Εκπαιδευτική ρομποτική και προγραμματισμός- Προγραμματισμός στο Νηπιαγωγείο
Εκπαιδευτική Ρομποτική ονομάζεται το υπολογιστικό περιβάλλον που αποτελείται από ένα ή περισσότερα ρομπότ (είτε αυτόνομα, είτε συνοδευόμενα από υπολογιστή), το οποίο ενθαρρύνει τους μαθητές να σκεφτούν καλύτερα ένα πρόβλημα, να συνεργαστούν, βοηθά τους εκπαιδευόμενους να αποκτήσουν γνώσεις, κριτική σκέψη, εξοικείωση με τους υπολογιστές αλλά και με άλλες επιστήμες ή/και με τις τέχνες.
Η εκπαιδευτική ρομποτική είναι ένας ραγδαία αναπτυσσόμενος κλάδος σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης παγκοσμίως. Τα εκπαιδευτικά ρομπότ έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά με τα βιομηχανικά ρομπότ, είναι χαμηλότερου κόστους και είναι ασφαλέστερο να χρησιμοποιηθούν από μαθητές, φοιτητές, χομπίστες… και παντός είδους χρήστες!!
Επιπλέον τα ρομπότ βγάζουν τον μαθητή από τα στενά όρια της οθόνης του υπολογιστή στον πραγματικό κόσμο.
Η ρομποτική έχει ως στόχο οι μαθητές να αποκτήσουν αναλυτική και συνθετική σκέψη, ενώ για μαθητές μεγαλύτερης ηλικίας, να εξοικειωθούν με τεχνικές διόρθωσης σφαλμάτων (debugging) και βελτιστοποίησης προγραμμάτων ώστε να δημιουργούν οι ίδιοι σύνθετα έργα, βασιζόμενοι σε σύνθεση απλούστερων μερών σε ένα περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού. Τα περιβάλλοντα οπτικού προγραμματισμού που προτείνονται είναι τα εξής: EasyLogo, Scratch, ΒΥΟΒ, Kodu, MicroWorldsPro, GameMaker, K-Turtle, TurtleArt, openStarlogo και Εκπαιδευτική Ρομποτική.
Γενικά, οι εργασίες που αφορούν τη διδασκαλία προγραμματιστικών εννοιών και δομών σε μαθητές (ειδικά του δημοτικού) επικεντρώνονται, πέρα από τα εισαγωγικά θέματα, περισσότερο στις βασικές δομές προγραμματισμού, όπως είναι η δομή ακολουθίας, η δομή επιλογής και επανάληψης και η έννοια της μεταβλητής.
Η εκμάθηση προγραμματισμού στον υπολογιστή από μαθητές νεαρής ηλικίας, όπως είναι οι μαθητές νηπιαγωγείου, έχει αναγνωρισθεί ως μια δραστηριότητα που προσφέρει πολλαπλά οφέλη στην ανάπτυξη του ατόμου στο γνωστικό τομέα. Η χρήση δομημένου τρόπου σκέψης, βοηθά στην επίλυση προβλημάτων διαφορετικού επιπέδου δυσκολίας, αλλά επιπλέον δίνει και τη δυνατότητα στο άτομο να εντοπίσει τις αδυναμίες του και να τις βελτιώσει, επαυξάνοντας έτσι το γνωστικό του υπόβαθρο.
Προγραμματισμός στο νηπιαγωγείο
Σύμφωνα με τις Φώτη και Ρέλλια (2020) μέσα από τον παιγνιώδη προγραμματισμό, τα παιδιά μαθαίνουν να επιλύουν προβλήματα αποτελεσματικά και δημιουργικά . Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω διαφόρων παιχνιδιών και ασκήσεων, εργασίας με απλά προγράμματα ή/και ενασχόλησης με ρομπότ. Τα παιδιά αναπτύσσουν σταδιακά δεξιότητες πληροφορικής και κατανοούν πώς λειτουργεί ένας υπολογιστής – δηλαδή ότι εκτελεί μόνο εντολές που του δίνουμε μέσω διαφόρων κωδικών.
Τα παιδιά αναπτύσσουν επίσης κατανόηση για το πώς λειτουργεί ένας υπολογιστής και μαθαίνουν τον τύπο σκέψης που είναι απαραίτητος για τον προγραμματισμό: π.χ. αναλύοντας μια εργασία σε μεμονωμένα βήματα εργασίας και εκτελώντας τα το ένα μετά το άλλο (αντιστοιχεί σε «αλληλουχία» στον Προγραμματισμό) ή επανάληψη μια σειρά βημάτων εργασίας μέχρι να ολοκληρωθεί η εργασία.
Πολλές μέθοδοι και εργαλεία έχουν αναπτυχθεί για να επιτρέψουν σε όλους τους μαθητές να κάνουν τα πρώτα τους βήματα στον προγραμματισμό. Τώρα οι μικροί μαθητές μπορούν να πειραματιστούν με τον προγραμματισμό χρησιμοποιώντας οπτικές γλώσσες προγραμματισμού, καθώς και με δραστηριότητες που δεν απαιτούν ψηφιακές συσκευές, οι οποίες ονομάζονται unplugged δραστηριότητες (Φώτη, Ρέλλια, 2020).
Πλεονεκτήματα χρήσης Ρομποτικής
Η ρομποτική τεχνολογία ως εκπαιδευτικό εργαλείο:
- αυξάνει το ενδιαφέρον των μαθητών για τον προγραμματισμό. Η χρήση των ρομπότ για την εισαγωγή σε θέματα προγραμματισμού εκτιμάται ότι μπορεί να είναι θετική, αφού μπορεί να βοηθήσει μεταξύ άλλων στην κατανόηση μιας ακριβούς και λογικής γλώσσας εντολών. Η διδασκαλία του προγραμματισμού στα πλαίσια της προσέγγισης αυτής είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική καθώς επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ικανοτήτων επίλυσης προβλημάτων και σχεδίασης αλγορίθμων και όχι στην εκμάθηση της γλώσσας προγραμματισμού.
- μπορεί να βοηθήσει καθοριστικά στην ανάπτυξη διαθεματικών συνθετικών εργασιών. Είναι πρωτίστως κατάλληλη για την διδασκαλία φυσικών επιστημών, μαθηματικών, τεχνολογίας και πληροφορικής, αλλά μπορεί να έχει συνδέσεις και με άλλα πεδία όπως λογοτεχνία, θέατρο, τέχνες.
- είναι σύμφωνη με τις αρχές της Διερευνητικής μάθησης και της Διαθεματικής προσέγγισης της γνώσης εφόσον συνδυάζει προσομοιώσεις πραγματικών καταστάσεων με ταυτόχρονη εμπλοκή πολλών πεδίων επιστημώνει
- ενθαρρύνει τους μαθητές και τις μαθήτριες να ενταχθούν στη διαδικασία μάθησης καθώς πρόκειται για μία καθαρά μαθητοκεντρική προσέγγιση. Κατά την διαδικασία σχεδιασμού και προγραμματισμού των ρομπότ, οι μαθητές προσλαμβάνουν βασικές γνώσεις πάνω στη μηχανική, τα μαθηματικά, και τις τεχνολογίες υπολογιστών ή/και σε θέματα τεχνών.
- παρουσιάζει θετικά αποτελέσματα στην ανάπτυξη του τεχνολογικού εγγραμματισμού και στην επίλυση προβλημάτων.
- αντιμετωπίζεται από τους μαθητές και τις μαθήτριες περισσότερο ως παιχνίδι, παρά ως εργαλείο μάθησης καθώς η πλειοψηφία τους έχει ασχοληθεί με αυτά κι αυξάνεται έτσι το θετικό κίνητρο στη διαδικασία της μάθησης. Αναπτύσσεται το μοντέλο «κάνω για να μάθω» σε αντίθεση με το μοντέλο «μαθαίνω για να κάνω».
- επιτυγχάνει υψηλό βαθμός αλληλεπίδρασης μεταξύ υπολογιστή και πραγματικού αντικειμένου, παροχή άμεσης ανατροφοδότησης, εμφάνιση πειραματισμού και ενεργής συμμετοχής από τους μαθητές και τις μαθήτριες, αλλά και ανάπτυξη της κριτικής και δημιουργικής σκέψης και καλλιέργεια της διορατικότητας και της πρωτοτυπίας.
- δίνει την ευκαιρία στην ανάπτυξη διαδικασιών ανάλυσης προβλημάτων ή καταστάσεων, που προηγούνται της συγγραφής του προγράμματος και σε μεγάλο βαθμό είναι μια στρατηγική που ευνοεί την ανάπτυξη λογικής σκέψης. Στο πλαίσιο αυτό, η μάθηση του σχεδιασμού δράσεων και στη συνέχεια η υλοποίησή τους (μέσω μιας μηχανής) συνιστά μια νοητική δεξιότητα υψηλού επιπέδου που εντάσσεται στη λογική της επίλυσης προβλημάτων.
- περιλαμβάνει την κατασκευή του μηχανικού ρομπότ όσο και τον προγραμματισμό της συμπεριφοράς του. Η κατασκευή είναι στην προκειμένη περίπτωση το όχημα μέσα από το οποίο συντελείται η μάθηση. Η ιδέα «Μαθαίνω κατασκευάζοντας» είναι στην καρδιά της φιλοσοφίας του κατασκευαστικού εποικοδομισμού (constructionism).
- παράλληλα με τη διάσταση «Μαθαίνω κατασκευάζοντας», προσδίδει και τη διάσταση «Μαθαίνω για την κατασκευή», η οποία είναι σχετικά υποτιμημένη, ακολουθώντας μια παράδοση που θέλει τις πρακτικές εφαρμογές να έχουν μικρότερη κοινωνική αποδοχή από τις αντίστοιχες θεωρητικές έννοιες. Όμως, η τεχνολογική εξέλιξη έφερε στην επιφάνεια την άρρηκτη σύνδεση ανάμεσα στις Φυσικές Επιστήμες, την Τεχνολογία, τα Μαθηματικά και τη Μηχανική (STEM).. Η Τεχνολογία αποτέλεσε και αποτελεί το ερέθισμα που οδηγεί την επιστημονική έρευνα.
- βοηθά τους μαθητές και τις μαθήτριες να αναπτύσσουν την πρωτοβουλία, τη θέληση, την ευχαρίστηση, την αυτοπεποίθηση, την αυτοεκτίμηση, στρατηγικές ικανότητες που έχουν άμεση σχέση με τη γνώση των δυνατοτήτων τους, να κοινωνικοποιούνται (Foti, 2021, 2022).
Ρομποτική στο Νηπιαγωγείο – To επιδαπέδιο ρομπότ BeeBot
Το BeeBot, η “έξυπνη μέλισσα”, είναι ένα προγραμματιζόμενο ρομπότ δαπέδου ειδικά κατασκευασμένο για να χρησιμοποιείται ακόμη και από παιδιά προσχολικής ηλικίας, καθώς και των πρώτων τάξεων δημοτικής εκπαίδευσης.
Ο προγραμματισμός της γίνεται με πλήκτρα που βρίσκονται επάνω της (On-board) και μπορεί να προγραμματιστεί για να κινείται με ακρίβεια στο χώρο προχωρώντας μπροστά, πίσω, στρίβοντας αριστερά και δεξιά. Με την απλή και φιλική προς το παιδί διάταξη του, το BeeBot αποτελεί ένα τέλειο σημείο εκκίνησης για τη διδασκαλία του ελέγχου, της κατεύθυνσης (προσανατολισμού) και της γλώσσας προγραμματισμού για τα μικρά παιδιά.
Τα BeeBot έχουν ένα φιλικό και ευχάριστο σχεδιασμό που ικανοποιεί τους μαθητές (και τους εκπαιδευτικούς!).
Στο 2ο Νηπιαγωγείο Ν. Ρυσίου έχουμε προμηθευτεί τo επιδαπέδιο ρομπότ BeeBot και το χρησιμοποιούμε για την εκμάθηση βασικών εννοιών ρομποτικής και προγραμματισμού.



































