Στα πλαίσια  στόχου: “Ενίσχυση ήπιων και ψηφιακών δεξιοτήτων των μαθητών” πραγματοποιήσαμε την δράση: “Εκπαιδευτική Ρομποτική και  Μάθηση με Κατασκευή”.

Προκειμένου να υλοποιηθεί η δράση πραγματοποιήθηκε σε πρώτη φάση έλεγχος του τεχνολογικού εξοπλισμού και υλικού που είχαμε στην διάθεση μας στο εργαστήριο και του συμπληρωματικού υλικού που προμηθευτήκαμε.

Ενώ σε δεύτερη φάση διερευνήσαμε το επίπεδο των μαθητών όσον αφορά την προϋπάρχουσα γνώση σε STEM εφαρμογές (Science, Technology, Engineering, Mathematics).

Διαθέταμε στο εργαστήριο 4 σετ αυτοκινούμενου ηλεκτρικού οχήματος ελεγχόμενο από μικροελεγκτή Arduino.Περιείχε μια ακρυλική πλατφόρμα με μικροηλεκτροκινητήρες , τροχούς και μια πλακέτα μικροελεγκτή Arduino όπως επίσης και την διεπαφή οδήγησης κινητήρων της πλακέτας(Arduino Motor Hat) και τον αισθητήρα υπερήχων. Τα παραπάνω συμπληρώθηκαν με αισθητήρες φωτός  προκειμένου να πραγματοποιήσουμε ασκήσεις ακολουθητή γραμμών Line follow.

Στόχος μας ήταν να δείξουμε έμπρακτα πως ένας μικροϋπολογιστής μπορεί να κατευθύνει ένα όχημα προσδίδοντας του «στοιχειώδη» νοημοσύνη. Έτσι δημιουργήσαμε ασκήσεις όπου με την αξιοποίηση του αισθητήρα υπερήχων όπου το όχημα κινούμενο ελεύθερα απέφευγε εμπόδια. Προσθέτοντας αισθητήρα φωτός το όχημα ήταν ικανό να ακολουθήσει πορεία χαραγμένη με γραμμή. Επίσης τοποθετούμενο σε μια επιφάνεια τραπεζιού ήταν ικανό να κινείται ελεύθερα στα όρια της επιφανείας χωρίς να πέφτει, το οποίο έδειχνε το στοιχειώδες της νοημοσύνης που αποκτούσε. Η συνολική άσκηση ήταν συνδυασμός φωτοοπτικών και αισθητήρα υπερήχων που μας επέτρεπαν σε μια συγκεκριμένη πίστα να κινείται σε μια χαραγμένη γραμμή και να σταματά και να μην συγκρούεται με τυχόν εμπόδια που βάλαμε στην γραμμή.

ΤΡΟΠΟΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ:

Επεξηγήθηκε στην ομάδα των μαθητών η λειτουργία κάθε μέρους και ο τρόπος που συντίθενται τα μέρη σε ένα ενιαίο σύνολο. Έτσι οι μαθητές τοποθέτησαν τους κινητήρες, την μπαταριοθήκη, τους αισθητήρες και τον μικροϋπολογιστή με την διεπαφή (interface) πάνω στο φέρον πλαίσιο (πλαστικό), συγκολλήθηκαν και διασυνδέθηκε η καλωδίωση. Ο έλεγχος της κίνησης διδάχθηκε σταδιακά.  Αρχίζοντας από έναν κινητήρα με κίνηση εμπρός, κίνηση πίσω, κίνηση ελεγχόμενης ταχύτητας εμπρός και κίνηση ελεγχόμενης ταχύτητας πίσω και στην συνέχεια συνδυάστηκαν με δύο κινητήρες. Ο λόγος ήταν να κατανοήσει η ομάδα των μαθητών τι ακριβώς έπρεπε να ελέγξουμε με την βοήθεια του λογισμικού. Εξηγήσαμε ποιος είναι ο ρόλος της πλακέτας Arduino καθώς επίσης πρόσθετης πλακέτας Arduino Motor Control Hat ώστε να αντιληφθούν αν απαιτείται μεγαλύτερη ισχύς για τον έλεγχο των κινητήρων. Στην διεπαφή η οποία είναι παλαιότερης τεχνολογίας διαπιστώσαμε ελλείψεις  τις οποίες συμπληρώσαμε. Τέτοιες ήταν η προσθήκη διακόπτη, η προσθήκη ακίδων στις θέσεις 3 και 13 καθώς επίσης και στις θέσεις των αναλογικών εισόδων. Για τον ακολουθητή γραμμής αξιοποιήσαμε πενταπλό σετ φωτοαισθητήρων που μας επιτρέπει έλεγχο κίνησης με τη μέγιστη δυνατή ταχύτητα του συστήματος χωρίς απώλειες προορισμού. Αξιοποίηση ενός ρομποτικού συστήματος τεχνολογίας Lego. Δεδομένης της ύπαρξης συστήματος Lego NXT στο εργαστήριο του σχολείου αποφασίσαμε την αξιοποίηση του δείχνοντας την αρθρωτή δομή του που το συνδέεις και το γραφικό περιβάλλον προγραμματισμού (NXT Software). Επιτεύχθηκε ο στόχος οι μαθητές να έρθουν σε πρώτη επαφή με την έννοια της εκπαιδευτικής ρομποτικής. Οι διδακτικές στρατηγικές βοήθησαν τους μαθητές να αποκτήσουν γνώση και δεξιότητες. Τις μεθόδους που ακολουθήσαμε τις  προσαρμόσαμε ανάλογα με τους διδακτικούς στόχους, το επίπεδο, τις διδακτικές ανάγκες και τους διαθέσιμους πόρους. Οι στρατηγικές αυτές προσφέρουν διάφορα πλεονεκτήματα, σε σύγκριση με τις πιο παραδοσιακές μεθόδους παρουσίασης του υλικού, αφού επιτρέπουν στους μαθητές να επεξεργάζονται προβλήματα που αλλιώς θα ήταν δύσκολα ή ανέφικτα. Τα λογισμικά προγράμματα, που χρησιμοποιήσαμε, έχουν το πλεονέκτημα της αλληλεπιδραστικότητας, επειδή ο χρήστης όχι μόνο ακούει ή βλέπει, αλλά μπορεί και να τα χειριστεί κατά κάποιον τρόπο. Είναι σχεδιασμένα να ενθαρρύνουν τους μαθητές να μπορέσουν να συνδέσουν διαφορετικού τύπου περιεχόμενα (π.χ. φυσική, μαθηματικά, πληροφορική κ.α)  για να λύσουν προβλήματα, αντί να αντιμετωπίζουν τη γνώση ως ένα συνονθύλευμα ασύνδετων και άχρηστων γεγονότων.

Τα εκπαιδευτικά λογισμικά που αναπτύσσονται στο πλαίσιο του εποικοδομισμού είναι «ανοικτού τύπου» προσφέροντας ένα πλούσιο περιβάλλον αλληλεπίδρασης και χειρισμού αντικειμένων και εννοιών, έχοντας συνήθως τη μορφή συστημάτων προσομοίωσης ή μικρόκοσμων. Επιπλέον, στο πλαίσιο της Δράσης, έγινε χρήση του Scratch, το οποίο είναι ένα εκπαιδευτικό περιβάλλον προγραμματισμού, που αναπτύχθηκε από το ομώνυμο έργο στο MIT Media Lab, διότι οι μαθητές ήταν ήδη εξοικοιωμένοι από το μάθημα Πληροφορικής του Γυμνασίου.

Το Scratch διαθέτει γραφική γλώσσα προγραμματισμού με την οποία καθιστά πιο προσιτό τον προγραμματισμό στα παιδιά τους εφήβους και άλλους αρχάριους προγραμματιστές. Είναι μια διερμηνευόμενη δυναμική οπτική γλώσσα προγραμματισμού και όντας δυναμική, επιτρέπει αλλαγές στον κώδικα ακόμη και κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης των προγραμμάτων.

Η Συντονίστρια Εκπαιδευτικός: ΜΑΜΟΥΖΕΛΟΥ ΑΝΝΑ

                                                   ΠΕ86-Πληροφορικής

Συμμετέχοντες Εκπαιδευτικοί: ΒΛΗΣΙΔΟΥ ΑΝΝΑ

                                                 ΠΕ03-Μαθηματικός

                                                  ΣΦΙΓΓΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ

                                                 ΠΕ03ΕΑΕ-Μαθηματικός-Ειδικής Αγωγής

Μαθητές/τριες της Β΄ και Γ΄ Γυμνασίου.