Како комуницираат мобилните телефони?

Предложените материјали се ниски трошоци и лесни за употреба.

• Воведна презентација. 
• Видео-врска (кликнете на врската или видете подолу) – Ова е преглед на активноста на креаторите. Наменет е за наставникот или волонтерот, а не за учениците.
• Комплет за печатење  – Комплетот ги содржи следните ресурси:

1. Налепници со логото на активност, за учениците да го напишат своето име и да го носат.
2. Табела со бинарни кодови.
3. Шаблони за кодирање и декодирање:
   • Шаблони за кодирање на зборовите поврзани со инженерството.
   • Шаблони за кодирање на мистериозната фраза. (Достапно во општ формат, групирани со букви или зборови, за да се приспособи преносот на фразата на бројот на тимови од студенти).
   • Иако процесот на декодирање е наменет да се изврши на таблата, комплетот за печатење содржи дополнителни општи шаблони за декодирање во случај учениците да сакаат самите да ги декодираат зборовите/фразите.
4. Залепете „I“ и заокружете „O“.
5. Кодирани мистериозни фрази за украсување на училницата.

Сите слики што се појавуваат во шаблоните припаѓаат на https://openclipart.org/, Посветување на јавен домен (CC0 1.0)

1. Прикажи презентација

   Работилницата започнува со мала воведна презентација.

   Учениците се организираат во групи од 4 или 5 члена пред почетокот на активноста. Наставниците им помагаат на различните групи во текот на целиот процес.

   Целта на овој почетен чекор е да се воведе:

   • Концептот на инженерството: дефинирање на инженерството и презентација на некои примери на познати инженерски дела заедно со нивниот автор, истакнувајќи ја улогата на жената. Децата ќе бидат прашани дали познаваат некој инженер во нивните семејства или блиски пријатели.
   • Опис на телекомуникациското инженерство: објаснување на дефиницијата за „Телекомуникациско инженерство“. Учениците учат дека телекомуникациските инженери се задолжени да дизајнираат се што е поврзано со телевизија, сателити, интернет и мобилни телефони.
   • Објаснете ја позадината на практичната активност: за да започнете со Чекор 2 (рачна активност), децата прво се изложени на позадината на активноста. Како пример, инструкторот ги прашува децата за различни јазици на животните и луѓето: кучињата комуницираат едни со други преку лаење, птиците комуницираат преку пеење и луѓето зборуваат и пишуваат на различни јазици, на пример, англиски и шпански, користејќи звуци (фонеми ) и писма за да комуницираат меѓу себе и да создаваат зборови... Но, како мобилните телефони комуницираат едни со други? Одговорот е преку употребата на јазикот на мобилните телефони: битовите. Активноста се состои од преведување на неколку зборови на јазикот на телефоните; овој процес се нарекува ЕНКОДИРАЊЕ. Потоа, ќе ги ПРЕНЕСИМЕ, и конечно ќе ги преведеме на нашиот јазик преку ДЕКОДИРАЊЕ. Бинарната табела за кодирање и декодирање мора да им се прикаже на децата, за да можат да ги видат битовите како „О“ и „Јас“ и да ја користат како „речник“.

2. Рачна активност

   Прво, секој ученик го пишува своето име на налепница и го носи. Потоа, мора да се создадат неколку групи, идеално од 3 до 5 деца. Групите мора да седат во одвоени маси. Секоја група има еден или два збора како пораки за кодирање, пренос и декодирање. Тие се вообичаени зборови поврзани со инженерството: ВЕЛОСИПЕД, АВТОМОБИЛ, РОБОТ, ТЕЛЕФОН, МОСТ, АВИОН, ТАБЛЕТ, фурна, чамец и воз. Шаблоните за кодирање и декодирање и налепниците се дадени во материјалот за печатење.

3. Кодирање

   Целта на секоја група е да го шифрира дадениот збор користејќи ја бинарната табела за кодирање дадена во материјалот за печатење. Тие треба да ги напишат кодираните букви во шаблоните за кодирање (со зборовите поврзани со инженерството).

4. Менувач

   Кога сите групи ќе го кодираат својот примерен збор, преносот започнува. За преносот ќе се користат картички со голем круг (жолт) и голем стап (сино), што одговараат на „0“ и „I“ соодветно. Секоја група, по редослед, го пренесува бинарниот код на буквите од нивниот примерен збор со држење во низа соодветната картичка „0“ или „I“. Останатите групи ги идентификуваат буквите, еден од наставниците ја пишува бинарната шифра и поврзаната буква што ја идентификувале на таблата и така натаму додека не се комплетира зборот, што е изненадување за учениците.

   Зборовите за пример се предмети/машини поврзани со инженерството и од многу вообичаена употреба: АВТОМОБИЛ, РОБОТ, МОБИЛ, МОСТ, АВИОН, ТАБЛЕТ, ПЕРНА, БРОМ, ВОЗ итн.

   За да го пренесат кодираниот збор, децата мора да ги користат картоните со „кругот“ и „стапот“ како бит 0 („О“) и 1 („И“), соодветно. Кругот и стапот се обезбедени заедно со материјалот за печатење. Секоја група ќе има свој ред да го пренесе својот збор буква по буква до другите членови на одделението. За пренос на битови, еден член од секоја група е задолжен да го подигне стапот, а друг член е оној што го крева кругот, така што тие ги покажуваат на останатите соученици и на инструкторот, следејќи го редоследот на битовите на кодираниот букви; член на групата ги покажува битовите што треба да се подигнат. Останатите членови на тимот ќе имаат улога да надгледуваат дека се е правилно. Инструкторот го пишува секој круг „О“ и го залепува „Јас“ на таблата.

5. Декодирање

   Секогаш кога на таблата се пишува шифрирана буква, учениците мора да ја дешифрираат со помош на шаблонот за бинарно кодирање и гласно да го кажат решението. Потоа инструкторот ја пишува секоја буква на таблата, кога зборот е завршен, децата го кажуваат гласно.

   Ја нарекуваме „мистериозна фраза“ бидејќи учениците не ја знаат. Во овој случај, секоја група пренесува збор или група букви од фразата: „ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИТЕ НИ ПОМАГААТ СЕКОЈДЕН“.

6. Колаборативна фраза

   Последниот чекор е да се повторат чекорите за кодирање, пренос и декодирање за да се пренесе целосна фраза. Секоја група е задолжена да пренесе збор или, алтернативно, збир на букви.

   Следно, истата вежба се изведува со кодирање, пренесување и декодирање реченица заеднички. Ја нарекуваме „мистериозна фраза“ бидејќи учениците не ја знаат. Во овој случај, секоја група пренесува збор или група букви од фразата: „ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИТЕ НИ ПОМАГААТ СЕКОЈДЕН“. На крајот сите заедно ја прочитаа, претворајќи им во изненадување.

   „ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИТЕ НИ ПОМАГААТ СЕКОЈДЕН“

   Инструкторите би ја нарекле оваа фраза „мистериозна фраза“, бидејќи децата не ја знаат и на тој начин ја будиме нивната љубопитност

   Во зависност од бројот на групи, може да биде попогодно или да се пренесе фразата со зборови или со групи на букви. Ако фразата се пренесува со зборови, редоследот би бил следниов:
   1) ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИ
   2) ПОМОШ
   3) САД
   4) СЕКОЈДЕН

   Алтернативната опција е да се скрши фразата на збир на букви и празни места, така што активноста е прилагодена на бројот на тимови. Кодираната фраза е обезбедена заедно со материјалот за печатење, како подарок за децата, за да можат да ја украсат својата училница и секогаш да се сеќаваат на она што го научиле за време на оваа активност.

7. Заклучоци

   Во последниот чекор, инструкторот им објаснува на децата дека во реалниот живот „кругот“ и „стапот“ не се картони, туку промени направени на радио брановите. Во принцип, брановите не можат да се видат. Сепак, некои од нив се видливи: светлината. Инструкторот може да ја користи својата телефонска фенерче за да го претстави кругот (0, без светло) и стапот (1, светло). На овој начин, децата ќе разберат како битовите се соопштуваат во реалноста. Како опција, инструкторот може да користи апликација Li-Fi што можеме да ја обезбедиме.

Активноста може лесно да се прилагоди на бројот на учесници, нивната возраст и на расположливото време. Идеално, времетраењето на активноста е приближно 1h30min.

Активноста се состои од кодирање, пренесување и декодирање на порака, со цел да се разбере како информациите се испраќаат преку безжичен комуникациски систем. Ние го прикажуваме тоа со употребата на мобилни телефони, кои им се добро познати.

Оваа работилница ја претставивме на ученици од 6 до 10 години во текот на учебната 2021-22 година, користејќи многу едноставни материјали, со големо прифаќање и учество од страна на учениците и наставниците. Добивме многу задоволителни резултати во јавните училишта во регионот на Мадрид (Шпанија).

Теоријата зад „КАКО КОМУНИЦИРААТ МОБИЛНИТЕ ТЕЛЕФОНИ? е поврзан со основните процеси поврзани со дигитализацијата, како што се кодирањето и декодирањето на изворот и со преносот.

Постојат два вида пораки: аналогни и дигитални. Луѓето можат да комуницираат преку глас или слики, на пример, кои се аналогни, односно можат да земат која било вредност (ниво на глас, интензитет на боја итн.). Дигиталните пораки имаат само неколку вредности, во бинарни случаи „0“ и „1“.

Процесот на „преведување“ на аналогни пораки на дигитални има многу предности. На пример, ефектите од изобличувањето, бучавата и доцнењето во преносот се квалитативно различни. Во аналогниот случај, квалитетот на сигналот е деградиран, додека во дигиталниот случај се произведуваат битови грешки. Сепак, полесно е да се регенерира оригиналната порака со мала веројатност за грешка ако може да земе само една од двете можни вредности.

Релативниот имунитет на нарушувања е она што ги оправдува дигиталните комуникации. Покрај другите дополнителни предности како што се компатибилноста на различни видови информации, складирање, пресметување и можност за компресирање на пораката што треба да се пренесе, олеснување на поефикасно шифрирање и откривање/поправање на грешки (кодирање на каналот), меѓу другото.

Откако ќе се создадат битови, тие треба да се пренесат преку воздухот до приемник кој може да биде доста оддалечен. Пренесуваме со менување на карактеристиките на радио бранот според пораката што треба да се пренесе. На поедноставен начин, можеме да го пренесеме бранот кога сакаме да сигнализираме „1“, а воопшто да не пренесуваме за да сигнализираме „0“. Иако не ги гледаме, примачот ќе може да одлучи дали има бран или не, а потоа ќе може да ја прими и декодира пораката.

Благодарение на IEEE Communications Society (ComSoc) и членовите кои ја создадоа оваа практична активност:

• Лианет Мендез-Монсанто Суарез, Универзидад Карлос III од Мадрид, Шпанија
• Ракел Перез Леал, Универзидад Карлос III од Мадрид, Шпанија
• Ана Гарсија армада, Универзидад Карлос III од Мадрид, Шпанија