KidBright IoT บนสมาร์ตโฟน โดยดาวน์โหลดจาก App Store หรือ Play Store 3. ให้ศึกษาคลิปวีดิทัศน์เร่ือง “KidBright : ตอนที่ 5 การใช้งานบอร์ดแบบ IoT” จาก https://www.youtube.com/ watch?v=mmOwMY9_gl8 ซึ่งเป็นการเขียนโปรแกรมส�ำหรับการรับส่งข้อมูลระหว่างบอร์ด KidBright และ แอปพลิเคชัน KidBright IoT ต้องใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง 1515
กิจกรรมท่ี 1 4. เช่ือมต่อหลอดไฟ USB หรือพัดลม USB แล้วให้เขียนโปรแกรมส�ำหรับการกดสวิตช์ 1 (S1) สั่งเปิดไฟหรือพัดลมผ่าน สมารต์ โฟน และกดสวิตช์ 2 (S2) สง่ั ปิดไฟหรือพัดลมผ่านสมาร์ตโฟน แลว้ บันทกึ ไฟล์ชือ่ act1_1_KidBright_IoT 5. สามารถประยุกต์ใชบ้ อร์ด KidBright ใหท้ ำ� งาน IoT ร่วมกบั สิง่ ใดไดอ้ ีกบา้ ง 16
กิจกรรมท่ี 1 ใบกจิ กรรมท่ี 1.2 ขอ้ ความจาก KidBright คำ� ช้ีแจง 1. ศึกษาและทดลองเขียนโปรแกรมส�ำหรับการติดต่อกับแอปพลิเคชัน LINE จากเว็บไซต์ https://store.kidbright.info/plugin/5/LINE +Notify+ส่งการแจ้งเตือนเข้าไลน์ • จะต้องเพิ่มผู้ใช้ใดเพ่ือให้ส่งข้อมูลเข้าแอปพลิเคชัน LINE ได้ • Access Token ที่ได้รับคือ 1717
กิจกรรมท่ี 1 2. เขยี นโปรแกรมเปดิ ไฟดว้ ย KidBright IoT โดยการวดั คา่ ความเขม้ ของแสง หากแสงนอ้ ยกวา่ คา่ ทต่ี ง้ั ไวใ้ หส้ ง่ การเเจง้ เตอื น ไปยังแอปพลิเคชัน LINE ว่า “กดสวิตช์ 1 เพ่ือเปิดไฟ” และเมื่อกดสวิตช์ 1 ผ่านทาง KidBright IoT บนสมาร์ตโฟน เพือ่ เปดิ หลอดไฟทต่ี อ่ ทางพอร์ต USB หลอดไฟจะสว่าง ดังน้ี • ตอ่ บอร์ด KidBright เขา้ กับคอมพวิ เตอร์ และต่อหลอดไฟเข้ากับพอร์ต USB ดังรูปที่ 1 รูปท่ี 1 การเช่ือมต่อบอร์ด KidBright เข้ากับคอมพิวเตอร์ และการเช่ือมต่อหลอดไฟเข้ากับพอร์ต USB ของบอร์ด KidBright 18
กิจกรรมท่ี 1 • เขยี นโปรแกรม KidBright เชอื่ มตอ่ Wi-Fi เพ่อื สง่ ข้อความผา่ นโปรแกรม LINE ดงั รูปที่ 2 รูปที่ 2 โปรแกรมวัดความเข้มแสงและแจ้งเตือนการเปิดไฟผ่านโปรแกรม LINE • ปรับปรุงโปรแกรมให้ท�ำงานให้มีประสิทธิภาพมากขนึ้ แล้วบันทึกไฟลช์ ือ่ act1_2_message 3. สามารถท่จี ะประยกุ ตใ์ ช้บอรด์ KidBright ทำ� งานในลักษณะอนื่ ๆ ไดห้ รือไม่ อะไรบา้ ง ให้ยกตวั อย่าง 4. นอกจากการเเจ้งเตือนข้อมลู ทางแอปพลเิ คชนั LINE เเล้วยังมกี ารส่งขอ้ ความเเจง้ เตือนเเบบอนื่ ๆ ได้หรอื ไม่ ให้ยกตัวอย่าง 1919
กจิ กรรมที่ 2 ตอ่ ยอดความรู้ สู่ IoT เวลา 2 ชว่ั โมง จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. เขียนโปรแกรมโดยประยุกต์ใช้งานวิธีการส่งข้อมูลจากการ กดสวิตช์ 2. เขียนโปรแกรมสำ�หรับการส่งการแจ้งเตือนผ่าน LINE Notify ตวั ช้ีวดั พัฒนาแอปพลิเคชันที่มีการบูรณาการกับวิชาอื่น อย่างสร้างสรรค์
กิจกรรมที่ 2 สาระการเรยี นรู้ 1. ขั้นตอนการพฒั นาแอปพลิเคชนั 2. Internet of Things (IoT) 3. ซอฟตแ์ วรใ์ นการพัฒนาแอปพลิเคชนั เชน่ Scratch, python, java, c, AppInventor, KidBright ทกั ษะและกระบวนการ (ท่เี ปน็ จดุ เน้น ทักษะในศตวรรษที่ 21) 1. ทักษะในการท�ำงานร่วมกัน 2. ทักษะการคิดวิเคราะห์ 3. ทักษะในการแก้ปัญหา 4. ทักษะการสื่อสาร ความรูเ้ ดิมท่ีนักเรยี นตอ้ งมี ซ่ึงจะสอดคลอ้ งกบั ส่วน “ทบทวนความร้เู ดมิ /สำ�รวจความรูก้ อ่ น” 1. การเขียนโปรแกรมกับบอร์ด KidBright 2. หลักการทำ�งานของเซนเซอรว์ ดั ระดบั ความเขม้ แสง และเซนเซอรว์ ัดอุณหภมู ิ 3. หลักการทํางานของนาฬกิ าและการจับเวลา 4. การใช้ LINE Notify สง่ การแจ้งเตือน สาระส�ำ คัญ การนำ�บอร์ด KidBright มาใช้เป็นเครื่องมือในการช่วยแก้ปัญหาและส่งข้อความแจ้งเตือนผ่านทาง LINE Notify เช่น การส่งข้อมูลเมื่อมีการกดสวิตช์ การส่งข้อมูลเมื่อค่าความสว่างหรืออุณหภูมิเป็นไปตามเงื่อนไขที่กำ�หนด การส่งข้อมูล เมื่อถึงเวลาที่กำ�หนดหรือส่งข้อมูลทุกช่วงเวลาที่กำ�หนด 22
กจิ กรรมท่ี 2 สอ่ื และอุปกรณ์ 1. ใบกจิ กรรม 2. ใบความรู้ - 3. อ่นื ๆ • เครือ่ งคอมพิวเตอร์ท่เี ชื่อมตอ่ กบั อินเทอร์เน็ตโดยตดิ ตั้งโปรแกรม KidBright IDE และ LINE PC • บอร์ด KidBright • สมารต์ โฟนหรือแท็บเล็ตทต่ี ดิ ตง้ั แอปพลเิ คชนั LINE • แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการมีส่วนร่วมในชน้ั เรียน • แบบประเมินการทำ� งานกลุ่ม • แบบประเมนิ การน�ำเสนอ 23
กิจกรรมที่ 2 แนวทางการจัดการเรียนรู้ การจัดเตรียม ใบกจิ กรรมท่ี 2.1 และใบกจิ กรรมท่ี 2.2 ตามจำ�นวนกลุม่ ข้ันตอนดำ�เนินการ 1. แบง่ ผ้เู รียนเปน็ กลุ่ม กล่มุ ละ 2-4 คน 2. ผู้เรียนเปิดโปรแกรม KidBright IDE และตรวจสอบการเชื่อมต่อกับบอร์ด KidBright รวมทั้งการเชื่อมต่อ Wi-Fi ส�ำหรบั การใชง้ าน IoT 3. ผู้เรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันท�ำใบกิจกรรมที่ 2.1 เรื่อง อยากบอกอะไรให้กด โดยวิเคราะห์สถานการณ์ที่ก�ำหนดพร้อมท้ัง ศกึ ษาความรเู้ พมิ่ เตมิ จากหนงั สอื เรยี นหรอื อนิ เทอรเ์ นต็ ในหวั ขอ้ ทเี่ กย่ี วขอ้ งจากนน้ั เขยี นโปรแกรมแกป้ ญั หา แลว้ ตอบคำ� ถาม ในใบกิจกรรม 4. ผู้เรียนและผู้สอนร่วมกันเฉลยใบกิจกรรมที่ 2.1 รวมทั้งอภิปรายแนวทางและปัญหาการเขียนโปรแกรม พร้อมเสนอ แนะแนวทางในการแก้ปญั หา 5. ผูเ้ รยี นแตล่ ะกลมุ่ รว่ มกนั ทำ� ใบกจิ กรรมท่ี 2.2 เร่ือง ใหเ้ วลาเปน็ เคร่อื งพสิ จู น์ โดยวเิ คราะหส์ ถานการณท์ ่ีก�ำหนด จากนัน้ ออกแบบและเขยี นโปรแกรมแกป้ ญั หา 6. ผู้เรียนแตล่ ะกลุม่ นำ� เสนอผลงานโดยสาธิตการทำ� งานของโปรแกรม พร้อมทงั้ อภปิ รายปญั หาและแนวทางการแกป้ ญั หา 7. ผู้เรียนและผู้สอนร่วมกันสรุปเกี่ยวกับการน�ำบอร์ด KidBright มาใช้เป็นเครื่องมือในการช่วยแก้ปัญหาและส่งข้อความ แจง้ เตอื นผ่านทาง LINE Notify การวัดและประเมินผล 1. ตรวจค�ำตอบในใบกิจกรรม และตรวจความถูกตอ้ งของการเขียนโปรแกรม 2. ประเมินการน�ำเสนอ 3. สังเกตพฤติกรรมการมีสว่ นรว่ มในชนั้ เรียน 4. ประเมนิ การท�ำงานเป็นกลุม่ 24
กิจกรรมที่ 2 สื่อและแหล่งเรียนรู้ 1. เว็บไซตส์ ำ� หรบั ปล๊ักอิน KidBright คือ https://store.kidbright.info/ 2. เว็บไซตส์ ำ� หรบั เรยี นรู้ KidBright คือ https://www.kid-bright.org 3. หนังสือเรียนรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (วทิ ยาการค�ำนวณ) ชน้ั มัธยมศึกษาปีท่ี 3 ของ สสวท. ! ขอ้ เสนอแนะ 1. ผ้สู อนควรตรวจสอบสญั ญาณ Wi-Fi ในหอ้ งเรียนท่ใี ชเ้ ช่ือมต่ออนิ เทอรเ์ น็ตให้ใช้งานไดก้ ่อนเริม่ ทำ�กิจกรรมนี้ 2. การตอบค�ำ ถามในใบกจิ กรรมท่ี 2.1 ผสู้ อนอาจใหผ้ เู้ รยี นแตล่ ะกลมุ่ เขยี นค�ำ ตอบลงในเวบ็ ไซตห์ รอื บรกิ ารตา่ ง ๆ ท่ีผ้เู รียนสามารถแสดงความคิดเหน็ หรือใช้งานรว่ มกันได้ เช่น Google Drive หรือ www.padlet.com 3. ในกจิ กรรมนเ้ี นน้ ใหผ้ เู้ รยี นไดล้ งมอื ปฏบิ ตั ดิ ว้ ยตนเองเพอ่ื ใหเ้ กดิ ความเขา้ ใจ ทง้ั นผ้ี สู้ อนควรศกึ ษาเกย่ี วกบั การตดิ ตง้ั ปลัก๊ อินและการสมัครใชบ้ รกิ าร LINE Notify จากหวั ข้อสอื่ และแหล่งขอ้ มูลเพือ่ ชว่ ยแกป้ ญั หาที่อาจเกิดขน้ึ 4. ส�ำ หรับการสง่ ข้อความเข้าแอปพลิเคชนั LINE อาจใช้โปรแกรม LINE PC แทนได้ 25
กิจกรรมที่ 2 ใบกจิ กรรมที่ 2.1 อยากบอกอะไรใหก้ ด คำ� สั่ง ให้นักเรยี นแตล่ ะกล่มุ เขียนโปรแกรมต่อไปนีใ้ หส้ มบูรณ ์ ใหส้ ามารถทำ� งานได้ตามสถานการณ์ท่ีก�ำหนดไว้ สถานการณ์ ตอ้ งการสง่ ค่าความเขม้ แสงและอณุ หภมู ิ จากการกดปุ่มบนบอร์ด KidBright ผ่าน LINE Notify โดยก�ำ หนดให้ กดสวติ ช์ 1 (S1) เป็นการส่งคา่ ความเขม้ แสง และกดสวติ ช์ 2 (S2) เปน็ การส่งคา่ อุณหภูมิ 26
1. เขียนชื่อบล็อกคำ�สั่งที่ใช้ในโปรแกรมข้างต้น กิจกรรมท่ี 2 • หมายเลข 1 ค่า Token • หมายเลข 2 ใช้บล็อกคำ�สั่ง 27 • หมายเลข 3 ใช้บล็อกคำ�สั่ง • หมายเลข 4 ใช้บล็อกคำ�สั่ง • หมายเลข 5 ใช้บล็อกคำ�สั่ง • หมายเลข 6 ใช้บล็อกคำ�สั่ง • หมายเลข 7 ใช้บล็อกคำ�สั่ง • หมายเลข 8 ใช้บล็อกคำ�สั่ง
กจิ กรรมที่ 2 2. รันโปรแกรมแล้วกดปุ่มสวิตช์ 1 และสวิตช์ 2 ผลลัพธ์ที่ได้คือ ผลจากการกดปุ่มสวิตช์ 1 ผลจากการกดปุ่มสวิตช์ 2 3. บันทึกไฟล์ชื่อ act2_1_switch 28
กิจกรรมท่ี 2 ใบกจิ กรรมท่ี 2.2 ให้เวลาเปน็ เครื่องพิสูจน์ คำ� สั่ง เขียนโปรแกรมแกป้ ัญหาตามสถานการณต์ ่อไปน้ี แล้วบันทึกไฟล์ช่ือ act2_2_TimeLINE สถานการณ์ ตอ้ งการสง่ คา่ ความเขม้ แสงและอณุ หภมู จิ ากการตง้ั เวลาบนบอรด์ KidBright ผา่ น LINE Notify โดยก�ำ หนดให้ นาทที ่ี 1 เปน็ การ สง่ คา่ ความเขม้ แสง และนาทที ่ี 2 เปน็ การสง่ คา่ อณุ หภมู ิ สลบั กนั ไปทกุ ๆ 1 นาที ดงั ตวั อยา่ งตอ่ ไปน้ี ............Light is............................................................. 15:33 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) ............25.5................................................................. 15:33 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) ............Temperature is.....................................................15:34 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………69................................................................... 15:34 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………Light is............................................................. 15:35 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………25.5.................................................................15:35 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………Temperature is.................................................... 15:36 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………69................................................................... 15:36 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………Light is............................................................. 15:37 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………25.5................................................................. 15:37 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………Temperature is.....................................................15:38 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………69................................................................... 15:38 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………Light is............................................................. 15:39 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………25.5................................................................. 15:39 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………Temperature is.....................................................15:40 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) …………69................................................................... 15:40 (เวลาทแ่ี สดงใน LINE) หมายเหตุ แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการมีสว่ นร่วมในชนั้ เรยี น แบบประเมนิ การท�ำ งานกลมุ่ และแบบประเมนิ การนำ�เสนอ แสดงอยู่ทห่ี น้า 53-56 29
กจิ กรรมท่ี 3 KidBright แก้ไขสถานการณ์ เวลา 2 ชว่ั โมง จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ ออกแบบและเขียนโปรแกรมแก้ปัญหาจากสถานการณ์ที่กำ�หนด ตัวชวี้ ัด พัฒนาแอปพลิเคชันที่มีการบูรณาการกับวิชาอื่นอย่างสร้างสรรค์
กจิ กรรมท่ี 3 สาระการเรียนรู้ 1. ขั้นตอนการพัฒนาแอปพลเิ คชัน 2. Internet of Things (IoT) 3. ซอฟต์แวร์ในการพัฒนาแอปพลิเคชัน เช่น Scratch, python, java, c, AppInventor, KidBright ทกั ษะและกระบวนการ (ทเี่ ป็นจดุ เนน้ ทักษะในศตวรรษท่ี 21) 1. ทักษะในการท�ำงานร่วมกัน 2. ทักษะการคิดวิเคราะห์ 3. ทักษะการส่ือสาร ความรเู้ ดมิ ทน่ี ักเรยี นตอ้ งมี ซึง่ จะสอดคล้องกับสว่ น “ทบทวนความรูเ้ ดิม/สำ�รวจความรกู้ ่อน” 1. การเขยี นโปรแกรมควบคุมบอร์ด KidBright 2. หลักการทำ�งานเซนเซอร์วัดระดบั ความเข้มแสง และเซนเซอร์วัดอณุ หภูมิ 3. หลักการทาํ างานของนาฬิกา และ การจบั เวลา 4. การใช้ LINE Notify ส่งการแจ้งเตอื น สาระสำ�คญั ในการแก้ปญั หาทางวิทยาศาสตร์หรอื ทางคณติ ศาสตร์ เราสามารถนำ�บอรด์ KidBright มาใชเ้ ป็นเครื่องมอื ช่วยแกป้ ัญหาได้ รวมทงั้ การสง่ ขอ้ ความแจง้ เตือนผ่านทาง LINE Notify 32
กจิ กรรมท่ี 3 สอ่ื และอุปกรณ์ 1. ใบกจิ กรรม 2. ใบความรู้ - 3. อ่นื ๆ • เครือ่ งคอมพิวเตอร์ท่เี ชื่อมตอ่ กบั อินเทอร์เน็ตโดยตดิ ตั้งโปรแกรม KidBright IDE และ LINE PC • บอร์ด KidBright • สมารต์ โฟนหรือแท็บเล็ตทต่ี ดิ ตง้ั แอปพลเิ คชนั LINE • แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการมีส่วนร่วมในชน้ั เรียน • แบบประเมินการทำ� งานกลุ่ม • แบบประเมนิ การน�ำเสนอ 33
กิจกรรมที่ 3 แนวทางการจัดการเรยี นรู้ การจัดเตรยี ม ใบกิจกรรมท่ี 3 ตามจำ�นวนกลุ่ม ข้ันตอนด�ำ เนินการ 1. ผสู้ อนแบ่งผเู้ รยี นเป็นกลมุ่ กลมุ่ ละ 2-4 คน 2. ผู้เรียนเปิดโปรแกรม KidBright IDE และตรวจสอบการเช่ือมต่อกับบอร์ด KidBright รวมทั้งการเชื่อมต่อ Wi-Fi ส�ำหรบั การใช้งาน IoT 3. ผู้สอนทบทวนการเขียนโปรแกรมสำ� หรบั IoT และการสง่ การแจ้งเตอื นผ่าน LINE Notify 4. ผเู้ รยี นทำ� ใบกจิ กรรมที่ 3 เรอื่ ง สถานการณอ์ ยา่ งนตี้ อ้ งทำ� อยา่ งไร โดยแตล่ ะกลมุ่ รว่ มกนั วเิ คราะหส์ ถานการณท์ ก่ี ำ� หนด และศึกษาความรู้เพ่ิมเติมจากหนังสือเรียน หรืออินเทอร์เน็ต ในหัวข้อที่เกี่ยวข้อง แล้วตอบค�ำถามลงในใบกิจกรรม ข้อ 1-3 แลว้ ผสู้ อนและผู้เรยี นร่วมกนั นำ� เสนอค�ำตอบ 5. ผู้เรียนแต่ละกลุ่มลงมือสร้างชิ้นงานตามที่ได้ออกแบบไว้ส�ำหรับการแก้ปัญหาตามสถานการณ์ที่ได้รับ โดยเม่ือผู้เรียน แต่ละกลุ่มสร้างช้ินงานเสร็จแล้ว ให้ท�ำทดลองและตรวจสอบความถูกต้องของชิ้นงาน พร้อมท้ังปรับปรุงช้ินงานให้ สามารถทำ� งานได้อย่างสมบรู ณ์ 6. ผเู้ รียนแต่ละกลุ่มตอบคำ� ถามลงในใบกิจกรรมที่ 3 ข้อที่ 4-6 7. ผ้เู รยี นนำ� เสนอแนวคิดการออกแบบโปรแกรมและสาธิตผลงานการเขียนโปรแกรม 8. ผสู้ อนและผู้เรยี นรว่ มกนั สรุปแนวคิดในการแกป้ ัญหาจากสถานการณ์ทีก่ ำ� หนด การวดั และประเมินผล 1. ตรวจคำ� ตอบในใบกจิ กรรม และตรวจความถูกต้องของการเขยี นโปรแกรม 2. สงั เกตพฤติกรรมการมสี ่วนรว่ มในชัน้ เรียน 3. ประเมนิ การน�ำเสนอ 4. ประเมินการทำ� งานกล่มุ 34
กิจกรรมท่ี 3 สื่อและแหลง่ เรียนรู้ 1. เว็บไซต์ส�ำหรับปลั๊กอิน https://store.kidbright.info/ 2. หนังสอื เรียน รายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (วิทยาการค�ำนวณ) ชน้ั มัธยมศึกษาปที ่ี 3 ของ สสวท. ! ขอ้ เสนอแนะ 1. การตอบค�ำ ถามในใบกจิ กรรมท่ี 3 ผสู้ อนอาจใหผ้ เู้ รยี นแตล่ ะกลมุ่ เขยี นค�ำ ตอบลงในเวบ็ ไซตห์ รอื บรกิ ารตา่ ง ๆ ที่ผูเ้ รียนสามารถแสดงความคดิ เหน็ หรือใชง้ านร่วมกันได้ เชน่ Google Drive หรือ www.padlet.com 2. ในการใช้งานผ่านปลกั๊ อนิ LINE Notify นนั้ จำ�เปน็ จะตอ้ งท�ำ งานโดยอาศัยอนิ เทอร์เน็ต 3. ส�ำ หรบั การทดสอบโปรแกรม ผเู้ รยี นสามารถปรบั เวลาในการสง่ ขอ้ มลู ใหส้ น้ั ลง เพอ่ื ใหส้ ามารถเหน็ ผลการทดลอง ได้รวดเรว็ ขึ้น 4. หากมเี วลาเพียงพอ ผู้สอนควรใหผ้ ้เู รียนคดิ ต่อยอดว่าจะสามารถพัฒนาโปรแกรมใหม้ ีประสทิ ธิภาพที่ดขี ้ึน ได้อยา่ งไร 35
กิจกรรมที่ 3 ใบกจิ กรรมท่ี 3.1 สถานการณ์อยา่ งนี้ ตอ้ งท�ำ อย่างไร สถานการณ์ที่ 1 ให้ออกแบบการทดลอง เพื่อทำ�การวัดค่าอุณหภูมิกลางแจ้ง ทุก ๆ 5 นาที ในช่วงเวลา 50 นาที โดยส่ง การแจ้งเตือนข้อมูลไปที่ LINE Notify และเมื่อทำ�การวัดครบ 10 ครั้ง ให้ส่งข้อมูล ค่าเฉลี่ย ค่าต่ำ�สุด และค่าสูงสุด ไปที่ LINE Notify ด้วย แลว้ จบกระบวนการ สถานการณ์ที่ 2 ให้ออกแบบการทดลอง เพื่อทำ�การวัดค่าอุณหภูมิ และค่าความสว่าง ภายในโรงเพาะชำ�แห่งหนึ่ง ทุก ๆ 5 นาที โดยส่งการแจ้งเตือนข้อมูลไปที่ LINE Notify และเมื่อทำ�การวัดครบทุกๆ 10 ครั้ง ให้ส่งข้อมูล ค่าเฉลี่ย ค่าต่ำ�สุด และค่าสงู สุด ไปท่ี LINE Notify ดว้ ย ค�ำสงั่ ใหแ้ ต่ละกลุม่ เลือกสถานการณ์ เพียง 1 สถานการณ์ แลว้ ตอบคำ� ถามต่อไปน้ี 1. จากสถานการณท์ ่ีไดร้ บั คือสถานการณ์ท่ ี ข้อมลู เข้า คืออะไร 2. จากสถานการณท์ ่ไี ด้รบั ขอ้ มลู ออก คอื อะไร 36
กจิ กรรมท่ี 3 3. จากสถานการณ์ที่ได้รับจะออกแบบวิธีการแก้ปัญหาอย่างไร (เขียนรหัสลำ�ลองหรือวาดผังงาน) 37
กิจกรรมท่ี 3 4. เขียนโปรแกรมตามที่ได้ออกแบบไว้ แล้วบันทึกไฟล์ชื่อ act3_1_s1 หากได้สถานการณ์ที่ 1 หรือบันทึกไฟล์ ชื่อ act3_1_s2 หากได้สถานการณ์ที่ 2 5. ความผิดพลาดของโปรแกรมที่เกิดขึ้นจากการสร้างชิ้นงานตามที่ได้ออกแบบไว้ 38
กจิ กรรมท่ี 3 6. วิธีการแก้ปัญหา 7. บันทึกผลการรันโปรแกรม หมายเหตุ แบบสงั เกตพฤติกรรมการมสี ่วนร่วมในช้นั เรยี น แบบประเมินการทำ�งานกลมุ่ และแบบประเมินการน�ำ เสนอ แสดงอย่ทู ่ีหน้า 53-56 39
กิจกรรมที่ 4 สอื่ สารข้อมูลระหวา่ ง บอรด์ KidBright เวลา 2 ชั่วโมง จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. เขียนโปรแกรมสั่งงานบอร์ด KiddBright ให้รับส่งข้อมูล ผ่านโพรโทคอล MQTT 2. เขียนโปรแกรมสั่งงานให้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง บอร์ด KidBright ตัวช้วี ดั พัฒนาแอปพลิเคชันที่มีการบูรณาการกับวิชาอื่นอย่างสร้างสรรค์
กิจกรรมท่ี 4 สาระการเรยี นรู้ 1. ขัน้ ตอนการพัฒนาแอปพลิเคชนั 2. Internet of Things (IoT) 3. ซอฟตแ์ วร์ในการพฒั นาแอปพลเิ คชัน เชน่ Scratch, python, java, c, AppInventor, KidBright ทักษะและกระบวนการ (ที่เปน็ จดุ เน้น ทกั ษะในศตวรรษท่ี 21) 1. ทักษะในการท�ำงานร่วมกัน 2. ทักษะการคิดวิเคราะห์ 3. ทักษะการสื่อสาร ความรเู้ ดมิ ท่ีนักเรยี นตอ้ งมี ซึง่ จะสอดคล้องกับส่วน “ทบทวนความรเู้ ดิม/ส�ำ รวจความร้กู ่อน” 1. การอา่ นคา่ เซนเซอรว์ ัดคา่ แสงและอณุ หภูมิ 2. การตดิ ตง้ั ปล๊ักอนิ ในโปรแกรม KidBright IDE 3. การเช่ือมตอ่ สญั ญาณไวไฟและเปดิ ใชง้ าน IoT บนบอรด์ KidBright สาระส�ำ คญั MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) เป็นโพรโทคอลสำ�หรับการสื่อสารแบบ M2M (Machine-to- Machine) ทส่ี นบั สนนุ เทคโนโลยี IoT (Internet of Things) สามารถนำ�มาใชใ้ นการรบั สง่ ขอ้ มลู ระหวา่ งบอรด์ KidBright ได้ โดยตอ้ งติดต้ังปล๊กั อิน CPE-KU IoT สำ�หรับโปรแกรม KidBright IDE เพ่มิ เติม 42
กจิ กรรมท่ี 4 สอ่ื และอปุ กรณ์ 1. ใบกิจกรรม 2. ใบความรู้ • ใบความรทู้ ี่ 4.1 การใช้งาน MQTT บนบอรด์ KidBright 3. อ่ืนๆ • เครื่องคอมพวิ เตอร์ที่เช่อื มต่อกับอนิ เทอร์เน็ตโดยตดิ ต้ังโปรแกรม KidBright IDE • บอรด์ KidBright • แบบประเมนิ การนำ� เสนอ • แบบสังเกตพฤติกรรมการมีสว่ นร่วมในชัน้ เรียน • แบบประเมินการทำ� งานกลุ่ม 43
กิจกรรมท่ี 4 แนวทางการจดั การเรียนรู้ การจัดเตรียม 1. ติดตัง้ โปรแกรม KidBright IDE 2. ใบความร้ทู ่ี 4.1 ตามจำ�นวนนักเรยี น 3. ใบกจิ กรรมท่ี 4.1 และ 4.2 ตามจำ�นวนกลมุ่ ขนั้ ตอนดำ�เนนิ การ 1. ผู้เรียนเปิดโปรแกรม KidBright IDE และตรวจสอบการเชื่อมต่อกับบอร์ด KidBright รวมทั้งการเช่ือมต่อ Wi-Fi ส�ำหรบั การใช้งาน IoT 2. ผู้สอนอธิบายหลักการท�ำงานของ MQTT จากน้ันให้ผู้เรียนศึกษาใบความรู้ท่ี 4.1 เรื่อง การใช้งาน MQTT บนบอร์ด KidBright 3. ผู้เรยี นทำ� ใบกิจกรรมท่ี 4.1 เรื่อง การสื่อสารดว้ ย MQTT โดยจบั คู่ระหวา่ งกลุ่มเพือ่ ท�ำกจิ กรรมรว่ มกนั 4. ผเู้ รียนเขียนโปรแกรมตามใบกิจกรรมที่ 4.1 พร้อมทงั้ ช่วยกันทดสอบการทำ� งานและแกไ้ ขข้อผิดพลาดให้ถกู ตอ้ งสมบูรณ์ แลว้ ตอบคำ� ถามในใบกจิ กรรม 5. ผู้สอนและผู้เรยี นรว่ มกันสรปุ ปญั หาและข้อควรระวงั ในการท�ำใบกิจกรรมท่ี 4.1 6. ผู้เรียนท�ำใบกิจกรรมที่ 4.2 เรือง การประยุกต์ใช้ MQTT โดยจับคู่ระหว่างกลุ่มเพ่ือท�ำกิจกรรมร่วมกัน แล้วตอบค�ำถาม ในใบกจิ กรรม 7. ผ้เู รียนน�ำเสนอวิธกี ารประยกุ ต์ใชบ้ อร์ด KidBright และผลงานท่ีได้จากใบกจิ กรรมที่ 4.2 8. ผู้เรียนร่วมกันเสนอความคิดเห็นว่าการสื่อสารระหว่างบอร์ดสามารถน�ำไปประยุกต์ใช้ในการสร้างอุปกรณ์หรือ ระบบอืน่ ๆ ทน่ี า่ สนใจได้อย่างไรบา้ ง 9. ผสู้ อนและผเู้ รยี นรว่ มกนั สรปุ แนวคดิ การสือ่ สารข้อมูลระหว่างบอร์ด KidBright โดยใชโ้ พรโทคอล MQTT การวัดและประเมนิ ผล 1. ตรวจคำ� ตอบในใบกิจกรรม และตรวจความถูกตอ้ งของการเขียนโปรแกรม 2. ประเมินการน�ำเสนอ 3. สังเกตพฤติกรรมการมสี ่วนร่วมในช้นั เรยี น 4. ประเมนิ การทำ� งานเปน็ กลุม่ 44
กจิ กรรมท่ี 4 สอ่ื และแหล่งเรยี นรู้ 1. การติดตั้งปล๊ักอนิ CPE-KU IoT https://gitlab.com/cjaikaeo/cpeku_iot 2. การก�ำหนดคา่ MQTT brokers https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/public_brokers ! ขอ้ เสนอแนะ ผู้สอนควรตรวจสอบการเชื่อมต่อโบรกเกอร์ MQTT ที่ใช้งานได้จริงโดยใช้รายชื่อโบรกเกอร์จาก https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/public_brokers ก่อนทำ�กิจกรรมนี้ 45
กจิ กรรมที่ 4 ใบกิจกรรมที่ 4.1 การสอ่ื สารผา่ น MQTT 1. ศึกษาใบความรทู้ ่ี 4.1 และตดิ ต้ังปล๊ักอิน CPE-KU IoT จาก https://gitlab.com/cjaikaeo/cpeku_iot 2. จับคู่ระหว่างบอร์ด KidBright จ�ำนวน 2 บอร์ด เพื่อให้บอร์ดมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลค่าแสงที่วัดได้ โดยให้บอร์ดท่ี 1 ทมี A เป็นฝงั่ ผูส้ ง่ และบอรด์ ท่ี 2 ทีม B เปน็ ฝ่ังผ้รู ับ แลว้ ระบคุ ่าท่ีใชต้ ิดตอ่ ผ่าน MQTT ลงในตาราง 46
กจิ กรรมท่ี 4 3. โปรแกรมตามตัวอย่างต่อไปนี้ โดยปรับเปลี่ยนค่าตามที่ระบุในตารางองค์ประกอบในข้อ 2 4. ใหร้ ะบุคา่ SSID ของสัญญาณ Wi-Fi และเปิดใช้งาน IoT ใหก้ ับ KidBright ทง้ั สองบอร์ด แล้วตดิ ตั้งชดุ คำ�สั่ง ลงบนบอรด์ จากนั้นใหส้ งั เกตการเปล่ยี นแปลงท่เี กิดขึน้ 5. บันทึกไฟล์ชื่อ act4_1_MQTT_Light_A สำ�หรับ ทีม A และ act4_1_MQTT_Light_ฺB สำ�หรับ ทีม B 47
กิจกรรมที่ 4 ใบกิจกรรมท่ี 4.2 การประยกุ ต์ใช้ MQTT สถานการณ์ อปุ กรณต์ น้ แบบ 2 ตัวที่ไม่มหี น้าจอแสดงผลการทำ�งานใด ๆ ในหอ้ งทดลองแห่งหนง่ึ มีความจำ�เปน็ ต้องท�ำ งานสลับกนั เพื่อยดื อายกุ ารใชง้ าน โดยทอี่ ุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจะต้องหยุดท�ำ งาน แล้วสลบั ไปเปิดอปุ กรณอ์ กี ตวั แทน กลุ่มของนักเรียนได้รับมอบหมายให้ออกแบบและติดตั้งบอร์ด KidBright เพื่อควบคุมการทำ�งานเปิด-ปิดอุปกรณ์ต้นแบบ ทงั้ 2 ตัว โดยใหห้ นา้ จอแสดงผล LED บนบอรด์ แสดงว่าตวั ใดทำ�งานอย ู่ โดยให้เลข 0 แทนการปิด และเลข 1 แทนการเปดิ ค�ำส่ัง ให้นักเรียนเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว แล้วบันทึกไฟล์ชื่อ act4_2_MQTT_device_A ส�ำหรับ ทีม A และ act4_2_MQTT_device_B สำ� หรบั ทีม B 48
Search
