University of Twente Student Theses

Login

VHDL voor het voortgezet onderwijs: Een nieuwe lesmodule over hardware voor informatica

Rutgers, Jochem (2009) VHDL voor het voortgezet onderwijs: Een nieuwe lesmodule over hardware voor informatica.

[img] PDF
3MB
Abstract:Informatica is een bijzonder vak in het voortgezet onderwijs. Het is een zeer breed (keuze)vak voor de bovenbouw havo en vwo, dat veel aspecten van de ict voorbij laat komen. In tegenstelling tot de studie informatica aan een vervolgopleiding, is het vak op de middelbare school niet neergezet als een technisch vak. Een belangrijk onderdeel dat (wellicht daardoor) ontbreekt, is lesstof over hardware. Bij informatica komen wel termen als ‘randapparatuur’ en ‘processor’ aan bod, maar stof over de werking van een chip, bussen, registers en firmware ontbreekt. Dit document beschrijft een nieuwe lesmodule voor informatica die precies die onderwerpen aanpakt. Deze lesmodule is ontworpen voor de laatste klassen van het vwo. In acht tot tien lessen maken de leerlingen kennis met schakelingen van elementaire poorten, het ontwerp van een chip dat speciaal is gemaakt voor het spelen van een spel, het opstellen van een model van het spel met matrices, het omzetten van wiskundige formules voor het model van het spel naar concrete hardware, de implementatie van een chip met behulp van de taal VHDL, het aansturen van hardware vanuit software en de techniek van de fysieke chip, gerealiseerd in een halfgeleider. De focus ligt hierbij op VHDL, waarmee leerlingen daadwerkelijk een (stukje van een) chip implementeren. Het werk van alle leerlingen wordt gecombineerd tot een enkel spel, dat op een FPGA, een programmeerbare chip, gespeeld kan worden. Nieuw aan deze lesmodule is dat er een nieuw onderwerp binnen de informatica aan bod komt en dat het vakoverschrijdende karakter van informatica getoond wordt. Daarbij is het een pittig en uitdagend onderwerp, waar alle leerlingen intensief mee bezig kunnen gaan. De lesmodule, inclusief opdrachten, presentaties, simulatieframeworks en ander ondersteunend materiaal, is ontwikkeld en getest in een 5 vwo-klas. Hieruit bleek dat men het interessant vond en veel had geleerd en dat men vond dat VHDL eigenlijk wel echt bij informatica hoort en dus ontbreekt in de reguliere lesstof. Daarbij wilden de leerlingen ook wel meer lessen hieraan besteden, in plaats van de beschikbare acht lessen. Dit pakket kan worden aangeboden zoals nu is gepresenteerd, maar het biedt veel mogelijkheden tot uitbreiding. De lesstof biedt vele handvatten tot verdieping in specifieke onderwerpen. Ook kan er vakoverschrijdend gewerkt worden, door bijvoorbeeld de matrices, elektriciteit of de halfgeleider uit te besteden aan respectievelijk wiskunde, natuurkunde en scheikunde. Ook leent de stof zich voor het profiel-werkstuk, waarin leerlingen zich zelfstandig kunnen verdiepen in de materie.
Item Type:Essay (Master)
Faculty:BMS: Behavioural, Management and Social Sciences
Subject:54 computer science
Programme:Educational Science and Technology MSc (60023)
Link to this item:http://purl.utwente.nl/essays/64293
Export this item as:BibTeX
EndNote
HTML Citation
Reference Manager

 

Repository Staff Only: item control page