تلفن های همراه چگونه ارتباط برقرار می کنند؟

مواد پیشنهادی کم هزینه و آسان برای استفاده هستند.

• ارائه مقدماتی. 
• لینک ویدیو (روی لینک کلیک کنید یا زیر را ببینید) - این یک نمای کلی از فعالیت توسط سازندگان است. برای معلم یا داوطلب در نظر گرفته شده است نه دانش آموزان.
• کیت قابل چاپ  - کیت حاوی منابع زیر است:

1. برچسب هایی با آرم فعالیت، برای دانش آموزان که نام خود را بنویسند و آن را بپوشند.
2. جدول کد باینری
3. قالب های رمزگذاری و رمزگشایی:
   • الگوهای رمزگذاری کلمات مرتبط با مهندسی.
   • الگوهای رمزگذاری عبارت مرموز. (در قالب کلی موجود است، گروه بندی شده با حروف یا کلمات، برای انطباق انتقال عبارت با تعداد تیم های دانش آموزان).
   • حتی اگر قرار است فرآیند رمزگشایی روی تخته سیاه انجام شود، کیت قابل چاپ حاوی الگوهای رمزگشایی عمومی اضافی است در صورتی که دانش‌آموزان بخواهند خود کلمات/عبارات را رمزگشایی کنند.
4. "I" را بچسبانید و "O" را دایره کنید.
5. عبارات مرموز رمزگذاری شده برای تزئین کلاس درس.

تمام تصاویری که در قالب ها ظاهر می شوند متعلق به https://openclipart.org/، اختصاص دامنه عمومی (CC0 1.0) هستند.

1. نمایش ارائه

   کارگاه با ارائه مقدماتی کوچک آغاز می شود.

   دانش آموزان قبل از شروع فعالیت در گروه های 4 یا 5 نفره سازماندهی می شوند. معلمان در طول فرآیند به گروه های مختلف کمک می کنند.

   هدف از این مرحله اولیه معرفی:

   • مفهوم مهندسی: تعریف مهندسی و ارائه چند نمونه از آثار شناخته شده مهندسی همراه با نویسنده آنها با برجسته کردن نقش زنان. از بچه ها پرسیده می شود که آیا مهندسان خانواده یا دوستان نزدیک خود را می شناسند.
   • شرح مهندسی مخابرات: توضیح تعریف “مهندسی مخابرات”. دانش آموزان یاد می گیرند که مهندسین مخابرات وظیفه طراحی هر چیزی که مربوط به تلویزیون، ماهواره، اینترنت و تلفن همراه است را بر عهده دارند.
   • پس زمینه فعالیت عملی را توضیح دهید: برای شروع با مرحله 2 (فعالیت عملی)، ابتدا کودکان در معرض پس زمینه فعالیت قرار می گیرند. به عنوان مثال، مربی از بچه ها زبان های مختلف حیوانات و مردم را می خواهد: سگ ها از طریق پارس با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند، پرندگان از طریق آواز با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و مردم با استفاده از صداها (واج ها) به زبان های مختلف مانند انگلیسی و اسپانیایی صحبت می کنند و می نویسند. ) و حروف برای ارتباط بین یکدیگر و ایجاد کلمات... اما تلفن های همراه چگونه با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند؟ پاسخ از طریق استفاده از زبان تلفن های همراه است: بیت ها. این فعالیت شامل ترجمه چند کلمه به زبان تلفن است. این فرآیند رمزگذاری نامیده می شود. سپس، ما آنها را منتقل می کنیم و در نهایت آنها را از طریق رمزگشایی به زبان خود ترجمه می کنیم. جدول باینری رمزگذاری و رمزگشایی باید برای بچه ها نمایش داده شود تا بتوانند بیت ها را به صورت «O» و «I» ببینند و از آن به عنوان «دیکشنری» استفاده کنند.

2. فعالیت عملی

   ابتدا هر دانش آموز نام خود را روی یک برچسب می نویسد و آن را می پوشد. سپس، باید چندین گروه، به طور ایده آل از 3 تا 5 کودک ایجاد شود. گروه ها باید در میزهای جدا از هم بنشینند. هر گروه با یک یا دو کلمه به عنوان پیام برای رمزگذاری، انتقال و رمزگشایی ارائه می شود. آنها کلمات رایج مرتبط با مهندسی هستند: دوچرخه، ماشین، ربات، تلفن، پل، هواپیما، تبلت، فر، قایق و قطار. قالب های رمزگذاری و رمزگشایی و برچسب ها در مواد قابل چاپ ارائه شده است.

3. رمز گذاری

   هدف هر گروه رمزگذاری کلمه داده شده با استفاده از جدول کدگذاری باینری ارائه شده در مواد قابل چاپ است. آنها باید حروف رمزگذاری شده را در قالب های رمزگذاری (با کلمات مربوط به مهندسی) بنویسند.

4. انتقال

   هنگامی که همه گروه ها کلمه مثال خود را رمزگذاری کردند، انتقال شروع می شود. برای انتقال، کارت هایی با دایره بزرگ (زرد) و چوب بزرگ (آبی) به ترتیب مربوط به "0" و "I" استفاده می شود. هر گروه، به ترتیب، کد دودویی حروف کلمه مثال خود را با نگه داشتن کارت "0" یا "I" مربوطه به ترتیب ارسال می کند. بقیه گروه ها حروف را شناسایی می کنند، یکی از معلمان کد باینری و حرف مربوطه را که مشخص کرده اند روی تخته سیاه می نویسد و به همین ترتیب تا تکمیل کلمه ادامه می دهد که برای دانش آموزان تعجب آور است.

   واژه‌های مثال، اشیاء/ماشین‌های مربوط به مهندسی و استفاده بسیار رایج هستند: ماشین، ربات، موبایل، پل، هواپیما، تبلت، فر، قایق، قطار و غیره.

   برای انتقال کلمه رمزگذاری شده، کودکان باید از مقواهایی با "دایره" و "چوب" به عنوان بیت 0 ("O") و یک ("I") استفاده کنند. دایره و چوب به همراه مواد قابل چاپ ارائه شده است. هر گروه نوبت خود را دارد که حرف به حرف کلمه خود را به سایر اعضای کلاس منتقل کند. برای انتقال بیت ها، یک عضو از هر گروه وظیفه بلند کردن چوب و عضوی دیگر مسئول بلند کردن دایره است، به طوری که آنها را به ترتیب بیت های رمزگذاری شده به بقیه همکلاسی های خود و به مربی نشان می دهند. نامه ها؛ یکی از اعضای گروه بیت هایی را که باید بلند شوند را نشان می دهد. بقیه اعضای تیم نقش نظارت بر درست بودن همه چیز را خواهند داشت. مربی هر دایره را "O" می نویسد و "I" را روی تخته سیاه می چسباند.

5. رمز گشایی

   هر بار که یک حرف رمزگذاری شده روی تخته سیاه نوشته می شود، دانش آموزان باید با استفاده از الگوی کدگذاری باینری آن را رمزگشایی کرده و راه حل را با صدای بلند بگویند. سپس مربی هر حرف را روی تخته سیاه می نویسد، وقتی کلمه تمام شد، بچه ها آن را با صدای بلند می گویند.

   ما آن را "عبارت مرموز" می نامیم زیرا دانش آموزان آن را نمی دانند. در این حالت، هر گروه یک کلمه یا گروهی از حروف را از عبارت: "TELECOMMUNICATIONS HELP EVERYDAY" ارسال می کند.

6. عبارت مشارکتی

   مرحله آخر تکرار مراحل رمزگذاری، انتقال و رمزگشایی برای برقراری ارتباط یک عبارت کامل است. هر گروه وظیفه برقراری ارتباط یک کلمه یا در عوض مجموعه ای از حروف را بر عهده دارد.

   سپس، همان تمرین رمزگذاری، انتقال و رمزگشایی یک جمله به صورت مشترک انجام می شود. ما آن را "عبارت مرموز" می نامیم زیرا دانش آموزان آن را نمی دانند. در این حالت، هر گروه یک کلمه یا گروهی از حروف را از عبارت: "TELECOMMUNICATIONS HELP EVERYDAY" ارسال می کند. در پایان همگی با هم آن را خواندند و برایشان سورپرایز شد.

   "ارتباطات از راه دور هر روز به ما کمک می کند"

   مربیان این عبارت را "عبارت مرموز" می نامند، زیرا بچه ها آن را نمی دانند و بنابراین ما کنجکاوی آنها را بر می انگیزیم.

   بسته به تعداد گروه ها، انتقال عبارت با کلمات یا مجموعه حروف می تواند راحت تر باشد. اگر عبارت با کلمات منتقل شود، ترتیب به صورت زیر خواهد بود:
   1) ارتباطات از راه دور
   2) کمک کنید
   3) ایالات متحده
   4) هر روز

   گزینه جایگزین این است که عبارت را به مجموعه ای از حروف و فضاهای خالی تقسیم کنید تا فعالیت با تعداد تیم ها سازگار شود. عبارت کدگذاری شده به همراه مطالب قابل چاپ به عنوان هدیه به کودکان ارائه می شود تا کلاس خود را تزئین کنند و همیشه آموخته های خود را در طول این فعالیت به خاطر بسپارند.

7. نتیجه گیری

   در این مرحله آخر، مربی به کودکان توضیح می دهد که در زندگی واقعی، "دایره" و "چوب" مقوا نیستند، بلکه تغییراتی هستند که در امواج رادیویی ایجاد شده است. به طور کلی امواج را نمی توان دید. با این حال، برخی از آنها قابل مشاهده است: نور. مربی می تواند از چراغ قوه تلفن خود برای نشان دادن دایره (0، بدون نور) و چوب (1، نور) استفاده کند. به این ترتیب، کودکان درک خواهند کرد که چگونه بیت ها در واقعیت ارتباط برقرار می کنند. به عنوان یک گزینه، مربی می تواند از یک برنامه Li-Fi که ممکن است ما ارائه دهیم استفاده کند.

این فعالیت را می توان به راحتی با تعداد شرکت کنندگان، سن آنها و زمان در دسترس تطبیق داد. در حالت ایده آل، مدت زمان فعالیت تقریباً 1:30 دقیقه است.

این فعالیت شامل رمزگذاری، انتقال و رمزگشایی یک پیام، با هدف درک نحوه ارسال اطلاعات از طریق یک سیستم ارتباطی بی سیم است. ما آن را با استفاده از تلفن های همراه که برای آنها کاملاً شناخته شده است مثال می زنیم.

ما این کارگاه را با استفاده از مواد بسیار ساده و با استقبال و مشارکت زیاد دانش آموزان و معلمان در سال تحصیلی 6-10 به دانش آموزان 2021 تا 22 ساله ارائه کرده ایم. ما نتایج بسیار رضایت بخشی در مدارس دولتی در منطقه مادرید (اسپانیا) به دست آوردیم.

نظریه پشت "تلفن های همراه چگونه با هم ارتباط برقرار می کنند؟" به فرآیندهای اساسی مربوط به دیجیتالی شدن، مانند رمزگذاری منبع و رمزگشایی، و به انتقال مرتبط است.

دو نوع پیام وجود دارد: آنالوگ و دیجیتال. افراد می توانند از طریق صدا یا تصاویر، مثلاً آنالوگ، ارتباط برقرار کنند، یعنی می توانند هر مقداری (سطح صدا، شدت رنگ و غیره) را بگیرند. پیام های دیجیتال فقط مقدار کمی دارند، در حالت باینری "0" و "1".

فرآیند "ترجمه" پیام های آنالوگ به دیجیتال مزایای بسیاری دارد. به عنوان مثال، اثرات اعوجاج، نویز و تاخیر در انتقال از نظر کیفی متفاوت است. در مورد آنالوگ، کیفیت سیگنال کاهش می یابد، در حالی که در مورد دیجیتال خطاهای بیتی ایجاد می شود. با این حال، در صورتی که فقط یکی از دو مقدار ممکن را داشته باشد، بازسازی پیام اصلی با احتمال کم خطا آسان تر است.

مصونیت نسبی در برابر اختلالات همان چیزی است که ارتباطات دیجیتال را توجیه می کند. علاوه بر سایر مزایای اضافه شده مانند سازگاری انواع مختلف اطلاعات، ذخیره سازی، محاسبات و امکان فشرده سازی پیام برای انتقال، تسهیل رمزگذاری کارآمدتر و تشخیص/تصحیح خطاها (کدگذاری کانال) از جمله موارد دیگر.

هنگامی که بیت ها ایجاد می شوند، باید از طریق هوا به گیرنده ای که می تواند کاملاً دور باشد منتقل شوند. ما با تغییر ویژگی های یک موج رادیویی با توجه به پیامی که قرار است ارسال شود، ارسال می کنیم. به روشی ساده، زمانی که می‌خواهیم علامت «1» بدهیم، می‌توانیم موج را ارسال کنیم و به هیچ وجه به سیگنال «0» ارسال نکنیم. حتی اگر ما آنها را نمی بینیم، گیرنده می تواند تصمیم بگیرد که آیا موجی وجود دارد یا نه، سپس می تواند پیام را دریافت و رمزگشایی کند.

با تشکر از IEEE Communications Society (ComSoc) و اعضای آن هستند که این فعالیت عملی را ایجاد کردند:

• لیانت مندز-مونسانتو سوارز، دانشگاه کارلوس سوم مادرید، اسپانیا
• راکل پرز لیال، دانشگاه کارلوس سوم مادرید، اسپانیا
• آنا گارسیا آرمادا، دانشگاه کارلوس سوم مادرید، اسپانیا