Η εκπαιδευτική ρομποτική ως εργαλείο ανάπτυξης δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης Εφαρμογή στο ΕΠΑ.Λ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ στην ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Αγαθονίκη Δεληγιαννάκου Η εκπαιδευτική ρομποτική ως εργαλείο ανάπτυξης δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης Εφαρμογή στο ΕΠΑ.Λ Educational Robotics to Support Computational Thinking Skills Implementation in Vocational School Επιβλέπων: ΣΤΑΥΡΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΑΔΗΣ Επίκουρος Καθηγητής Διπλωματική Εργασία που υποβάλλεται στο πλαίσιο της μερικής εκπλήρωσης των απαιτήσεων για την απόκτηση Μεταπτυχιακού Διπλώματος στην Πληροφορική με εξειδίκευση στη Κατεύθυνση «Τεχνολογίες Πληροφορίας & Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση» ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, 2013

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΣΤΑΥΡΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΑΔΗΣ, Επίκουρος Καθηγητής ΘΡΑΣΥΒΟΥΛΟΣ ΤΣΙΑΤΣΟΣ, Επίκουρος Καθηγητής ΔΙΟΝΥΣΙΟΣ ΠΟΛΙΤΗΣ, Επίκουρος Καθηγητής Η έγκριση της Διπλωματικής αυτής Εργασίας από το Τμήμα Πληροφορικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει την αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα. (Νόμος 5343/32, άρθρο 202, παρ. 2)

3

4

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Π Ε Ρ Ι Λ Η Ψ Η Η Εκπαιδευτική Ρομποτική (ΕΡ) είναι μια διασκεδαστική και ενδιαφέρουσα εκπαιδευτική δραστηριότητα η οποία ενθαρρύνει τους μαθητές να σκεφτούν καλύτερα ένα πρόβλημα, να συνεργαστούν, βοηθά τους εκπαιδευόμενους να αποκτήσουν γνώσεις, κριτική σκέψη και εξοικείωση με τους υπολογιστές. Συγκεκριμένα, οι μαθητές δουλεύουν σε ομάδες χρησιμοποιώντας ένα εκπαιδευτικό πακέτο που περιέχει επεξεργαστή, αισθητήρες, κινητήρες και δομικά στοιχεία για την ολοκλήρωση της κατασκευής. Στην βιβλιογραφία έχουν αναφερθεί αρκετές μελέτες, οι οποίες εστιάζουν στην ΕΡ και τον τομέα της επίλυσης προβλήματος και λιγότερες στον τομέα της μεταγνώσης. Όσον αφορά στην έρευνα της ΕΡ στον τομέα της υπολογιστικής σκέψης η βιβλιογραφία είναι σε αρχικό επίπεδο. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση της συμβολής των αυθεντικών δραστηριοτήτων εκπαιδευτικής ρομποτικής στην ανάπτυξη δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης σε μαθητές Επαγγελματικού Λυκείου. Αρχικά παρουσιάζεται ο εποικοδομισμός και η συνεργατική μάθηση. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η εκπαιδευτική ρομποτική καθώς και το θεωρητικό πλαίσιο που υποστηρίζει. Στη συνέχεια, αναλύεται η έννοια της υπολογιστικής σκέψης, παρουσιάζονται τεχνικές ανάπτυξης ΥΣ και γίνεται αναφορά στις ομάδες που δουλεύουν στον τομέα της αξιολόγησης της ΥΣ. Έπειτα, παρουσιάζεται το μοντέλο που χρησιμοποιήσαμε για να «μετρήσουμε» τα επίπεδα υπολογιστικής σκέψης των μαθητών και γίνεται αναφορά στην μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε για την διεξαγωγή των δραστηριοτήτων στα σχολεία. Ακολουθεί η περιγραφή των δύο ερευνών με στόχο τη διερεύνηση της συμβολής της εκπαιδευτικής ρομποτικής και του οπτικού προγραμματισμού στην ανάπτυξη δεξιοτήτων ΥΣ σε μαθητές επαγγελματικού λυκείου μέσα από την επίλυση αυθεντικών δραστηριοτήτων. Η πρώτη έρευνα υλοποιήθηκε σε μαθητές δεύτερης τάξης επαγγελματικού λυκείου, ενώ η δεύτερη σε μαθητές τρίτης τάξης επαγγελματικού λυκείου. Οι μαθητές και στις δύο έρευνες, χωρίστηκαν σε ομάδες και εργάστηκαν με την βοήθεια καθοδηγούμενων φύλλων εργασίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι στους μαθητές της δεύτερης τάξης δεν υπήρξε σημαντική βελτίωση στις δεξιότητες ΥΣ των μαθητών μετά το πέρας των δραστηριοτήτων σε αντίθεση με τους μαθητές της τρίτης τάξης. Τέλος, καταγράφονται τα συμπεράσματα των δύο ερευνών και γίνεται σύγκριση ανάμεσα στα αποτελέσματά τους. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ V

6

7 ABSTRACT A B S T R A C T The Educational Robotic is a fun and an interesting educational activity which encourages students to think better when try to solve a problem, helps them cooperate with other students in class and helps the learners to acquire knowledge, critical thinking and computer literacy. Specifically, the students work in groups using a training package which contains processors, sensors, motors and components for the completion of construction. In the literature have reported several studies that focus on the ER and the area of problem solving and not many studies that focus on metacognition. With regard to research in the field of ER and the computational thinking the literature is still in early stage. Purpose of this study is to investigate the contribution of original educational robotics activities in developing computational thinking skills in Vocational School s students. In the beginning, the constructivism and the collaborative learning are presented. Then, the educational robotics and the theoretical framework that supports it are presented. The concept of computational thinking and the development techniques of CT are also analyzed. We refer to groups which are working in the field of evaluation of CT. Consequently, the model we used to "measure" the levels of computing students' thinking is presented and we refer to the methodology which used to conduct activities in schools. In addition, two surveys are described to investigate the contribution of educational robotics and visual programming in the development of CT skills in vocational school students through solving authentic activities. The first survey was carried out to second class vocational school students, and the second to students third grade. Students in both surveys were divided into groups and worked with the help of guided worksheets. The results showed that students in the second class there was no significant improvement in the students CT skills, by contrast, to the students of the third year. Finally, in the conclusion the results of the two surveys are compared. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ VII

8

9 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ε Υ Χ Α Ρ Ι Σ Τ Ι Ε Σ Πριν την παρουσίαση των αποτελεσμάτων της παρούσας διπλωματικής εργασίας, αισθάνομαι την υποχρέωση να ευχαριστήσω ορισμένους από τους ανθρώπους που γνώρισα, συνεργάστηκα μαζί τους και έπαιξαν πολύ σημαντικό ρόλο στην πραγματοποίησή της. Καταρχήν, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Δημητριάδη Σταύρο, επίκουρο καθηγητή του τμήματος Πληροφορικής του Α.Π.Θ., για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε με την ανάθεση της συγκεκριμένης εργασίας και για τη δυνατότητα που μου έδωσε να αποκτήσω εμπειρία πάνω στην εκπαιδευτική δραστηριότητα και να εντρυφήσω πάνω σε καινοτόμες μεθόδους διδασκαλίας του προγραμματισμού. Στη συνέχεια, την καθηγήτρια Πληροφορικής κ. Ατματζίδου Σουμέλα, για την πολύτιμη βοήθειά της και την καθοδήγηση που μου προσέφερε καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της διπλωματικής εργασίας, για την συνεχή παρακολούθηση της πορείας της έρευνας και για την άμεση ανταπόκρισή της σε οποιαδήποτε απορία και πιθανό πρόβλημα που προέκυπτε. Για την πολύτιμη συμβολή τους στις ερευνητικές δραστηριότητες θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους μαθητές της Β τάξης των τμημάτων ηλεκτρονικής και πληροφορικής του 1 ου Επαγγελματικού Λυκείου Καλαμαριάς και της Γ τάξης του τμήματος Πληροφορικής του 2 ου Επαγγελματικού Λυκείου Ευόσμου καθώς και τους καθηγητές. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τις συμφοιτήτριές μου και φίλες μου Πολυμεράκη Ελένη, Τόλα Αναστασία-Αγγελική και Σαρπασίδου Μακρίνα για τη σημαντική βοήθειά τους και τη συνεργασία μας τα δύο φοιτητικά μας χρόνια. Τέλος, θα ήθελα να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου στους γονείς μου και την αγαπημένη μου αδερφή που όλα αυτά τα χρόνια μου συμπαραστέκονται, με υποστηρίζουν σε κάθε μου προσπάθεια και με την εμπιστοσύνη και την αγάπη τους διαμορφώνουν γύρω μου ένα περιβάλλον, μέσα στο οποίο μπορώ να εργαστώ και να επεκτείνω τις γνώσεις μου. 30/6/2013 Δεληγιαννάκου Αγαθονίκη Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ IX

10

11 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α ΠΕΡΙΛΗΨΗ... V ABSTRACT... VII ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... IX ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... XI ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ... XV ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ... XVII ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΚΟΙΝΩΝΙΚΟΣ ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ ΚΑΘΟΔΗΓΟΥΜΕΝΗ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΤΙ ΕΙΝΑΙ; ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΣΤΟ ΣΧΟΛΕΙΟ- ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ XI

12 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΈΡΕΥΝΕΣ ROBOTICS PROJECTS AND LEARNING CONCEPTS IN SCIENCE, TECHNOLOGY AND PROBLEM SOLVING PROBLEM SOLVING IN A MIDDLE SCHOOL ROBOTICS DESIGN CLASSROOM TROUBLESHOOTING ASSESSMENT: AN AUTHENTIC PROBLEM SOLVING ACTIVITY FOR IT EDUCATION STRATEGIES USED BY ELEMENTARY SCHOOLCHILDREN SOLVING ROBOTICS-BASED COMPLEX TASKS: INNOVATIVE POTENTIAL OF TECHNOLOGY ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΜΕΤΑΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΣΕ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΣΚΕΨΗ ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΣΚΕΨΗ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ ΤΙ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ Η ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΣΚΕΨΗ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΥΣ PLANNING FOR THE ASSESSMENT OF COMPUTATIONAL THINKING (PACT) FAIRY ASSESSMENT PATHWAYS TO REVITALIZED UNDERGRADUATE COMPUTING EDUCATION (CPATH) ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ THE FAIRY PERFORMANCE ASSESSMENT: MEASURING COMPUTATIONAL THINKING IN MIDDLE SCHOOL INTRODUCING COMPUTATIONAL THINKING IN EDUCATION COURSES THE TANGIBLEK ROBOTICS PROGRAM: APPLIED COMPUTATIONAL THINKING FOR YOUNG CHILDREN INITIAL EXPERIENCE WITH A COMPUTATIONAL THINKING COURSE FOR COMPUTER SCIENCE STUDENTS SCALABLE GAME DESIGN AND THE DEVELOPMENT OF A CHECKLIST FOR GETTING COMPUTATIONAL THINKING INTO PUBLIC SCHOOLS TEACHING COMPUTATIONAL THINKING TO NON-COMPUTING MAJORS USING SPREADSHEET FUNCTIONS XII Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

13 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 3.6 ΟΦΕΛΗ ΥΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ Η «ΓΛΩΣΣΑ» ΤΗΣ ΥΣ ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΓΕΝΙΚΕΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ MODULARITY... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗΣ/ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΣ ΣΕΝΑΡΙΟ (SCRIPT) ΡΟΛΟΙ ΑΠΟΣΥΡΣΗ (FADING) ΟΡΓΑΝΩΣΗ/ΔΟΜΗ ΣΥΝΕΔΡΙΑΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗ QUIZ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΣΤΟΧΟΙ ΕΡΕΥΝΑΣ-ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ACTION RESEARCH ΣΥΛΛΟΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΠΟΣΟΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΟΙΟΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΕΡΕΥΝΕΣ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ XIII

14 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ 6.1 ΠΡΩΤΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΕ ΜΑΘΗΤΕΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΕΠΑ.Λ.) ΣΤΟΧΟΙ ΕΡΕΥΝΑΣ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΝΤΕΣ ΜΕΘΟΔΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΕΥΤΕΡΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΕ ΜΑΘΗΤΕΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΕΠΑ.Λ.) ΣΤΟΧΟΙ ΕΡΕΥΝΑΣ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΝΤΕΣ ΜΕΘΟΔΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ II: ΑΚΡΩΝΥΜΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ III: ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IV: ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2 ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VIII: ΡΟΥΜΠΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΕΝΤΥΠΟ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ XIV Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

15 ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Λ Ι Σ Τ Α Σ Χ Η Μ ΑΤ Ω Ν ΕΙΚΟΝΑ 1: ΣΤΑΔΙΑ, ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΙ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΕΙΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΜΙΑΣ ΣΥΝΘΕΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΙΚΟΝΑ 2: ΟΙ ΤΡΕΙΣ ΤΡΟΠΟΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 3: ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΤΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 4: ΣΠΕΙΡΑ ΚΥΚΛΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ, ΔΡΑΣΗΣ, ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΣΤΟΧΑΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5: ΣΟΥ ΑΡΕΣΕ Η ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΜΕ ΤΑ ΡΟΜΠΟΤ; ΕΙΚΟΝΑ 6 : ΠΩΣ ΘΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΖΕΣ ΤΗΝ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΣΟΥ ΜΕ ΤΑ ΡΟΜΠΟΤ; ΕΙΚΟΝΑ 7 : ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΑ ΡΟΜΠΟΤ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ XV

16

17 ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ Λ Ι Σ Τ Α Π Ι Ν Α Κ Ω Ν ΠΙΝΑΚΑΣ 1: ΑΡΧΕΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 2: ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΑΝΤΗΣΕΩΝ ΜΑΘΗΤΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗ ΡΟΥΜΠΡΙΚΑ ΠΙΝΑΚΑΣ 3: ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΑΝΤΗΣΕΩΝ ΜΑΘΗΤΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗ ΡΟΥΜΠΡΙΚΑ ΠΙΝΑΚΑΣ 4: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΑΙ ΠΙΝΑΚΑΣ 5: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ QUIZ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 6: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 7: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ QUIZ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 8: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 9 : ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 10: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΑΙ ΠΙΝΑΚΑΣ 11: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ QUIZ ΠΙΝΑΚΑΣ 12: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 13: ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΩΝ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΩΝ ΕΥΟΣΜΟΥ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ XVII

18

19 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 : Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η

20

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σε μια συνεχώς αναπτυσσόμενη κοινωνία η εκπαιδευτική ρομποτική (ΕΡ) παρέχει μια πλατφόρμα που συνδυάζει την ενθάρρυνση της καινοτομίας, την παροχή εκπαίδευσης στις νέες τεχνολογίες και την ενίσχυση της ικανότητας συνεργασίας και τα τελευταία χρόνια βρίσκεται στο κέντρο της επιστημονικής έρευνας. Αρκετές έρευνες αναφέρουν ότι οι δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής (ΕΡ) έχουν θετικά αποτελέσματα στην ανάπτυξη δεξιοτήτων επίλυσης προβλημάτων (Anagnostakis & Michaelides, 2006, 2007; Τσοβόλας & Κόμης, 2010), στο επίπεδο της συνεργασίας μεταξύ των μαθητών (Peter & Price, 2004) και της εκμάθησης μιας γλώσσας προγραμματισμού (Nourbakhsh et al., 2005). Όσον αφορά την ανάπτυξη δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης (ΥΣ) κατά την υλοποίηση δραστηριοτήτων ΕΡ οι έρευνες είναι ελάχιστες. Παρά το γεγονός ότι, η υπολογιστική σκέψη (ΥΣ) είναι μια έννοια που έχει λάβει ιδιαίτερη προσοχή τα τελευταία χρόνια, η βιβλιογραφία σχετικά με την εφαρμογή της και την ανάπτυξή της σε μαθητές ηλικίας Κ-12 εξακολουθεί να είναι σχετικά μικρή (Yadav et al., 2011). Υπάρχει μικρή συμφωνία σχετικά με τις στρατηγικές αξιολόγησης της ανάπτυξής της σε νέους ανθρώπους (Allan et al., 2010, Barr & Stephenson, 2011). Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι να διερευνήσουμε αν οι δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής βελτιώνουν τις δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης των μαθητών καθώς και τις ικανότητές τους στην επίλυση προβλημάτων. Πιο συγκεκριμένα, σε δύο έρευνες σε παιδιά Β τάξης και Γ τάξης Επαγγελματικών Λυκείων εφαρμόστηκε καθοδήγηση στην επίλυση προβλημάτων με στόχο τα παιδιά να εμπλακούν με τις βασικές έννοιες του προγραμματισμού και εφαρμόστηκε ανάλυση και επεξήγηση σε σύνθετα προβλήματα με στόχο τα παιδιά να εμπλακούν και να αναπτύξουν τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης. Για την εξαγωγή των συμπερασμάτων θέσαμε τα εξής ερευνητικά ερωτήματα: (α) Οι δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής και του οπτικού προγραμματισμού αναπτύσσουν τις δεξιότητες της υπολογιστικής σκέψης; (β) Το μοντέλο αξιολόγησης που προτείνουμε, μας βοηθάει να «μετράμε» αν και σε ποιο βαθμό βελτιώνονται οι δεξιότητες ΥΣ των μαθητών; (γ) Η αξιοποίηση τη εκπαιδευτικής ρομποτικής σε συνδυασμό με τη δημιουργία κατάλληλου εκπαιδευτικού υλικού μπορούν να δημιουργήσουν το κατάλληλο περιβάλλον ώστε να πετύχουν την ενεργητική συμμετοχή και τη συνεργασία των μαθητών; (δ) Οι μαθητές με τις δραστηριότητες ανέπτυξαν τις δεξιότητές τους στην επίλυση προβλημάτων; και (ε) Το λογισμικό του Lego Mindstorms βοήθησε τους μαθητές του τμήματος πληροφορικής να αφομοιώσουν καλύτερα τις βασικές δομές του προγραμματισμού; Η εργασία δομείται σε κεφάλαια ως εξής: Στο Κεφάλαιο 2, παρουσιάζεται ο εποικοδομισμός και η εκπαιδευτική ρομποτική καθώς και το θεωρητικό πλαίσιο που υποστηρίζουν. Στο Κεφάλαιο 3, αναλύεται η έννοια της υπολογιστικής σκέψης και παρουσιάζονται οι τεχνικές ανάπτυξης υπολογιστικής σκέψης καθώς και πρωτόκολλα αξιολόγησης ΥΣ. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 21

22 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Στο Κεφάλαιο 4, παρουσιάζονται ένα προτεινόμενο μοντέλο για την ανάπτυξη και την αξιολόγηση της ΥΣ των μαθητών, το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία. Στο Κεφάλαιο 5, παρουσιάζεται η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για την διεξαγωγή των δύο ερευνών. Στο Κεφάλαιο 6, περιγράφονται οι δύο έρευνες που έγιναν στους μαθητές της δεύτερης και τρίτης Επαγγελματικών Λυκείων και αναλύονται τα αποτελέσματά τους. Στο Κεφάλαιο 7, καταγράφονται τα συμπεράσματα των δύο ερευνών και γίνεται σύγκριση ανάμεσα στα αποτελέσματα των δύο ερευνών του προηγούμενου κεφαλαίου. Στο Παράρτημα I παρουσιάζονται αλφαβητικά η βιβλιογραφία και οι δικτυακοί τόποι που αναφέρονται στην εργασία. Στο Παράρτημα IΙ παρουσιάζονται τα ακρωνύμια τα οποία χρησιμοποιούνται σε αυτή την εργασία για την διευκόλυνση του αναγνώστη. Στο Παράρτημα IIΙ παρουσιάζεται το γλωσσάριο ξενικών όρων οι οποίοι χρησιμοποιούνται σε αυτή την εργασία για την διευκόλυνση του αναγνώστη. Στο Παράρτημα IV παρουσιάζεται το ευρετήριο των όρων οι οποίοι χρησιμοποιούνται σε αυτή την εργασία για την διευκόλυνση του αναγνώστη. Στο Παράρτημα V, VI, VII και VIII παρουσιάζονται όλα τα ερωτηματολόγια, τα φύλλα εργασιών και τα έντυπα που χρησιμοποιήθηκαν στις δύο έρευνες. 22 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 23

24

25 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 2 : Ε Π Ο Ι Κ Ο Δ Ο Μ Ι Σ Μ ΟΣ & Ε Κ Π Α Ι Δ Ε Υ Τ Ι Κ Η Ρ Ο Μ Π Ο Τ Ι Κ Η

26

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ 2.1 ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΚΟΙΝΩΝΙΚΟΣ ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ Η εκπαιδευτική ρομποτική, για την επίτευξη των επιθυμητών διδακτικών στόχων, βασίζεται στην θεωρία του εποικοδομισμού (constructivism) της γνώσης του Piaget (1974) και ακολουθεί την εποικοδομιστική κατασκευαστική (constructionist) προσέγγιση της μάθησης σύμφωνα με τις αρχές που διατυπώθηκαν από τον Papert (1991). Ο Seymour Papert του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασσαχουσέτης (Massachusetts Institute of Technologies) ανέπτυξε μια θεωρία μάθησης, η οποία βασίζεται στον κονστρουκτιβισμό του Piaget. Με τα δικά του λόγια λοιπόν, «o εποικοδομισμός μοιράζεται την άποψη του κονστρουκτιβισμού (constructivism) για τη μάθηση ως δομές οικοδόμησης της γνώσης μέσω της προοδευτικής εσωτερικοποίησης των δράσεων». Λόγω της μεγαλύτερης εστίασή της στη μάθηση μέσω της πράξης/δημιουργίας και όχι συνολικά των γνωστικών δυνατοτήτων, η προσέγγιση του Papert μας βοηθά να κατανοήσουμε το πώς σχηματίζονται και μετατρέπονται οι ιδέες όταν εκφράζονται μέσα από διαφορετικά μέσα, όταν πραγματωθούν σε συγκεκριμένα πλαίσια, όταν τις επεξεργαστούν μεμονωμένοι άνθρωποι. Ο κύκλος της αυτο-κατευθυνόμενης μάθησης είναι μια επαναληπτική διαδικασία, με την οποία οι μαθητές επινοούν οι ίδιοι τα εργαλεία και τις διαμεσολαβήσεις που υποστηρίζουν καλύτερα την εξερεύνηση του αντικειμένου ή θέματος που τους ενδιαφέρει περισσότερο. Οι μαθητευόμενοι οικοδομούν πιο αποτελεσματικά τη γνώση όταν εμπλέκονται ενεργά στη σχεδίαση και κατασκευή (χειρωνακτική και ψηφιακή) πραγματικών αντικειμένων που έχουν νόημα για τους ίδιους, είτε αυτά είναι κάστρα από άμμο, είτε κατασκευές Lego και προγράμματα υπολογιστών, είτε μια θεωρία για το σύμπαν (Papert, 1991). Έτσι, οι μαθητές αποκτούν: Ανάπτυξη ερευνητικού πνεύματος και επιστημονικής μεθοδολογίας. Καλλιέργεια και ανάπτυξη πολύτιμων νοητικών δεξιοτήτων (αναλυτική και συνθετική σκέψη, δημιουργικότητα, κριτική σκέψη κ.α.). Απόκτηση χρήσιμων τεχνολογικών δεξιοτήτων. Ανάπτυξη πνεύματος ομαδικότητας και συνεργασίας εξοικείωση με την ομαδο-συνεργατική μέθοδο εργασίας. Αξιοποίηση τεχνικών επίλυσης προβλήματος. Διατύπωση και έλεγχο υποθέσεων. Αυτό-οργάνωση και έλεγχο της πορείας της εργασίας. Τα ρομπότ, σαν φυσικά αντικείμενα, καλύπτουν την κατασκευαστικήεποικοδομητική οπτική της μάθησης και δίνουν τη δυνατότητα στους μαθητές να εργαστούν σε ένα ενεργό περιβάλλον, χτίζοντας φυσικά αντικείμενα και βιώνοντας αφηρημένες έννοιες. Μαθητές που ασχολούνται με το σχεδιασμό και την κατασκευή Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 27

28 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ των ρομπότ εμπλέκονται ενεργά στη μάθησή τους, στην ανάπτυξη δεξιοτήτων κατά την επίλυση προβλημάτων, όπως η διατύπωση ερωτήσεων, η αναζήτηση μοτίβων, η επιλογή στρατηγικών και η διατύπωση συμπερασμάτων, χρησιμοποιούν υψηλού επιπέδου ικανότητες σκέψης και συχνά μαθαίνουν να συνεργάζονται (Chambers & Carbonaro, 2003). Όπως οι Resnick & Ocko ισχυρίζονται η κατασκευή είναι ένας τρόπος μέσα από τον οποίο εκφράζονται οι εμπειρίες, οι γνώσεις και οι ανάγκες του μαθητή (Resnick & Ocko, 1991) Σύμφωνα με τους Κόμη Β. και Μικρόπουλο Τ. Α. (2001) ένα μαθησιακό περιβάλλον με βάση τις αρχές του εποικοδομισμού θα πρέπει : 1. Να παρέχει αυθεντικές δραστηριότητες ενταγμένες στις διαδικασίες επίλυσης προβλημάτων από τον πραγματικό κόσμο. Αυθεντικό μπορεί να χαρακτηριστεί επίσης και το θέμα το οποίο ενδιαφέρει άμεσα τους μαθητές (Φράγκου & Γρηγοριάδου, 2010). 2. Να ενθαρρύνει την έκφραση και την προσωπική εμπλοκή στη μαθησιακή διαδικασία. Η επιλογή του περιεχομένου της εκπαιδευτικής διαδικασίας, ο ρυθμός μάθησης, η αξιολόγηση, είναι μερικές από τις όψεις της διδασκαλίας, στις οποίες ο μαθητής συμμετέχει ενεργά στα πλαίσια του εποικοδομισμού, διαμορφώνοντας ένα μαθητοκεντρικό περιβάλλον. 3. Να ενθαρρύνει την κοινωνική αλληλεπίδραση. Εδώ και τριάντα χρόνια γίνεται όλο και πιο ισχυρή η πεποίθηση ότι η γνώση γενικότερα, και η επιστημονική γνώση ειδικότερα, οικοδομείται διαμέσου της κοινωνικής αλληλεπίδρασης στα πλαίσια της διεξαγωγής ποικίλων δραστηριοτήτων. Τόσο στο πλαίσιο των κοινωνικο-εποικοδομιστικών (socio-constructivist) (Doise & Mungry, 1981) όσο και στο πλαίσιο των κοινωνικοπολιτιστικών (socio-cultural) (Vygotsky, 1978) ψυχολογικών προσεγγίσεων, η οικοδόμηση των γνώσεων λαμβάνει χώρα σε κοινωνικά περιβάλλοντα και οικοδομείται αφενός διαμέσου αλληλεπιδράσεων ανάμεσα σε άτομα ή ομάδες και αφετέρου από την από κοινού συμμετοχή σε δραστηριότητες διαφόρων τύπων. Ο Vygotsky το 1978 υποστήριξε ότι η γνώση είναι κοινωνικά προσδιορισμένη και οι μαθητές πρέπει να μυηθούν σε αυτήν. Αργότερα το 1987 οι Edwards & Mercer χρησιμοποίησαν τον όρο «κοινή γνώση», την οποία όρισαν ως την κατανόηση που δημιουργείται και μοιράζεται από τους ανθρώπους μέσα από την αλληλεπίδραση. Σύμφωνα με τη θέση τους, η μάθηση είναι κυρίως συνεργασία που λειτουργεί στη διαδικασία δραστηριοτήτων και ανταλλαγής απόψεων. Συνεπώς, γίνεται όλο και περισσότερο αποδεκτό ότι δεν μπορούμε να αγνοήσουμε την κοινωνική φύση της μάθησης όταν μελετούμε δραστηριότητες υποκειμένων που συνεργάζονται για την υλοποίηση ενός έργου ή την επίλυση ενός προβλήματος. Η ατομική μάθηση και οι κοινωνικές αλληλεπιδράσεις συνεπώς δεν είναι παρά διαφορετικές πτυχές του ίδιου φαινομένου (Kaptelinin & Cole, 1997, Παπαμιχαήλ, 1988). Ο κοινωνικός εποικοδομισμός (social constructivism) (Doise & Mungry, 1981) αποτελεί μια ψυχολογική προσέγγιση που έχει τις απαρχές της στον κλασσικό εποικοδομισμό και συνεπώς αντιλαμβάνεται την οικοδόμηση της γνώσης ως διαδικασία που λαμβάνει χώρα στον νου του υποκειμένου. Στο πλαίσιο της μαθησιακής προσέγγισης τέσσερα είναι τα κύρια χαρακτηριστικά: 1. Η ενεργός γνωστική οικοδόμηση του υποκειμένου που συντελεί στην εκ βάθους κατανόηση. 28 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ 2. Η μάθηση που λαμβάνει χώρα σε συγκεκριμένο πλαίσιο (όπως για παράδειγμα ο χώρος μιας επιστημονικής ή μιας εργαστηριακής κοινότητας) με αυτόνομη δραστηριότητα και κοινωνική και νοητική υποστήριξη. 3. Η κοινότητα, μέσα στην οποία λαμβάνει χώρα η μάθηση, συντελεί στην διάχυση της κουλτούρας και των πρακτικών της. 4. Ο διάλογος που καθιστά εφικτή τη συμμετοχή και τη διαπραγμάτευση στο πλαίσιο της κοινότητας (μάθησης ή πρακτικής). Βασική εφαρμογή του κοινωνικού εποικοδομισμού στο επίπεδο της διδασκαλίας και της μάθησης είναι η συνεργατική μάθηση στα πλαίσια της οποίας οι μαθητές διατυπώνουν ρητά τις σκέψεις τους. Το γεγονός αυτό τους οδηγεί στην εξωτερίκευση και συνειδητοποίηση των αρχικών αυθόρμητων ιδεών και στη μετέπειτα επεξεργασία τους και διαπραγμάτευσή τους στη διάρκεια της κοινωνικής αλληλεπίδρασης. 2.2 ΚΑΘΟΔΗΓΟΥΜΕΝΗ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Η Συνεργατική Μάθηση (ΣΜ) αποτελεί την ομαδική προσπάθεια η οποία στηρίζεται στις κοινωνικά δομημένες ανταλλαγές πληροφοριών και στην αίσθηση ευθύνης που το κάθε μέλος της ομάδας φέρει για την πρόοδο όλων των υπόλοιπων μελών (Olsen & Kagan, 1992), ώστε το τελικό αποτέλεσμα να αποτελεί συνολικό έργο και όχι συνάθροιση επιμέρους δραστηριοτήτων (Παπάς, 1987). Η ΣΜ δίνει στους μαθητές την ευκαιρία να συμμετάσχουν στη συζήτηση, να αναλάβουν την ευθύνη της μάθησής τους, και να γίνουν κριτικά σκεπτόμενα άτομα (Totten, Sills, Digby, & Russ, 1991). Ωστόσο, σχετική έρευνα έχει δείξει πως μόνο η εμπλοκή των μαθητών σε συνεργατικές δραστηριότητες δε συνεπάγεται την καλλιέργεια αντίστοιχων δεξιοτήτων, αλλά θεωρείται αναγκαία η κατάλληλη οργάνωση της συγκεκριμένης εμπειρίας και ο προσδιορισμός σαφών κανόνων συνεργασίας στο πλαίσιο διδακτικών παρεμβάσεων (Γιαννούτσου & Τρούκη, 2006). Ένας τρόπος να επιτευχθεί αυτό είναι με τη χρήση σεναρίων συνεργασίας. Τα σενάρια συνεργασίας είναι διδακτικά σενάρια που καθοδηγούν και υποστηρίζουν ομάδες μαθητών σε δραστηριότητες ΣΜ. Έχουν στόχο να ενθαρρύνουν τη ΣΜ διαμορφώνοντας τον τρόπο με τον οποίο οι μαθητές αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Τα σενάρια συνεργασίας δομούν τη συνεργατική μάθηση με τη δημιουργία ρόλων και ορίζουν τις αλληλεπιδράσεις ενώ παράλληλα επιτρέπουν ευελιξία στο διάλογο και στις δραστηριότητες (Kollar, Fischer & Hesse, 2006). Συγκεκριμένα, ένα σενάριο συνεργασίας είναι ένα σύνολο από οδηγίες σχετικά με το πώς τα μέλη της ομάδας θα πρέπει να αλληλεπιδρούν, να συνεργαστούν και να επιλύσουν το πρόβλημα (O'Donnell & Dansereau, 1992). Ένα σενάριο είναι μια ακολουθία φάσεων και κάθε φάση ορίζεται από πέντε χαρακτηριστικά: Δραστηριότητα(Task): το είδος της εργασίας που οι μαθητές πρέπει να εκτελέσουν σε αυτή τη φάση. Σύνθεση ομάδας (Group composition): η σύνθεση της ομάδας, όπως ο αριθμός των ατόμων και οι κανόνες σχηματισμού της ομάδας. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 29

30 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Διαμοίραση δραστηριότητας (Τask Distribution): ο τρόπος που γίνεται η κατανομή των καθηκόντων στα μέλη της ομάδας. Τρόπος υλοποίησης δραστηριότητας στην ομάδα (Mode): ο τρόπος επικοινωνίας (πρόσωπο με πρόσωπο, σύγχρονα/ασύγχρονα, βασισμένη σε κείμενο ή βασισμένη σε φωνή). Χρονική περίοδος δραστηριότητας(timing): ο χρόνος που θα διαρκέσει το σενάριο. Το βασικό ζήτημα στο σχεδιασμό ενός συνεργατικού σεναρίου είναι το είδος των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ομότιμων που ο δάσκαλος θέλει να προωθήσει για να επιτύχει τους εκπαιδευτικούς του στόχους. Ο τρόπος με τον οποίο οι φοιτητές συνεργάζονται σε μια εργασία στην πραγματικότητα είναι διαφορετικός από τον τρόπο που ο δάσκαλος τους ζήτησε να συνεργαστούν. Στο πλαίσιο της εκπαίδευσης, τονίζεται ότι η αλληλεπίδραση και η συζήτηση μεταξύ των μαθητών διευκολύνει τη μάθηση. Για παράδειγμα, η αλληλο-διδασκαλία και η αλληλο-αξιολόγηση έχουν κεντρίσει την προσοχή των εκπαιδευτικών για την βελτίωση της μάθησης των παιδιών (Falchikov, 2001 & Liu & Tsai, 2005 & Topping, 1998 & Tsai, Liu, Lin, & Yuan, 2001 & Tsai, Lin, & Yuan, 2002). Οι Berge και Collins (1995) τόνισαν ότι: «Η ομιλία και η συζήτηση παρέχουν μια ευκαιρία να διατυπώσεις και να εξηγήσεις την δική σου άποψη και ίσως να τροποποιήσεις τις ιδέες, τις πεποιθήσεις ή την παρουσίαση του εαυτού σου σε σχέση με τα σχόλια των άλλων γύρω σου». Η ενσωμάτωση νέων δεδομένων, ο έλεγχος των επιχειρημάτων και η χρήση της κρίσης και της λογικής βοηθάνε ένα άτομο να προσανατολίζεται σε νέες προοπτικές και σε υψηλότερα επίπεδα σκέψης. Με άλλα λόγια, οι μαθητές αντί να λαμβάνουν γνώση απλώς παθητικά από τους εκπαιδευτικούς, μπορούν να αναπτύξουν δραστηριότητες επίλυσης προβλημάτων και κατασκευαστικών εργασιών μέσα από τις διαδικασίες αλληλο-συζήτησης και αλληλεπίδρασης μεταξύ τους (Blumenfeld, Marx, Soloway, & Krajcik, 1996, Littleton & Hakkinen, 1999). Σε ερευνητική βιβλιογραφία για τη συνεργατική μάθηση, υπάρχει μια ευρεία αποδοχή του τι περιλαμβάνεται κάτω από την «ομπρέλα» της μάθησης: Για ορισμένους μελετητές, περιλαμβάνεται περισσότερο κάθε συλλογική δραστηριότητα (συνεργασία μαθητών) μέσα σε ένα εκπαιδευτικό πλαίσιο, όπως η μελέτη του υλικού των μαθημάτων ή η διαμοίρασή τους. Σε άλλες μελέτες, η δραστηριότητα είναι η από κοινού επίλυση προβλημάτων, και η μάθηση είναι αποτέλεσμα της επίλυσης προβλημάτων, που μετράται από την εκμαίευση νέων γνώσεων ή από τη βελτίωση της απόδοσης στην επίλυση προβλημάτων. Επίσης, σε άλλες θεωρίες περιλαμβάνεται η συλλογική εργασία, η οποία αναφέρεται στη δια βίου απόκτηση εμπειριών σε μία επαγγελματική κοινότητα. Με άλλα λόγια, ο κοινός παρονομαστής όλων αυτών των καταστάσεων μάθησης είναι περισσότερο η λέξη «συνεργατική» παρά η λέξη «μάθηση». Η συνεργατική μάθηση δεν είναι ούτε μηχανισμός, ούτε μέθοδος. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των μαθητών δημιουργεί επιπλέον δραστηριότητες (επεξήγηση, διαφωνία...), οι οποίες προκαλούν επιπλέον γνωστικούς μηχανισμούς (εκμαίευση της γνώσης, εσωτερίκευση, μείωση του γνωστικού φόρτου,...). Το πεδίο της συνεργατικής μάθησης είναι ακριβώς αυτές οι δραστηριότητες και οι μηχανισμοί, τα οποία μπορεί 30 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ να συμβαίνουν συχνότερα σε συνεργατική μάθηση σε σχέση με την ατομική μάθηση. Η συνεργατική μάθηση δεν είναι μια μέθοδος, γιατί παίρνει τη μορφή οδηγιών (π.χ."πρέπει να εργαστούμε μαζί"), τη μορφή μιας ρύθμισης (π.χ. «οι ομάδες θα εργαστούν στο ίδιο τραπέζι") και άλλους θεσμικούς περιορισμούς (π.χ. «Κάθε μέλος της ομάδας θα λάβει το σήμα που θα δοθεί στην ομάδα"). Ως εκ τούτου, η συνεργατική κατάσταση είναι ένα είδος κοινωνικού συμβολαίου, είτε μεταξύ των συμμαθητών ή μεταξύ των συμμαθητών και των καθηγητών (τότε πρόκειται για ένα διδακτικό συμβόλαιο). Η αμοιβαία διδασκαλία (Palincsar & Brown, 1984) θα μπορούσε να ονομαστεί «μέθοδος», επειδή τα υποκείμενα ακολουθούν ένα σενάριο στο οποίο θα πρέπει να εκτελέσουν συγκεκριμένους τύπους αλληλεπίδρασης σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές. Με λίγα λόγια, η φράση «συνεργατική μάθηση» περιγράφει μια κατάσταση κατά την οποία συγκεκριμένες μορφές αλληλεπίδρασης μεταξύ των ανθρώπων αναμένεται να συμβούν, και θα προκαλέσει την εκμάθηση των μηχανισμών, αλλά δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι οι αναμενόμενες αλληλεπιδράσεις θα συμβούν στην πραγματικότητα. Οι τεχνικές που αυξάνουν την πιθανότητα να συμβούν «παραγωγικές διαδράσεις» κατατάσσονται σε τέσσερις κατηγορίες (Dillenbourg, 1999): 1. Καθορισμός αρχικών συνθηκών. 2. Προσδιορισμός συνεργασίας μέσα από ένα σενάριο που βασίζεται σε ρόλους. 3. Εισαγωγή αλληλεπιδραστικών κανόνων στα τεχνολογικά εργαλεία. 4. Παρακολούθηση και ρύθμιση των αλληλεπιδράσεων από τον εκπαιδευτικό σε ένα μαθητοκεντρικό περιβάλλον. Σημαντική είναι η προσεκτική σχεδίαση της κατάστασης στην οποία αναμένεται να συμβούν πολλαπλές αλληλεπιδράσεις που θα προκαλέσουν μηχανισμούς μάθησης. Για παράδειγμα αν θα πρέπει να γίνεται η επιλογή των μελών μιας ομάδας από τους εκπαιδευτικούς, σε σχέση με ορισμένα κριτήρια ή να αφήνουν τους μαθητές να τα καθορίζουν μόνοι τους. Επίσης, αν είναι καλύτερα τα μέλη να έχουν την ίδια άποψη ή όχι ή να έχουν το ίδιο γενικό επίπεδο ανάπτυξης ή όχι και ποια καθήκοντα είναι κατάλληλα για συνεργατικές διαδικασίες κ.ά. Μία ακόμα σημαντική τεχνική είναι να δημιουργηθούν αρχικές καταστάσεις (ομάδες), οι οποίες να επηρεάζουν συνεχώς τις αλληλεπιδράσεις, δηλαδή να δημιουργηθεί ένα σενάριο που θα βασίζεται σε ρόλους. Ο στόχος της συγκεκριμένης τεχνικής είναι ο γνωστικός προσανατολισμός μέσα από μεθόδους που βασίζονται στις συστηματικές διαφορές των μαθητών, είτε για να δημιουργηθούν αντιφατικές αλληλεπιδράσεις είτε για να δημιουργηθεί ισχυρή αλληλεπίδραση μεταξύ ποιοτικών και ποσοτικών γνώσεων όπως για παράδειγμα όταν υπάρχουν παρερμηνείες θα πρέπει να δοθούν εξηγήσεις, να δικαιολογηθούν οι απόψεις του καθενός και πιθανός να τις αναδιατυπώσουν. Οι ρόλοι μπορούν να θεωρηθούν ως ένα «υποστήριγμα» στη μαθησιακή διαδικασία, όπου ο στόχος της συνεργασίας είναι να αποκτηθούν νέες γνώσεις, συμπεριλαμβανομένων των γνωστικών και συνεργατικών δεξιοτήτων. Η ανάθεση ρόλων μπορεί να ενισχύσει την αλληλεξάρτηση, ενώ ταυτόχρονα απαιτεί και ατομική ευθύνη (Slavin, 1995). Οι ρόλοι μπορεί περαιτέρω να ταξινομηθούν ως διαδικαστικοί και γνωστικοί (Palincsar & Herrenkohl, 2002). Οι διαδικαστικοί ρόλοι επικεντρώνονται στο πώς θα πραγματοποιηθεί μια εργασία με την ταξινόμηση και την ανάθεση συγκεκριμένων λειτουργιών. Τέτοιοι ρόλοι είναι ο συλλέκτης δεδομένων, ο καταγραφέας και ο εκδότης. Οι γνωστικοί ρόλοι επικεντρώνονται στην Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 31

32 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ υποστήριξη της εμπλοκής στην ακαδημαϊκή εργασία με την ταξινόμηση και την ανάθεση σχετικών ρόλων σε ένα συνεργατικό πλαίσιο. Τέτοιοι ρόλοι είναι ο αναλυτής, ο αξιολογητής και ο εφευρέτης νέων ιδεών. Στις αλληλεπιδράσεις είναι απαραίτητη τόσο η εισαγωγή των κατάλληλων κανόνων αλληλεπίδρασης χρήσης των εργαλείων που χρησιμοποιούν και επηρεάζει την κατανόησή τους όσο και ο ρόλος του εκπαιδευτικού ο οποίος παίρνει το ρόλο του καθοδηγητή, του υποστηρικτή και του εμψυχωτή. Στη μάθηση κλιμακούμενης υποστήριξης (scaffolding learning), ο εκπαιδευτικός είναι αυτός που καθοδηγεί και διαμορφώνει το πλαίσιο μέσα στο οποίο συμβαίνει η μαθησιακή διαδικασία. Το πλαίσιο θα πρέπει να είναι ευδιάκριτο για το μαθητή και να συνδέεται με ότι γνωρίζει και ανήκει ήδη στις εμπειρίες του, να διευκολύνει τη διαπραγμάτευση και το διάλογο, να μοντελοποιεί τις διαδικασίες και τα φαινόμενα (modeling) και να παρέχει συστηματική υποστήριξη στην ανάπτυξη δεξιοτήτων (tutoring) και συστηματική ανατροφοδότηση (Φράγκου & Γρηγοριάδου 2010, Wood, Bruner & Ross, 1976). Ο στόχος της συγκεκριμένης τεχνικής είναι να μάθει στους εκπαιδευτικούς να διαχειρίζονται τις συνεργατικές αλληλεπιδράσεις των ομάδων. Ένα ακόμα πλαίσιο το οποίο μπορεί να χρησιμοποιήσει ο εκπαιδευτικός είναι αυτό στο οποίο γίνεται χρήση των «αναλυτικών παραδειγμάτων» (Worked example) τα οποία αποτελούν μία από τις πιο ισχυρές μεθόδους που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να χτίσουμε νέες γνωστικές δεξιότητες, και είναι δημοφιλές στους μαθητές. Ένα «αναλυτικό παράδειγμα» είναι μια επίδειξη βήμα-βήμα του τρόπου που εκτελείται μια εργασία ή λύνεται ένα πρόβλημα. Τα αναλυτικά παραδείγματα σχεδιάζονται για να βοηθήσουν τους εκπαιδευόμενους να οικοδομήσουν διαδικαστικές ή στρατηγικές δεξιότητες. Η αποδοτική μάθηση αρχίζει με μαθήματα που χρησιμοποιούν αρχικά αναλυτικά παραδείγματα, που διαχειρίζονται το γνωστικό φορτίο και στη συνέχεια μεταβαίνουν στην πράξη. Ένας τρόπος χρήσης τους είναι η τεχνική της σταδιακής απόσυρσης (fading), η οποία προωθεί την ανάπτυξη της εξειδίκευσης, ξεκινώντας με πλήρη αναλυτικά παραδείγματα και πλήρη καθοδήγηση και προχωρώντας σταδιακά σε πλήρη επίλυση προβλημάτων αποσύροντας την καθοδήγηση. Στην τεχνική fading, το πρώτο παράδειγμα είναι ένα αναλυτικό παράδειγμα όπου παρέχεται πλήρως ολοκληρωμένο από το διδάσκοντα. Το πρώτο πλήρως ολοκληρωμένο αναλυτικό παράδειγμα ακολουθείται από ένα δεύτερο παράδειγμα, στο οποίο τα περισσότερα βήματα είναι ολοκληρωμένα, αλλά ζητείται από τους μαθητές να συμπληρώσουν ένα ή δύο από αυτά. Όσο τα παραδείγματα προχωρούν, ο μαθητής ολοκληρώνει σταδιακά περισσότερα από τα βήματα. Στο τέλος ο μαθητής λύνει ένα πρόβλημα εντελώς μόνος του. Έτσι, μέσα από μια σειρά αναλυτικών παραδειγμάτων βασισμένα στην τεχνική fading, ο μαθητής μελετά σταδιακά το πρόβλημα και στο τέλος το μελετά ολοκληρωμένο φτάνοντας και στην λύση του. 2.3 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ Τι είναι; Στις μέρες μας, τα ρομπότ και τα έξυπνα συστήματα είναι πανταχού παρόντα. Συναντάμε έξυπνα αυτοκίνητα, έξυπνα σπίτια, κτίρια, τηλέφωνα, ιατροφαρμακευτική τεχνολογία, μηχανές αναζήτησης, συστήματα ασφαλείας. Τα ρομπότ γενικότερα συγκεντρώνουν την περιέργεια όλων των ανθρώπων και των ηλικιών. Υπάρχει κάτι που γοητεύει τους ανθρώπους όταν βλέπουν ένα ρομπότ να κινείται τριγύρω 32 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ παίρνοντας μόνο του αποφάσεις. Αυτή η έλξη μπορεί να οδηγήσει σε έμπνευση και διαφωτισμό. Στην πραγματικότητα, η ρομποτική σήμερα ολοκληρώνει την εκπαίδευση. Το σχολείο της νέας εποχής, απαιτεί νέες διδακτικές μεθόδους, καινοτόμες δράσεις και ψηφιακά εκπαιδευτικά μέσα. Η εκπαιδευτική ρομποτική είναι ένας ραγδαία αναπτυσσόμενος κλάδος σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης παγκοσμίως η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διδασκαλία διαφόρων εννοιών. Η ρομποτική κινεί το ενδιαφέρον όλων των μαθητών ανεξαρτήτου ηλικίας και η κατασκευή από το μηδέν μιας ρομποτικής κατασκευής γοητεύει και προκαλεί τους νέους. Όταν οι μαθητές μαθαίνουν σχετικά με τη ρομποτική, κερδίζουν εμπειρία στο να διαχειρίζονται έργα, αναλύουν συστήματα, έχουν πρόσβαση σε πληροφορίες, δουλεύουν σε ομάδες και επιλύουν προβλήματα. Η ΕΡ είναι μια διασκεδαστική και ενδιαφέρουσα εκπαιδευτική δραστηριότητα η οποία περιλαμβάνει ένα υπολογιστικό περιβάλλον που αποτελείται από ένα ή περισσότερα ρομπότ (είτε αυτόνομα είτε συνοδευόμενα από υπολογιστή). Ενθαρρύνει τους μαθητές να σκεφτούν καλύτερα ένα πρόβλημα, να συνεργαστούν, βοηθά τους εκπαιδευόμενους να αποκτήσουν γνώσεις, κριτική σκέψη και εξοικείωση με τους υπολογιστές. Επιπλέον, τα ρομπότ πάνε ένα βήμα παραπέρα καθώς βγάζουν τον μαθητή από τα στενά όρια της οθόνης του υπολογιστή στον πραγματικό κόσμο. Συγκεκριμένα, οι μαθητές δουλεύουν σε ομάδες χρησιμοποιώντας ένα εκπαιδευτικό πακέτο που περιέχει επεξεργαστή (μυαλό), αισθητήρες (αισθήσεις) ως εισόδους της κατασκευής, κινητήρες ως εξόδους και δομικά στοιχεία για την ολοκλήρωση της κατασκευής. Στη συνέχεια προγραμματίζουν την κατασκευή τους (ρομπότ) σε μια απλή γλώσσα προγραμματισμού- ειδικά σχεδιασμένη για μαθητές- ώστε να πραγματοποιήσει μια συγκεκριμένη ενέργεια. Η Πληροφορική και η Ρομποτική μπορούν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο για την ενεργό συμμετοχή των μαθητών στη διαδικασία της μάθησης και για την ανάπτυξη δεξιοτήτων κατασκευής και προγραμματισμού. Η ρομποτική χρησιμοποιείται στις τεχνολογίες της πληροφορικής για παρατήρηση, ανάλυση, μοντελοποίηση και έλεγχο διάφορων φυσικών διεργασιών (Depover, Karsenti & Κόμης, 2007). Επιδίωξη δεν είναι απλώς να μάθει κανείς την τεχνολογία, αλλά μέσω αυτής να αλλάξει ουσιαστικά όλη η αντίληψη της εκπαίδευσης. Με τη βοήθεια της ρομποτικής στη διδασκαλία ο εκπαιδευτικός μπορεί να επικεντρωθεί στην ανάπτυξη κρίσιμων δεξιοτήτων του 21 ου αιώνα (Dagdilelis, Sartatzemi & Kagani, 2005): Ομαδική εργασία Επίλυση προβλημάτων (ανάλυση, σχεδίαση, υλοποίηση, δοκιμή και πειραματισμός, αξιολόγηση) Καινοτομία Διαχείριση έργου (διαχείριση χρόνου, κατανομή έργων και πόρων κ.ά.) Προγραμματισμός Δεξιότητες επικοινωνίας Πολύτιμες νοητικές δεξιότητες (αναλυτική και συνθετική σκέψη, δημιουργικότητα, κριτική σκέψη) Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 33

34 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ αλλά και προσωπικών ικανοτήτων (Karna-Lin, Pihlainen-Bednarik, Sutinen & Virnes, 2006): Συνεργασία με άλλα παιδιά Γνωστικές δεξιότητες Αυτοεκτίμηση Πνευματική αντίληψη Χωρική αντίληψη Προκειμένου να εμπλακούν οι μαθητές σε δραστηριότητες σχεδίασης και κατασκευής πραγματικών αντικειμένων, δηλαδή ρομποτικών κατασκευών, θα πρέπει να επινοήσουμε δραστηριότητες που θα προτρέπουν τους μαθητές να κατασκευάσουν αλλά συγχρόνως να τους ενθαρρύνουμε και να τους υποστηρίξουμε κατάλληλα, ώστε να πειραματιστούν και να διερευνήσουν ιδέες που διέπουν τις κατασκευές τους (Rensick & Silverman, 2005). Οι δραστηριότητες αυτές είναι συνήθως διαθεματικές και μπορούν να ενταχθούν στα σχολικά μαθήματα της τεχνολογίας, των φυσικών επιστημών και της πληροφορικής, τόσο στην πρωτοβάθμια όσο και στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση (Αλιμήσης, 2008) Τεχνολογίες Εκπαιδευτικής Ρομποτικής Στο πλαίσιο των προοδευτικών και σύγχρονων εκπαιδευτικών παραδειγμάτων, η κατασκευή και ο προγραμματισμός των ρομπότ έχουν γίνει εμφανή, έτσι ώστε οι μαθητές να μπορούν να συμμετάσχουν στην κατασκευή και τον προγραμματισμό τους. Αρχικά η ΕΡ απευθυνόταν περισσότερο στο πανεπιστήμιο κυρίως λόγω του υψηλού κόστους αλλά και της έλλειψης εκπαιδευτικού πλαισίου. Με τη δημιουργία ολοκληρωμένων πακέτων ρομποτικής σε συνδυασμό με κατάλληλα περιβάλλοντα προγραμματισμού άρχισε η ενσωμάτωση της ρομποτικής και στα σχολεία (Klassner & Anderson, 2003). Οι δύο κύριες τεχνολογίες που μέχρι σήμερα έχουν σχεδιαστεί και κατασκευαστεί για την συμμετοχή των μαθητών στη ρομποτική είναι η Lego Mindstorms και η Pico-Crickets kits από το Media Lab του MIT (Resnick et al, 1996, Resnick et al, 2006). Επιπλέον, το πανεπιστήμιο Carnegie Mellon και η Lego δουλεύουν μαζί για να σχεδιάσουν εκπαιδευτικά εργαλεία που προωθούν τη μαθηματική και κατασκευαστική ικανότητα. Σήμερα, τα περισσότερα γυμνάσια και λύκεια χρησιμοποιούν MINDSTORMS και άλλα ρομπότ, πέρα του NXT, για να εισάγουν έννοιες ελέγχου (Shoop, 2008). Η σχεδίαση δραστηριοτήτων με τις ρομποτικές κατασκευές Lego Mindstorms συνδέεται με την εκπλήρωση ενός έργου έχοντας ως στόχο την επίλυση ενός προβλήματος. Σε ένα τέτοιο μαθησιακό περιβάλλον η μάθηση καθοδηγείται από το προς επίλυση πρόβλημα. Τα βασικά εκπαιδευτικά συστήματα των Lego Mindstorms είναι: WeDo: ένα ολοκληρωμένο σετ που δίνει τη δυνατότητα σε μικρούς μαθητές, ηλικίας έξι ετών και άνω, να κατασκευάσουν, να προγραμματίσουν απλά μοντέλα στον υπολογιστή τους, να κατεβάσουν το πρόγραμμα στο μοντέλο τους και να επιβεβαιώσουν τη λειτουργία του. NXT: ένα εκπαιδευτικό εργαλείο για την εκμάθηση των βασικών αρχών του προγραμματισμού για νέους μαθητές, ηλικίας οκτώ ετών και άνω. Συνδυάζει τις βασικές αρχές της ρομποτικής με τα πολύχρωμα τουβλάκια και τις αρχές 34 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ του προγραμματισμού και όλα μαζί συνθέτουν ένα διασκεδαστικό εκπαιδευτικό πλαίσιο. Το λογισμικό του έχει μια διεπαφή τύπου «drag» and «drop» και ένα γραφικό προγραμματιστικό περιβάλλον, το οποίο καθιστά την εφαρμογή προσιτή για έναν αρχάριο, αλλά και εξίσου δυναμική για έναν εξειδικευμένο χρήστη. Με το βασικό πακέτο NXT, μια ομάδα 2-6 μαθητών έχει τη δυνατότητα να εξομοιώσει σχεδόν όλους τους σύγχρονους αυτοματισμούς και να προσεγγίσει ικανοποιητικά συστήματα αυτόματου ελέγχου μέσα από ένα δημιουργικό και ευχάριστο μαθησιακό περιβάλλον. EV3: περιέχει το EV3 Intelligent Brick, το οποίο είναι ένας ισχυρός μικρός υπολογιστής που κάνει δυνατό τον έλεγχο μοτέρ και την συλλογή από δεδομένα αισθητήρων. Είναι εύκολο να συλλέγουν, να βλέπουν, να αναλύουν και να διαχειρίζονται τα δεδομένα από τους αισθητήρες και να παρατηρούν τα δεδομένα σε διαδραστικά γραφήματα. Ο ενσωματωμένος επεξεργαστής επιτρέπει στους εκπαιδευτικούς να προσαρμόσουν το πρόγραμμα σπουδών και να δημιουργήσουν τα δικά τους μαθήματα. Δίνει στους μαθητές την δυνατότητα να συλλάβουν το έργο τους απευθείας μέσα από το περιεχόμενο και δημιουργίας του δικού τους ψηφιακού βιβλίου εργασίας, καθιστώντας τη διαχείριση της τάξης και την αξιολόγηση ευκολότερη. Οι μαθητές ενθαρρύνονται να σκεφτούν ώστε να μπορέσουν να βρουν δημιουργικές λύσεις σε προβλήματα, καθώς και στη συνέχεια να τις αναπτύξουν μέσω μιας διαδικασίας επιλογής, κατασκευής, δοκιμής και αξιολόγησης. Ωστόσο, η επιτυχής εισαγωγή μιας εκπαιδευτικής καινοτομίας στο σχολείο δεν είναι μόνο η πρόσβαση στις νέες τεχνολογίες. Η τεχνολογία από μόνη της δεν μπορεί να επηρεάσει την σκέψη των μαθητών και δεν μπορεί να δράσει άμεσα στη μάθηση. Μια κατάλληλη εκπαιδευτική φιλοσοφία, μια κατάλληλη διδακτέα ύλη και ένα κατάλληλο εκπαιδευτικό περιβάλλον είναι μερικά από τα σημαντικά στοιχεία που οδηγούν σε κάθε επιτυχής εκπαιδευτική καινοτομία. Σύμφωνα με τα παραπάνω, πριν οι εκπαιδευτικοί και οι εκπαιδευόμενοι χρησιμοποιήσουν τη ρομποτική σε όλα τα επίπεδα εκπαίδευσης, πρέπει να διαμορφωθούν και να ενσωματωθούν κατάλληλες μέθοδοι διδασκαλίας στα προγράμματα σπουδών. τα περισσότερα σχολεία και οι εκπαιδευτικοί όχι μόνο δεν διαθέτουν την εμπειρία και τους πόρους, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι υποχρεωμένοι να λειτουργούν σύμφωνα με ένα πρόγραμμα σπουδών που δεν ευνοεί την εκπαιδευτική καινοτομία. Όπως επισημαίνει ο Mataric, παρόλο που η ρομποτική φαίνεται να είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για τη διδασκαλία και τη μάθηση και ένα συναρπαστικό θέμα για τους μαθητές όλων των ηλικιών, η παιδαγωγική διδασκαλία με τα ρομπότ είναι ακόμα στην αρχή (Mataric, 2004) Παιδαγωγικό πλαίσιο εφαρμογής στο σχολείο- Διδακτικά μοντέλα Αν και οι ρομποτικές κατασκευές μπορούν να ενταχθούν στη διδασκαλία ως ένα ακόμα εργαλείο πειραματισμού και οπτικοποίησης εννοιών φυσικής, μαθηματικών και τεχνολογίας, η ουσιαστική αξιοποίηση του εκπαιδευτικού τους δυναμικού μπορεί να γίνει αποτελεσματικότερα μέσα από διαθεματικές συνθετικές εργασίες μεγαλύτερης διάρκειας. Και τούτο γιατί μία εκτεταμένη εργασία δίνει τη δυνατότητα επιλογής θεμάτων που εξυπηρετούν αποτελεσματικά τις εκπαιδευτικές ανάγκες όλων Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 35

36 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ των μαθητών, επιτρέπουν τη δημιουργική έκφραση, δημιουργούν ενδιαφέροντα ερωτήματα και μπορούν να υποστηριχθούν αποτελεσματικά από ομαδοσυνεργατικές δράσεις. Μία μεθοδολογία ανάπτυξης συνθετικών εργασιών που συναντάται συχνά στη ρομποτική, είναι βασισμένη στο μοντέλο των Carbonaro, Rex & Chambers (2004) το οποίο περιλαμβάνει πέντε στάδια: ενεργοποίηση, εξερεύνηση, διερεύνηση, δημιουργία, παρουσίαση (Εικόνα 1). Κάθε ένα από τα στάδια αυτά έχει συγκεκριμένη στοχοθεσία, η οποία υποστηρίζεται από τις κατάλληλες διδακτικές δράσεις. Η σπονδυλωτή αυτή οργάνωση επιτρέπει τη σταδιακή συμμετοχή του μαθητή στη διαμόρφωση νέας γνώσης, (από τη λήψη πληροφορίας στον πειραματισμό), τη σταδιακή μεταβίβαση της πρωτοβουλίας στο μαθητή (από τη μίμηση στη δημιουργία) και την σταδιακή ελευθερία στην επιλογή των νοητικών διεργασιών που θα εκτελέσει, ανάλογα με τις ανάγκες του και τα ενδιαφέροντά του (από την πρακτική άσκηση στην εξερεύνηση). Η πρόταση αυτή θεωρούμε ότι εξυπηρετεί ικανοποιητικά τις πραγματικές ανάγκες της διδακτικής πράξης σε ένα τεχνολογικό περιβάλλον ενώ ταυτόχρονα υποστηρίζει αποτελεσματικά βασικές αρχές του εποικοδομισμού. Εικόνα 1: Στάδια, στόχοι και ενδεικτικές διδακτικές δράσεις οργάνωσης μίας συνθετικής εργασίας Μια ακόμα μεθοδολογία για τη δημιουργία αποτελεσματικών δραστηριοτήτων ΕΡ, προτείνεται από το εργαστήριο πολυμέσων του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης από τους Δημητριάδη & Ατματζίδου το οποίο βασίζεται στην Συνεργασία, στο Πρόβλημα, στο Παιχνίδι και στην Άμιλλα και ονομάζεται ΣΠΠΑ+. Το μοντέλο εισηγείται ότι μια αποτελεσματική δραστηριότητα ΕΡ θα πρέπει να βασίζεται στα εξής (Demetriadis et al, 2012): Συνεργασία: οι μαθητές θα πρέπει να εργάζονται σε μικρές ομάδες αναλαμβάνοντας διαδικαστικούς ή γνωστικούς ρόλους. 36 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ Πρόβλημα: η δραστηριότητα θα πρέπει να είναι βασισμένη στο πρόβλημα έτσι ώστε οι μαθητές να έρχονται αντιμέτωποι με ειδικά διαμορφωμένα προβλήματα (από τα απλά στα σύνθετα). Παιχνίδι: η δραστηριότητα θα πρέπει να περιλαμβάνει μια προοπτική παιχνιδιού έτσι ώστε οι μαθητές να αντιμετωπίζουν τις δραστηριότητες ΕΡ ως ευχάριστα παιχνίδια (για παράδειγμα οι συνεδρίες ΕΡ καλούνται προπονήσεις και όχι μαθήματα ). Άμιλλα: η διασκεδαστική δραστηριότητα ΕΡ θα πρέπει να περιλαμβάνει στοιχεία «καλού» ανταγωνισμού τα οποία θα παρέχουν τα κατάλληλα κίνητρα για να εμπλακούν οι μαθητές στις δραστηριότητες ΕΡ (π.χ. προετοιμασία ομάδων με σκοπό τη νίκη στην τελική πρόκλησή τους.) Τέλος, το + αναφέρεται σε παρεμβάσεις των εκπαιδευτικών όπως η υποστήριξη των δεξιοτήτων επίλυσης προβλήματος των μαθητών, ανάπτυξης μεταγνώσης ή/και υπολογιστικής σκέψης Ανάπτυξη δεξιοτήτων επίλυσης προβλήματος στην εκπαιδευτική ρομποτική Η εκπαιδευτική ρομποτική αποτελεί ένα σύγχρονο εκπαιδευτικό περιβάλλον, όπου ο χρήστης (μαθητής) είναι σε θέση, με τη βοήθεια μιας απλής γλώσσας προγραμματισμού να συνθέσει και να κατευθύνει μια τεχνολογική οντότητα, στην περίπτωσή μας ένα ρομπότ. Πέρα από την προφανή συμβολή της στο τεχνολογικό αλφάβητο των μαθητών, η εκπαιδευτική ρομποτική μπορεί να βρει άμεση εφαρμογή τόσο στις φυσικές επιστήμες και στα μαθηματικά όσο και στην επίλυση προβλημάτων. Ο Brandt (1998) αναφέρει ορισμένες από τις προϋποθέσεις υπό τις οποίες οι άνθρωποι μαθαίνουν καλύτερα, όπως: το τι μαθαίνουν έχει προσωπικά νόημα για αυτούς, είναι πρόκληση την οποία αποδέχονται, είναι κατάλληλο για το αναπτυξιακό τους επίπεδο, μπορούν να μάθουν με τον δικό τους τρόπο, να έχουν επιλογές και να αισθάνονται ότι έχουν τον έλεγχο, να χρησιμοποιούν ό, τι ξέρουν ήδη για να οικοδομήσουν τις νέες γνώσεις, να έχουν ευκαιρίες για κοινωνική αλληλεπίδραση και να λαμβάνουν χρήσιμη ανατροφοδότηση. Οι δραστηριότητες με τη ρομποτική θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως ένα καλό εργαλείο για την εφαρμογή των παραπάνω εννοιών. Η αυξανόμενη βιβλιογραφία (Barak & Doppelt 2000, Barak, 2004, Vernado, 2005, Bers & Portsmore, 2005, Petre & Price, 2004, Hussain et al., 2006, Murray & Bartelmay, 2005) έχει αναφερθεί στα πλεονεκτήματα της εμπλοκής των μαθητών σε δραστηριότητες ρομποτικής για να προωθήσει την επίλυση προβλημάτων των μαθητών, τη δημιουργικότητα και τις δεξιότητες της ομαδικής εργασίας. Οι σύγχρονες κατασκευές ρομποτικής για παιδιά, όπως το σύστημα Lego Mindstorm, παρέχουν ευκαιρίες στους μαθητές να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν διαδραστικά αντικείμενα χρησιμοποιώντας εργαλεία που είναι μηχανολογικά προσανατολισμένα, συμπεριλαμβανομένων των ταχυτήτων, των κινητήρων και των αισθητήρων, και να συμμετάσχουν ενεργά σε έρευνα με τη δημιουργία διασκεδαστικών και παιχνιδιάρικων εμπειριών (Bers & Portsmore, 2005). Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 37

38 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Η μεθοδολογία που ενδείκνυται να ακολουθηθεί στο πλαίσιο της εκπαιδευτικής ρομποτικής κατά τη σχεδίαση δραστηριοτήτων ταυτίζεται με τη μέθοδο διδασκαλίας με στόχο την επίλυση ενός προβλήματος, (problem-based learning) αφού πρόκειται για δραστηριότητες στις οποίες εμπλέκεται η δημιουργία και ο κατάλληλος χειρισμός μίας μηχανικής κατασκευής για την εκπλήρωση μιας αποστολής. Οι δραστηριότητες αυτές μπορούν να πάρουν τη μορφή συνθετικών εργασιών (project-based learning) που θέτουν στους μαθητές προβλήματα τα οποία είναι αυθεντικά, πολυδιάστατα και επιδέχονται περισσότερες από μία λύσεις (Brown, Collins & Duguid, 1989). Σύμφωνα με τον George Polya, προσδιορίζονται τέσσερα βασικά βήματα επίλυσης προβλήματος (Polya, 1945). Το πρώτο βήμα είναι η κατανόηση του προβλήματος, το οποίο φαίνεται τόσο προφανές που συχνά δεν αναφέρεται καν. Αρκετοί μαθητές δυσκολεύονται να λύσουν ένα πρόβλημα απλά επειδή δεν το καταλαβαίνουν πλήρως. Ο Polya προτείνει να δίνονται στους μαθητές ερωτήσεις όπως: «Καταλαβαίνετε όλες τις λέξεις που χρησιμοποιούνται σε αυτό το πρόβλημα;» και «Μπορείτε να επαναδιατυπώσετε το πρόβλημα με δικά σας λόγια;». Το δεύτερο βήμα είναι η δημιουργία ενός σχεδίου. Υπάρχουν ποικίλοι τρόποι για την επίλυση των προβλημάτων. Η δεξιότητα να επιλέγουμε την κατάλληλη στρατηγική καλλιεργείται με την επίλυση πολλών προβλημάτων. Μερικές στρατηγικές είναι: «Τμηματοποιήστε σε απλούστερα προβλήματα.» και «Έχετε λύσει παρόμοιο πρόβλημα;». Το τρίτο βήμα είναι η υλοποίηση του σχεδίου, στο οποίο οι μαθητές εκτελούν το σχέδιο που δημιούργησαν στο προηγούμενο βήμα. Τέλος, το τέταρτο βήμα είναι ο έλεγχος. Αξιολογώντας τι λειτούργησε και τι όχι στα προβλήματα που υλοποίησαν οι μαθητές, προβλέπουν ποια στρατηγική είναι προτιμότερη να χρησιμοποιηθεί για να λύσουν μελλοντικά προβλήματα και αυτό τους βοηθά να βελτιώσουν τις ικανότητές τους στην επίλυση προβλήματος. Άλλη μία προσέγγιση είναι αυτή του Schoenfeld, στην οποία προτείνονται 4 βήματα για την επίλυση προβλημάτων. Η ανάλυση του προβλήματος με στόχο την κατασκευή μιας επαρκούς αναπαράστασής του, η δημιουργία μίας ρουτίνας για την επίλυσή του, η εφαρμογή της ρουτίνας και τέλος η επαλήθευση της λύσης. Ένα σημαντικό στοιχείο που προτείνει ο Schoenfeld και το οποίο χρησιμοποιήσαμε ήταν ο υποστηρικτικός ρόλος του εκπαιδευτή. Πιο αναλυτικά, ο εκπαιδευτής παίρνει το ρόλο του συμβούλου, ρυθμίζοντας τη διαδικασία με υποδείξεις και σχόλια (Schoenfeld, 1992). Ο Woods, ένας καθηγητής μηχανικής, ορίζει ότι: «Η επίλυση προβλημάτων είναι η διαδικασία απόκτησης μιας ικανοποιητικής λύσης σε ένα νέο πρόβλημα, ή τουλάχιστον ένα πρόβλημα που ο μαθητής δεν έχει δει ποτέ πριν" (Woods, 1977). Ο ορισμός του Woods μετατοπίζει την εστίαση από την εξέταση του προϊόντος της επίλυσης προβλήματος, στη σημασία της επίλυσης προβλήματος ως διαδικασία. Σύμφωνα με τον Woods τα βήματα επίλυσης προβλήματος είναι παρόμοια με αυτά του Polya αλλά με ένα επιπλέον βήμα (βήμα 2): 1. Ορίστε το πρόβλημα 2. Σκεφτείτε το πρόβλημα 3. Σχεδιάστε το πρόβλημα 4. Υλοποιείστε το σχέδιο 5. Ελέγξτε το σχέδιο 38 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ Σχετικές Έρευνες Τα συστήματα ρομποτικής προσέλκυσαν το ενδιαφέρον των ερευνητών και σήμερα βρίσκουμε πληθώρα μελετών που αφορούν τη χρήση της ρομποτικής στην εκπαίδευση. Όπως έχει διαπιστωθεί από διάφορες έρευνες, η ΕΡ ενισχύει την εκπαιδευτική διαδικασία στον προγραμματισμό χειρισμό ρομποτικών κατασκευών (Καρατράντου et al., 2005, Φασουλάς & Κουλτζής, 2009) καθώς και στην ανάπτυξη διαθεματικών συνθετικών εργασιών (Φράγκου & Γρηγοριάδου, 2009). Εφαρμογές της ΕΡ με μαθητές και εκπαιδευτικούς έδειξαν θετικά αποτελέσματα στην ανάπτυξη του τεχνολογικού εγραμματισμού και της επίλυσης προβλημάτων (Anagnostakis & Michaelides, 2006, 2007, Τσοβόλας & Κόμης, 2010). Αρκετές μελέτες (π.χ., Bergen, 2001; Mauch, 2001; Noble, 2001) έχουν αναφέρει το ισχυρό κίνητρο που προσφέρουν οι δραστηριότητες με τα ρομπότ Lego στην ανάπτυξη στρατηγικών επίλυσης προβλημάτων Robotics projects and learning concepts in science, technology and problem solving Μια μελέτη για τη μάθηση και τη διαδικασία επίλυσης προβλημάτων πραγματοποιήθηκε σε μαθητές Α και Β τάξης γυμνασίου σε ένα εργαστήριο ρομποτικής στο Holon Academic Institute (HIT) στην περιοχή Tel-Aviv. Κατά το πρώτο σχολικό έτος (2004/2005), συμμετείχαν 80 μαθητές (38 κορίτσια), κατά το δεύτερο σχολικό έτος (2005/2006), συμμετείχαν 76 μαθητές (29 κορίτσια) και κατά το τρίτο έτος (2006/2007), όλοι οι μαθητές του δεύτερου έτους παρακολούθησαν ένα προχωρημένο μάθημα ρομποτικής, και άλλοι 116 μαθητές (67 κορίτσια) συμμετείχαν στο βασικό μάθημα ρομποτικής. Η έρευνα βασίστηκε στο (1) πώς οι μαθητές αντιμετωπίζουν καινοτόμες λύσεις σε προβλήματα ρομποτικής, (2) τι είδους γνώσεις των μαθητών χρησιμοποιούνται για τις δραστηριότητες και (3) πώς οι μαθητές θεωρούν ή εκμεταλλεύονται την άτυπη διδασκαλία των εννοιών της επιστήμης, της τεχνολογίας και της επίλυσης προβλημάτων στο πλαίσιο μιας συνθετικής εργασίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μαθητές άρχισαν να κατασκευάζουν το σύστημα άμεσα και προχωρούσαν μέσω του συστήματος της δοκιμής-λάθους. Καθώς οι μαθητές αποκτούσαν μεγαλύτερη εμπειρία, δίνανε μεγαλύτερη προσοχή στην εξέταση διαφόρων λύσεων για την δραστηριότητα που τους απασχολούσε. Στην τρίτη ή τέταρτη δραστηριότητα, οι μαθητές ήρθαν αντιμέτωποι με πρωτότυπες ιδέες, σύμφωνα με το τι ο Hayes (1978) καλεί «ευρετικές αναζητήσεις», δηλαδή η διεργασία κατά την οποία οι μαθητές χρησιμοποιούν τις γνώσεις για το πρόβλημα με σκοπό τον εντοπισμό ελπιδοφόρων μονοπατιών στην αναζήτηση της λύσης. Επιπλέον, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι θα πρέπει να τονιστεί η ιδέα της εφαρμογής μιας διδασκαλίας βασιζόμενη στο πλαίσιο συνθετικών εργασιών και να δίνεται έμφαση στην ποιοτική-εννοιολογική προσέγγιση και όχι στη διαδικαστική στην οποία οι μαθητές μαθαίνουν από συνήθεια Problem Solving in a Middle School Robotics Design Classroom Μια ερμηνευτική μελέτη (Erickson, 1998), περιελάμβανε την σε βάθος διερεύνηση της εφαρμογής μιας ρομποτικής εργασίας εξαμήνου (20 εβδομάδες) σε ένα γυμνάσιο Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 39

40 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ στην μητροπολιτική περιοχή Brisbane. Η εργασία ρομποτικής μελετήθηκε από δύο μικτές τάξεις ηλικίας 8, 9 και 10 ετών οι οποίες εργάστηκαν σε αυτο-επιλεγμένες ομάδες των τριών. Χρησιμοποιήθηκε η θεωρία δραστηριότητας (activity theory) ως αναλυτικό εργαλείο για την εξέταση της κοινωνικής επίδρασης της γλώσσας προγραμματισμού Labview και των Lego κατασκευών. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η διάρθρωση των στόχων του εκπαιδευτικού μέσω των κανόνων και της διαμοίρασης της εργασίας, βοήθησε στο να σχηματιστούν διαφορετικές κοινότητες μάθησης και να επηρεάσουν την ανάπτυξη των διαφόρων στρατηγικών επίλυσης προβλημάτων. Επιπλέον, έδειξαν ότι η θεωρία δραστηριότητας επέτρεψε στους ερευνητές πρώτον, να προσδιορίσουν πώς οι εκπαιδευτικές πεποιθήσεις επηρεάζουν τις παιδαγωγικές πρακτικές και τα αποτελέσματα και, δεύτερον, να πραγματοποιήσουν μια λεπτομερή ανάλυση των προσεγγίσεων των μαθητών του γυμνασίου στην επίλυση προβλημάτων, στο σχεδιασμό, και στην κατασκευή μιας μονάδας ρομποτικής. Η μελέτη έδειξε ότι (1) η εξωτερίκευση και η δημιουργία νέων μαθησιακών αντικειμένων ήταν περισσότερο εμφανής σε τάξη όπου η υποστήριξη της επίλυσης προβλημάτων μέσω της χρήσης διαγράμματος ροής ήταν μεγαλύτερη και (2) ότι η έλλειψη των προσεγγίσεων επίλυσης προβλημάτων ήταν ιδιαίτερα εμφανής όταν ο καθηγητής έδινε μια έτοιμη εναλλακτική λύση Troubleshooting assessment: an authentic problem s olving activity for it education Η μελέτη αξιολόγησης πραγματοποιήθηκε σε 24 μαθητές δύο γυμνασίων (ηλικίας 12-14) στη περιοχή Rocky Mountain των Ηνωμένων Πολιτειών, χρησιμοποιώντας το οπτικό περιβάλλον προγραμματισμού AgentCubes. Οι στόχοι της περιελάμβαναν την ανάπτυξη της αλγοριθμικής σκέψης και του προγραμματισμού των μαθητών συμμετέχοντας στην διαχείριση των προβλημάτων σε δύσκολες καταστάσεις. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μαθητές ανέπτυξαν επαρκή ικανότητα στον προγραμματισμό και ήταν σε θέση να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους σε νέα προβλήματα. Επίσης, έδειξαν ότι τα σενάρια αντιμετώπισης προβλημάτων είναι αξιόλογες αυθεντικές αξιολογήσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τεκμηρίωση της ικανότητας των μαθητών στον τομέα της εκπαίδευσης. Οι μαθητές ολοκλήρωσαν με επιτυχία τις περισσότερες δραστηριότητες σε 45 λεπτά γεγονός που υποδηλώνει ότι η δραστηριότητα αντιμετώπισης προβλημάτων είναι προσιτή σε ένα ευρύ φάσμα των εκπαιδευομένων, και μπορούν να συμπεριληφθούν σχετικά νωρίς σε μια εκπαιδευτική διαδικασία Strategies used by elementary schoolchildren solving robotics-based complex tasks: innovative potential of technology Στα πλαίσια του προγράμματος «New Brunswick Canadian Innovation Learning» πραγματοποιήθηκε μια μελέτη περίπτωσης σε 45 μαθητές ηλικίας ετών σε ένα τοπικό δημοτικό σχολείο. Οι μαθητές χωρίστηκαν σε δύο ομάδες, οι οποίες εργαστήκαν σε μικρές ομάδες των 3-4 μελών. Οι δάσκαλοι ανέπτυξαν πέντε εκπαιδευτικά σενάρια που έπρεπε να εφαρμοστούν: (1) η κατάταξη των κομματιών του ρομπότ, (2) η κατασκευή του ρομπότ, (3) η αναβάθμιση του ρομπότ με το 40 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ & ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ εργαλείο προγραμματισμού RoboLab και (4) η επίτευξη τριών στόχων. Κατά το ακαδημαϊκό έτος , τα σενάρια 1 έως 4 πραγματοποιήθηκαν και από τις 2 ομάδες ενώ το σενάριο 5 διεξήχθη από την πρώτη ομάδα. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι μια ρομποτική προσέγγιση μάθησης είναι πολύ ελπιδοφόρα, λόγω της άμεσης / εποικοδομητικής ανατροφοδότησης κατά τη διάρκεια επίλυσης προβλημάτων. Αυτά τα είδη των προβλημάτων έχουν δείξει θετικά αποτελέσματα στην επίτευξη υψηλών ικανοτήτων στις δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων (Barell, 2007), όπως η κριτική σκέψη και η επίγνωση της κατάστασης. Οι μαθητές μπορούν να αναπροσαρμόσουν τη στρατηγική τους σύμφωνα με την επίγνωση της κατάστασης, καθιστώντας την επίλυση των προβλημάτων μια πιο περίπλοκη και εποικοδομητική εργασία Ανάπτυξη δεξιοτήτων μεταγνώσης και επίλυσης προβλημάτων σε δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής Έρευνα υλοποιήθηκε σε 22 μαθητές της πρώτης τάξης ενός Γενικού Λυκείου της Θες/νίκης και είχε ως στόχο να διερευνήσει αν η καθοδήγηση με βάση το μοντέλο Polya κατά την επίλυση αυθεντικών προβλημάτων στα πλαίσια δραστηριοτήτων εκπαιδευτικής ρομποτικής, μπορεί να βελτιώσει τις μεταγνωστικές ικανότητες των μαθητών και τις δεξιότητές τους στην επίλυση προβλημάτων. Οι μαθητές χωρίστηκαν σε δύο ομάδες των 3 ή των 4 μελών, την ομάδα ελέγχου στην οποία εφαρμόστηκε καθοδήγηση σε στρατηγικές επίλυσης προβλημάτων κατά το μοντέλο Polya, και την πειραματική ομάδα στην οποία δεν υπήρχε καθοδήγηση. Οι δραστηριότητες πραγματοποιήθηκαν με το πακέτο LEGO MINDSTORMS Education NXT-G Software. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι εξετάζοντας κάθε κατηγορία ξεχωριστά παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στους άξονες Επίλυση Προβλήματος και Στρατηγικές Επίλυσης Προβλήματος, ενώ στον άξονα του Προγραμματισμού δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Από τις παρατηρήσεις διαπιστώθηκε ότι στον τομέα της συνεργασίας υπήρξε καλή κατανομή των ρόλων.. Επιπλέον, οι μαθητές δήλωσαν ότι με την ενασχόληση με τα lego κατανόησαν πολύ καλύτερα βασικές έννοιες του προγραμματισμού όπως η επανάληψη και η επιλογή, έννοιες οι οποίες δεν είχαν αποσαφηνιστεί με την προηγούμενη εμπειρία τους με τη γλώσσα logo. Επίσης, στην κατηγορία στρατηγικές επίλυσης προβλήματος, οι μαθητές δήλωσαν ότι τους φάνηκε πολύ χρήσιμο το γεγονός ότι συνειδητοποίησαν ποιες πρέπει να είναι οι σκέψεις τους κατά την επίλυση προβλημάτων και να τις εφαρμόζουν και σε άλλα μαθήματα όπως τα μαθηματικά και η φυσική. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 41

42 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ 42 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

43 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 3 : Υ Π Ο Λ Ο Γ Ι Σ Τ Ι Κ Η Σ Κ Ε Ψ Η

44

45 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΣΚΕΨΗ 3.1 ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΣΚΕΨΗ Η υπολογιστική σκέψη (CT) στην δεκαετία 50'-60' ήταν γνωστή ως αλγοριθμική σκέψη και σήμαινε έναν προσανατολισμό του νου στην διατύπωση προβλημάτων, όπως μετατροπές των τιμών μιας εισόδου σε μια έξοδο και η αναζήτηση κατάλληλων αλγορίθμων για την εκτέλεση αυτών των μετατροπών. Σήμερα ο όρος έχει επεκταθεί και συμπεριλαμβάνει την σκέψη σε πολλαπλά επίπεδα αφαίρεσης, τη χρήση μαθηματικών για την ανάπτυξη αλγορίθμων και εξετάζει πόσο καλά μια λύση κλιμακώνεται ανάμεσα σε διαφορετικά προβλήματα. Ο όρος «υπολογιστική σκέψη» είναι στο επίκεντρο των πρόσφατων προσπαθειών για να περιγράψει και να προωθήσει νέους τρόπους σκέψης στην ψηφιακή εποχή. Ο όρος υπολογιστική σκέψη (ΥΣ) επινοήθηκε από την Jeannette Wing (2006) για να περιγράψει ένα σύνολο από μοτίβα σκέψης που περιέχουν συστηματικά και αποτελεσματικά επεξεργασία πληροφοριών με ή χωρίς υπολογιστή. (Allan et al., 2006). Σύμφωνα με την Wing, η υπολογιστική σκέψη περιλαμβάνει την επίλυση προβλημάτων, το σχεδιασμό συστημάτων και την κατανόηση της ανθρώπινης συμπεριφοράς αντλώντας από τις βασικές έννοιες της επιστήμης των υπολογιστών. Η υπολογιστική σκέψη περιλαμβάνει μία γκάμα νοητικών εργαλείων που αντικατοπτρίζουν το εύρος του πεδίου της επιστήμης των υπολογιστών. (Wing, 2006) Αναφέρεται σε ένα σύνολο δεξιοτήτων για όλους, όχι μόνο για τους επιστήμονες της πληροφορικής. Όσον αφορά τις ικανότητες του κάθε παιδιού στη γραφή, την ανάγνωση και την αριθμητική θα πρέπει να προσθέσουμε και την υπολογιστική σκέψη. Όπως η τυπογραφία διευκόλυνε την εξάπλωση της γραφής της ανάγνωσης και της αριθμητικής, έτσι και οι υπολογιστές διευκολύνουν την εξάπλωση της υπολογιστικής σκέψης (Wing, 2006). Σύμφωνα με τους Barr και Stephenson, η Υπολογιστική Σκέψη είναι μια προσέγγιση για την επίλυση των προβλημάτων κατά τρόπο που μπορεί να υλοποιηθεί με έναν υπολογιστή. Οι μαθητές δεν γίνονται μόνο χρήστες εργαλείων, αλλά και κατασκευαστές αυτών. Χρησιμοποιούν μια σειρά από έννοιες, όπως η αφαίρεση, η αναδρομή και η επανάληψη, για την επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων και δημιουργούν πραγματικά και εικονικά αντικείμενα (Barr & Stephenson, 2011). Κατά την Bers, η ΥΣ είναι ένα είδος αναλυτικής σκέψης που μοιράζεται πολλές ομοιότητες με την μαθηματική σκέψη (π.χ. επίλυση προβλημάτων), τη μηχανική σκέψη (το σχεδιασμό και την αξιολόγηση των διαδικασιών), και την επιστημονική σκέψη (συστηματική ανάλυση). Ο όρος αναπτύχθηκε από την πρωτοποριακή εργασία του Papert και των συνεργατών του σε βασισμένα στη σχεδίαση, εποικοδομικά, προγραμματιστικά περιβάλλοντα. Αναφέρεται σε αλγοριθμικούς τρόπους επίλυσης των προβλημάτων και στην απόκτηση τεχνολογικής ευχέρειας-ικανότητας (Papert, 1980, 1993, Bers, 2010).

46 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ 3.2 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ ΤΙ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ Η ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΣΚΕΨΗ Η επιστήμη των υπολογιστών είναι η μελέτη του υπολογισμού τι μπορεί να υπολογιστεί και πώς να το υπολογίσουμε. Η υπολογιστική σκέψη έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Σύλληψη εννοιών, όχι προγραμματισμός. Η επιστήμη των υπολογιστών δεν είναι ο προγραμματισμός. Το να σκέφτεται κανείς σαν επιστήμονας της πληροφορικής σημαίνει περισσότερα από το να είναι ικανός να προγραμματίσει τον υπολογιστή. Απαιτεί σκέψη σε πολλαπλά επίπεδα αφαίρεσης. Θεμελιώδης, όχι δεξιότητα ρουτίνας. Θεμελιώδης χαρακτηρίζεται μια δεξιότητα που κάθε άνθρωπος πρέπει να κατέχει στη σημερινή κοινωνία. Η λέξη ρουτίνα σημαίνει μια μηχανική λειτουργία. Ένας τρόπος σκέψης ανθρώπων, όχι υπολογιστών. Η υπολογιστική σκέψη είναι ένας τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι λύνουν προβλήματα, δεν είναι το να κάνουμε τους ανθρώπους να σκέφτονται σαν υπολογιστές. Συμπληρώνει και συνδυάζει τη μαθηματική σκέψη με τη σκέψη του μηχανικού. Η επιστήμη των υπολογιστών, από τη φύση της αντλεί από τη μαθηματική σκέψη, αφού όπως όλες οι επιστήμες, τα τυπικά της θεμέλια βασίζονται στα μαθηματικά. Η επιστήμη των υπολογιστών, από τη φύση της αντλεί από τη σκέψη του μηχανικού, δεδομένου ότι κατασκευάζουμε συστήματα που αλληλεπιδρούν με τον πραγματικό κόσμο. Οι περιορισμοί της υπάρχουσας υπολογιστικής συσκευής αναγκάζουν τους επιστήμονες υπολογιστών να σκεφτούν υπολογιστικά, όχι μόνο μαθηματικά. Ιδέες, όχι αντικείμενα. Δεν είναι μόνο τα αντικείμενα υλικού και λογισμικού που παράγουμε αυτά που είναι πανταχού παρόντα και επηρεάζουν τη ζωή μας συνεχώς, είναι και οι υπολογιστικές έννοιες που χρησιμοποιούμε για να προσεγγίσουμε και να επιλύσουμε προβλήματα, να διαχειριστούμε την καθημερινή μας ζωή, να επικοινωνήσουμε και να αλληλεπιδράσουμε με άλλους ανθρώπους. Από όλους, για όλους. Η υπολογιστική σκέψη είναι μια πραγματικότητα τόσο εσωτερική στις ανθρώπινες προσπάθειες όσο μια φιλοσοφία. (Wing, 2006). 3.3 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ Κατά τη διαμόρφωση της εννοιολογικής και εκπαιδευτικής σημασίας της υπολογιστικής σκέψης, η Wing πρότεινε ότι η υπολογιστική σκέψη περιλαμβάνει: Την αναζήτηση αλγοριθμικών προσεγγίσεων σε τομείς προβλημάτων. Τη χρήση της αφαίρεσης και της αποσύνθεσης όταν αντιμετωπίζεται ένα μεγάλο πρόβλημα, ή σχεδιάζεται ένα μεγάλο και πολύπλοκο σύστημα. Το διαχωρισμό των φροντίδων. Την επιλογή της κατάλληλης αναπαράστασης ενός προβλήματος ή τη μοντελοποίηση διαφόρων όψεων ενός προβλήματος, αλλά και την ετοιμότητα για την μετακίνηση μεταξύ των διαφορετικών επιπέδων αφαίρεσης και αναπαράστασης.

47 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Τη χρησιμοποίηση σταθερών, ώστε να περιγραφεί η συμπεριφορά ενός συστήματος με ακρίβεια και περιεκτικότητα. Την αυτοπεποίθηση ότι μπορούμε με ασφάλεια να χρησιμοποιήσουμε, να τροποποιήσουμε και να επηρεάσουμε ένα μεγάλο σύστημα χωρίς να καταλαβαίνουμε κάθε του λεπτομέρεια. Το άρθρωμα-τμήμα όταν αναμένονται πολλοί χρήστες ή η ανάλυση σε δομικά στοιχεία ή η προσκόμιση επιπλέον πληροφοριών για μελλοντική χρήση και η αποθήκευση πληροφορικών στην κρυφή μνήμη (Wing, 2006, Barr & Stephenson, 2011). Σύμφωνα με τον Denning, επτά είναι οι αρχές τις οποίες πρέπει να γνωρίζει κανείς, να οργανώνει, και να ταξινομεί τις περιπτώσεις της υπολογιστικής σκέψης και να οικοδομεί ένα πλαίσιο όπου θα μπορεί να μεταφράσει την υπολογιστική σκέψη σε ένα ευρύτερο πλαίσιο εκτός της επιστήμης των υπολογιστών. Οι κατηγορίες θα πρέπει να θεωρηθούν ως σημείο εκκίνησης, που μπορούν να τροποποιηθούν ανάλογα με τις ανάγκες που προκύπτουν κάθε φορά. με την επιφύλαξη τροποποίησης ανάλογα με τις ανάγκες. Παρακάτω παρουσιάζονται οι ορισμοί από κάθε αρχή. Σημειώνεται ότι οι ορισμοί είναι λίγο διαφορετικοί από του Denning, επειδή τους ορίζουμε σε ένα ευρύτερο πλαίσιο από την επιστήμη των υπολογιστών. Υπολογισμός: είναι η εκτέλεση ενός αλγορίθμου, μια διαδικασία που ξεκινά από μια αρχική κατάσταση που περιέχει τον αλγόριθμο και την είσοδο δεδομένων, και περνά μέσα από μια σειρά ενδιάμεσων καταστάσεων μέχρι να επιτευχθεί η τελική κατάσταση-στόχος. Επικοινωνία: είναι η μετάδοση πληροφοριών από μια διαδικασία, ή από ένα αντικείμενο σε ένα άλλο. Συντονισμός: είναι ο έλεγχος (π.χ. μέσω της επικοινωνίας) του χρόνου του υπολογισμού σε διαδικασίες, προκειμένου να επιτευχθεί ένας συγκεκριμένος στόχος. Ανάκληση/Μνήμη: είναι η κωδικοποίηση και οργάνωση των δεδομένων με τέτοιο τρόπο, ώστε να κάνουν αποτελεσματική την αναζήτηση και την εκτέλεση άλλων λειτουργιών. Αυτοματισμός/Αυτοματοποίηση: είναι η χαρτογράφηση του υπολογισμού σε φυσικά συστήματα. Αξιολόγηση: είναι η στατιστική, αριθμητική, ή πειραματική ανάλυση των δεδομένων. Σχεδίαση: είναι η οργάνωση (χρησιμοποιώντας αφαίρεση, διαμόρφωση, συγκέντρωση, αποσύνθεση), ενός συστήματος, μιας διαδικασίας, ενός αντικειμένου, κλπ. (Settle & Perkovic, 2010). Οι Howland et al. εντόπισαν τέσσερις βασικές δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης. Αν και είναι απίθανο να περιλαμβάνουν όλο το σύνολο των δεξιοτήτων, αποτελούν το πρώτο βήμα προς τον καθορισμό μιας συγκεκριμένης σειράς δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης, που μπορεί να υποστηρίξει τις προσπάθειες που γίνονται για να φέρουν την υπολογιστική σκέψη σε ένα ευρύτερο κοινό. Οι δεξιότητες αυτές είναι: 1. Η ικανότητα να καθοριστούν συγκεκριμένες και σαφείς οδηγίες για τη διεξαγωγή μιας διαδικασίας. Αυτή η ικανότητα σχετίζεται με την πρακτική της επιστήμης των υπολογιστών στην γραφή οδηγιών βήμα-προς-βήμα για ένα πρόγραμμα, αναγκάζοντας τον προγραμματιστή να επιλύσει τυχόν ασάφειες ή Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 47

48 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ λογικές ασυνέπειες που δεν είναι εμφανείς όταν σκέφτεται σε υψηλότερο επίπεδο. 2. Η ικανότητα να σχεδιαστεί ένα σύστημα το οποίο να αποτελείται από ευδιάκριτα συστατικά με σαφώς καθορισμένους τομείς ευθύνης από τους οποίους να μην ξεφεύγει. Αυτό σχετίζεται με την έννοια της επιστήμης των υπολογιστών του διαχωρισμού των προβλημάτων, η οποία περιλαμβάνει τη διασφάλιση ότι τα συστατικά μέρη ενός προγράμματος είναι διακριτά και δεν επικαλύπτονται σε λειτουργικότητα, με κάθε μέρος να έχει μια εγγενώς σαφώς καθορισμένη και μοναδική περιοχή ευθύνης. 3. Η ικανότητα να σχεδιαστεί ένα σύστημα που αποτελείται από στοιχεία, τα οποία αποκαλύπτουν σκόπιμα ορισμένες πληροφορίες και λειτουργίες που σχετίζονται με το σκοπό τους, και αποκρύπτουν οτιδήποτε άλλο. Αυτό σχετίζεται με την έννοια της επιστήμης των υπολογιστών της ενθυλάκωσης, η οποία περιλαμβάνει στοιχεία λογισμικού που εκπροσωπούνται αποκλειστικά από την συνολική λειτουργικότητας τους, ενώ οι λεπτομέρειες για το πώς το στοιχείο εκτελεί τη λειτουργικότητα είναι κρυμμένες από άλλα στοιχεία. Επιτρέπει, επίσης, κάποια στοιχεία να αλλαχθούν ή να αντικατασταθούν πλήρως με ελάχιστη επίδραση στο υπόλοιπο σύστημα. 4. Η κατανόηση ότι ένα πολύπλοκο σύστημα συμπεριφορών μπορεί να προκύψει από απλές αλληλεπιδράσεις. Η συγκεκριμένη δεξιότητα σχετίζεται με το σύστημα που προκύπτει καθώς επιτρέπει τον προσδιορισμό των μοναδικών δομών, προτύπων και ιδιοτήτων του. Η έννοια του προκύπτον συστήματος εμφανίζεται σε πολλούς τομείς όπως π.χ. τη βιολογία, μαθηματικά, φιλοσοφία, γνωστική επιστήμη, την οικονομία ή την πολεοδομία. Είναι σημαντικό να αναγνωρίζουν οι χρήστες την συμπεριφορά που θα προκύψει αναλύοντας ένα σύστημα. Έτσι μια γλώσσα πρέπει να τοποθετεί, όσο το δυνατόν πιο απλά, πολλά αντικείμενα με διάφορους κανόνες συμπεριφοράς σε ένα περιβάλλον στο οποίο μπορούν να αλληλεπιδράσουν (π.χ. StarLogo TNG). (Howland et al., 2009) Στην περίπτωση της ρομποτικής, οι φοιτητές ασχολούνται περισσότερο με τον προσδιορισμό της συμπεριφοράς ενός μόνο ρομπότ που είναι εξοπλισμένο με αισθητήρες και κινητήρες, οι οποίοι του επιτρέπουν να αλληλεπιδρά ή να ανταποκρίνεται στα ερεθίσματα του περιβάλλοντος. Οι μαθητές πρέπει να σκέφτονται για το πώς το ρομπότ θα αλληλεπιδράσει με τον κόσμο του με βάση κάποιους παράγοντες, όπως οι τιμές των αισθητήρων του και τα αποτελέσματα των κινητήρων του. Οι μαθητές κάνουν τις επιλογές τους για το πως ο προγραμματισμός τους θα τα συνδέσει μαζί για να επιτύχουν τα επιθυμητά αποτελέσματα. Οι τρείς τρόποι ανάπτυξης δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης στους νέους είναι (Εικόνα 2): H χρήση εμπλουτισμένων υπολογιστικών περιβαλλόντων (στάδιο χρήσης): στάδιο στο οποίο οι νέοι μαθαίνουν πως να χρησιμοποιούν την τεχνολογία, συμπεριλαμβάνοντας τα χαρακτηριστικά και τα εργαλεία της, καθώς και τα είδη των αντικειμένων που έχουν κάνει άλλοι χρήστες. H τροποποίηση αυτών με την αύξηση επιπέδων εξέλιξης (στάδιο τροποποίησης): στάδιο στο οποίο πειραματίζονται τροποποιώντας τα ήδη υπάρχοντα προγράμματα και εργασίες, κάνοντας όλο και περισσότερες αυθεντικές συγκρίσεις. Κατά την διάρκεια της συγκεκριμένης φάσης οι

49 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ μαθητές αρχίζουν να καταλαβαίνουν πώς μπορούν να ελέγχουν τους υποκρυπτόμενους μηχανισμούς για να επιφέρουν διαφορετικά αποτελέσματα, μια δεξιότητα που θα χρησιμοποιηθεί αργότερα στην δημιουργία πρωτότυπων τεχνουργημάτων. H δημιουργία υπολογιστικών μοντέλων που βασίζονται σε πρωτότυπα σχέδια (στάδιο δημιουργίας): το τελικό στάδιο που συμπεριλαμβάνει την δημιουργία ενός ουσιαστικού πρωτότυπου αντικειμένου. Το έργο αυτό θα δείξει την αύξηση των επιπέδων αφαίρεσης και αυτοματοποίησης με βάση την προηγούμενη εμπειρία τους. Το έργο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί και να τροποποιηθεί με την πάροδο του χρόνου. (Allan et al., 2006). Εικόνα 2: Οι τρείς τρόποι ανάπτυξης δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης 3.4 ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΥΣ Η αξιολόγηση της υπολογιστικής σκέψης βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο και για τον λόγο αυτό δεν έχει αναφερθεί στην βιβλιογραφία κάποιο πρωτόκολλο αξιολόγησης. Προς αυτή την κατεύθυνση όμως δουλεύουν αρκετές πανεπιστημιακές ομάδες. Στις επόμενες ενότητες αναλύονται οι προσπάθειες τριών ομάδων που δουλεύουν στο κομμάτι της αξιολόγησης της ΥΣ: Planning for the Assessment of Computational Thinking (PACT) Μια ομάδα από το University of Oregon στην Αμερική ξεκίνησε μια προσπάθεια για την δημιουργία πλαισίου αξιολόγησης της υπολογιστικής σκέψης. Το έργο αυτό αποτελεί το λογικό επόμενο βήμα για τη μετάβαση από ένα πλαίσιο αξιολόγησης και πρότυπα σχεδίασης, στη χρήση αυτών για να σχεδιαστεί και να αναπτυχθεί μια αξιόπιστη αξιολόγηση της υπολογιστικής σκέψης, η οποία θα παρέχει αξία σε ένα επίπεδο που είναι εξαιρετικά σημαντικό για τη μετακίνηση των μαθητών στην επιστήμη των υπολογιστών των μεταδευτεροβάθμιων σπουδών. Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα σπουδών ECS ως ένα πλαίσιο για έρευνα στην αξιολόγηση της υπολογιστικής σκέψης, δεν θα παρέχει αξία μόνο στους εκπαιδευτικούς και στους μαθητές, αλλά μπορεί επίσης να παρέχει μακροπρόθεσμη αξία σε προσπάθειες που στοχεύουν στο να μετατρέψουν το μάθημα Πληροφορικής στο γυμνάσιο, Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 49

50 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ συμμετέχοντας σε ένα αυστηρό πρόγραμμα σπουδών το οποίο θα διδάσκεται από καλά προετοιμασμένους καθηγητές. Στο έργο τους προτείνουν επτά σχεδιαστικά πρότυπα ως σημείο εκκίνησης για το πλαίσιο αξιολόγησης της υπολογιστικής σκέψης (Εικόνα 3): 1. Ανάλυση της υπολογιστικής εργασίας κάποιου αλλά και εργασίες άλλων. 2. Εφαρμογή αφαιρέσεων και μοντέλων. 3. Σχεδιασμός και εφαρμογή δημιουργικών λύσεων και αντικείμενων. 4. Ανάλυση των επιπτώσεων της ανάπτυξης στην επιστήμη των υπολογιστών. 5. Σύνδεση της πληροφορικής με άλλες ειδικότητες. 6. Γνωστοποίηση διαδικασιών σκέψης και αποτελεσμάτων σε απλή μορφή. 7. Εργασία αποτελεσματική σε ομάδες. Εικόνα 3: Προτεινόμενο πλαίσιο αξιολόγησης της Υπολογιστικής Σκέψης Η παραπάνω εικόνα δείχνει τα στοιχεία του πλαισίου αξιολόγησης που ανέπτυξε η ομάδα. Αυτό το πρώιμο πλαίσιο αξιολόγησης ενσωματώνει δύο άλλους τομείς θεμελιώδους σημασίας για το πρόγραμμα σπουδών ECS: τις έννοιες της επιστήμης των υπολογιστών και τις συμπεριφορές των ερωτημάτων. Οι έννοιες της επιστήμης των υπολογιστών μπορούν να περιέχουν πολλές διαφορετικές επιλογές ανάλογα με το τομέα που βρίσκεται το κάθε πλαίσιο. Στο πλαίσιο της ECS, η διεπιστημονική ομάδα ειδικών υποστηρίζει ότι ο σχεδιασμός επικεντρώθηκε σε τρεις τομείς εννοιών της υπολογιστικής σκέψης: 1) αφαίρεση, 2) αναπαράσταση προβλήματος και 3) επίλυση προβλημάτων και τον σχεδιασμό.

51 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Αντίστοιχα, οι συμπεριφορές των ερωτημάτων μπορούν να περιλαμβάνουν πολλούς διαφορετικούς τύπους. Το κάτω μέρος του σχήματος δείχνει τρεις συγκεκριμένες πρακτικές της ΥΣ, 1) ανάλυση της υπολογιστικής εργασίας ενός ατόμου αλλά και τις εργασίες άλλων, 2) εφαρμογή αφαιρέσεων και μοντέλων, και 3) το σχεδιασμό και την υλοποίηση δημιουργικών λύσεων και αντικειμένων. Αυτές δεν είναι οι μόνες πρακτικές της ΥΣ που εκπροσωπούνται στο πρόγραμμα σπουδών ECS, αλλά αντίθετα, αποτελούν ένα σημαντικό υποσύνολο των πρακτικών που αναπτύχθηκαν Fairy Assessment Μια προσπάθεια για δημιουργία πλαισίου αξιολόγησης της υπολογιστικής σκέψης πραγματοποιείται και από μια ομάδα στο πανεπιστήμιο Santa Cruz της Καλιφόρνιας. Η αξιολόγηση fairy έχει σχεδιαστεί για να μετρήσει την αντίληψη των μαθητών για περιβάλλοντα προγραμματισμού, καθώς και την κατανόησή τους για τις πτυχές της CT. Συγκεκριμένα, εστίασαν στην αλγοριθμική σκέψη, και την αποτελεσματική χρήση της αφαίρεσης και της μοντελοποίησης. Η αξιολόγηση fairy είναι σχεδιασμένη για να μετράει διάφορες πτυχές της CT με τη συμμετοχή μαθητών σε μια υψηλού επιπέδου αφήγηση και την διόρθωση προβληματικού κώδικα. Οι προκλήσεις για τους μαθητές ήταν να: Κατανοήσουν τα γεγονότα Αναγνωρίσουν το ελαττωματικό συμβάν Σκεφτούν αλγοριθμικά Διορθώσουν την ελαττωματική μέθοδο Για την συλλογή των δεδομένων τους, οι φοιτητές συμπλήρωσαν ένα on-line ερωτηματολόγιο προφίλ στην αρχή και στο τέλος του εξαμήνου. Η επίδοση των φοιτητών σε κάθε έργο μετρήθηκε μέσα από ρουμπρίκες οι οποίες είχαν κωδικοποιηθεί σε μια κλίμακα από 0 έως 10. Για τις ανάγκες τις έρευνας οι μαθητές εργάστηκαν τον πρώτο χρόνο στο περιβάλλον Storytelling Alice και τον δεύτερο στο Alice 2.2. Η παραπάνω ομάδα επίσης πειραματίστηκε με μια μεταφορά της fairy αξιολόγησης στο Scratch, η οποία εφαρμόστηκε πρόσφατα σε δύο διαφορετικά μαθήματα Scratch. (Werner et al., 2012) Pathways to Revitalized Undergraduate Computing Education (CPATH) Το "CPATH," είναι ένα πρόγραμμα που δημιουργήθηκε και χρηματοδοτήθηκε από το αμερικανικό Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (National Science Foundation), και ασχολείται με αυτό μια ομάδα από το College of Computing and Digital Media DePaul University. Σε αυτό το έργο η ομάδα θα επικεντρωθεί στην χρήση των liberal μαθημάτων (μαθήματα τα οποία βοηθάνε τους μαθητές να ερευνήσουν τον κόσμο από νέες προοπτικές, να μάθουν τρόπους σκέψης που θα τους φανούν χρήσιμοι σε πολλούς τομείς της ζωής τους και να αναπτυχθούν ως ενεργοί πολίτες και δια βίου μαθητευόμενοι) που αποτελεί μέρος της εκπαίδευσης της συντριπτικής πλειοψηφίας των προπτυχιακών φοιτητών ως «όχημα» για τη διδασκαλία της υπολογιστικής σκέψης. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 51

52 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Στόχος του έργου είναι να οικοδομηθεί μια συναίνεση μεταξύ των διαφόρων κλάδων αναφορικά με την ενσωμάτωση της υπολογιστικής σκέψης σε liberal μαθήματα. Για να επιτευχθεί αυτή η συναίνεση, οι ηγέτες του έργου αναπτύσσουν μια κοινότητα επιλέγοντας μαθητές από διαφορετικές σχολές και τμήματα του DePaul University, καθώς και από πολλά άλλα ιδρύματα στην περιοχή του Σικάγο. Αυτή η κοινότητα θα συνεργαστεί για να αναπτύξει ένα πλαίσιο που θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από όλους τους διδάσκοντες, συμπεριλαμβανομένων και εκείνων χωρίς επίσημη κατάρτιση στον τομέα της πληροφορικής. Σκοπός του έργου είναι οι διδάσκοντες με τη σειρά τους να κατανοήσουν και να ενσωματώσουν την υπολογιστική σκέψη σε Liberal μαθήματα τόσο στο πανεπιστήμιο DePaul, όσο και αλλού. Το πρόγραμμα CPATH αναγνωρίζει την αυξανόμενη σημασία της CT στην κοινωνία. Οι στόχοι του προγράμματος είναι: Να συμβάλλει στην ανάπτυξη ενός εργατικού δυναμικού παγκοσμίως ανταγωνιστικό με ικανότητες της ΥΣ απαραίτητες για την ηγεσία των ΗΠΑ στην παγκόσμια επιχειρηματική καινοτομία. Να αυξηθεί ο αριθμός των φοιτητών που αναπτύσσουν ικανότητες υπολογιστικής σκέψης, μέσω της εισαγωγής ευκαιριών μάθησης της ΥΣ στη προπτυχιακή εκπαίδευση, τόσο στον τομέα της πληροφορικής, όσο και σε άλλους τομείς. Να επιδείξει μια μετασχηματισμένη ΥΣ, εστιασμένη σε προπτυχιακά μοντέλα εκπαίδευσης τα οποία έχουν δημιουργηθεί κατά την διάρκεια μιας ποικιλίας ιδρυμάτων. 3.5 ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ The Fairy Performance Assessment: Measuring Computational Thinking in Middle School Οι Werner et al. το 2012 πραγματοποίησαν μια έρευνα που διήρκησε πάνω από δύο χρόνια σε επτά δημόσια σχολεία κατά μήκος της κεντρικής ακτής Καλιφόρνιας. Συμμετείχαν εθελοντικά 325 μαθητές γυμνασίου. Το 1ο έτος, συμμετείχαν 78 μαθητές σε τάξεις εκτός του σχολικού ωραρίου. Από το 2ο έτος, συμμετείχαν 37 μετά το σχολείο και 196 σε μαθήματα επιλογής. Οι τάξεις επιλέχθηκαν τυχαία είτε σε ατομική βάση, ή σε ζευγάρια, με βάση μια έρευνα που δείχνει ότι ο προγραμματισμός με έναν εταίρο είναι πιο αποδοτικός (Werner et al., 2004). Για τις ανάγκες της έρευνας χρησιμοποιήθηκε το εκπαιδευτικό εργαλείο Storytelling Alice τον πρώτο χρόνο το και το Alice 2.2 τον δεύτερο. Στόχος της έρευνάς τους ήταν να αναπτύξουν και να δοκιμάσουν μια αξιολόγηση των επιδόσεων της ΥΣ για μαθητές γυμνασίου, ώστε να μπορέσουν να αντιληφθούν γιατί υπάρχει διαφοροποίηση ανάμεσα στους μαθητές. Απώτερος σκοπός της έρευνας ήταν να αναπτυχθούν και να ενισχυθούν οι προσπάθειες για να εμπλακούν οι μαθητές ηλικίας Κ-12 με την υπολογιστική σκέψη. Συγκεκριμένα, εστίασαν στην αλγοριθμική σκέψη, στην αποτελεσματική χρήση της αφαίρεσης και της μοντελοποίησης. Επίσης, κατέληξαν ότι είναι πιο αποδοτική η συνεργασία (ζευγάρια) για την εμπλοκή των μαθητών στην υπολογιστική σκέψη. (Werner et al., 2012).

53 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Introducing Computational Thinking in Educ ation Courses Οι Yadav et al. σε έρευνα που πραγματοποίησαν το 2011 περιγράφουν την εφαρμογή δύο διαλέξεων σχετικά με την υπολογιστική σκέψη στο Πανεπιστήμιο Purdue West Lafayette, Indiana στις ΗΠΑ. Οι μαθητές που συμμετείχαν και απάντησαν το αρχικό και τελικό ερωτηματολόγιο ήταν συνολικά 100 (78 γυναίκες και 22 άνδρες). Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην ανάδειξη των βασικών εννοιών της υπολογιστικής σκέψης. Η μελέτη έγινε στη μέση του εξαμήνου, και οι μαθητές δεν είχαν εκτεθεί σε υλικό ΥΣ σε προηγούμενες διαλέξεις. Οι μαθητές εργάστηκαν σε ζευγάρια και κάθε ζευγάρι έπρεπε να απαντήσει σε κάποιες ερωτήσεις μέσω ενός "κλίκερ". Η πρώτη διάλεξη εισήγαγε τους μαθητές στον ορισμό και τις βασικές έννοιες της υπολογιστικής σκέψης: αναγνώριση του προβλήματος, την αποσύνθεση, την αφαίρεση, τη λογική σκέψη, τον αλγόριθμο και τον εντοπισμό σφαλμάτων. Η δεύτερη διάλεξη επικεντρώθηκε στο ρόλο της υπολογιστικής σκέψης στην καθημερινή ζωή και τόνισε τη σημασία και την εφαρμογή της στην Κ-12 εκπαίδευση. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι οι διαλέξεις της ΥΣ βοήθησαν τους μαθητές να κατανοήσουν ότι: μπορούν να διδάξουν έννοιες πληροφορικής στις K-12 τάξεις χωρίς την χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών, και οι CT έννοιες μπορούν να ενσωματωθούν σε όλους τους κλάδους. Αξίζει να σημειωθεί ότι στις απαντήσεις στο αρχικό ερωτηματολόγιο ένα ποσοστό 33% θεωρούσαν την υπολογιστική σκέψη ως διαδικασία επίλυσης προβλημάτων, ποσοστό το οποίο αυξήθηκε σε 86% μετά τις διαλέξεις. Φάνηκε ότι όχι μόνο κατανόησαν την γλώσσα της υπολογιστικής σκέψης, αλλά την υιοθέτησαν κιόλας αφού χρησιμοποιούσαν πιο ειδική ορολογία και παραδείγματα. (Yadav et al., 2011) The TangibleK Robotics Program: Applied Computational Thinking for Young Children Στο άρθρο της Bers το 2010 γίνεται αναφορά στο πρόγραμμα ρομποτικής TangibleK για μικρά παιδιά, το οποίο χρησιμοποιεί τη ρομποτική ως ένα εργαλείο που εμπλέκει τα παιδιά στην ανάπτυξη υπολογιστικής σκέψης και μαθαίνει σ' αυτά τη διαδικασία της μηχανικής σχεδίασης. Η έρευνα εφαρμόστηκε πιλοτικά στις τάξεις νηπιαγωγείου και διήρκησε πάνω από δέκα χρόνια. Το πρόγραμμα περιελάμβανε 20 ώρες μαθήματος χωρισμένες σε 6 συνεδρίες. Μετά από τις έξι συνεδρίες, η τάξη δημιουργεί ένα τελικό σχέδιο (π.χ. ρομποτική πόλη). Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι μέσα από την διαδικασία του σχεδιασμού και της διόρθωσης σφαλμάτων των προγραμμάτων, τα παιδιά αναπτύσσουν όχι μόνο υπολογιστική σκέψη, αλλά και μια μεταγνωστική προσέγγιση για την επίλυση προβλημάτων και για τη μάθηση. Δεν είναι αρκετά γνωστός επί του παρόντος ο τρόπος εργασίας και το πώς οι νέες τεχνολογίες θα μπορέσουν να προωθήσουν την υπολογιστική σκέψη στα μικρά παιδιά. Η εμπειρία με το πρόγραμμα TangibleK δείχνει ότι δεδομένου των τεχνολογιών της κατάλληλης ηλικίας, του προγράμματος σπουδών, και των παιδαγωγικών, τα μικρά παιδιά μπορούν να συμμετάσχουν ενεργά στις δραστηριότητες του προγραμματισμού και της ρομποτικής (Bers, 2010). Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 53

54 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Initial Experience with a Computational Thinking Course for Computer Science Students Η μελέτη των Kafura και Tatar το 2011 εστιάζει στην προώθηση της έγκαιρης και βαθύτερης κατανόησης των βασικών εννοιών της υπολογιστικής σκέψης σε φοιτητές που ενδιαφέρονται για την επιστήμη υπολογιστών ως ένα πιθανό αντικείμενο μελέτης τους. Συμμετείχαν 15 σπουδαστές τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, οι οποίοι βρισκόταν στο 2 ο εξάμηνο σπουδών τους στο τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια. Η μελέτη διήρκησε 15 εβδομάδες με δύο 75-λεπτες συνεδρίες κάθε εβδομάδα και οι φοιτητές εργάστηκαν συνεργατικά σε ομάδες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μέσα από την μελέτη δόθηκε η δυνατότητα στους μαθητές να αποκτήσουν μαθησιακές εμπειρίες σχετικά με μια ποικιλία από σημαντικές έννοιες πληροφορικής χρησιμοποιώντας διάφορα εργαλεία και προσομοίωση και όχι τον προγραμματισμό. Τους προσέφερε μια σειρά από νέες έννοιες αλλά και καλύτερη κατανόηση των εννοιών που είχαν ήδη μάθει. Τέλος, ανέφεραν ότι η πορεία τους βοήθησε να αναπτύξουν καλύτερο λεξιλόγιο. Μια ισχυρή πλειοψηφία των μαθητών ανέφεραν ότι το μάθημα βελτίωσε το λεξιλόγιό τους στο τεχνικό κομμάτι. (Kafura & Tatar, 2011) Scalable Game Design and the Development of a Checklist for Getting Computational Thinking into Public Schools Στην παρούσα μελέτη οι Repenning et al. το 2010 διερευνούν νέες στρατηγικές για το πώς θα αναβαθμίσουν τα υποχρεωτικά προγράμματα σπουδών των δημόσιων σχολείων μέσα από προσεγγίσεις για σχεδιασμό παιχνιδιού. Το έργο ξεκίνησε στις αρχές του 2009 και είχε διάρκεια τριών ετών. Συμμετείχαν πάνω από 2000 μαθητές από απομακρυσμένες αγροτικές περιοχές και κοινότητες Ιθαγενών της Αμερικής από τη νότια Ντακότα στο βόρειο Κολοράντο. Στόχος της μελέτης είναι να διερευνηθεί το κατά πόσον είναι δυνατόν να εισαχθεί η υπολογιστική σκέψη σε μαθητές γυμνασίου μέσω του σχεδιασμού ενός παιχνιδιού. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι μαθητές οι οποίοι συνήθως δεν έδειχναν ιδιαίτερη διάθεση να ασχοληθούν με εργασίες, έδειξαν έντονο ενδιαφέρον και συμμετείχαν ενεργά. Επίσης, φάνηκε να κατανόησαν κάποιες έννοιες οι οποίες τους δυσκόλευαν στο παρελθόν. Η συγκεκριμένη μελέτη που παρουσιάζεται στο άρθρο αυτό, αποτελεί ένα πρώιμο πλαίσιο για την εισαγωγή της επιστήμης των υπολογιστών και της υπολογιστικής σκέψης στο κανονικό σχολικό πρόγραμμα. (Repenning et al., 2010) Teaching Computational Thinking to Non -computing Majors Using Spreadsheet Functions Αυτή η μελέτη των Yeh, Xie και Ke το 2011 διερευνά την έλλειψη γνώσεων, σχετικά με την υπολογιστική σκέψη, φοιτητών οι οποίοι δεν έχουν κάποια σχέση με την επιστήμη των υπολογιστών. Συγκεκριμένα συμμετείχαν στην μελέτη 126 δευτεροετείς φοιτητές σε ένα εισαγωγικό μάθημα του MS Excel. Αρχικά μέτρησαν τις επιδόσεις τους, στη λειτουργία της ανάκλησης, της εφαρμογής, και της επίλυσης προβλημάτων. Τα αποτελέσματα, δείχνουν ότι οι μαθητές μπορούν να ανακαλέσουν τις έννοιες κάποιων λειτουργιών, αλλά φαίνεται να έχουν πρόβλημα με τη σωστή και ακριβή χρήση τους. Η έγκαιρη αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων θα μπορούσε να βελτιώσει την εκπαίδευση της υπολογιστικής σκέψης και να αντιμετωπίσει τις δυσκολίες που συναντούν οι φοιτητές στη χρήση τόσο της υπολογιστικής σκέψης όσο και της επίλυσης προβλημάτων. (Yeh et al., 2011)

55 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ 3.6 ΟΦΕΛΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ Η υπολογιστική σκέψη είναι η νέα παιδεία του 21ου αιώνα. Κατά την επικοινωνία με άτομα που δεν εργάζονται στον τομέα της πληροφορικής, είναι σημαντικό να τονίσουμε τον πιθανό θετικό αντίκτυπο της εφαρμογής της υπολογιστικής σκέψης. Η Υπολογιστική σκέψη για όλους σημαίνει ότι θα είναι σε θέση να: 1. Ανακαλύπτουν νέους τρόπους για να αντιμετωπίζουν τα υπάρχοντα προβλήματα. 2. Κατανοούν ποιες είναι οι πτυχές ενός προβλήματος που επιδέχονται υπολογισμούς. 3. Υπογραμμίζουν τη δημιουργία γνώσης αντί της χρησιμοποίησης πληροφοριών. 4. Παρουσιάζουν τις δυνατότητες για δημιουργική επίλυση προβλημάτων. 5. Προχωρούν σε καινοτόμες λύσεις στα προβλήματα που αντιμετωπίζουν. (Settle & Perkovic, 2010). 6. Εφαρμόζουν ή να προσαρμόζουν ένα υπολογιστικό εργαλείο ή τεχνική για μια νέα χρήση. 7. Αναγνωρίζουν την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουν τον υπολογισμό σε ένα νέο τομέα. 8. Εφαρμόζουν υπολογιστικές στρατηγικές, όπως διαίρει και βασίλευε σε κάθε τομέα. (Wing, 2010) Η Υπολογιστική σκέψη για τους επιστήμονες, μηχανικούς και άλλους επαγγελματίες σημαίνει περαιτέρω να είναι σε θέση να: 1. Εφαρμόζουν νέες υπολογιστικές μεθόδους στα προβλήματά τους. 2. Αναδιατυπώνουν τα προβλήματα, ώστε να επιδέχονται υπολογιστικές στρατηγικές 3. Αντιμετωπίζουν πιο εύκολα υπολογιστικά κάποιες ερωτήσεις. 4. Εξηγούν προβλήματα και λύσεις με υπολογιστικούς όρους. (Wing, 2010) Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 55

56 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ

57 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 4 : Τ Ο Μ Ο Ν Τ Ε Λ Ο Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 57

58 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ 4.1 Η «ΓΛΩΣΣΑ» ΤΗΣ ΥΣ Αφαίρεση(Abstraction) Η πιο σημαντική και υψηλού επιπέδου διαδικασία σκέψης στην υπολογιστική σκέψη είναι η διαδικασία αφαίρεσης. Η Αφαίρεση χρησιμοποιείται για τον καθορισμό προτύπων, για την γενίκευση από περιπτώσεις, και για την παραμετροποίηση. Χρησιμοποιείται για να μπορεί ένα αντικείμενο να χρησιμοποιηθεί για διάφορα άλλα. Χρησιμοποιείται για να συλλάβει βασικές ιδιότητες κοινές σε μια σειρά από αντικείμενα, ενώ αποκρύπτει άσχετες διαφορές μεταξύ τους. (Wing, 2010) Από τους ορισμούς της αφαίρεσης, έχουμε επικεντρωθεί σε δύο κυρίως σχετικές απόψεις. Η πρώτη τονίζει την διαδικασία της αφαίρεσης λεπτομερειών, για να απλοποιηθεί το πρόβλημα και να εστιάσει την προσοχή του ο μαθητής, με βάση τους ορισμούς: Η διαδικασία της απόσυρσης. Η διαδικασία του να αφήσουμε έξω από τον έλεγχό μας μια ή περισσότερες ιδιότητες ενός σύνθετου αντικειμένου, έτσι ώστε να ασχοληθούμε με τις άλλες. Η δεύτερη υπογραμμίζει τη διαδικασία της γενίκευσης, δηλαδή να προσδιορίσουμε τον κοινό πυρήνα ή την ουσία, με βάση τους ορισμούς: Η διαδικασία διατύπωσης γενικών εννοιών, αφαιρώντας τις κοινές ιδιότητες των περιπτώσεων. Η διαδικασία του σχηματισμού μιας γενικής έννοιας, εξάγοντας τα κοινά χαρακτηριστικά από συγκεκριμένα παραδείγματα. (Kramer, 2007) Γενίκευση(Generalization) Είναι η δεξιότητα σύμφωνα με την οποία οι μαθητές μπορούν να μεταφέρουν την διαδικασία επίλυσης προβλήματος σε μια μεγάλη ποικιλία προβλημάτων. (Barr et al., 2011) Αλγόριθμος(Algorithm) Είναι η ικανότητα να καθοριστούν ξεκάθαρες, συγκεκριμένες και σαφείς οδηγίες για τη διεξαγωγή μιας διαδικασίας. Αυτή η ικανότητα σχετίζεται με τη γραφή οδηγιών βήμα-προς-βήμα για ένα πρόγραμμα, αναγκάζοντας τον προγραμματιστή να επιλύσει τυχόν ασάφειες ή λογικές ασυνέπειες που δεν είναι εμφανείς όταν σκέφτεται σε

59 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ υψηλότερο επίπεδο. Κάθε αλγόριθμος απαραίτητα ικανοποιεί τα επόμενα κριτήρια: Είσοδος (input): Καμία, µία ή και περισσότερες τιμές δεδομένων πρέπει να δίνονται ως είσοδοι στον αλγόριθμο. Η περίπτωση που δεν δίνονται τιμές δεδομένων εμφανίζεται όταν ο αλγόριθμος δημιουργεί και επεξεργάζεται κάποιες πρωτογενείς τιμές µε τη βοήθεια των συναρτήσεων παραγωγής τυχαίων αριθμών, ή µε την βοήθεια άλλων απλών εντολών. Έξοδος (output): Ο αλγόριθμος πρέπει να δημιουργεί τουλάχιστον µία τιμή δεδομένων ως αποτέλεσμα προς το χρήστη ή προς έναν άλλον αλγόριθμο. Καθοριστικότητα (definiteness): Κάθε εντολή πρέπει να καθορίζεται χωρίς καμία αμφιβολία για τον τρόπο εκτέλεσης της. Για παράδειγμα, µία εντολή διαίρεσης πρέπει να θεωρεί και την περίπτωση, όπου ο διαιρέτης λαμβάνει τη μηδενική τιμή. Περατότητα (finiteness): Ο αλγόριθμος να τελειώνει μετά από πεπερασμένα βήματα εκτέλεσης των εντολών του. Μία διαδικασία που δεν τελειώνει μετά από ένα συγκεκριμένο αριθμό βημάτων δεν αποτελεί αλγόριθμο, αλλά λέγεται υπολογιστική διαδικασία (computational procedure). Αποτελεσματικότητα (effectiveness): Κάθε μεμονωμένη εντολή του αλγορίθμου να είναι απλή. Αυτό σημαίνει ότι µια εντολή δεν αρκεί να έχει ορισθεί, αλλά πρέπει να είναι και εκτελέσιμη Άρθρωμα (Modularity) Η ικανότητα να σχεδιαστεί ένα σύστημα που αποτελείται από ευδιάκριτα συστατικά με σαφώς καθορισμένους τομείς ευθύνης, από τους οποίους να μην ξεφεύγουμε. Είναι η χρήση έτοιμων διαδικασιών (υπορουτίνες), οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν στο ίδιο πρόγραμμα (μια ή περισσότερες φορές) ή σε διαφορετικά προγράμματα και θα εκτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία Τμηματοποίηση(Decomposition) Η διαδικασία κατά την οποία κάποιο πρόβλημα διαχωρίζεται σε υποπροβλήματα που δεν διασπώνται άλλο (σταδιακή εκλέπτυνση). Τα επιμέρους τμήματα: Έχουν σχετικά μικρό μέγεθος Έχουν (όπου είναι εφικτό) μία είσοδο και μία έξοδο Αναπτύσσονται και ελέγχονται ως αυτόνομες μονάδες Εκτελούν ένα σαφώς καθορισμένο έργο Έχουν καλά προσδιορισμένες διεπαφές (interfaces) με το χρήστη Στο τέλος, όλα αυτά τα τμήματα πρέπει αν ενοποιηθούν, να αποτελέσουν το πρόγραμμα. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 59

60 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Στον παρακάτω πίνακα υπάρχουν συγκεντρωμένες οι αρχές της υπολογιστικής σκέψης όπως τις εφαρμόσαμε στην δική μας έρευνα. Στην πρώτη στήλη υπάρχουν οι 5 αρχές της ΥΣ, στην δεύτερη τα σύμβολα που χρησιμοποιήσαμε για να αναπαραστήσουμε την κάθε έννοια, στην τρίτη στήλη περιγράφεται η κάθε αρχή και τέλος παρουσιάζονται κάποιες οδηγίες για την ανάπτυξη της υπολογιστικής σκέψης. Αρχές της ΥΣ Σύμβολα για τις αρχές την ΥΣ Ορισμοί των αρχών της ΥΣ Αφαίρεση Η αφαίρεση είναι η διαδικασία της απομάκρυνσης των περιττών στοιχείων και λεπτομερειών, για να απλοποιηθεί το πρόβλημα και να εστιάσει την προσοχή του ο μαθητής στην αναγνώριση της κοινής ενέργειας ή της κοινής δομής προγραμματισμού ανάμεσα σε προβλήματα. Γενίκευση Γενίκευση είναι η διαδικασία μεταβίβασης της διαδικασίας επίλυσης ενός προβλήματος σε μια ευρεία ποικιλία προβλημάτων. Αλγόριθμος Αλγόριθμος είναι μια πρακτική της γραφής βήμα-βήμα, συγκεκριμένων και ξεκάθαρων οδηγιών για τη διεξαγωγή μιας διαδικασίας. Άρθρωμα Modularity είναι η χρήση έτοιμων διαδικασιών (υπορουτίνες) που ενσωματώνουν ένα σύνολο από συχνά επαναλαμβανόμενες εντολές, οι οποίες εκτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία. Οδηγίες για την ανάπτυξη αρχών ΥΣ 1. Διαχωρισμός της σημαντικής από την περιττή πληροφορία 2. Ανάλυση και προσδιορισμός των κοινών δράσεων ή προγραμματιστικών δομών μεταξύ διαφόρων σεναρίων 3. Δημιουργία μοντέλου μιας φυσικής οντότητας Εντοπισμός της λύσης η οποία θα καλύπτει όλες τις περιπτώσεις ή ακόμα και ένα σύνολο δραστηριοτήτων με παρόμοιες ενέργειες. Αποτελεσματική, σωστή και σαφής διατύπωση των βημάτων του αλγορίθμου. Η διαφορά σωστών αλγορίθμων για το ίδιο πρόβλημα, μπορεί να έχει και διαφορετικές αποδόσεις. Δημιουργία ανεξάρτητων τμημάτων κώδικα, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν στο ίδιο ή σε διαφορετικά προβλήματα.

61 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Τμηματοποί ηση Τμηματοποίηση είναι η διαδικασία διάσπασης ενός προβλήματος σε μικρότερα τμήματα, τα οποία θα είναι πιο εύκολο να λυθούν. Πίνακας 1: Αρχές Υπολογιστικής Σκέψης Διαχωρισμός των προβλημάτων σε μικρότερα / μεμονωμένα τα οποία είναι πιο εύκολο να λυθούν. 4.2 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗΣ/ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΣ Σενάριο (script) Το σενάριο περιγράφει τον τρόπο που οι μαθητές πρέπει να συνεργάζονται, όπως κατανομή των καθηκόντων και ρόλων, η λήψη κανόνων, οι φάσεις εργασίας, τα παραδοτέα, κλπ. Ένα σενάριο συνεργασίας ή script (O'Donnell & Dansereau, 1992) είναι μια ρητή διδακτική σύμβαση (Brousseau, 1998) μεταξύ του δασκάλου και των μαθητών σχετικά με τον τρόπο συνεργασίας τους. Στην έρευνά μας επικεντρωθήκαμε σε τρεις συνεργατικές τεχνικές. Αρχικά, για την εκμάθηση κάποιων εισαγωγικών εννοιών χρησιμοποιήθηκε η συνεργατική τεχνική jigsaw (Barkley et al., 2004). Σύμφωνα με τη μέθοδο: 1. Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες «expert» οι οποίες ειδικεύονται σε κάποιο συγκεκριμένο αντικείμενο της συνολικής γνώσης που θα πρέπει να αποκτήσουν μέχρι το τέλος του μαθήματος. 2. Αφού κατανοήσουν αυτό το αντικείμενο οι ομάδες αυτές χωρίζονται ξανά και δημιουργούν νέες «jigsaw» ομάδες, κάθε μία από τις οποίες αποτελείται από έναν ειδικό σε κάθε θέμα. 3. Στις νέες αυτές ομάδες κάθε μαθητής έχει την ευθύνη να διδάξει το κομμάτι του στους υπόλοιπους. Η τεχνική είναι χρήσιμη γιατί δίνει κίνητρο στους μαθητές να αναλαμβάνουν την ευθύνη να μάθουν κάτι καλά, ώστε να το διδάξουν στα άλλα μέλη της ομάδας. Αυτή η συνεργατική τεχνική είναι επίσης μια αποτελεσματική στρατηγική για την επέκταση του εύρους, του βαθμού και του πεδίου της μάθησης, επειδή οι μαθητές μαθαίνουν πολλά θέματα ταυτόχρονα κατά τη διάρκεια μιας διδακτικής ώρας. O εκπαιδευτικός μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτή την τεχνική για σύνθετες εργασίες επίλυσης προβλημάτων και να βάζει τις ομάδες να μαθαίνουν μια δεξιότητα απαραίτητη για να λύσουν το πρόβλημα. Αφού οι μαθητές εισήχθησαν στις βασικές έννοιες του προγραμματισμού και τις ρομποτικής, για την επίλυση των δραστηριοτήτων στις επόμενες συνεδρίες εφαρμόστηκε η τεχνική Structured Problem Solving (Δομημένη Επίλυση Προβλήματος). Αυτή η μέθοδος παρέχει στους μαθητές μια διαδικασία για την επίλυση ενός σύνθετου προβλήματος μέσα σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Όλα τα μέλη των ομάδων που σχηματίζουν οι μαθητές πρέπει να συμφωνήσουν σε μια λύση και πρέπει να είναι ικανά να εξηγήσουν τόσο την απάντηση όσο και τη στρατηγική που χρησιμοποιήθηκε για να λυθεί το πρόβλημα. Οι μαθητές που δεν έχουν ιδιαίτερες δεξιότητες στην επίλυση προβλημάτων συναντούν δυσκολίες σε ένα Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 61

62 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ ή περισσότερα από τα στάδια της διαδικασίας επίλυσης προβλήματος. Αυτή η συνεργατική τεχνική βοηθά τους μαθητές, επειδή «χωρίζει» τη διαδικασία σε συγκεκριμένα βήματα. Έτσι, οι μαθητές μαθαίνουν να αναγνωρίζουν, να αναλύουν και να λύνουν προβλήματα με μια οργανωμένη μέθοδο. Αντί να νιώθουν κατακλεισμένοι από το μέγεθος του προβλήματος, με αυτή τη δραστηριότητα οι μαθητές έχουν μια δομή στην οποία στηρίζονται για να ξεκινήσουν. Η τεχνική αυτή με το να παρέχει στους μαθητές μια σειρά από βήματα που πρέπει να ακολουθήσουν, τους κρατά σε έναν σωστό δρόμο χωρίς να μπλέκονται σε άσχετα βήματα. Τα βήματα που πρέπει να ακολουθήσουν οι μαθητές είναι τα εξής: Κατανόηση προβλήματος Παραγωγή πιθανών λύσεων Εκτίμηση και δοκιμή διαφόρων λύσεων Απόφαση για κοινή αποδεκτή λύση Εφαρμογή της λύσης Αξιολόγηση της λύσης Μετά το πέρας των προπονήσεων και κατά την διάρκεια των τελικών συνεντεύξεων, οι μαθητές κλήθηκαν να λύσουν μια δραστηριότητα ακολουθούμενοι την συνεργατική τεχνική Think - Aloud Pair Solving Problem (TAPPS) (Meichenbaum et al., 1985), η οποία αφορά ζευγάρια μαθητών που παίρνουν το ρόλο του «ακροατή» και του «λύτη». Στην δική μας περίπτωση τον ρόλο του λύτη τον είχε ο κάθε μαθητής και τον ρόλο του ακροατή ο προπονητής. Αυτός που λύνει το πρόβλημα (λύτης) σκέπτεται φωναχτά, μιλώντας για τα βήματα που πρέπει να ακολουθήσει, ώστε να φτάσει στην λύση της δραστηριότητας. Ο συνεργάτης του, στην προκειμένη περίπτωση ο προπονητής «ακροατής», ακούει τα βήματα που προτείνει ο λύτης και προσπαθεί να καταλάβει την αιτιολογία πίσω από τα βήματα που έχει προτείνει. Προτείνει, επίσης, βελτιώσεις ή βοηθάει τον λύτη μέσα από κάποιες ερωτήσεις. Αυτή η συνεργατική τεχνική δίνει έμφαση στην διαδικασία επίλυσης προβλήματος παρά στο αποτέλεσμα, βοηθώντας τους μαθητές να αναγνωρίσουν λάθη στη λογική. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι βελτιώνει τις αναλυτικές δεξιότητες των μαθητών και συντελεί στη βαθύτερη κατανόηση εννοιών και στη χρήση αυτών σε νέες καταστάσεις Ρόλοι Οι ρόλοι είναι αυτοί που παρέχουν τη δομή για να διευκολυνθεί η συνεργασία και η ολοκλήρωση σε μια εργασία. Όταν η δομή παρέχεται μέσα από τους ρόλους, οι μαθητές νιώθουν το αίσθημα της ασφάλειας και, ως εκ τούτου, είναι σε θέση να επικεντρωθούν στην εργασία. Οι ρόλοι μπορούν να οριστούν ως προβλεπόμενες λειτουργίες που καθοδηγούν τόσο την ατομική συμπεριφορά, αλλά και τη συνεργασία της ομάδας (Slavin, 1995). Στην μελέτη μας οι ομάδες που δημιουργήθηκαν ήταν 3-4 ατόμων και για τον λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν 4 ρόλοι. Στις ομάδες που είχαν 3 μέλη κάποιος μαθητής αναλάμβανε διπλό ρόλο σε κάθε δραστηριότητα. Οι ρόλοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν αυτός του αναλυτή, του σχεδιαστή αλγορίθμου, του προγραμματιστή και του αξιολογητή. Πιο συγκεκριμένα:

63 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Αναλυτής: αυτός που διαβάζει και αναλύει το πρόβλημα σ όλη την ομάδα, ξεχωρίζει τα δεδομένα από τα ζητούμενα, ξεχωρίζει τα σημαντικά από τα περιττά, χωρίζει το πρόβλημα σε υποπροβλήματα. Σχεδιαστής αλγορίθμου: αυτός που καταγράφει αναλυτικά βήμα προς βήμα τις ενέργειες που πρέπει να κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει το πρόβλημα. Προγραμματιστής: αυτός που υλοποιεί το πρόβλημα στο προγραμματιστικό περιβάλλον του ΝΧΤ (επιλύει και ενώνει τα επιμέρους υποπροβλήματα). Αξιολογητής: αυτός που εκτελεί το πρόγραμμα, ελέγχει αν λειτουργεί σωστά, αξιολογεί την λύση, προτείνει διορθώσεις ή και βελτιώσεις στο πρόγραμμα. Μετά το τέλος κάθε δραστηριότητας όλη η ομάδα, ανεξάρτητα από τους ρόλους του καθένα, προτείνουν διορθώσεις ή και βελτιώσεις στο πρόγραμμα, ελέγχουν αν η λύση είναι γενική, προτείνουν κάποια γενίκευση και συσχετίζουν το πρόβλημα με συμβάντα της καθημερινότητάς τους. Οι ρόλοι εναλλάσσονταν κυκλικά, ώστε να ασχοληθούν όλοι οι μαθητές με τα καθήκοντα του κάθε ρόλου, αλλά και να κρατηθεί αμείωτο το ενδιαφέρον και η συμμετοχή των μαθητών σε όλη την διάρκεια των μαθημάτων Απόσυρση (fading) Στην μελέτη μας εφαρμόσαμε την τεχνική της σταδιακής απόσυρσης, όπως αναφέραμε και σε προηγούμενο κεφάλαιο, για να δούμε αν οι μαθητές κατανόησαν και υιοθέτησαν την γλώσσα της υπολογιστικής σκέψης. Στα φύλλα εργασίας των προπονήσεων δίπλα σε κάθε έννοια της υπολογιστικής σκέψης, υπήρχε το αντίστοιχο σύμβολο μαζί με συγκεκριμένη καθοδήγηση για το τι θα έπρεπε να κάνουν οι μαθητές στην κάθε έννοια. Αυτή η καθοδήγηση σταδιακά μειωνόταν καθώς περνούσαν οι προπονήσεις. Στα quiz υπήρχαν μόνο τα εικονίδια χωρίς να συνοδεύονται από την καθοδήγηση και οι μαθητές θα έπρεπε να εργαστούν ατομικά και να λύσουν την άσκηση, απαντώντας στα σύμβολα της ΥΣ σύμφωνα με την εμπειρία και τις γνώσεις που αποκόμισαν από τα φύλλα εργασίας των προπονήσεων. 4.3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ/ΔΟΜΗ ΣΥΝΕΔΡΙΑΣ Σε κάθε συνεδρία οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες των 4 ή 3 ατόμων και αναλαμβάνουν ρόλους, όπως είδαμε παραπάνω. Σε κάθε συνεδρία προπόνηση δίνονται φύλλα εργασίας, όπως παρατίθενται στα Παραρτήματα VI και VII, για την καθοδήγηση των μαθητών τόσο στις βασικές δομές προγραμματισμού όσο και στην επίλυση προβλημάτων. Αρχικά, τα προβλήματα έχουν ως στόχο τα παιδιά να εμπλακούν με βασικές έννοιες του προγραμματισμού και στη συνέχεια υπήρχε scaffolding με σύνθετα προβλήματα με στόχο τα παιδιά να εμπλακούν και να αναπτύξουν (training) τις έννοιες: της αφαίρεσης, όπου σύμφωνα με την έννοια αυτή έπρεπε να ξεχωρίσουν τη σημαντική πληροφορία από την ασήμαντη, να βρουν την κοινή ενέργεια που κάνει το ρομπότ αλλά και την προγραμματιστική δομή που χρησιμοποιήθηκε ανάμεσα σε δύο ή παραπάνω δραστηριότητες, Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 63

64 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ της γενίκευσης, όπου οι μαθητές καθοδηγούνται να σκεφτούν μία λύση, η οποία θα καλύπτει περισσότερες περιπτώσεις ή περισσότερα ενδεχόμενα και θα είναι και πιο γενική, της τμηματοποίησης, όπου οι μαθητές πρέπει να μάθουν να διαιρούν τα προβλήματα σε μικρότερα κομμάτια με σκοπό να διευκολυνθούν στην επίλυσή τους, του αλγορίθμου, όπου πρέπει να διατυπώσουν με σαφήνεια και χρησιμοποιώντας την γλώσσα του υπολογιστή τις εντολές που θα πρέπει να κάνει το ρομπότ ώστε να υλοποιήσει το κάθε σενάριο και του αρθρώματος (module), όπου οι μαθητές έπρεπε να δημιουργήσουν και να αποθηκεύσουν τον κώδικα από ένα συχνά εμφανιζόμενο τμήμα προγράμματος, ώστε να το έχουν έτοιμο να το ξανά - χρησιμοποιήσουν στο ίδιο ή σε άλλο πρόγραμμα. Ο καθηγητής κατά τη διάρκεια των δραστηριοτήτων έχει το ρόλο του υποστηρικτή και του καθοδηγητή ο οποίος μέσα από κατάλληλες ερωτήσεις κατευθύνει τα παιδιά και εξηγεί και αναλύει τις έννοιες και τα σύμβολα της ΥΣ. 4.4 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Συνέντευξη Για την αξιολόγησή τους στην υιοθέτηση των εννοιών της υπολογιστικής σκέψης, αλλά και για τις εντυπώσεις τους στην ρομποτική και στον τρόπο που γινόταν τα μαθήματα, οι μαθητές υποβλήθηκαν σε μια ατομική συνέντευξη στο τέλος των συνεδριών. Αρχικά, υπήρχαν ερωτήσεις για τις εντυπώσεις τους από τις δραστηριότητες ρομποτικής, την καθοδήγηση που υπήρχε στα φύλλα εργασίας, την συνεργασία και τους ρόλους, την επίλυση των δραστηριοτήτων και τον προγραμματισμό. Χαρακτηριστικές ερωτήσεις της συνέντευξης είναι «Πως σου φάνηκε η εμπειρία με τα ρομπότ;», «Τι θα ήθελες να αλλάξει στα φύλλα εργασίας/προπονήσεις;», «Σε ποια άλλα μαθήματα πιστεύεις ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την μεθοδολογία επίλυσης που ακολουθήσαμε;», «Σου άρεσε ο τρόπος συνεργασίας; Έχεις να προτείνεις κάτι για την βελτίωσή της;» κ.ά. Μετά την ολοκλήρωση των ερωτήσεων, ο κάθε μαθητής έπρεπε να περιγράψει την λύση μιας άσκησης που του δόθηκε και να απαντήσει ταυτόχρονα στα σύμβολα των εννοιών της ΥΣ. Πιο συγκεκριμένα, στο έντυπο συνέντευξης κάτω από την εκφώνηση της άσκησης υπήρχαν τα σύμβολα των 5 εννοιών της ΥΣ. Οι μαθητές καθώς περιέγραφαν σε κάθε μια έννοια, επέλεγαν σε ποια έννοια αναφέρονται βάζοντας ένα Χ στο checkbox της κάθε μιας. Αναλυτικά το έντυπο συνέντευξης παρατίθεται στο Παράρτημα V Quiz Ένα εργαλείο που χρησιμοποιήσαμε για να μπορέσουμε να «μετρήσουμε» το βαθμό στον οποίο αφομοίωσαν και υιοθέτησαν τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης οι μαθητές, είναι το quiz. Δόθηκαν 2 είδη quiz στους μαθητές όπως παρατίθενται στο

65 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Παράρτημα V. Στο ένα quiz αρχικά υπήρχε μια λυμένη άσκηση στην οποία θα έπρεπε οι μαθητές να εντοπίσουν τα λάθη και τις ασάφειες στον κώδικα και στην συνέχεια να απαντήσουν στις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης σύμφωνα με τα εικονίδια που τους δόθηκαν. Στο δεύτερο quiz δινόταν έτοιμα σενάρια βασισμένα στις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης και οι μαθητές θα έπρεπε να επιλέξουν ποια έννοια της ΥΣ περιγράφει το κάθε σενάριο. Τα παραπάνω quiz δόθηκαν σε δύο χρονικές περιόδους. Η πρώτη είναι στο τέλος της τρίτης ή τέταρτης συνεδρίας και η δεύτερη στο τέλος των προπονήσεων. Ο σκοπός που δόθηκαν τα quiz μετά την τρίτη ή τέταρτη προπόνηση ήταν να εντοπίσουμε αν κατανοούν τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης οι μαθητές, ώστε να τους παρέχουμε κάποιες επεξηγήσεις σε έννοιες που συναντούν δυσκολίες. Ο σκοπός που δόθηκαν τα ίδια quiz για δεύτερη φορά στο τέλος των προπονήσεων ήταν να διαπιστώσουμε αν με την εμπλοκή τους με τις δραστηριότητες βελτίωσαν τις δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης τους. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 65

66 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ

67 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 5 : Η Μ Ε Θ Ο Δ Ο Σ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 67

68 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Η ΜΕΘΟΔΟΣ 5.1 ΣΤΟΧΟΙ ΕΡΕΥΝΑΣ-ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Από τις έρευνες που παρουσιάσαμε και παραπάνω, παρατηρούμε ότι δεν είναι ξεκάθαρο το τοπίο όσον αφορά στο εκπαιδευτικό πλαίσιο μέσα στο οποίο μπορούν οι μαθητές να αναπτύξουν δεξιότητες ΥΣ. Στις περισσότερες έρευνες τα αποτελέσματα δεν ήταν ξεκάθαρα ή δεν παρουσίαζαν στατιστικά σημαντική διαφορά. Επίσης, δεν παρατηρούνται αρκετές έρευνες που ασχολούνται με υπολογιστική σκέψη χρησιμοποιώντας τα ρομπότ ως εργαλείο. Ένα δεύτερο ζήτημα το οποίο παρατηρείται είναι η έλλειψη ενός μοντέλου αξιολόγησης της υπολογιστικής σκέψης. Για τον λόγο αυτό η δική μας έρευνα έχει ως στόχο τη διερεύνηση: 1. της συμβολής της εκπαιδευτικής ρομποτικής και του οπτικού προγραμματισμού στην ανάπτυξη δεξιοτήτων ΥΣ, 2. του κατά πόσο το μοντέλο αξιολόγησης που προτείνουμε, μας βοήθησε να «μετρήσουμε» αν και σε ποιο βαθμό βελτιώθηκαν οι δεξιότητες ΥΣ των μαθητών, 3. κατά πόσο η αξιοποίηση τη εκπαιδευτικής ρομποτικής σε συνδυασμό με τη δημιουργία κατάλληλου εκπαιδευτικού υλικού (σημειώσεις για το γνωστικό αντικείμενο της ρομποτικής, και φύλλα δραστηριοτήτων, εργασιών και ασκήσεων) μπορούν να δημιουργήσουν το κατάλληλο περιβάλλον ώστε να πετύχουν την ενεργητική συμμετοχή και τη συνεργασία των μαθητών, 4. της συμβολής των δραστηριοτήτων με τα ρομπότ στην ανάπτυξη δεξιοτήτων επίλυσης προβλημάτων και 5. του κατά πόσο το λογισμικό του Lego Mindstorms βοήθησε τους μαθητές του τμήματος πληροφορικής να αφομοιώσουν καλύτερα τις βασικές δομές του προγραμματισμού καθώς και να αναπαραστήσουν την λειτουργία των δομών αυτών, εκτελώντας απλές ενέργειες. 5.2 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ Action Research Η εκπαιδευτική έρευνα δράσης είναι ένας εναλλακτικός τύπος εκπαιδευτικής έρευνας, που οι ίδιοι οι εκπαιδευτικοί διενεργούν, είτε μόνοι τους είτε σε συνεργασία με άλλους στο πλαίσιο μιας ερευνητικής ομάδας. Οι εκπαιδευτικοί ερευνητές, όπως αποκαλούνται οι εκπαιδευτικοί που διενεργούν έρευνα δράσης, συμμετέχουν σε όλες τις φάσεις της ερευνητικής διαδικασίας, από τον αρχικό σχεδιασμό ως την αξιολόγηση και τον επανασχεδιασμό σε μια πορεία συνεχών επάλληλων ερευνητικών κύκλων. Στόχος των εκπαιδευτικών ερευνητών είναι να κατανοήσουν την εκπαιδευτική πραγματικότητα στην οποία συμμετέχουν, να ερμηνεύσουν τις δυσλειτουργίες της, να διαγνώσουν προβλήματα και να διερευνήσουν τις προοπτικές επίλυσής τους. Ουσιαστικά με την έρευνά τους παρεμβαίνουν για να βελτιώσουν όχι

69 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ μόνο την πρακτική τους αλλά και τις συνθήκες μέσα στις οποίες δρουν ως εκπαιδευτικοί. Στο Συνέδριο για την έρευνα δράσης που έγινε στο Πανεπιστήμιο του Deakin της Αυστραλίας το Μάιο του 1981 άρχισαν να διαμορφώνονται τα βασικά χαρακτηριστικά της με τη μορφή ενός ορισμού: «Η εκπαιδευτική έρευνα δράσης είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει μια ομάδα δραστηριοτήτων στην ανάπτυξη Αναλυτικών Προγραμμάτων, στην επαγγελματική εξέλιξη του εκπαιδευτικού, στα προγράμματα σχολικής βελτίωσης και στη χάραξη εκπαιδευτικής πολιτικής. Αυτές οι δραστηριότητες έχουν ως κοινό στοιχείο τις στρατηγικές προγραμματισμένης δράσης, οι οποίες εφαρμόζονται και στη συνέχεια υπόκεινται συστηματικά σε παρατήρηση, κριτικό στοχασμό και αλλαγή. Οι συμμετέχοντες στη δράση που μελετάται εμπλέκονται σε όλες αυτές τις δραστηριότητες» (Grundy & Kemmis, 1988). Η έρευνα δράσης δεν είναι μια γραμμική ερευνητική μεθοδολογία που ξεκινά με τη διατύπωση υποθέσεων, που ελέγχονται μέσα από τη διερευνητική διαδικασία, για να καταλήξει στην επιβεβαίωση ή τη διάψευσή τους. Δεν έχει δηλαδή μια δεδομένη αρχή και ένα δεδομένο τέλος. Η έρευνα δράσης αναπτύσσεται μέσα από τη σπείρα αυτό-στοχασμού: έναν έλικα από κύκλους σχεδιασμού, δράσης (υλοποίησης του σχεδιασμού), συστηματικής παρατήρησης, στοχασμού... και μετά επανασχεδιασμού, περαιτέρω υλοποίησης, παρατήρησης και στοχασμού Αποτελεί ουσιαστικά μια αλυσίδα επάλληλων κύκλων χωρίς τέλος. Η έρευνα δράσης δηλαδή είναι μια ανοικτή κυκλική διαδικασία, κατά την οποία κάθε κύκλος οδηγεί στον επόμενο, που θα σημάνει επαναπροσδιορισμό του σχεδίου και νέα στρατηγική δράσης, επιπρόσθετη κριτική και αυτοκριτική παρέμβαση και αναστοχασμό σε ένα πλαίσιο διαρκούς σύνθεσης και ανασύνθεσης. Ενδεικτικό της ανοικτής αυτής κυκλικής διαδικασίας είναι η σπείρα κύκλων σχεδιασμού, δράσης, παρατήρησης και αναστοχασμού, όπως φαίνεται παρακάτω: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 69

70 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Εικόνα 4: Σπείρα κύκλων σχεδιασμού, δράσης, παρατήρησης και αναστοχασμού Οι Adams et al. πραγματοποίησαν μια έρευνα που διήρκησε από τις αρχές Οκτωβρίου του 2007 έως τα τέλη Μαρτίου του 2008 σε 21 πρωτοετείς μηχανικούς προπτυχιακούς φοιτητές του πανεπιστημίου Northampton του Ηνωμένου Βασιλείου. Στόχος της μελέτης ήταν να ερευνήσει την ανάπτυξη μιας σειράς κατάλληλων δεξιοτήτων οι οποίες βελτιώνουν τις ικανότητες επίλυσης προβλήματος και ενεργοποιούν την δημιουργική σκέψη των φοιτητών. Η μεθοδολογία που επιλέχθηκε ήταν η έρευνα δράσης (Carr & Kemmis, 1986) και δόθηκε περισσότερο σημασία στις δεξιότητες της διαδικασίας και όχι στα τελικά αποτελέσματα, όπως συμβαίνει σε παραδοσιακές μεθοδολογίες PBL. Οι φοιτητές συμμετείχαν σε 21 μονό-ώρα εβδομαδιαία μαθήματα καθώς και σε ώρες εκτός πανεπιστημίου μέσα από ένα online εικονικό περιβάλλον μάθησης. Οι συνεδρίες στηρίζονταν στην ανταλλαγή ιδεών, στην μέθοδο think aloud σε ζευγάρια και στον μετασχεδιασμό. Οκτώ συνεδρίες ήταν αφιερωμένες σε μια σειρά από δραστηριότητες με τα ρομπότ Lego Mindstorm. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι το 50% των φοιτητών πίστευαν ότι η συγκεκριμένη μεθοδολογία είχε δημιουργήσει καλύτερους λύτες προβλημάτων, ενώ ένα 36% θεωρούσαν ότι είχαν βελτιωθεί οι δημιουργικές δεξιότητες σκέψης τους. Το 78% των φοιτητών πίστευαν ότι οι δραστηριότητες με τα ρομπότ αποτελεί μια καλή μέθοδος για την ανάπτυξη δεξιοτήτων επίλυσης προβλημάτων ενώ το 28% προτιμούσαν την on-line προσομοίωση καθώς απολάμβαναν περισσότερο τις ομαδικές συζητήσεις και εργασίες. Συμπερασματικά, ενώ η ανταπόκριση ήταν θετική ως προς το περιεχόμενο των συνεδριών, μερικές φορές τους ήταν δύσκολο να εκτιμήσουν την μεταφορά δεξιοτήτων επίλυσης προβλημάτων μεταξύ των ενοτήτων μέσα από τις ρομποτικές δραστηριότητες επίλυσης προβλημάτων. Ενώ με τα ρομπότ οι φοιτητές εξασκούσαν τις ικανότητες προγραμματισμού στη γλώσσα Java, η έρευνα έδειξε ότι συνεχίζουν να υπάρχουν ελλείψεις στην διαδικασία διδασκαλίας των μηχανικών, σε αντίθεση με το περιεχόμενο. Επιπλέον, ενώ αναγνωρίζεται ότι οι πρακτικές δραστηριότητες που περιέχουν PBL σενάρια προσφέρουν την ευκαιρία να

71 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ εξασκήσουν και να βελτιώσουν αυτές τις δεξιότητες, οι στόχοι αυτών των ασκήσεων πρέπει να είναι σαφείς τόσο για τους εκπαιδευτικούς όσο και για τους φοιτητές. Εάν ο στόχος είναι η εφαρμογή απλώς ενός συνόλου κανόνων χωρίς σκέψη, τότε αυτό δεν είναι δημιουργική επίλυση προβλημάτων. Η διαμεσολάβηση απαιτείται προκειμένου να γίνονται κατανοητές οι διαδικασίες που εμπλέκονται, και να μπορούν να ξανά χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά σε άγνωστες καταστάσεις. Στην μελέτη μας χρησιμοποιήσαμε την εκπαιδευτική έρευνα δράσης για να προχωρήσουμε στην βελτίωση της έρευνας μας. Πιο συγκεκριμένα, αρχικά σχεδιάσαμε τα φύλλα εργασίας, ερωτηματολόγια και quiz και τα εφαρμόσαμε στις προπονήσεις. Κατά την διάρκεια των συνεδριών παρατηρούσαμε και καταγράφαμε συστηματικά τις ερωτήσεις που δεχτήκαμε από τους μαθητές, τις ασάφειες και παραλήψεις των φύλλων εργασίας, αλλά και παρατηρήσεις που είχαν να μας κάνουν. Τέλος, αξιολογήσαμε όλη την διαδικασία και διορθώσαμε σημεία που προέκυψαν μέσα από την παρατήρηση. Επομένως, αφού διορθώσαμε το μοντέλο μας, προχωρήσαμε στην επόμενη έρευνα με τον ίδιο τρόπο, ώστε να αξιολογήσουμε τις αλλαγές που κάναμε. 5.3 ΣΥΛΛΟΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Στο μοντέλο που εφαρμόσαμε στην έρευνα μας χρησιμοποιήσαμε τόσο ποσοτική όσο και ποιοτική αξιολόγηση για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων. Για να βγάλουμε Ποσοτική αξιολόγηση Τα εργαλεία για την εξαγωγή των ποσοτικών αποτελεσμάτων ήταν: Το αρχικό ερωτηματολόγιο, το οποίο χωρίζεται σε 3 άξονες, τις γενικές ερωτήσεις σχετικές με το προφίλ των μαθητών, τον προγραμματισμό και τα lego και το κίνητρό τους για να ασχοληθούν με την ρομποτική όπως παρατίθενται στο Παράρτημα V. Το τελικό ερωτηματολόγιο, το οποίο περιείχε ερωτήσεις που χωρίζονται σε 5 άξονες, τη ρομποτική και το κίνητρό τους, την καθοδήγηση με σκοπό την ανάπτυξη δεξιοτήτων υπολογιστής σκέψης, τις στρατηγικές επίλυσης προβλήματος, τη συνεργασία και τον προγραμματισμό όπως παρατίθενται στο Παράστημα V. Το αρχικό και τελικό ερωτηματολόγιο MAI (Metacognitive Awareness Inventory) (Schraw & Dennison, 1994) το οποίο είναι ένα διαδεδομένο εργαλείο αξιολόγησης μεταγνώσης και χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της μεταγνώσης και της αυτορρύθμισης. Οι ερωτήσεις του αφορούν τη γνώση της Γνώσης και τη ρύθμιση της Γνώσης. Η κατηγορία «γνώση της γνώσης» δείχνει αυτό που οι μαθητές γνωρίζουν σχετικά με τις επιμέρους διαδικασίες σκέψης τους. Η κατηγορία «ρύθμιση της γνώσης» δείχνει την επίγνωση των μαθητών για τον έλεγχο των διαδικασιών μάθησής τους. Το ΜΑΙ αποτελείται από 52 ερωτήσεις που χωρίζονται σε 8 κατηγορίες, τη δηλωτική, διαδικασιακή και υποθετική γνώση, το σχεδιασμό, τις στρατηγικές διαχείρισης πληροφοριών, την παρακολούθηση, τις στρατηγικές εντοπισμού σφαλμάτων και την αξιολόγηση της μάθησης. Μερικές χαρακτηριστικές ερωτήσεις είναι: «Ξέρω τι είδους πληροφορίες είναι πιο σημαντικό να μάθω.», Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 71

72 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ «Σκέφτομαι πολλούς τρόπους για να λύσω ένα πρόβλημα και επιλέγω τον καλύτερο.», «Γνωρίζω τι στρατηγικές χρησιμοποιώ όταν μελετώ.», «Αναρωτιέμαι αν αυτό που διαβάζω είναι σχετικό με αυτό που ήδη γνωρίζω.», «Προσπαθώ να χωρίσω το αντικείμενο που μελετώ σε μικρότερα τμήματα.», κ.α. Οι μαθητές απαντούν στις ερωτήσεις με ένδειξη βαθμών συμφωνίας στην κάθε ερώτηση χρησιμοποιώντας 5-βάθμια κλίμακα Likert. Αναλυτικά το έντυπο ΜΙΑ παρατίθενται στο Παράρτημα V. Τα quiz, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για να μπορέσουμε να «μετρήσουμε» το βαθμό στον οποίο αφομοίωσαν και υιοθέτησαν τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης οι μαθητές. Δόθηκαν 2 είδη quiz στους μαθητές: Στο πρώτο είδος των quiz αρχικά υπήρχε μια λυμένη άσκηση στην οποία θα έπρεπε οι μαθητές να εντοπίσουν τα λάθη και τις ασάφειες στον κώδικα και στην συνέχεια με την βοήθεια ερωτήσεων καθοδήγησης, οι μαθητές κλήθηκαν να απαντήσουν στις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης σύμφωνα με τα εικονίδια που τους δόθηκαν. Χαρακτηριστικές ερωτήσεις καθοδήγησης σχετικά με τις έννοιες είναι: Αφαίρεση: «Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα» και «Ποιες είναι οι ίδιες ενέργειες στα παραπάνω προβλήματα;», Γενίκευση: «Ας κάνουμε γενίκευση» και «Συνδυάζοντας τα παραπάνω προβλήματα και τις λύσεις τους, πρότεινε ένα γενικό πρόβλημα», Τμηματοποίηση: «Ας χωρίσουμε σε μικρότερα κομμάτια», Αλγόριθμος: «Γράψε τα βήματα με σαφήνεια» και Άρθρωμα: «Ας δημιουργήσουμε τα δικά μας block» και «Υπάρχουνε τμήματα στον παραπάνω κώδικα τα οποία θα μπορούσες να δημιουργήσεις My Block, ώστε να τα χρησιμοποιείς όταν τα χρειάζεσαι;». Μετά το πέρας των δραστηριοτήτων στο πρώτο είδος των quiz οι μαθητές κλήθηκαν να απαντήσουν στις έννοιες χωρίς να υπάρχει καθοδήγηση στα σύμβολα. Χαρακτηριστικές είναι οι αναφορές στα σύμβολα όπως: Τμηματοποίηση: «Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα.», Άρθρωμα: «Ας δημιουργήσουμε τα δικά μας block.», Αφαίρεση: «Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα.», Αλγόριθμος: «Γράψτε τα βήματα με σαφήνεια.» και Γενίκευση: «Ας κάνουμε γενίκευση». Στο δεύτερο quiz δινόταν έτοιμα σενάρια βασισμένα στις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης και οι μαθητές θα έπρεπε να επιλέξουν ποια έννοια της ΥΣ περιγράφει το κάθε σενάριο. Τα παραπάνω quiz δόθηκαν σε δύο χρονικές περιόδους. Η πρώτη είναι στο τέλος της τρίτης ή τέταρτης συνεδρίας και η δεύτερη στο τέλος των προπονήσεων. Ο σκοπός που δόθηκαν τα quiz μετά την τρίτη ή τέταρτη προπόνηση ήταν να εντοπίσουμε αν κατανοούν τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης οι μαθητές, ώστε να τους παρέχουμε κάποιες επεξηγήσεις σε έννοιες που συναντούν δυσκολίες. Ο σκοπός που δόθηκαν τα ίδια quiz για δεύτερη φορά στο τέλος των προπονήσεων ήταν να διαπιστώσουμε αν με την εμπλοκή τους με τις δραστηριότητες βελτίωσαν τις δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης τους. Ένα σενάριο, το οποίο δόθηκε στην τελική συνέντευξη και ζητήθηκε από τους μαθητές να περιγράψουν τη λύση του σύμφωνα με την τεχνική think aloud (Meichenbaum et al., 1985). Οι μαθητές διάβαζαν το σενάριο και έπρεπε να πουν ποια blocks και τι ρυθμίσεις θα χρησιμοποιήσουν για να το

73 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ υλοποιήσουν. Μετά την επίλυση της άσκησης έπρεπε να απαντήσουν στις έννοιες της ΥΣ για το συγκεκριμένο σενάριο. Για να βγάλουμε στατιστικά αποτελέσματα από τις απαντήσεις των παιδιών στα quiz και στο πρόβλημα της τελικής συνέντευξης δημιουργήσαμε μια ρουμπρίκα, όπως παρατίθενται στο Παράρτημα VIII, βασισμένη σε 6 άξονες, την αφαίρεση, την γενίκευση, την τμηματοποίηση το άρθρωμα (my block), την αλγοριθμική σκέψη και τέλος την επίλυση προβλήματος. Η βαθμολογία που θα μπορούσε να πάρει κάποιος μαθητής σε κάθε έναν άξονα της ρουμπρίκας ήταν από 1 σε περίπτωση που η απάντησή του δεν ήταν καθόλου ικανοποιητική, μέχρι 4 αν η απάντησή του ήταν άριστη. Για να εξεταστεί η στατιστική διαφορά μεταξύ των αξόνων της ρουμπρίκας έγινε έλεγχος t-test. Στον επόμενο πίνακα φαίνεται πως έγινε η αξιολόγηση με βάση τη ρουμπρίκα συνέντευξης σε μαθητή της Β Λυκείου. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 73

74 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Πρόβλημα Λύση μαθητή Αν το ρομπότ σας αντιληφθεί κάποιο θόρυβο μέσα στο σπίτι μεγαλύτερο από κάποια συγκεκριμένη τιμή, λέει τη φράση «Attention» κι έπειτα συνεχίζει να χτυπάει μέχρι κάποιος να το ακουμπήσει, ώστε να το απενεργοποιήσει. Μόλις το απενεργοποιηθεί εμφανίζει στην οθόνη την ένδειξη «LHSTEIA!!!» Θα χρησιμοποιήσω ένα Wait με Sound sensor ρυθμισμένο να ξεκινήσει μόλις ακούσει θόρυβο μεγαλύτερο από 70 και μετά δύο Loop Block. Στην πρώτη επανάληψη θα χρησιμοποιήσω ένα Sound sensor που θα λέει τη φράση «Attention» για 10 seconds και στην δεύτερη επανάληψη θα τοποθετήσω την πρώτη και θα την ρυθμίσω μέχρι να ακουμπήσει κάποιος τον αισθητήρα αφής (Touch sensor). Έπειτα, ένα Display Block το οποίο θα είναι ρυθμισμένο να εμφανίζει το κείμενο LHSTEIA!!! για 5 seconds και τέλος θα χρησιμοποιήσω ένα Move Block ρυθμιζόμενο να σταματάει. Πίνακας 2: Αξιολόγηση απαντήσεων μαθητή Β Λυκείου με βάση τη ρουμπρίκα

75 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Στον επόμενο πίνακα φαίνεται πως έγινε η αξιολόγηση με βάση τη ρουμπρίκα συνέντευξης σε έναν μαθητή της Γ Λυκείου. Πρόβλημα Το ρομπότ κινείται ευθεία με ταχύτητα 80 για 2 δευτερόλεπτα. Έπειτα επιβραδύνει και η ταχύτητά του μειώνεται στα 50 για τα επόμενα 2 δευτερόλεπτα μέχρι να σταματήσει. Εμφανίστε στην οθόνη του τη μέση ταχύτητα με την οποία κινείται το ρομπότ σας σε αυτά τα 4 δευτερόλεπτα. Λύση μαθητή Αρχικά, θα χρησιμοποιήσω δύο μεταβλητές αριθμητικού τύπου από τις οποίες η πρώτη θα παίρνει την τιμή 80 και η δεύτερη θα διαβάζει την τιμή αυτή και θα την εισάγει σε ένα Move Block με ταχύτητα 50. Στη συνέχεια, θα χρησιμοποιήσω άλλες δύο μεταβλητές αριθμητικού τύπου από τις οποίες η πρώτη θα παίρνει την τιμή 40 και η δεύτερη θα διαβάζει την τιμή αυτή και θα την εισάγει σε ένα Move Block με ταχύτητα 75. Έπειτα, θα χρησιμοποιήσω ένα Math Block στο οποίο θα προσθέσω τις ταχύτητες των δύο παραπάνω Move Block. Το αποτέλεσμα της πρόσθεσης θα το διαιρέσω με το 2 χρησιμοποιώντας κι άλλο Math Block και με ένα Number to Text θα εισάγω την τιμή της διαίρεσης και για να εμφανίσω στην οθόνη την μέση ταχύτητα που βρήκα, θα δώσω την έξοδο του Number to Text σε ένα Display Block, το οποίο θα είναι ρυθμισμένο να εμφανίζει text για 1 second. Πίνακας 3: Αξιολόγηση απαντήσεων μαθητή Γ Λυκείου με βάση τη ρουμπρίκα Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 75

76 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Ποιοτική αξιολόγηση Τα εργαλεία για την εξαγωγή των ποιοτικών αποτελεσμάτων ήταν: Ένα δομημένο έντυπο παρατηρήσεων, το οποίο συμπληρωνόταν κατά την διάρκεια των προπονήσεων από τους προπονητές. Περιείχε ερωτήσεις γύρω από τους άξονες συνεργασία, σενάρια, συμμετοχή, ρομποτική και υπολογιστική σκέψη. Αναλυτικά το δομημένο έντυπο παρατηρήσεων παρατίθενται στο Παράρτημα VIII. Η τελική συνέντευξη, στην οποία υπήρχαν ερωτήσεις για τις εντυπώσεις των μαθητών από τις δραστηριότητες ρομποτικής, την καθοδήγηση που υπήρχε στα φύλλα εργασίας, την συνεργασία και τους ρόλους, την επίλυση των δραστηριοτήτων και τον προγραμματισμό. Χαρακτηριστικές ερωτήσεις της συνέντευξης είναι «Πως σου φάνηκε η εμπειρία με τα ρομπότ;», «Τι θα ήθελες να αλλάξει στα φύλλα εργασίας/προπονήσεις;», «Σε ποια άλλα μαθήματα πιστεύεις ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την μεθοδολογία επίλυσης που ακολουθήσαμε;», «Σου άρεσε ο τρόπος συνεργασίας; Έχεις να προτείνεις κάτι για την βελτίωσή της;» κ.ά.. Στα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν έγινε ανάλυση περιεχομένου για τον εντοπισμό και την καταγραφή των απόψεων που υπερίσχυσαν στις δηλώσεις των μαθητών. Αναλυτικά οι ερωτήσεις τελικής συνέντευξης παρατίθενται στο Παράρτημα V.

77 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 77

78 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 6 : Ε Ρ Ε Υ Ν Ε Σ

79 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΕΣ 6.1 ΠΡΩΤΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΕ ΜΑΘΗΤΕΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΕΠΑ.Λ.) Στόχοι έρευνας Λαμβάνοντας υπόψη τα όσα παρουσιάστηκαν παραπάνω, η έρευνα μας θα επικεντρωθεί στα ακόλουθα ερευνητικά ερωτήματα: Οι δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής ενισχύουν τις δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης και επίλυσης προβλήματος των μαθητών; Ποιες είναι οι κατάλληλες στρατηγικές για την αξιολόγηση της ανάπτυξης της υπολογιστικής σκέψης; Η ρομποτική βοηθάει τους μαθητές να αφομοιώσουν καλύτερα τις βασικές δομές του προγραμματισμού; Συμμετέχοντες Η εκπαιδευτική δραστηριότητα πραγματοποιήθηκε σε μαθητές της Β τάξης ενός Επαγγελματικού Λυκείου (ΕΠΑ.Λ) της Θεσσαλονίκης και διήρκησε 3 μήνες (από τον Νοέμβριο 2012 έως και τον Φεβρουάριο του 2013). Σε αυτήν συμμετείχαν 36 μαθητές της Β τάξης δύο τμημάτων του επαγγελματικού λυκείου οι οποίοι δεν είχαν εμπειρία ούτε με τη ρομποτική ούτε με έννοιες της υπολογιστικής σκέψης: Τμήμα Ηλεκτρονικής με 14 μαθητές (όλα αγόρια) και Τμήμα Πληροφορικής με 22 μαθητές (21 αγόρια και 1 κορίτσι). Στόχος των μαθητών ήταν να γνωρίσουν και να εξοικειωθούν με τα ρομπότ, έτσι ώστε: 1. Οι ηλεκτρονικοί να συμμετέχουν στο 1 ο Μαθητικό Συνέδριο Ειδικών Θεματικών Δραστηριοτήτων Β Τάξης και Γ Τάξης Εσπερινών ΕΠΑΛ. 2. Οι πληροφορικοί να συμμετέχουν στο 5 ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής Κεντρικής Μακεδονίας που διεξήχθη στο Κέντρο Διάδοσης Επιστημών και Μουσείο Τεχνολογίας NOESIS Μέθοδος Πριν το διαχωρισμό των ομάδων ενημερώθηκαν όλοι οι μαθητές σχετικά με τα ρομπότ Lego αλλά και για το λογισμικό LEGO MINSTORMS NXT 2.0, μέσα από σχετικά βίντεο με διάφορες κατασκευές και λειτουργίες των ρομπότ lego, με σκοπό να διερευνήσουν το ενδιαφέρον τους. Οι μαθητές χωρίστηκαν σε 6 ομάδες των 3-4 ατόμων με βάση τη δική τους επιθυμία. Σε κάθε ομάδα οι μαθητές αναλάμβαναν 4 ρόλους και στις ομάδες που είχαν 3 μέλη κάποιος μαθητής αναλάμβανε διπλό ρόλο Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 79

80 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ σε κάθε δραστηριότητα. Οι ρόλοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν αυτός του αναλυτή, του σχεδιαστή αλγορίθμου, του προγραμματιστή και του αξιολογητή. Στο τμήμα ηλεκτρονικών πραγματοποιήθηκαν 20 ώρες μαθημάτων ενώ στο τμήμα πληροφορικών 15 ώρες αντίστοιχα, οι οποίες χωρίστηκαν σε 9 συνεδρίες κατά τις οποίες οι μαθητές ακολουθούσαν τις οδηγίες 5 ειδικά διαμορφωμένων φύλλων δραστηριοτήτων. Κάθε ένα από τα 5 φύλλα δραστηριοτήτων υλοποιούνταν σε 2 προπονήσεις. Αρχικά, όλοι οι μαθητές απάντησαν ένα ερωτηματολόγιο που προσδιόριζε το προφίλ τους σχετικά με τον προγραμματισμό, τη ρομποτική και το κίνητρό τους για να ασχοληθούν με την ρομποτική. Στη συνέχεια δόθηκε το ερωτηματολόγιο ΜΑΙ ώστε να έχουμε μια γενική εικόνα για την αρχική κατάσταση του επιπέδου της μεταγνώσης τους και των ικανοτήτων τους. Στις 10 συνεδρίες έγιναν προπονήσεις, όπου τα παιδιά μάθαιναν τις λειτουργίες των ρομπότ μέσω δραστηριοτήτων. Στο Τμήμα Ηλεκτρονικών χρησιμοποιήθηκε η μεθοδολογία jigsaw (Barkley et al., 2004) αφενός για να γίνουν συντομότερα γνωστά περισσότερα αντικείμενα και αφετέρου για να υποστηριχθεί η συνεργασία. Κατά τη μέθοδο jigsaw κάθε μέλος της ομάδας συνεργάζεται με μία νέα ομάδα ειδικών και εξειδικεύεται σε ένα κομμάτι του αντικειμένου που διδάσκεται. Στη συνέχεια το κάθε εξειδικευμένο μέλος επιστρέφει στην αρχική του ομάδα και μεταφέρει τις νέες γνώσεις του. Επιπλέον, για την καθοδήγηση της συνεργασίας τους, τόσο στις αρχικές ομάδες όσο και στις ομάδες των ειδικών, χρησιμοποιήθηκαν γνωστικοί και λειτουργικοί ρόλοι οι οποίοι εναλλάσσονταν σε κάθε δραστηριότητα. Σε κάθε προπόνηση δόθηκαν φύλλα εργασίας με κλιμακωτής δυσκολίας δραστηριότητες. Η καθοδήγηση βασίστηκε σε ερωτήσεις που κατηύθυναν τη σκέψη των μαθητών αφενός στο να κατανοήσουν το πρόβλημα, να σχεδιάσουν, να υλοποιήσουν και να αξιολογήσουν τη λύση του με τη μεθοδολογία Polya και αφετέρου να αναπτύξουν τις δεξιότητες ΥΣ τους. Ο ρόλος των καθηγητών στη διάρκεια των προπονήσεων ήταν υποστηρικτικός, καθοδηγούσαν τη διαδικασία και κατέγραφαν σε δομημένο έντυπο τις παρατηρήσεις τους Υλοποίηση Στην πρώτη και δεύτερη προπόνηση, έγινε μια εισαγωγή στο περιβάλλον του λογισμικού του ρομπότ καθώς και στα πρώτα βήματά του. Στόχος ήταν να εξοικειωθούν οι μαθητές με το περιβάλλον του LEGO MINDSTORMS NXT καθώς και με τις βασικές λειτουργίες του ρομπότ. Σε αυτές τις προπονήσεις οι μαθητές εξοικειώθηκαν με μία από τις βασικές έννοιες του προγραμματισμού, τη δομή επανάληψης, με τα μπλοκ ήχου, οθόνης και αναμονής καθώς και με τις παράλληλες διεργασίες. Από τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης, συνάντησαν την έννοια της αφαίρεσης ως κοινή προγραμματιστική δομή, την έννοια του αλγορίθμου αναλύοντας βήμα προς βήμα την επίλυση του προβλήματος και την έννοια της τμηματοποίησης. Στην τρίτη και τέταρτη προπόνηση οι αρχικές ομάδες χωρίστηκαν σε 4 νέες ομάδες ειδικών σύμφωνα με τη μέθοδο jigsaw. Η πρώτη ομάδα ειδικών εμβάθυνε στη λειτουργία του αισθητήρα φωτός, η δεύτερη στη λειτουργία του αισθητήρα αφής, η τρίτη στη λειτουργία του αισθητήρα ήχου και η τέταρτη στην λειτουργία του αισθητήρα υπερήχων. Μόλις όλοι οι ειδικοί κατανοούσαν τις νέες πληροφορίες επέστρεφαν στις αρχικές τους ομάδες προχωρώντας στην επίλυση γενικών δραστηριοτήτων. Ο ρόλος του κάθε ειδικού ήταν να μεταφέρει τις γνώσεις του στους

81 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ συνεργάτες του. Για την υλοποίηση των δραστηριοτήτων ήταν απαραίτητη η συμμετοχή όλων των ειδικών. Στις δραστηριότητες εξοικειώθηκαν περαιτέρω με τις έννοιες που συνάντησαν στις δύο πρώτες προπονήσεις για την καλύτερη κατανόησή τους. Συγκεκριμένα ασχολήθηκαν με την έννοια της αφαίρεσης ως κοινή συμπεριφορά του ρομπότ, του αλγορίθμου, της τμηματοποίησης και της γενίκευσης Στόχος της πέμπτης και έκτης προπόνησης ήταν η εξοικείωση με μία ακόμα από τις βασικές έννοιες του προγραμματισμού, τη δομή της επιλογής, με κάποιες βασικές λειτουργίες του NXT, δηλαδή την τυχαία κίνηση, την μετατροπή αριθμών σε κείμενο, με τη λειτουργία της λάμπας, και με τη δημιουργία υποπρογραμμάτων για επαναχρησιμοποίηση. Οι μαθητές συνάντησαν την έννοια του αλγορίθμου, την τμηματοποίηση του προβλήματος και τη γενίκευση. Τέλος συνάντησαν την έννοια της αφαίρεσης είτε ως κοινή συμπεριφορά του ρομπότ, είτε ως κοινή προγραμματιστική δομή που χρησιμοποιήθηκε καθώς και την έννοια του αρθρώματος, δημιουργώντας τα δικά τους τμήματα κώδικα Στην έβδομη προπόνηση οι μαθητές λύσανε αυθεντικές ασκήσεις εφαρμόζοντας όλα αυτά που μάθανε στις προηγούμενες προπονήσεις και αναπτύσσοντας περισσότερο τις δεξιότητες της ΥΣ. Από τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης, στις δραστηριότητες θα έπρεπε να απαντήσουν στην έννοια της αφαίρεσης είτε ως κοινή συμπεριφορά του ρομπότ, την έννοια του αρθρώματος και την έννοια της γενίκευσης. Επιπλέον κατά την διάρκεια κλήθηκαν να απαντήσουν στην έννοια της τμηματοποίησης και του αλγορίθμου. Στην όγδοη και ένατη προπόνηση οι μαθητές εξοικειώθηκαν με την έννοια της μεταβλητής καθώς και με βασικές αριθμητικές πράξεις και τελεστές. Οι μαθητές συνάντησαν την έννοια της τμηματοποίησης του προβλήματος, του αρθρώματος, του αλγορίθμου, της αφαίρεσης και της γενίκευσης Αποτελέσματα Αρχικά με τη χρήση του αρχικού ερωτηματολογίου σκιαγραφήσαμε το προφίλ των μαθητών που συμμετείχαν στην μελέτη μας. Από την συλλογή των δεδομένων μπορούμε να διακρίνουμε ότι ενώ όλοι οι μαθητές και των δύο τμημάτων είναι σε μεγάλο βαθμό εξοικειωμένοι με τον υπολογιστή, ελάχιστοι μαθητές από το τμήμα ηλεκτρονικής έχουν ασχοληθεί με κάποια γλώσσα προγραμματισμού σε αντίθεση με τους μαθητές του τομέα πληροφορικής. Χαρακτηριστικά κάποιοι ηλεκτρονικοί δήλωσαν ότι έχουν ασχοληθεί με Java και Logo ενώ η πλειοψηφία των πληροφορικών δήλωσαν ότι έχουν ασχοληθεί με HTML, Java, Visual Basic και αρχικά στάδια C++. Όσον αφορά τα Lego η πλειοψηφία των ηλεκτρονικών είχαν ασχοληθεί με κατασκευές Lego στο παρελθόν σε αντίθεση με τους πληροφορικούς που δεν είχαν ασχοληθεί αλλά κανείς μαθητής δεν γνώριζε τα Lego Mindstorms. Πριν ξεκινήσουν τις δραστηριότητες ρομποτικής οι περισσότεροι ηλεκτρονικοί δήλωσαν ότι το κίνητρό τους για να ασχοληθούν με τις δραστηριότητες ήταν ότι θεωρούσαν την ρομποτική κάτι δημιουργικό ενώ οι πληροφορικοί δήλωσαν ότι θέλουν να μάθουν προγραμματισμό. Σύμφωνα με την συλλογή δεδομένων από το τελικό ερωτηματολόγιο μετά το πέρας των δραστηριοτήτων μπορούμε να διακρίνουμε ότι οι μισοί ηλεκτρονικοί και οι Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 81

82 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ περισσότεροι πληροφορικοί σε ποσοστό 73% δήλωσαν ότι τους άρεσε η εμπειρία (Εικόνα 5). ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ 14% 36% 50% ΝΑΙ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΌΧΙ 9% 4% 14% 14% 59% ΝΑΙ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΌΧΙ Εικόνα 5: Σου άρεσε η εμπειρία με τα ρομπότ; Σε ποσοστό 57% οι ηλεκτρονικοί χαρακτήρισαν την δραστηριότητα πολύ ωραία, ενδιαφέρουσα και διασκεδαστική, σε ποσοστό 29% καλή και ένα μικρό ποσοστό (14%) δήλωσε ότι δεν ήταν αυτό που περίμεναν. Αντίστοιχα οι πληροφορικοί σε ποσοστό 45% δήλωσαν ότι η εμπειρία τους με τα ρομπότ ήταν τέλεια και εντυπωσιακή, σε ποσοστό 32% δημιουργική και πρωτόγνωρη και σε ποσοστό 23% την χαρακτήρισαν βαρετή (Εικόνα 6). 14% 29% ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ 57% Πολύ ενδιαφέρουσα και διασκεδαστική Καλή και ωραία 23% ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ 32% 45% Εντυπωσιακή και υπέροχη Δημιουργική, διασκεδαστική και πρωτόγνωρη Βαρετή Εικόνα 6 : Πως θα χαρακτήριζες την εμπειρία σου με τα ρομπότ; Σχετικά με την καθοδήγηση που υπήρχε στα φύλλα εργασίας, οι μαθητές δήλωσαν ότι βοηθήθηκαν για την επίλυση των δραστηριοτήτων σε ποσοστό 72% και 86% αντίστοιχα. Στην ερώτηση «Υπάρχει κάτι στον τρόπο που δίνονταν οι οδηγίες που θα ήθελες να αλλάξεις ή να βελτιώσεις;» παρατηρείται ότι οι ηλεκτρονικοί ήθελαν να αλλάξουν τον τρόπο που δίνονταν οι οδηγίες σε αντίθεση με τους πληροφορικούς οι οποίοι σε ποσοστό 50% δήλωσαν ότι δεν θα ήθελαν να αλλάξει. Χαρακτηριστικά οι

83 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ ηλεκτρονικοί δήλωσαν ότι οι οδηγίες ήταν πολλές και πρότειναν οι ερωτήσεις που αφορούσαν τις έννοιες της ΥΣ να είναι πιο αναλυτικές. Όσον αφορά την επίλυση προβλήματος, η μειοψηφία των ηλεκτρονικών σε ποσοστό 21% πιστεύουν ότι οι οδηγίες που δινόταν στα φύλλα εργασίας τους βοήθησαν να σκέφτονται όταν λύνουν κάποιο πρόβλημα και σε άλλα μαθήματα σε αντίθεση με τους πληροφορικούς οι οποίοι πιστεύουν (73%) ότι οι οδηγίες τους βοήθησαν και χαρακτηριστικά δήλωσαν ότι: «Θυμάμαι και χρησιμοποιώ τα στάδια που δίνονταν στα φύλλα σε προβλήματα μαθηματικών και προγραμματισμού.» Όσον αφορά τον προγραμματισμό, στην ερώτηση «Οι δραστηριότητες ρομποτικής νομίζεις ότι σε βοήθησαν να καταλάβεις καλύτερα τον προγραμματισμό;» η πλειοψηφία των ηλεκτρονικών, ποσοστό 43% δεν ήξερε να απαντήσει καθώς στο τμήμα ηλεκτρονικής δεν ασχολούνται σε μεγάλο βαθμό με τον προγραμματισμό. Στο τμήμα πληροφορικής οι μαθητές σε ποσοστό 54% απάντησαν θετικά στο αν κατάλαβαν καλύτερα τον προγραμματισμό. Οι πληροφορικοί δήλωσαν ότι κατανόησαν καλύτερα κάποιες βασικές έννοιες προγραμματισμού σε ποσοστό 46% όπως την έννοια της επιλογής (If.then else) και την έννοια της επανάληψης (Do While Loop). Χαρακτηριστικά είναι τα σχόλια των μαθητών: «Το switch block με βοήθησε να κατανοήσω την έννοια της επιλογής, ώστε όταν γράφω ένα κώδικα εκτός από την αληθή συνθήκη να ελέγχω και την ψευδή σε περίπτωση που δεν εκτελεστεί η αληθής, κάτι που ξεχνάω να ελέγχω στα προγράμματα που εκτελώ». Στην ερώτηση «Μετά από την εμπειρία με τα ρομπότ θα ήθελες να ασχοληθείς περισσότερο με τον προγραμματισμό γενικά;» η πλειοψηφία των μαθητών σε ποσοστό 57% ισχυρίζονται ότι θα θέλανε να συνεχίζουν να ασχολούνται με τον προγραμματισμό. Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων του ερωτηματολογίου MAI έδειξε ότι ο μέσος όρος των αποτελεσμάτων του αρχικού (Μ=29.69, SD=4.05) και του τελικού ΜΑΙ (Μ=30.74, SD=5.18) δεν διαφέρει σημαντικά (t=-1.920, DF=35, p=0.063). Από τα αποτελέσματα φαίνεται ότι χωρίς καθοδήγηση εστιασμένη στην ανάπτυξη της μεταγνώσης δεν παρατηρείται διαφορά στο MAI μόνο από την εμπλοκή τους σε δραστηριότητες ρομποτικής. Αρχικό ΜΑΙ Τελικό ΜΑΙ Statistics t-test M=29.69, SD=4.05 M=30.74, SD=5.18 (Paired Samples) t(35)=-1.920, p=0.063 Πίνακας 4: Αποτελέσματα ΜΑΙ Τα αποτελέσματα από την ρουμπρίκα με την οποία αναλύθηκαν οι απαντήσεις από τα δύο quiz (Q1, Q2) στο τομέα ηλεκτρονικής, έδειξαν ότι από τις έννοιες της ΥΣ αρνητικά στατιστικά σημαντική είναι η αφαίρεση καθώς Q2, στο οποίο δεν υπήρχε καθοδήγηση, οι μαθητές δυσκολεύτηκαν να κατάλαβαν τι ακριβώς έπρεπε να γράψουν όταν τους ζητήθηκε να σκεφτούν πιο αφηρημένα. Το γεγονός αυτό οφείλεται στο ότι στο Q1 υπήρχε καθοδήγηση και προτροπή δίπλα σε κάθε εικονίδιο Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 83

84 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ εννοιών της ΥΣ, ενώ στο Q2 δεν υπήρχε σχετική προτροπή. Επιπλέον τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η έννοια του αρθρώματος είναι στατιστικά σημαντική, δηλαδή ότι έγινε περισσότερο κατανοητή σε αντίθεση με τις υπόλοιπες έννοιες. Γενικά οι μαθητές του τομέα ηλεκτρονικής άρχισαν να κατανοούν τις έννοιες της ΥΣ αλλά χρειάζονταν περαιτέρω χρόνο για την πλήρη κατανόηση και αφομοίωσή τους. Έννοιες ΥΣ Αρχικό Quiz (Q1) Τελικό Quiz (Q2) Statistics t-test Αφαίρεση M=3.15, SD=0.826 M= 2.53, SD=0.828 t(12)=4.788, p=0.000 Γενίκευση M=2.76, SD=1.01 M=2.69, SD=1.25 t(12)=0.249, p=0.808 Τμηματοποίηση M=2.69, SD=1.10 M=2.76, SD=1.01 t(12)=-0.322, p=0.753 Άρθρωμα M=1.84, SD=0.80 M=2.61, SD=1.44 t(12)=-3.333, p=0.006 Αλγόριθμος Μ=2.86, SD=0.88 M=3.04, SD=0.66 t(12)=-0.985, p=0.344 Μέσος Όρος M=13.32, SD=3.44 M=13.66, SD=3.59 t(12)=-0.476, p=0.642 Πίνακας 5: Αποτελέσματα Quiz Ηλεκτρονικών Από τις παρατηρήσεις διαπιστώθηκε ότι στον τομέα της συνεργασίας δεν υπήρξε καλή κατανομή των ρόλων καθώς οι μαθητές δεν ήταν πρόθυμοι να συμμετέχουν ενεργά στις δραστηριότητες και υπήρχαν διαμαρτυρίες από τα υπόλοιπα μέλη της κάθε ομάδας, γιατί επωμιζόταν τον φόρτο εργασίας. Αξιοσημείωτη ήταν η συμμετοχή τους στη χρήση της μεθόδου jigsaw κατά την οποία αρκετοί διστακτικοί αλλά και χωρίς πολύ ενδιαφέρον μαθητές ένιωθαν αυτοπεποίθηση όταν διαπίστωσαν ότι επιστρέφοντας στις αρχικές τους ομάδες θα είχαν μοναδικές και ειδικές γνώσεις στις οποίες θα στηρίζονταν τα υπόλοιπα μέλη για την επίλυση προβλημάτων. Από την ανάλυση των απαντήσεων του τελικού προβλήματος της συνέντευξης με βάση τη ρουμπρίκα, διαπιστώθηκε ότι οι μαθητές δεν εξοικειώθηκαν σε ικανοποιητικό βαθμό με τις έννοιες της ΥΣ. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η τμηματοποίηση είναι στατιστικά σημαντική που οφείλεται στην απουσία της ομάδας η οποία κατά την διάρκεια των δραστηριοτήτων βοηθούσε στην επίλυση των προβλημάτων αναλαμβάνοντας ο καθένας από ένα μέρος του προβλήματος. Έτσι, ο κάθε μαθητής ξεχωριστά χώριζε το πρόβλημα σε κομμάτια έτσι ώστε να διευκολυνθεί στη λύση του δοθέντος προβλήματος όπως θα έκανε όλη η ομάδα μαζί.

85 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Έννοιες ΥΣ Mean Std. Deviation Αφαίρεση Γενίκευση Τμηματοποίηση Άρθρωμα Αλγόριθμος Μέσος Όρος Πίνακας 6: Αποτελέσματα Συνέντευξης Ηλεκτρονικών Όσον αφορά τα αποτελέσματα των quiz από την στατιστική ανάλυση των δεδομένων από το τομέα πληροφορικής ήταν θετικά σε σύγκριση με τα αυτά των ηλεκτρονικών. Πιο συγκεκριμένα, στατιστικά σημαντικές είναι οι έννοιες της τμηματοποίησης και του αρθρώματος γεγονός που οφείλεται στο ότι τους βοηθούσε η διαδικασία διαχωρισμού του προβλήματος σε μικρότερα κομμάτια και βρήκαν χρήσιμη τη λειτουργία του My Block χρησιμοποιώντας την όπου χρειάζονταν. Όπως και στους ηλεκτρονικούς έτσι κι στους πληροφορικούς αρνητικά στατιστικά σημαντική είναι η αφαίρεση η οποία μείωση οφείλεται και εδώ στο ότι στο Q1 υπήρχε καθοδήγηση και επεξήγηση από τους καθηγητές ενώ στο δεύτερο δεν υπήρχε σχετική βοήθεια. Έννοιες ΥΣ Αρχικό Quiz (Q1) Τελικό Quiz (Q2) Statistics t-test Αφαίρεση M=2.88, SD=0.65 M= 2.63, SD=0.78 t(21)=2.217, p=0.038 Γενίκευση M=2.18, SD=0.79 M=2.18, SD=0.58 t(21)=0.000, p=1.000 Τμηματοποίηση M=2.13, SD=0.99 M=2.63, SD=1.29 t(21)=-2.569, p=0.018 Άρθρωμα M=2.36, SD=0.95 M=2.95, SD=1.17 t(21)=-3.775, p=0.001 Αλγόριθμος Μ=2.42, SD=0.78 M=2.54, SD=0.82 t(21)=-0.893, p=0.382 Μέσος Όρος M=11.99, SD=3.21 M=12.95, SD=3.84 t(21)=-2.478, p=0.022 Πίνακας 7: Αποτελέσματα Quiz Πληροφορικών Τα αποτελέσματα από την τελική συνέντευξη στο τομέα πληροφορικής δείχνουν ότι οι μαθητές εξοικειώθηκαν σε ικανοποιητικό βαθμό με τις έννοιες της ΥΣ. Συγκεκριμένα κι εδώ η έννοια της τμηματοποίησης έγινε περισσότερο κατανοητή και βοήθησε τους μαθητές να λύσουν καλύτερα το πρόβλημα που τους δόθηκε στον καθένα ξεχωριστά. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 85

86 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Πίνακας 8: Αποτελέσματα Συνέντευξης Πληροφορικών Όπως παρατηρείται από τον παρακάτω πίνακα, οι ηλεκτρονικοί παρουσίασαν μια σχετικά μικρή βελτίωση στην επίλυση προβλήματος στο Q2 σε σχέση με τους πληροφορικούς. Στην τελική συνέντευξη οι ηλεκτρονικοί επιλύσανε το πρόβλημα που τους δόθηκε καλύτερα από τους πληροφορικούς. Επίλυση προβλήματος Έννοιες ΥΣ Mean Std. Deviation Αφαίρεση Γενίκευση Τμηματοποίηση Άρθρωμα Αλγόριθμος Μέσος Όρος Αρχικό Quiz (Q1) Τελικό Quiz (Q2) Συνέντευξη Ηλεκτρονικοί M=2.76, SD=0.70 M=2.79, SD=0.87 M=2.75, SD=0.18 Πληροφορικοί M=2.40, SD=1.04 M=2.38, SD=0.98 M=2.48, SD=0.66 Πίνακας 9 : Σύγκριση αποτελεσμάτων επίλυσης προβλήματος Ηλεκτρονικών και Πληροφορικών 6.2 ΔΕΥΤΕΡΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΕ ΜΑΘΗΤΕΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΕΠΑ.Λ.) Στόχοι έρευνας Λαμβάνοντας υπόψη τα όσα παρουσιάστηκαν παραπάνω, η έρευνα μας θα επικεντρωθεί στα ακόλουθα ερευνητικά ερωτήματα: Οι δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής ενισχύουν τις δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης και επίλυσης προβλήματος των μαθητών; Ποιες είναι οι κατάλληλες στρατηγικές για την αξιολόγηση της ανάπτυξης της υπολογιστικής σκέψης; Η ρομποτική βοηθάει τους μαθητές να αφομοιώσουν καλύτερα τις βασικές δομές του προγραμματισμού;

87 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Συμμετέχοντες Η εκπαιδευτική δραστηριότητα πραγματοποιήθηκε σε μαθητές της Γ τάξης ενός Επαγγελματικού Λυκείου (ΕΠΑ.Λ) της Θεσσαλονίκης και διήρκησε 3 μήνες (από τον Φεβρουάριο έως και τον Απρίλιο του 2013). Σε αυτήν συμμετείχαν 19 μαθητές (12 αγόρια και 7 κορίτσια) του Τμήματος Πληροφορικής οι οποίοι δεν είχαν εμπειρία ούτε με τη ρομποτική ούτε με έννοιες της υπολογιστικής σκέψης. Στόχος των μαθητών ήταν να γνωρίσουν και να εξοικειωθούν με τα ρομπότ, έτσι ώστε να αναπτύξουν τις δεξιότητές τους στον προγραμματισμό Μέθοδος Πριν το διαχωρισμό των ομάδων ενημερώθηκαν όλοι οι μαθητές σχετικά με τα ρομπότ Lego αλλά και για το λογισμικό LEGO MINSTORMS NXT 2.0, μέσα από σχετικά βίντεο με διάφορες κατασκευές και λειτουργίες των ρομπότ lego, με σκοπό να διερευνήσουν το ενδιαφέρον τους. Οι μαθητές χωρίστηκαν σε 6 ομάδες των 3-4 ατόμων με βάση τη δική τους επιθυμία. Σε κάθε ομάδα οι μαθητές αναλάμβαναν 4 ρόλους και στις ομάδες που είχαν 3 μέλη κάποιος μαθητής αναλάμβανε διπλό ρόλο σε κάθε δραστηριότητα. Οι ρόλοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν αυτός του αναλυτή, του σχεδιαστή αλγορίθμου, του προγραμματιστή και του αξιολογητή. Πραγματοποιήθηκαν 15 ώρες μαθημάτων οι οποίες χωρίστηκαν σε 6 συνεδρίες κατά τις οποίες οι μαθητές ακολουθούσαν τις οδηγίες 5 ειδικά διαμορφωμένων φύλλων δραστηριοτήτων. Για τις ανάγκες του εγχειρήματος αυτού χρησιμοποιήθηκε το εκπαιδευτικό πακέτο ρομποτικών κατασκευών LEGO MINDSTORMS NXT. Αρχικά, όλοι οι μαθητές απάντησαν ένα ερωτηματολόγιο που προσδιόριζε το προφίλ τους σχετικά με τον προγραμματισμό, τη ρομποτική και το κίνητρό τους για να ασχοληθούν με την ρομποτική. Στη συνέχεια δόθηκε το ερωτηματολόγιο ΜΑΙ ώστε να έχουμε μια γενική εικόνα για την αρχική κατάσταση του επιπέδου της μεταγνώσης τους και των ικανοτήτων τους. Στις 6 συνεδρίες έγιναν προπονήσεις, όπου τα παιδιά μάθαιναν τις λειτουργίες των ρομπότ μέσω δραστηριοτήτων. Σε κάθε προπόνηση δόθηκε φύλλο εργασίας με κλιμακωτής δυσκολίας δραστηριότητες. Η καθοδήγηση βασίστηκε σε ερωτήσεις που κατηύθυναν τη σκέψη των μαθητών αφενός στο να κατανοήσουν το πρόβλημα, να σχεδιάσουν, να υλοποιήσουν και να αξιολογήσουν τη λύση του με τη μεθοδολογία Polya και αφετέρου να αναπτύξουν τις δεξιότητες ΥΣ τους. Ο ρόλος των καθηγητών στη διάρκεια των προπονήσεων ήταν υποστηρικτικός, καθοδηγούσαν τη διαδικασία και κατέγραφαν σε δομημένο έντυπο τις παρατηρήσεις τους Υλοποίηση Στην πρώτη προπόνηση, έγινε μια εισαγωγή στο περιβάλλον του λογισμικού του ρομπότ καθώς και στα πρώτα βήματά του. Οι μαθητές εξοικειώθηκαν με μία από τις βασικές έννοιες του προγραμματισμού, τη δομή επανάληψης καθώς και τις παράλληλες διεργασίες. Από τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης, συνάντησαν την έννοια της αφαίρεσης ως κοινή προγραμματιστική δομή, την έννοια του αλγορίθμου αναλύοντας βήμα προς βήμα την επίλυση του προβλήματος και την έννοια της τμηματοποίησης. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 87

88 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Στη δεύτερη προπόνηση οι μαθητές εξοικειώθηκαν με τους αισθητήρες αφής, ήχων και υπερήχων του ρομπότ. Στις δραστηριότητες εξοικειώθηκαν περαιτέρω με τις έννοιες που συνάντησαν στην πρώτη προπόνηση για την καλύτερη κατανόησή τους. Συγκεκριμένα ασχολήθηκαν με την έννοια της αφαίρεσης ως κοινή συμπεριφορά του ρομπότ, του αλγορίθμου, της τμηματοποίησης και της γενίκευσης. Στόχος της τρίτης προπόνησης ήταν η εξοικείωση με μία ακόμα από τις βασικές έννοιες του προγραμματισμού, τη δομή της επιλογής, με κάποιες βασικές λειτουργίες του NXT, δηλαδή την τυχαία κίνηση και την μετατροπή αριθμών σε κείμενο, με τη λειτουργία της λάμπας, και με τη δημιουργία υποπρογραμμάτων για επαναχρησιμοποίηση. Οι μαθητές συνάντησαν την έννοια του αλγορίθμου, την τμηματοποίηση του προβλήματος και τη γενίκευση. Τέλος συνάντησαν την έννοια της αφαίρεσης είτε ως κοινή συμπεριφορά του ρομπότ, είτε ως κοινή προγραμματιστική δομή που χρησιμοποιήθηκε καθώς και την έννοια του αρθρώματος, δημιουργώντας τα δικά τους τμήματα κώδικα. Στην τέταρτη προπόνηση οι μαθητές εξοικειώθηκαν με τον αισθητήρα φωτός του ρομπότ και κλήθηκαν να λύσουνε αυθεντικές ασκήσεις εφαρμόζοντας όλα αυτά που μάθανε στις προηγούμενες προπονήσεις και αναπτύσσοντας περισσότερο τις δεξιότητες της ΥΣ. Από τις έννοιες της υπολογιστικής σκέψης, στις δραστηριότητες θα έπρεπε να απαντήσουν στην έννοια της αφαίρεσης είτε ως κοινή συμπεριφορά του ρομπότ, είτε ως κοινή προγραμματιστική δομή, την έννοια του αρθρώματος και την έννοια της γενίκευσης. Επιπλέον κατά την διάρκεια κλήθηκαν να απαντήσουν στην έννοια της τμηματοποίησης και του αλγορίθμου. Στην πέμπτη και έκτη προπόνηση οι μαθητές εξοικειώθηκαν με την έννοια της μεταβλητής καθώς και με βασικές αριθμητικές πράξεις και τελεστές. Οι μαθητές συνάντησαν την έννοια της τμηματοποίησης του προβλήματος, του αρθρώματος, του αλγορίθμου, της αφαίρεσης και της γενίκευσης Αποτελέσματα Αρχικά με τη χρήση του αρχικού ερωτηματολογίου σκιαγραφήσαμε το προφίλ των μαθητών που συμμετείχαν στην μελέτη μας. Από την συλλογή των δεδομένων μπορούμε να διακρίνουμε ότι όλοι οι μαθητές είναι σε μεγάλο βαθμό εξοικειωμένοι με τον υπολογιστή και οι περισσότεροι γνωρίζουν κάποια γλώσσα προγραμματισμού. Χαρακτηριστικά κάποιοι μαθητές δήλωσαν ότι έχουν ασχοληθεί με Pascal, Visual Basic και C++. Όσον αφορά τα Lego η συντριπτική πλειοψηφία των μαθητών δεν είχαν ασχοληθεί με κατασκευές Lego στο παρελθόν και δεν γνώριζε τα lego Mindstorms. Πριν ξεκινήσουν τις δραστηριότητες ρομποτικής οι περισσότεροι μαθητές δήλωσαν ότι το κίνητρό τους για να ασχοληθούν με τις δραστηριότητες ήταν η επιθυμία τους να μάθουν γενικά για την ρομποτική.

89 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Σύμφωνα με την συλλογή δεδομένων από το τελικό ερωτηματολόγιο μετά το πέρας των δραστηριοτήτων μπορούμε να διακρίνουμε ότι η πλειοψηφία των μαθητών έμεινε ευχαριστημένη από την ενασχόληση τους με τα ρομπότ και δήλωσαν σε ποσοστό 69% ότι τους άρεσε η εμπειρία. Συγκεκριμένα, σε ποσοστό 53% χαρακτήρισαν την δραστηριότητα ευχάριστη και ωραία, σε ποσοστό 40% εποικοδομητική, δημιουργική και πρωτότυπη και σε ένα πολύ μικρό ποσοστό (7%) δεν άρεσε καθόλου η εμπειρία με τα ρομπότ. Σου άρεσε η εμπειρία με τα ρομπότ; Πως θα χαρακτήριζες την εμπειρία σου με τα ρομπότ; 21% 5% 5% 69% ΝΑΙ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ 40% 7% 53% Ωραία και ευχάριστη Εποικοδομητικ ή, δημιουργική και πρωτότυπη ΌΧΙ Καθόλου καλή Εικόνα 7 : Ερωτήσεις σχετικά με τα ρομπότ. Σχετικά με την καθοδήγηση που υπήρχε στα φύλλα εργασίας, οι μαθητές δήλωσαν ότι τους βοήθησε για την επίλυση των δραστηριοτήτων σε ποσοστό 79%. Αξίζει να αναφερθεί ότι δεν υπήρξε μαθητής που να απάντησε ότι δεν του φάνηκαν χρήσιμες οι οδηγίες που του παρέχονταν. Στην ερώτηση «Υπάρχει κάτι στον τρόπο που δίνονταν οι οδηγίες που θα ήθελες να αλλάξεις ή να βελτιώσεις;» παρατηρείται ότι οι μαθητές, σε ποσοστό 69%, ήταν ικανοποιημένοι από τον τρόπο που δινόταν οι οδηγίες. Όσον αφορά την επίλυση προβλήματος, οι μαθητές σε ποσοστό 74% πιστεύουν ότι οι οδηγίες που δινόταν στα φύλλα εργασίας τους βοήθησαν να σκέφτονται όταν λύνουν κάποιο πρόβλημα και σε άλλα μαθήματα. Αξίζει να σημειωθεί ότι ένα μεγάλο ποσοστό 62% των μαθητών όταν λύνουν ένα πρόβλημα σε κάποιο άλλο μάθημα, όπως στον δομημένο προγραμματισμό και στα μαθηματικά, περνάει από το μυαλό τους κάποιο από τα βήματα που χρησιμοποίησαν στην επίλυση των ρομποτικών δραστηριοτήτων. Όσον αφορά τον προγραμματισμό, στην ερώτηση «Οι δραστηριότητες ρομποτικής νομίζεις ότι σε βοήθησαν να καταλάβεις καλύτερα τον προγραμματισμό;» η πλειοψηφία των μαθητών, ποσοστό 84%, ισχυρίζονται ότι μέσα από τις δραστηριότητες ρομποτικής κατάλαβαν καλύτερα τον προγραμματισμό. Συγκεκριμένα, το 74% απάντησε θετικά ως προς την κατανόηση κάποιων βασικών εννοιών του προγραμματισμού όπως την έννοια της επιλογής (If.then else) και την έννοια της επανάληψης (Do While Loop). Στην ερώτηση «Μετά από την εμπειρία με τα ρομπότ θα ήθελες να ασχοληθείς περισσότερο με τον προγραμματισμό γενικά;» η πλειοψηφία των μαθητών σε ποσοστό 69% ισχυρίζονται ότι θα θέλανε να συνεχίζουν να ασχολούνται με τον προγραμματισμό. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 89

90 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων του ερωτηματολογίου MAI έδειξε ότι ο μέσος όρος των αποτελεσμάτων του αρχικού (Μ=30,82, SD=3,75) και του τελικού ΜΑΙ (Μ=31,70, SD=4,17) δεν διαφέρει σημαντικά (t=-1.416, DF=18, p=0.174). Αρχικό ΜΑΙ Τελικό ΜΑΙ Statistics t-test M=30.82, SD=3.75 M=31.70, SD=4.17 Πίνακας 10: Αποτελέσματα ΜΑΙ (Paired Samples) t(18)=-1.416, p=0.174 Τα αποτελέσματα από την ρουμπρίκα με την οποία αναλύθηκαν οι απαντήσεις από τα δύο quiz (Q1, Q2) έδειξαν ότι οι έννοιες της ΥΣ είναι στατιστικά σημαντικές γεγονός που αποδεικνύεται από το ότι οι μαθητές ανέπτυξαν και ενίσχυσαν τις δεξιότητες ΥΣ τους από το Q1 στο Q2. Συγκεκριμένα οι έννοιες της αφαίρεσης, γενίκευσης, τμηματοποίησης και αλγορίθμου αυξήθηκαν σημαντικά με το πέρας των δραστηριοτήτων. Έννοιες ΥΣ Αρχικό Quiz (Q1) Τελικό Quiz (Q2) Statistics t-test Αφαίρεση M=2.26, SD=1.07 M= 2.47, SD=1.00 t(18)=-2.388, p=0.028 Γενίκευση M=1.84, SD=0.76 M=2.47, SD=0.90 t(18)=-3.076, p=0.007 Τμηματοποίηση M=1.94, SD=0.91 M=3.05, SD=0.97 t(18)=-5.144, p=0.000 Άρθρωμα M=2.10, SD=1.24 M=2.73, SD=1.32 t(18)=-2.051, p=0.055 Αλγόριθμος Μ=2.13, SD=0.70 M=2.64, SD=0.90 t(18)=-5.920, p=0.000 Μέσος Όρος M=10.28, SD=0.78 M=13.37, SD=1.05 t(18)=-5.299, p=0.000 Πίνακας 11: Αποτελέσματα Quiz Από τις παρατηρήσεις διαπιστώθηκε ότι στον τομέα της συνεργασίας υπήρξε καλή κατανομή των ρόλων καθώς οι μαθητές έδειξαν διάθεση να ακολουθήσουν τους ρόλους και να συμβάλλει ο καθένας στην ομάδα του για την επίλυση των προβλημάτων. Χαρακτηριστική ήταν η συμβολή του καθενός και η συνεργασία τους όταν τους ζητούνταν να κάνουν γενίκευση καθώς αντάλλασαν ιδέες και απόψεις σεβόμενοι ο ένας τις απόψεις του άλλου με αποτέλεσμα να προτείνουν πολλές γενικεύσεις σε κάθε πρόβλημα. Τα αποτελέσματα από τις απαντήσεις των μαθητών στις ερωτήσεις της τελικής συνέντευξης που αφορούσαν τις έννοιες της αφαίρεσης και της γενίκευσης ήταν θετικά. Συγκεκριμένα στις ερωτήσεις: «Τι εννοούμε με τον όρο γενίκευση σύμφωνα

91 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ με τις δραστηριότητες; Μπορείς να το περιγράψεις με δικά σου λόγια;», «Τι εννοούμε με τον όρο αφαίρεση σύμφωνα με τις δραστηριότητες; Μπορείς να το περιγράψεις με δικά σου λόγια;» και «Ποιο από τα παρακάτω σύμβολα είναι η αφαίρεση και ποιο είναι η γενίκευση;», οι περισσότεροι μαθητές έδωσαν σωστές απαντήσεις και αντιστοίχισαν αμέσως τα σύμβολα με τις δύο έννοιες ΥΣ. Όσον αφορά τα αποτελέσματα του τελικού προβλήματος της συνέντευξης με βάση τη ρουμπρίκα, διαπιστώθηκε ότι οι μαθητές εξοικειώθηκαν και ανέπτυξαν τις έννοιες της ΥΣ σε αρκετά ικανοποιητικό βαθμό. Συγκεκριμένα οι έννοιες της γενίκευσης και του αλγορίθμου δηλαδή το να βρίσκουν μια γενική λύση σε ένα πρόβλημα και να σχεδιάζουν τον αλγόριθμο βήμα προς βήμα πριν την υλοποίησή του, κατανοήθηκαν και αναπτύχθηκαν περισσότερο από τους μαθητές κατά την διάρκεια των ρομποτικών δραστηριοτήτων. Τα αποτελέσματα οφείλονται όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, στο ότι οι μαθητές είχαν άψογη συνεργασία όταν τους ζητούνταν να κάνουν γενίκευση σε ένα πρόβλημα και εξαιτίας των καλών γνώσεων προγραμματισμού, εξοικειώθηκαν εύκολα με το περιβάλλον του προγράμματος Lego Mindstorms NXT 2.0 και έτσι δεν δυσκολεύονταν να γράφουν αναλυτικά τα βήματα τους προγράμματος πριν την υλοποίησή του. Έννοιες ΥΣ Mean Std.Deviation Αφαίρεση Γενίκευση Τμηματοποίηση Άρθρωμα Αλγόριθμος Μέσος Όρος Πίνακας 12: Αποτελέσματα Συνέντευξης Όπως παρατηρείται από τον παρακάτω πίνακα, οι μαθητές της Γ τάξης πληροφορικής επίλυσαν τα προβλήματα σε πολύ ικανοποιητικό βαθμό σε σχέση με τους μαθητές της Β τάξης. Επίσης οι μαθητές της Γ τάξης παρουσίασαν πρόοδο στην επίλυση των προβλημάτων με το πέρας περισσότερων δραστηριοτήτων με αποτελέσματα η διαφορά μεταξύ τους να είναι μεγάλη στην τελική συνέντευξη. Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα οφείλονται στο μεγαλύτερο ενδιαφέρον αλλά και στις περισσότερες γνώσεις προγραμματισμού που είχαν οι πληροφορικοί της Γ τάξης. Επίλυση προβλήματος Πληροφορικοί Καλαμαριάς Πληροφορικοί Ευόσμου Αρχικό Quiz (Q1) Τελικό Quiz (Q2) Συνέντευξη M=2.40, SD=1.04 M=2.38, SD=0.98 M=2.48, SD=0.66 M=2.76, SD=0.70 M=2.79, SD=0.87 M=2.69, SD=0.94 Πίνακας 13: Σύγκριση αποτελεσμάτων επίλυσης προβλήματος Πληροφορικών Καλαμαριάς και Πληροφορικών Ευόσμου Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 91

92 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ

93 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 7 : Σ Υ Μ Π Ε Ρ Α Σ Μ ΑΤ Α Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 93

94 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ

95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η εργασία αυτή είχε ως στόχο να εξεταστεί αν οι δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής και ο οπτικός προγραμματισμός αποτελούν εργαλείο για την ανάπτυξη και τη βελτίωση των δεξιοτήτων υπολογιστικής σκέψης των μαθητών. Με βάση τα quiz, τα οποία αποτέλεσαν βασικό εργαλείο για την μέτρηση της Υπολογιστικής Σκέψης των μαθητών, διαπιστώθηκε ότι στους μαθητές της Γ τάξης παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στις επιδόσεις των μαθητών σε σχέση με τους μαθητές της Β τάξης. Παρατηρήθηκε ότι οι επιδόσεις των μαθητών στις περισσότερες έννοιες της ΥΣ αυξήθηκαν στο δεύτερο quiz με αξιοσημείωτη διαφορά στην έννοια της αφαίρεσης η οποία στους μαθητές της Β Λυκείου μειώθηκε σημαντικά. Η συγκεκριμένη μείωση οφείλεται στο γεγονός ότι οι μαθητές είχαν περισσότερη καθοδήγηση και προτροπή δίπλα στα σύμβολα εννοιών ΥΣ στο αρχικό quiz, οπότε αντιμετώπιζαν προβλήματα στο δεύτερο χωρίς καθοδήγηση. Το σενάριο που δόθηκε κατά την συνέντευξη αποτέλεσε το δεύτερο εργαλείο για την μέτρηση της ΥΣ των μαθητών και αξιολογήθηκε με τη ρουμπρίκα. Από την ανάλυση των απαντήσεων παρατηρήθηκε ότι ο μέσος όρος των εννοιών της υπολογιστικής σκέψης είναι πάνω από την μέση, πράγμα που σημαίνει ότι οι μαθητές κατανόησαν και υιοθέτησαν ως ένα βαθμό τις έννοιες της ΥΣ. Όσον αφορά την έννοια της τμηματοποίησης στους μαθητές της Β Λυκείου έγινε περισσότερο κατανοητή καθώς η διαδικασία διαχωρισμού του προβλήματος σε μικρότερα τμήματα εφαρμόστηκε περισσότερο στις ομάδες τους για την σωστή υλοποίηση των δραστηριοτήτων με αποτέλεσμα να το εφαρμόζει και ο καθένας μόνος του στην συνέντευξη. Στους μαθητές της Γ Λυκείου παρατηρήθηκε μεγαλύτερη κατανόηση και υιοθέτηση της γενίκευσης καθώς ομαδικά μέσα στην τάξη συζητούσαν μαζί και αντάλλασσαν ιδέες και απόψεις όταν μια γενική λύση τους ζητούνταν. Επίσης, εξοικειώθηκαν πιο εύκολα με την έννοια του αλγορίθμου καθώς οι περισσότεροι γνωρίζανε και ασχολούνταν αρκετά με τον προγραμματισμό με αποτέλεσμα να μάθουν ευκολότερα να προγραμματίζουν το ρομπότ, οπότε τους ήταν πιο εύκολο να σχεδιάζουν τον αλγόριθμο αναλυτικά βήμα προς βήμα και μετά να υλοποιούν το πρόγραμμα. Η εμπειρία των δραστηριοτήτων στο σύνολό της ενθουσίασε γενικότερα όλους τους μαθητές και υπήρξαν δηλώσεις ότι θα θέλανε να συνεχίζουν να ασχολούνται με την ρομποτική και μετά το πέρας των δραστηριοτήτων. Επίσης, όσον αφορά τον προγραμματισμό οι πληροφορικοί εξοικειώθηκαν περισσότερο με βασικές έννοιες όπως η επανάληψη και η επιλογή και έμαθαν να προσαρμόζουν καταστάσεις και λειτουργίες του πραγματικού κόσμου στον κόσμο του ρομπότ. Η διαφορά των μαθητών στις γνώσεις προγραμματισμού και το κίνητρο για να ασχοληθούν με την ρομποτική μας επιτρέπει να κάνουμε μια σύγκριση ανάμεσά τους. Οι μαθητές της Β Λυκείου, παρά την μεγαλύτερη διάρκεια δραστηριοτήτων, έβλεπαν τα Lego σαν παιχνίδι και σε συνδυασμό με την έλλειψη γνώσεων προγραμματισμού, δεν δώσανε την προσοχή και το ενδιαφέρον που χρειαζόταν και δυσκολεύτηκαν αρκετά να μάθουν την ορολογία των ρομπότ και συγκεκριμένα τα blocks ενώ ταυτόχρονα να προσπαθούν να κατανοούν και να εξοικειώνονται με τις έννοιες της ΥΣ. Αντίθετα το ενδιαφέρον των μαθητών της Γ Λυκείου παρέμεινε αμείωτο μέχρι το τέλος των δραστηριοτήτων και έχοντας σαν κίνητρο τα Lego ως εργαλείο προγραμματισμού δεν δυσκολεύτηκαν να μάθουν το περιβάλλον του ρομπότ. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα αρχικά να χρειάζονται επεξήγηση στις έννοιες της ΥΣ αλλά στην Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 95

96 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ συνέχεια των δραστηριοτήτων να τις κατανοούν πλήρως έτσι ώστε στο τέλος να ξέρουν και τις ερμηνείες αλλά και τα αντίστοιχα σύμβολά τους. Παρατηρήθηκε σε αυτό το σημείο ότι σημαντικό ρόλο έπαιξαν και τα «ελεύθερα» φύλλα εργασίας στα οποία οι μαθητές κλήθηκαν να αντιστοιχήσουν τις έννοιες σε προβλήματα από την καθημερινότητα. Τα ανοιχτά ζητήματα που θα μπορούσαν να διερευνηθούν από μια μελλοντική επέκταση της παρούσας εργασίας είναι κατά πόσο αυτή η διδασκαλία μικρής διάρκειας είναι αρκετή για την ανάπτυξη των δεξιοτήτων της ΥΣ. Οι διδασκαλίες αυτές θα πρέπει να γίνουν εκτός του ωρολογίου προγράμματος του σχολείου και στα πλαίσια των καινοτόμων δράσεων κάνοντας τους μαθητές να εξοικειώνονται σταδιακά με τις έννοιες μαθαίνοντας αρχικά να προγραμματίζουν το ρομπότ και στη συνέχεια να καταλαβαίνουν και να αναπτύσσουν τις δεξιότητες ΥΣ κάθε μία ξεχωριστά. Όσον αφορά τον προγραμματισμό, το γεγονός ότι εξακολουθεί να χρησιμοποιείται η κλασική μέθοδος διδασκαλίας, οδηγεί στην υποτυπώδη διδασκαλία του. Αν όμως εισαχθεί σε όλα τα σχολεία η μεθοδολογία της ανάπτυξης προγραμμάτων με τη χρήση οπτικού προγραμματισμού (εικονοεντολών - μπλοκ), οι μαθητές θα απαλλαγούν από την εκμάθηση μιας γλώσσας προγραμματισμού και την απομνημόνευση των συντακτικών της κανόνων. 96 ΤΙΤΛΟΣ

97 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 97

98

99 Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α I : Α Ν Α Φ Ο Ρ Ε Σ

100

101 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Adams, J. P., Turner, S. J., Kaczmarczyk, S., Picton, P. and Demian, P. (2008). Problem solving and creativity for undergraduate engineers: findings of an action research project involving robots. International Conference on Engineering Education (ICEE 2008) - "New Challenges in Engineering Education and Research in the 21st Century", Budapest, Hungary, July International Network for Engineering Education & Research (ineer) Allan, W., Coulter, B., Denner, J., Erickson, J., Lee, Ι., Malyn-Smith, J. and Martin. F. (2006). Computational Thinking for Youth. Anagnostakis, S., & Michaelides, P.G. (2006). Laboratory of Educational Robotics - An undergraduate course for Primary Education Teacher Students. 3rd International Conference on Hands-on Science, Braga, Portugal, 4th - 9th September Proceedings published by the University of Minho. Barak, M., & Doppelt, Y. (2000). Using a portfolio to enhance creative thinking. The Journal of Technology Studies, 26(2), Barak, M., & Zadok. Y. (2007). Robotics projects and learning concepts in science, technology and problem solving. Published 20 November 2007 on Springer Science+Business Media B.V. 2007, 19: doi: /s Barak, M. (2004). Issues involved in attempting to develop independent learning in students working on technological projects. Research in Science & Technological Education, 22(2), Barkley, E., Cross, K. P., & Howell, Major C. (2004). Collaborative Learning Techniques: A Handbook for College Faculty, p. 320 Barr, D., Harrison, J. and Conery, L. (2011). Computational thinking: A digital age skill for everyone. Learning & Leading with Technology, 5191, Retrieved from computational-thinking-ll386.pdf Barr, V. and Stephenson, C. (2011). Computational Thinking to K-12 : What is Involved and What is the Role of the Computer Science Education Community? ACM Inroads, 2(1), Retrieved from Berge, Z. L., & Collins, M. (1995). Computer-mediated scholarly discussion groups. Computers & Education, 24, Bergen, D. (2001). Learning in the robotic world: Active or reactive? Childhood Education, 77(4), Bers, M. U., & Portsmore, M. (2005). Teaching partnerships: Early childhood and engineering, students teaching math and science through robotics. Journal of Science Education and Technology, 14(1), Bers, M. U. (2010). The TangibleK robotics program: Applied computational thinking for young children. Early Childhood Research & Practice, 12(2), Retrieved from Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 101

102 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Blanchard, S., Freiman, V., & Lirrete-Pitre, N. (2010). Strategies used by elementary schoolchildren solving robotics-based complex tasks: innovative potential of technology. Procedia Social and Behavioral Sciences 2 (2010). WCES-2010, doi: /j.sbspro Blumenfeld, P. C., Marx, R. W., Soloway, E., & Krajcik, J. (1996). Learning with peers: From small group cooperation to collaborative communities. Educational Researcher, 25(8), Brousseau, G. (1998). Théorie des situations didactiques. Grenoble, La Pensée Sauvage. Brown, J., Collins, A., & Duguid, P. (1989). Situated cognition and the culture of learning. Educational Researcher, 18(1), Carbonaro, M., Rex, M. & Chambers, J. (2004). Using LEGO Robotics in a Project- Based Learning Environment. The Interactive Multimedia Electronic Journal of Computer- Enhanced Learning, 6(1). Retrieved 22/9/2008, from Carr, W. and Kemmis, S. ( 1986). Becoming Critical, London: Routledge Falmer. Chambers M. and Carbonaro, P.A. (2003). Designing, Developing and Implementing a Course on LEGO Robotics for Technology Teacher Education, in Proc. of the, Journal of Technology and Teacher Education, Vol. 11, Dagdilelis, V., Sartatzemi, M., & Kagani, K. (2005). Teaching (with) Robots in Secondary Schools: Some new and not-so-new Pedagogical problems. Fifth IEEE International Conference. ICALT Advanced Learning Technologies, Demetriadis, S., Atmatzidou, S., & Sapounides, T. (2012). The AUTh Framework for Research in Educational Robotics: Collaboration Scripts, Metacognitive Skills, Tangible Interfaces and the CPPC+ Model. 3 rd International Workshop Teaching Robotics, Teaching with Robotics Integrating Robotics in School Curriculum Riva del Garda, Trento, Italy, 20 April ISBN , pp Dillenbourg, P. (1999). What do you mean by collaborative learning? In P. Dillenbourg (Ed) Collaborative-learning: Cognitive and Computational Approaches (pp.1-19). Oxford: Elsevier. Dillenbourg, P. (2004). Framework for integrated learning, (December). Retrieved from Doise, W., & Mugny, G. (1981). Le développement social de l intelligence. Paris: InterÉditions. Edwards, D., & Mercer, N., (1987). Common knowledge: The development of understanding in the classroom. London: Methuen. Falchikov, N. (2001). Learning together: Peer tutoring in higher education. London: Routledge Falmer. Grundy, S. and Kemmis, S. (1988). Educational Action Research in Australia: The State of the Art (an Overview). In S. Kemmis & R. McTaggart (eds), The Action Research Reader (pp ). Victoria: Deakin University Press. 102 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

103 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ Howland, K., Good, J. and Nicholson, K. (2009). Language-based support for computational thinking. Symposium on Visual Languages and Human-Centric Computing (VL/HCC), IEEE, Hussain, S., Lindh, J., & Shukur, G. (2006). The effect of lego training on students school performance in mathematics, problem solving ability and attitude: Swedish data. Educational Technology & Society, 9(3), Kafura, D. and Tatar, D. (2011). Initial experience with a computational thinking course for computer science students. Proceedings of the 42nd ACM technical symposium on Computer science education, Kaptelinin, V., Cole, M. (1997). Individual and Collective Activities in Educational Computer Game Playing In. Proceedings of the International CSCL'97 Conference on Computer Support for Collaborative Learning Toronto, Canada. Karna-Lin E., Pihlainen-Bednarik K., Sutinen E., & Virnes M. (2006). Can robots teach? Preliminary Results on Educational Robotics in Special Education. 6 th International Conference. Kerkrade. Netherland. Advanced Learning Technologies, Klassner, F., & Anderson, P.A. (2003). LEGO MindStorms: Not just for K-12 anymore. In IEEE Robotics & Automation Magazine. Kollar, I., Fischer, F., & Hesse, F.W. (2006). Collaboration scripts a conceptual analysis. Educational Psychology Review, 18, Kramer, J. (2007). Is abstraction the key to computing? Communications of the ACM, 50(4), Littleton, K., & Hakkinen, P. (1999). Learning together: Understanding the processes of computer-based collaborative learning. In P. Dillenbourg (Ed.), Collaborative learning: Cognitive and computational approaches (pp ). Amsterdam: Pergamon. Liu, C. C., & Tsai, C. M. (2005). Peer assessment through web-based knowledge acquisition: tools to support conceptual awareness. Innovations in Education and Teaching International, 42, Mataric, M. (2004). Robotics Education for All Ages. Proceedings, AAAI Spring Symposium on Accessible, Hands-on AI and Robotics Education, Palo Alto, CA, Mar 22-24, Mauch, E. (2001). Using technological innovation to improve the problem-solving skills of middle school students: Educators Experiences with the LEGO Mindstorms Robotic Invention System. Clearing House, 74(4), Meichenbaum, D., Burland, S., Gruson, L., & Cameron, R. (1985). Metacognitive assessment. In S.R. Yussen, ed., The growth of reflection in children (pp. 3-27). NY: Academic Press. Morris, R., Hadwin, A. F., Gress, C. L. Z., Miller, M., Fior, M., Church, H. and Winne, P. H. (2010). Designing roles, scripts, and prompts to support CSCL in gstudy. Computers in Human Behavior, 26(5), Murray, J., & Bartelmay, K. (2005). Inventors in the making. Science and Children, 42(4), Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 103

104 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Noble, M. (2001). The educational impact of LEGO Dacta materials. Sheffield Hallam University. Retrieved 2/11/2004 from, Norton. S. J., McRobbie, C. J., & Ginns, I. S. (2006). Problem Solving in a Middle School Robotics Design Classroom. Published 3 November 2006 on Springer Science + Business Media B.V. 2006, 37: doi: /s O'Donnell, A. M. and Dansereau, D. F. (1992). Scripted cooperation in student dyads: A method for analyzing and enhancing academic learning and performance. In R. Hertz- Lazarowitz and N. Miller (Eds.), Interaction in cooperative groups: The theoretical anatomy of group learning (pp ). London: Cambridge University Press. Olsen, R. E., & Kagan, S. (1992). About cooperative learning in Kessler, C (ed). Cooperative language learning: A teacher's resource book (pp. 1-30). New Jersey: Prentice Hall. Palincsar, A.S., & Brown, A.L. (1984). Reciprocal Teaching of Comprehension- Fostering and Comprehension-Monitoring Activities. Cognition and Instruction, 1 (2), pp Palincsar, A. S., & Herrenkohl, L. R. (2002). Designing collaborative learning contexts. Theory into Practice, 41, Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. New York: Basic Books. Papert, S. (1991). Νοητικές θύελλες-παιδιά, ηλεκτρονικοί υπολογιστές και δυναμικές ιδέες. Εκδόσεις Οδυσσέας, Αθήνα. Papert, S. (1993). Mindstorms: children, computers, and powerful ideas, (2nd ed.). p 230. New York, NY: Basic Books. Petre, M., & Price, B. (2004). Using robotics to motivate Back Door learning. Education and Information Technologies, 9(2), Polya, G. (1945). How to solve it. Princeton University Press, Princeton, New Jersey, first edition. Resnick, M. (2006). Computer as Paintbrush: Technology, Play, and the Creative Society. In Singer, D., Golikoff, R., and Hirsh-Pasek, K. (eds.), Play = Learning: How play motivates and enhances children's cognitive and social-emotional growth. Oxford University Press. Resnick, M., Bruckman, A., & Martin, F. (1996a). Pianos not stereos: Creating computational construction kits. ACM Interactions. September/October Resnick, M., Martin, F. G., Sargent, R., & Silverman, B. (1996b). Programmable bricks: Toys to think with. IBM Systems Journal, 35(3&4), Resnick, M., & Ocko, S. (1991). Lego/Logo Learning Through and About Design. In Papert, S. & Harel, I. (eds.), Constructionism, New Jersey:Ablex Publishing Corporation, Resnick, M., & Silverman, B. (2005). Some Reflections on Designing Construction Kits for Kids. Proceedings of Interaction Design and Children conference, 104 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

105 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ Boulder, CO. Retrieved 2/1/2008 from pdf Repenning, A., Webb, D. and Ioannidou, A. (2010). Scalable game design and the development of a checklist for getting computational thinking into public schools. Proceedings of the 41st ACM technical symposium on Computer science education - SIGCSE 10, Schoenfeld, A. H. (1992). Learning to think mathematically: Problem solving, metacognition, and sense-making in mathematics. In D. Grouws (ed.), Handbook for Research on Mathematics Teaching and Learning, chapter 15 (pp ). New York: MacMillan. Schraw, G. and Dennison, R. S. (1994). Assessing metacognitive awareness. Contemporary Educational Psychology, 19, Settle, A. and Perkovic, L. (2010). Computational Thinking across the Curriculum: A Conceptual Framework. Technical Reports. Retrieved from Shoop, R. (2008). Director of Educational Outreach Carnegie Mellon Robotics Academy, Teaching RobotC for Lego Mindstorms. Retrieved from Slavin, R. E. (1995). A model of effective instruction. Educational Forum, 59, Topping, K. (1998). Peer assessment between students in colleges and universities. Review of Educational Research, 68, Totten, S., Sills, T., Digby, A., & Russ, P. (1991). Cooperative learning: A guide to research. New York: Garland. Tsai, C.-C., Liu, E. Z.-F., Lin, S. S. J., & Yuan, S.-M. (2001). A networked peer assessment system based on a Vee heuristic. Innovations in Education and Teaching International, 38, Tsai, C.-C., Lin, S. S. J., & Yuan, S.-M. (2002). Developing science activities through a networked peer assessment system. Computers & Education, 38, Vernado, T. E. (2005). The effects of a technological problem solving activity on FIRSTTM LEGOTM league participants problem solving style. Virginia Polytechnic Institute and State University. Vygotsky, L.S. (1978). Mind and society: The development of higher mental processes. Cambridge, MA: Harvard University Press. Vygotsky, L.S., (1962). Thought and language. Cambridge, MA: The MIT Press. Published originally in Russia in Wing, J. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM 49(3), Wing, J. M. (2010). Computational Thinking : What and Why? 1 6. Webb, D. C. (2010). Troubleshooting assessment: an authentic problem solving activity for it education. Procedia Social and Behavioral Sciences 9 (2010). WCLTA 2010, doi: /j.sbspro Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 105

106 ΔΕΛΗΓΙΑΝΝΑΚΟΥ ΑΓΑΘΟΝΙΚΗ Werner, L., Denner, J., Campe, S. and Kawamoto, D. C. (2012). The fairy performance assessment: measuring computational thinking in middle school. Proceedings of the 43rd ACM technical symposium on Computer Science Education-SIGCSE 12, Werner, L., Hanks, B., & McDowell, C. (2004). Pair programming helps female computer science students. ACM Journal of Educational Resources in Computing, 4(1). Woods, D. (1977). On Teaching Problem Solving - Part II: The Challenges. Chemical Engineering Education, Summer 11: pp Wood, D., Bruner, J.S., & Ross, (1976). The role of tutoring in problem solving. Journal of child psychology and psychiatry, and allied disciplines, vol. 17, no. 2, pp Yadav, A., Zhou, N., Mayfield, C., Hambrusch, S. and Korb, J. T. (2011). Introducing computational thinking in education courses. Proceedings of the 42nd ACM technical symposium on Computer science education-sigcse 11, Yeh, K.-C. (Martin), Xie, Y. and Ke, F. (2011). Teaching computational thinking to non-computing majors using spreadsheet functions Frontiers in Education Conference (FIE), F3J 1 F3J 5. Αλιμήσης, Δ. (2008). Το προγραμματιστικό περιβάλλον Lego Mindstorms ως εργαλείο υποστήριξης εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων ρομποτικής. 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτική της Πληροφορικής (pp ). Αναγνωστάκης, Σ., & Μιχαηλίδης, Π.Γ. (2007). Εργαστήριο Εκπαιδευτικής Ρομποτικής - Ένα προπτυχιακό μάθημα στο Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης, 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Διδακτική των Φυσικών Επιστημών και Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση - Εκπαίδευση Εκπαιδευτικών και Παιδαγωγική Γνώση Περιεχομένου», Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Μαρτίου Γιαννούτσου, Ν., & Τρούκη, Ε. (2006). Ο Ρόλος της Τεχνολογίας στην Αναδιοργάνωση και Ενίσχυση της Συνεργασίας. Στο Ν. Αβούρης, Χ. Καραγιαννίδης και Β. Κόμης (Ed.): Εισαγωγή στη συνεργασία υποστηριζόμενη από υπολογιστή, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. Δελή, Γ. (2012). Εκπαιδευτική αξιοποίηση ρομποτικών κατασκευών στη διδασκαλία μαθηματικών εννοιών και πληροφορικής, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Διδακτική της Πληροφορικής» Καρατράντου, Α., Τάχος, Ν., & Αλιμήσης, Δ. (2005). Εισαγωγή σε βασικές αρχές και δομές προγραμματισμού με τις ρομποτικές κατασκευές Lego Mindstorms, 3 ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Διδακτική της Πληροφορικής», Κόρινθος, 7-9 Οκτωβρίου Κόμης Β. & Μικρόπουλος Τ. Α. (2001). Πληροφορική στην Εκπαίδευση. Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο. Νίκα, Π., Ατματζίδου, Σ., & Δημητριάδης, Σ. (2012). Ανάπτυξη δεξιοτήτων μεταγνώσης και επίλυσης προβλημάτων σε δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής. 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση, Βόλος, Σεπτέμβριος Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

107 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ Παπαμιχαήλ, Γ. (1988). Μάθηση και κοινωνία. Η εκπαίδευση στις θεωρίες της γνωστικής ανάπτυξης. Οδυσσέας, Αθήνα. Παπάς, Α. (1987). Μαθητοκεντρική Διδασκαλία. τόμος ΙΙ, Αθήνα, Βιβλία για όλους. Τριανταφύλλου, Χ. (2012). Η ρομποτική ως εργαλείο στην Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση & Ένα ακόμη σενάριο Εκπαιδευτικής Ρομποτικής- Βασικές Έννοιες Ρομποτικού Προγραμματισμού. Επιμόρφωση των Εκπαιδευτικών Πληροφορικής για την Αξιοποίηση και Εφαρμογή των ΤΠΕ στη Διδακτική Πράξη, ΤΕΙ Καβάλας, 27 Ιανουαρίου Τσοβόλας, Σ., & Κόμης, Β. (2010). Ρομποτικές κατασκευές μαθητών δημοτικού: μια ανάλυση με βάση τη Θεωρία Δραστηριότητας. 5 ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Διδακτική της Πληροφορικής», Αθήνα, 9-11 Απριλίου 2010, σ Φασουλάς, Ι., Κουλτζής, Ι., (2009). Εκπαιδευτικό λογισµικό για τον προγραµµατισµό ενός εικονικού ροµποτικού βραχίονα τύπου SCARA. 1 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Ροµποτικής, Αθήνα. Φράγκου, Σ., & Γρηγοριάδου, Μ. (2009). Μεταγνωστικές δεξιότητες στα πλαίσια ανάπτυξης συνθετικών εργασιών. 1 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γνωσιακής Επιστήμης, Πάρος, Μαΐου Φράγκου, Σ., Γρηγοριάδου, Μ. (2010). Οργάνωση και λειτουργία ομίλου ρομποτικής: η περίπτωση του προγράμματος «Κοινότητες μάθησης με τη χρήση ρομποτικής». Πρακτικά Εργασιών 7ου Πανελλήνιου Συνεδρίου με Διεθνή Συμμετοχή «Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση», Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, Κόρινθος, Σεπτεμβρίου 2010, τόμος ΙΙ, σ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 107

108

109 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ WEB SITES [1] PACT, (τελευταία επίσκεψη 28 Ιουνίου 2013) [2] CPATH, (τελευταία επίσκεψη 28 Ιουνίου 2013) [3] CPATH: (τελευταία επίσκεψη 28 Ιουνίου 2013) [4] ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ kappa942-rhoomicronmupiomicrontauiotakappa942.html (τελευταία επίσκεψη 25 Ιουνίου 2013) [5] ΒΑΣΙΚΟ ΠΑΚΕΤΟ WEDO (τελευταία επίσκεψη 25 Ιουνίου 2013) [6] ΒΑΣΙΚΟ ΠΑΚΕΤΟ NXT (τελευταία επίσκεψη 25 Ιουνίου 2013) [7] LEGO MINDSTORMS EV3 uage/el_gr (τελευταία επίσκεψη 25 Ιουνίου 2013) Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 109

110

111 Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α I I : Α Κ Ρ Ω Ν Υ Μ Α

112

113 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ II: ΑΚΡΩΝΥΜΑ ΕΛΛΗΝΙΚΟΙ ΟΡΟΙ Ακρώνυμο ΕΡ ΣΜ ΥΣ Επεξήγηση Εκπαιδευτική Ρομποτική Συνεργατική Μάθηση Υπολογιστική Σκέψη ΑΓΓΛΙΚΟΙ ΟΡΟΙ Ακρώνυμο CPATH CT ECS ER MAI PACT PBL TAPPS Επεξήγηση Pathways to Revitalized Undergraduate Computing Education Computational Thinking Exploring Computer Science Educational Robotics Metacognitive Awareness Inventory Principled Assessment of Computational Thinking Problem Based Learning Think Aloud Pair Problem Solving Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 113

114

115 Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α I I I : ΓΛ Ω Σ Σ Α Ρ Ι Ο

116

117 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ III: ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ Όρος Abstraction Algorithm Computational Thinking Constructivism Decomposition Educational Robotics Fading Generalization Modularity Problem-based learning Scaffolding Social Constructivism Structured Problem Solving Worked Examples Επεξήγηση Αφαίρεση Αλγόριθμος Υπολογιστική Σκέψη Εποικοδομισμός Τμηματοποίηση Εκπαιδευτική Ρομποτική Τεχνική σταδιακής απόσυρσης Γενίκευση Άρθρωμα Μάθηση βασισμένη στο πρόβλημα Γνωστική Υποβοήθηση Κοινωνικός Εποικοδομισμός Δομημένη Επίλυση Προβλήματος Αναλυτικά παραδείγματα Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 117

118

119 Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α I V : Ε Υ Ρ Ε Τ Η Ρ Ι Ο

120

121 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IV: ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ D Denning 47 M MAI 71, 83, 90, 113 P PACT xii, 49, 109, 113 Papert 27, 45, 104 Polya 38, 41, 80, 87, 104 W Wing 45, 46, 47, 55, 58, 105 Α Αλγόριθμος 58, 117 Άρθρωμα 59, 60, 72, 84, 85, 86, 90, 91, 117 Αφαίρεση 58, 117 Γ Ε Εκπαιδευτική Ρομποτική v, 117 Εποικοδομισμός 27, 117 Κ κοινωνικός εποικοδομισμός 27 Σ ΣΠΠΑ+ 36 Συνεργατική Μάθηση 29 Τ Τμηματοποίηση xiii, 59, 61, 72, 84, 85, 86, 90, 91, 117 Υ Υπολογιστική Σκέψη 45 ΥΣ v, 21, 22, 45, 49, 51, 52, 53, 60, 63, 64, 65, 68, 72, 73, 80, 81, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 90, 91, 95, 96, 113 Γενίκευση xiii, 58, 60, 72, 84, 85, 86, 90, 91, 117 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 121

122 Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α V : Ε Ρ Ω Τ Η Μ ΑΤ Ο Λ Ο Γ Ι Α Ε Π Α Γ Γ Ε Λ Μ ΑΤ Ι Κ Ω Ν ΛΥ Κ Ε Ι ΩΝ 122 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

123 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ Ονοματεπώνυμο: ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΝΤΑ Σχολείο: Τάξη, Τμήμα: Ημερομηνία: ΑΡΧΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Έχεις ηλεκτρονικό υπολογιστή στο σπίτι; ΝΑΙ ΌΧΙ 2. Έχεις σύνδεση Internet στο σπίτι; ΝΑΙ ΌΧΙ 3. Είσαι εξοικειωμένος/-η με τη χρήση Η/Υ; Καθόλου Λίγο Μέτρια Πολύ Πάρα Πολύ 4. Πόσες ώρες κατά μέσο όρο χρησιμοποιείς Η/Υ την εβδομάδα; 5. Με τι ασχολείσαι τις ώρες που είσαι στον Η/Υ; Παιχνίδια Internet Προγραμματισμό Εργασίες (σχολικές ή εξωσχολικές) Άλλο Με τι άλλο; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 123

124 6. Αγαπημένο αντικείμενο ενασχόλησης Τέχνες /Θέατρο/ Μουσική Ξένες γλώσσες Πληροφορική Μαθηματικά Φυσική / Χημεία / Βιολογία Φυσική αγωγή-γυμναστική Αρχαία ελληνικά / Νέα ελληνικά/ Ιστορία Άλλο ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ 7. Έχεις ασχοληθεί καθόλου με προγραμματισμό; Καθόλου Λίγο Μέτρια Πολύ Πάρα Πολύ Αν ναι, ποιες γλώσσες προγραμματισμού γνωρίζεις; ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ LEGO 8. Έχεις ασχοληθεί στο παρελθόν με κατασκευές Lego; ΝΑΙ ΟΧΙ 9. Αν ναι, με ποια από τις κατηγορίες Lego έχεις ασχοληθεί; Duplo Bricks & More Creator Architecture Technic Mindstroms RCX Άλλη 124 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

125 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ με ποιά; 10. Έχεις ασχοληθεί με Lego Mindstorms NXT; Αν ναι με τι; 11. Από πού έμαθες για τα Lego Mindstorms NXT; Σχολείο Φίλους Συγγενείς Τηλεόραση Internet Αλλού από πού αλλού; 12. Έχεις δει σχετικά video με Lego Mindstorms; ΝΑΙ ΟΧΙ 13. Τι είδους εργασία θα σου άρεσε να κάνεις με ένα ρομπότ; 14. Ποιό είναι το κίνητρό σου για να ασχοληθείς με τη ρομποτική; (να απαντήσεις για όλες τις επιλογές) Κίνητρο Καθόλου Λίγο Μέτρια Πολύ Μου αρέσει το παιχνίδι με τα Lego Το βρίσκω ενδιαφέρουσα ασχολία Θεωρώ ότι είναι κάτι δημιουργικό Θέλω να μάθω γενικά για τη ρομποτική Μου αρέσει να λύνω τα προβλήματα με τα ρομπότ Θέλω να μάθω προγραμματισμό Μου αρέσει να συνεργάζομαι με την ομάδα μου Θέλω να συμμετέχω στον Πανελλήνιο διαγωνισμό ρομποτική Πάρα Πολύ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 125

126 Θέλω να συμμετέχω στον ενδοσχολικό διαγωνισμό Δε γνωρίζω/δεν απαντώ Άλλο,... ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΕΠΙΛΥΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Πως θα λύνατε το παρακάτω πρόβλημα; Δεν χρειάζεται να κάνετε αριθμητικές πράξεις! Περιγράψτε μόνο με ποια λογική μπορούμε να φτάσουμε στο αποτέλεσμα. Το σχολείο μας θα κάνει δεντροφύτευση για να αναδασώσει τις καμένες εκτάσεις. Τα παιδιά σκέφτηκαν την δεντροφύτευση να την αναλάβουν ρομπότ τα οποία θα προγραμμάτιζαν. Α) Τα παιδιά της Ε τάξης θα βάλουν ένα ρομπότ να φυτέψει 5 κυπαρίσσια, 5 έλατα, 5 ελιές, 5 πορτοκαλιές και 5 ροδιές κατά μήκος μιας έκτασης 100 μέτρων. Β) Τα παιδιά της ΣΤ τάξης θα βάλουν δύο ρομπότ να φυτέψουν 50 δέντρα, κατά μήκος μιας έκτασης 100 μέτρων. Σας ζητούν να προγραμματίσετε τα ρομπότ ώστε να φυτέψουν τα δέντρα σωστά και στις 2 περιπτώσεις Ποιες από τις παραπάνω πληροφορίες είναι σημαντικές για να προγραμματίσετε το ρομπότ σας; (κυκλώστε στο κείμενο) Μπορείτε να κάνετε ένα απλό σχέδιο για να δείξετε πως θα φυτέψουν τα ρομπότ τα δέντρα; Σε κάθε περίπτωση, κάθε πόσα μέτρα θα φυτέψει τα δέντρα; Μπορείτε να γράψετε βήμα- βήμα τι πρέπει να κάνει το ρομπότ για να φυτέψει τα δέντρα; 126 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

127 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΤΕΛΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ / ΠΕΣ ΜΑΣ ΤΗ ΓΝΩΜΗ ΣΟΥ Ονοματεπώνυμο: Σχολείο: Τάξη, Τμήμα: ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΑ ΡΟΜΠΟΤ 1. Σου άρεσε η εμπειρία με τα ρομπότ; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ Πώς θα τη χαρακτήριζες; 2. Μετά από τις προπονήσεις που συμμετείχες τί νομίζεις ότι έμαθες; 3. Πιστεύεις ότι μετά τις δραστηριότητες έμαθες να προγραμματίζεις το ρομπότ σε ικανοποιητικό για σένα επίπεδο; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ 4. Θα ήθελες να συνεχίσεις να ασχολείσαι με τα ρομπότ; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 127

128 Αν ναι, τι θα σου άρεσε να κάνεις με ένα ρομπότ; 5. Τί από τα παρακάτω ήταν καλύτερο κίνητρο για σένα; Κίνητρο ΚΑΘΟΛΟΥ ΛΙΓΟ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΑΡΚΕΤΑ ΠΟΛΥ Τα Lego σαν παιχνίδι. Η διαδικασία των προπονήσεων. Το Lego σαν εργαλείο προγραμματισμού Ο τελικός διαγωνισμός. Ο Πανελλήνιος Διαγωνισμός Ρομποτικής Άλλο. ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΙΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ 6. Σου φάνηκε χρήσιμες οι οδηγίες που δίνονταν στις δραστηριότητες; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ 7. Από τις οδηγίες, έμαθες κάτι που σου φάνηκε χρήσιμο; Αν ναι τί ήταν αυτό; 8. Νομίζεις ότι σε διαφορετικές δραστηριότητες μπορείς να εντοπίσεις και να περιγράψεις την κοινή συμπεριφορά του ρομπότ; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ 128 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

129 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ 9. Νομίζεις ότι πλέον μπορείς να εντοπίσεις την κοινή προγραμματιστική δομή ανάμεσα σε παρόμοια προβλήματα; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ 10. Νομίζεις ότι μπορείς να σκεφτείς και να προτείνεις μία γενική λύση σε ένα πρόβλημα; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ 11. Νομίζεις ότι μπορείς να ελέγχεις αν η λύση που δίνεις σε ένα πρόβλημα είναι σωστή; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ 12. Οι οδηγίες σε βοήθησαν στο πώς να σκέφτεσαι όταν λύνεις ένα πρόβλημα σε κάποιο άλλο μάθημα; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ 13. Όταν λύνεις ένα πρόβλημα σε κάποιο άλλο μάθημα, περνάει από το μυαλό σου κάποιο από τα βήματα που χρησιμοποίησες στην επίλυση των δραστηριοτήτων; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ Αν ναι, ποιο είναι αυτό; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 129

130 14. Υπάρχει κάτι στον τρόπο που δίνονταν οι οδηγίες που θα ήθελες να αλλάξεις ή να βελτιώσεις; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ Αν ναι, τι είναι αυτό; ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 15. Ποιος ρόλος σου άρεσε περισσότερο; Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Αξιολογητής Όλοι οι ρόλοι ίδιοι Δεν επιλέγω κανέναν Και γιατί; 16. Σου άρεσε που κατά τη συνεργασία ο κάθε ένας αναλάμβανε κάποιο ρόλο; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ 17. Οι δραστηριότητες ρομποτικής νομίζεις ότι σε βοήθησαν να καταλάβεις καλύτερα τον προγραμματισμό; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ Ανάφερε κάτι για τον προγραμματισμό που κατάλαβες καλύτερα: 130 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

131 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ 18. Πως θα χαρακτήριζες τις ικανότητές σου στον προγραμματισμό μετά τις δραστηριότητες; ΚΑΘΟΛΟΥ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΕΣ ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΕΣ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΑΡΚΕΤΑ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΕΣ ΠΟΛΥ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΕΣ 19. Συνολικά η όλη δραστηριότητα, σε βοήθησε να καταλάβεις καλύτερα κάποιες βασικές έννοιες προγραμματισμού, σε σχέση με τα άλλα περιβάλλοντα προγραμματισμού που έχεις διδαχθεί; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ Ανάφερε κάποιες έννοιες που κατάλαβες καλύτερα : 20. Μετά από την εμπειρία με τα ρομπότ θα ήθελες να ασχοληθείς περισσότερο με τον προγραμματισμό γενικά; ΟΧΙ ΜΑΛΛΟΝ ΟΧΙ ΔΕΝ ΞΕΡΩ ΜΑΛΛΟΝ ΝΑΙ ΝΑΙ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΕΠΙΛΥΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Πως θα λύνατε το παρακάτω πρόβλημα; Δεν χρειάζεται να κάνετε αριθμητικές πράξεις! Περιγράψτε μόνο με ποια λογική μπορούμε να φτάσουμε στο αποτέλεσμα. Ένας δρόμος έχει μήκος 500m. Η Δ.Ε.Η θέλει να τοποθετήσει από τη μία μεριά του δρόμου 6 κολώνες φωτισμού. Αν η πρώτη κολώνα τοποθετηθεί στην αρχή του δρόμου, πόσο θα απέχουν μεταξύ τους οι κολώνες; Σας ζητούν να προγραμματίσετε το ρομπότ, ώστε να τοποθετήσουν τις κολώνες. Προσπαθήστε να βρείτε τις εξισώσεις οι οποίες θα σας βοηθήσουν να υπολογίσετε τα ζητούμενα. Ίσως μια σχηματική αναπαράσταση να βοηθούσε στη λύση της άσκησης. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 131

132 Μπορείτε να κάνετε ένα απλό σχέδιο για να δείξετε πώς θα τοποθετήσει το ρομπότ τις κολώνες φωτισμού; Σε κάθε περίπτωση, κάθε πόσα μέτρα θα τοποθετήσει τις κολώνες; Μπορείτε να γράψετε βήμα- βήμα τί πρέπει να κάνει το ρομπότ; 132 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

133 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΜΑΙ Ονοματεπώνυμο: 1. Κατά διαστήματα αναρωτιέμαι αν επιτυγχάνω τους στόχους μου. 2. Σκέφτομαι αρκετές εναλλακτικές λύσεις σε ένα πρόβλημα, πριν απαντήσω. 3. Προσπαθώ να χρησιμοποιώ τις στρατηγικές με τις οποίες έχω εργαστεί στο παρελθόν. 4. Ρυθμίζω το διάβασμά μου, προκειμένου να έχω αρκετό χρόνο. 5. Καταλαβαίνω τις μαθησιακές δυνατότητες και αδυναμίες μου. 6. Σκέφτομαι τι πραγματικά πρέπει να μάθω πριν αρχίσω μια εργασία. 7. Ξέρω πόσο καλά τα πήγα μόλις τελειώσω ένα τεστ. 8. Θέτω συγκεκριμένους στόχους πριν αρχίσω μια εργασία. 9. Επιβραδύνω όταν συναντώ σημαντικές πληροφορίες. 10. Ξέρω τι είδους πληροφορίες είναι πιο σημαντικό να μάθω. 11. Αναρωτιέμαι αν έχω εξετάσει όλες τις επιλογές κατά την επίλυση ενός προβλήματος. 12. Είμαι καλός στο να οργανώνω τις πληροφορίες. 13. Εστιάζω την προσοχή μου συνειδητά σε σημαντικές πληροφορίες. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 133

134 14. Έχω ένα συγκεκριμένο σκοπό για κάθε στρατηγική που χρησιμοποιώ. 15. Μαθαίνω καλύτερα όταν ξέρω κάτι σχετικό με το θέμα Ξέρω τι περιμένει ο δάσκαλος να μάθω. 17. Είμαι καλός στο να θυμάμαι πληροφορίες. 18. Χρησιμοποιώ διάφορες στρατηγικές μάθησης, ανάλογα με την περίπτωση. 19. Αναρωτιέμαι αν υπήρχε ευκολότερος τρόπος για να κάνω κάτι μετά την ολοκλήρωση μιας εργασίας. 20. Ελέγχω πόσο καλά μαθαίνω. 21. Κάνω επανάληψη σε τακτά χρονικά διαστήματα για να με βοηθήσει να καταλάβω σημαντικές συσχετίσεις Κάνω στον εαυτό μου ερωτήσεις σχετικές με το θέμα που θα μελετήσω πριν αρχίσω. 23. Σκέφτομαι πολλούς τρόπους για να λύσω ένα πρόβλημα και επιλέγω τον καλύτερο. 24. Συνοψίζω αυτά που έχω μάθει αφού τελειώσω. 25. Ζητώ τη βοήθεια των άλλων όταν δεν καταλαβαίνω κάτι. 26. Μπορώ να παρακινήσω τον εαυτό μου για να μάθω όταν χρειάζεται. 27. Γνωρίζω τι στρατηγικές χρησιμοποιώ όταν μελετώ. 134 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

135 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ 28. Πιάνω τον εαυτό μου να αναλύει τη χρησιμότητα των στρατηγικών, ενώ μελετώ. 29. Χρησιμοποιώ τις μαθησιακές μου δυνατότητες για να αντισταθμίσω τις αδυναμίες μου. 30. Στρέφω την προσοχή μου στην έννοια και τη σημασία των νέων πληροφοριών. 31. Δημιουργώ δικά μου παραδείγματα για να κάνω τις πληροφορίες πιο ουσιαστικές. 32. Είμαι καλός κριτής του πόσο καλά καταλαβαίνω κάτι. 33. Διαπιστώνω ότι χρησιμοποιώ χρήσιμες στρατηγικές μάθησης αυτόματα Σταματώ συχνά για να ελέγξω τι έχω καταλάβει. 35. Ξέρω πότε κάθε στρατηγική που χρησιμοποιώ είναι πιο αποτελεσματική. 36. Αναρωτιέμαι πόσο καλά πέτυχα τους στόχους μου μόλις τελειώσω. 37. Όταν διαβάζω δημιουργώ εικόνες ή διαγράμματα για να με βοηθήσουν να καταλάβω. 38. Αναρωτιέμαι αν έχω σκεφτεί όλες τις εναλλακτικές λύσεις αφού λύσω ένα πρόβλημα. 39. Προσπαθώ να αποδώσω νέες πληροφορίες με δικά μου λόγια. 40. Αλλάζω στρατηγικές όταν δεν μπορώ να καταλάβω. 41. Χρησιμοποιώ την οργανωτική δομή του κειμένου για να με βοηθήσει να μάθω. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 135

136 42. Διαβάζω προσεκτικά τις οδηγίες πριν αρχίσω μια εργασία. 43. Αναρωτιέμαι αν αυτό που διαβάζω είναι σχετικό με αυτό που ήδη γνωρίζω. 44. Επανεξετάζω τις υποθέσεις μου όταν μπερδεύομαι. 45. Οργανώνω το χρόνο μου για να επιτύχω καλύτερα τους στόχους μου. 46. Μαθαίνω περισσότερα όταν ενδιαφέρομαι για το θέμα. 47. Προσπαθώ να χωρίσω το αντικείμενο που μελετώ σε μικρότερα τμήματα. 48. Στρέφω την προσοχή μου σε γενικές έννοιες και όχι σε λεπτομέρειες. 49. Αναρωτιέμαι πόσο καλά τα καταφέρνω, όταν μαθαίνω κάτι νέο. 50. Αφού τελειώσω μια εργασία, αναρωτιέμαι αν έχω μάθει όσα θα μπορούσα να μάθω. 51. Σταματώ και ξαναμελετώ νέες πληροφορίες οι οποίες δεν είναι σαφείς. 52. Σταματώ και ξαναδιάβασα όταν μπερδεύομαι. 136 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

137 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ 1 ο QUIZ Ας δούμε τι θυμόμαστε από ότι έχουμε κάνει μέχρι τώρα. Ονοματεπώνυμο: Δραστηριότητα 1 Κάντε το ρομπότ σας να κινείται μέχρι να δει ένα εμπόδιο, το οποίο βρίσκεται σε συγκεκριμένη θέση. Αν το δει σε απόσταση μικρότερη των 30εκατοστών τότε να πει τη φράση «object detected», αλλιώς να εμφανίσει στην οθόνη μια λυπημένη φατσούλα. Στη συνέχεια, να κινηθεί μέχρι να ακουμπήσει το εμπόδιο και να το αποφύγει. Αυτή η διαδικασία να πραγματοποιηθεί 4 φορές. Μια ομάδα μαθητών έδωσε την παρακάτω λύση για τη δραστηριότητα 1: Υπάρχει κάποιο τμήμα στο παραπάνω πρόγραμμα, το οποίο είναι λάθος; Ποιο τμήμα του κώδικα θα μπορούσες να αλλάξεις; Υπάρχουνε τμήματα στο παραπάνω κώδικα τα οποία θα μπορούσες να δημιουργήσεις MyBlock έτσι ώστε να τα χρησιμοποιείς όταν τα χρειάζεσαι; Κύκλωσε τις ενέργειες που θα περιέχει το MyBlock. Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 137

138 Δραστηριότητα 2 Κάντε τώρα το ρομπότ σας να κινείται και να αποφεύγει τα εμπόδια που βλέπει (άγνωστη η θέση των εμποδίων). Κάθε φορά που τα βλέπει να λέει την φράση «Woops» και να τα αποφεύγει. Μια ομάδα μαθητών έδωσε την παρακάτω λύση για τη δραστηριότητα 2: Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Ποιες είναι οι ίδιες ενέργειες στα παραπάνω προβλήματα; Ας κάνουμε γενίκευση Συνδυάζοντας τα παραπάνω προβλήματα και τις λύσεις τους, πρότεινε ένα γενικό πρόβλημα. 138 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

139 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ 2 ο QUIZ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Ας δούμε τι θυμόμαστε Ονοματεπώνυμο: Δραστηριότητα 1 Το ρομπότ σας κινείται σε έναν αυτοκινητόδρομο που έχει τούνελ. Όταν μπει σε τούνελ με χαμηλή φωτεινότητα θα πρέπει να ανάβουν τα φώτα πορείας του και όταν βγαίνει από αυτό να σβήνουν. Αν η φωτεινότητα είναι μικρή τότε να κινηθεί με ταχύτητα 50, να ανάψει τα φώτα πορείας και να εμφανίσει στην οθόνη το κείμενο «light on», διαφορετικά να κινηθεί με ταχύτητα 90, να σβήσει τα φώτα πορείας και να εμφανίσει στην οθόνη το κείμενο «light off». Η διαδικασία να επαναλαμβάνεται για 2 λεπτά. Μια ομάδα μαθητών έδωσε την παρακάτω λύση για την δραστηριότητα 1: Πιστεύεις ότι είναι σωστή η παραπάνω λύση ή υπάρχει κάποιο λανθασμένο ή περιττό τμήμα στο πρόγραμμα; Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα (1) (2) (3) (4) Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 139

140 Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Θα ήθελες να προτείνεις κάποια διαφορετική λύση ή να αλλάξεις, να βελτιώσεις κάποιο τμήμα του κώδικα; Δραστηριότητα 2 Το ρομπότ σας κινείται στην εθνική οδό Αθηνών Θεσσαλονίκης με μεγάλη ταχύτητα και προσπερνά τα προπορευόμενα αυτοκίνητα. Το ρομπότ κινείται ευθεία και όταν δει ένα προπορευόμενο όχημα σε απόσταση 20 εκατοστών, τότε να εμφανίσει στην οθόνη την λέξη «prosperasi!», να ανάβει φλας και να το προσπερνάει. Μια ομάδα μαθητών έδωσε την παρακάτω λύση για την δραστηριότητα 2: Υπάρχουν κάποια τμήματα του κώδικα τα οποία έχετε ξανασυναντήσει; Αν ναι, ποιά είναι αυτά; 140 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

141 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Ας κάνουμε γενίκευση Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 141

142 2 ο QUIZ ΕΥΟΣΜΟΥ Ας δούμε τι θυμόμαστε Ονοματεπώνυμο: Δραστηριότητα 1 Κάντε τώρα το ρομπότ να ξεκινάει όταν ακούει ένα ήχο έντασης >60. Στη συνέχεια να κινείται με τυχαία ταχύτητα μέχρι να δει ένα εμπόδιο σε κάποια απόσταση. Να εμφανίζει στην οθόνη την απόσταση αυτή κι έπειτα να προχωράει ευθεία για 3 second με ταχύτητα όση είναι η απόσταση από το εμπόδιο. Η διαδικασία να επαναλαμβάνεται για 2 second. Μια ομάδα μαθητών έδωσε την παρακάτω λύση για την δραστηριότητα 1: Υπάρχει κάποιο λανθασμένο ή περιττό τμήμα στο πρόγραμμα; Θα ήθελες να αλλάξεις κάποιο τμήμα του κώδικα; Δραστηριότητα 2 Κατευθύνετε το ρομπότ σας ανάλογα με την ένταση του ήχου που του μιλάτε. Δηλαδή, κάντε το να κινείται ευθεία και όταν πούμε «αριστερά» χαμηλόφωνα, να στρίψει αριστερά και όταν πούμε «δεξιά» δυνατά, να στρίψει δεξιά. Κάθε φορά να εμφανίζει στην οθόνη του την κατεύθυνση του. Η διαδικασία να επαναλαμβάνεται για 1 λεπτό. Μια ομάδα μαθητών έδωσε την παρακάτω λύση για την δραστηριότητα 2: 142 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

143 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα (1) (2) (3) Υπάρχουν κάποια τμήματα του κώδικα τα οποία έχετε ξανασυναντήσει. Έχετε δημιουργήσει γι αυτά δικά σας block; Ποιά είναι αυτά; Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 143

144 Ας κάνουμε γενίκευση Βλέποντας την λύση της ομάδας των μαθητών έχετε να προτείνετε κάποιον διαφορετικό τρόπο λύσης; 144 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

145 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΜΙΚΡΟΠΡΑΚΤΙΚΕΣ Ας δούμε τι μάθαμε Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Ημερομηνία: Ποιό σύμβολο αντιστοιχεί σε κάθε σενάριο??? Σενάριο 1: «Το ρομπότ μας χορεύει και ταυτόχρονα παίζει διάφορες νότες αλλά εμφανίζει και στη οθόνη του ένα λουλούδι» Ο Κώστας παρατήρησε ότι το κομμάτι με τις νότες το έχει συναντήσει σε αρκετές δραστηριότητες. Επομένως, σκέφτηκε να το αποθηκεύσει ως «παίζω μουσική» για να το έχει έτοιμο και να το χρησιμοποιήσει σε επόμενες δραστηριότητες. Σενάριο 2: Ο Δάσκαλος πληροφορικής στο σχολείο είπε στα παιδιά να χρησιμοποιήσουν τα lego ρομπότ γα να φτιάξουν έναν συναγερμό για το σχολείο. Ο Γιώργος προγραμμάτισε τον συναγερμό να ενεργοποιείται μόλις βλέπει τον κλέφτη να παραβιάζει την πόρτα του σχολείου. Ο Κώστας όμως προγραμμάτισε τον συναγερμό να ενεργοποιείται όχι μόνο όταν βλέπει τον κλέφτη, αλλά να ενεργοποιείται και όταν ακούσει έναν θόρυβο από τον κλέφτη και όταν δει να ανάβουν τα φώτα του σχολείου. Σενάριο 3: Στον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Πληροφορικής δόθηκε ένα πρόβλημα στο οποίο έπρεπε οι μαθητές να κάνουν τα ρομπότ να χορεύουν. Ένας μαθητής για να λύσει την άσκηση έγραψε τις ενέργειες σε μια σειρά: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 145

146 1. Επανέλαβε για πάντα a. Δώσε τυχαία τιμή από 70 μέχρι 100 b. Κινήσου στρίβοντας δεξιά για 1 rotation c. Κινήσου ευθεία για 0.3 second με ταχύτητα 100 d. Δώσε τυχαία τιμή από 70 μέχρι 100 e. Κινήσου στρίβοντας αριστερά για 1 rotation Σενάριο 4: Το ρομπότ σας κινείται στην εθνική οδό Θεσσαλονίκης-Αθηνών. Στην πορεία του προσπερνάει τα αυτοκίνητα που συναντά και εμφανίζει στη οθόνη το σύνολο των αυτοκινήτων που έχει προσπεράσει κάθε στιγμή. Στη συνέχεια, εάν στην πορεία του συναντήσει τούνελ με χαμηλή φωτεινότητα, να ανάψει τα φώτα πορείας του. Για να λύσω πιο εύκολα το πρόβλημα σκέφτηκα ότι μπορώ να κάνω πρώτα το ρομπότ να προσπερνάει τα αυτοκίνητα και εμφανίζει στη οθόνη το σύνολο των προσπεράσεων, μετά να κάνω το ρομπότ να ανάψει τα φώτα πορείας του εάν μπει σε τούνελ με χαμηλή φωτεινότητα. Σενάριο 5: 1. Ένα αυτοκίνητο κινείται με τυχαία ταχύτητα και μόλις εντοπίσει αυτοκίνητο στα 20εκατοστα, λέει «object detected» κι έπειτα προσπερνάει. 2. Ένα αυτοκινητάκι κινείται με τυχαία ταχύτητα στο δρόμο. Στην πορεία του όταν ακούσει το σφύριγμα κάποιου τροχονόμου πρέπει να μειώσει ταχύτητα και να συνεχίσει την πορεία του. Σκέφτομαι ότι και στα 2 προβλήματα επαναλαμβάνονται κάποιες ενέργειες μέχρι να ενεργοποιηθεί κάποιος αισθητήρας δηλ. να πάρει κάποια πληροφορία από το περιβάλλον του και στη συνέχεια να αντιδράσει. 146 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

147 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ Ας δούμε τι μάθαμε Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Ημερομηνία: Ποιό σύμβολο αντιστοιχεί σε κάθε σενάριο??? Σενάριο 1: Στο μάθημα Άλγεβρας της Α Γυμνασίου, ο καθηγητής έδωσε στους μαθητές να υπολογίσουν την τιμή της αριθμητικής παράστασης: - 2 *3+5 * ( -1) Ο Βασίλης σκέφτηκε για να βρει την τιμή της αριθμητικής παράστασης 1. Να υπολογίσει το γινόμενο -2*3 2. Να υπολογίσει το γινόμενο 5*(-1) 3. Να υπολογίσει το άθροισμα των 2 παραπάνω γινομένων Σενάριο 2: Ένας φύλακας κάνει περιπολία σε δύο οικοδομικά τετράγωνα, στο Ε1 το οποίο είναι τετράγωνο πλευράς 50μέτρων και στο Ε2 το οποίο είναι ορθογώνιο με πλευρές 30 και 60μέτρα αντίστοιχα. Πρέπει να περπατήσει γύρω-γύρω από αυτά για να ελέγχει την κατάσταση, να ξεκουράζεται για 10 λεπτά και μετά να ξεκινάει πάλι. Ε1 Ε2 Για να λύσω πιο εύκολα το πρόβλημα σκέφτηκα ότι μπορώ να προγραμματίσω πρώτα το φύλακα να κάνει τον γύρο του τετραγώνου, μετά προγραμματίσω τον φύλακα να κάνει τον γύρο του ορθογωνίου, και τέλος να εισάγω μια καθυστέρηση χρόνου για να ξεκουράζεται ο φύλακας. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 147

148 Σενάριο 3: Ένας δάσκαλος έδωσε 2 προβλήματα στις ομάδες των μαθητών και τους είπε ότι η κάθε ομάδα αρκεί να λύσει μόνο ένα. Κάθε ομάδα διάλεξε να λύσει κάποιο πρόβλημα, μία ομάδα όμως σκέφτηκε μία απάντηση που έδινε λύση και στα δύο προβλήματα. Σενάριο 4: Ένας αστυνόμος κάνει περιπολία σε δύο οικοδομικά τετράγωνα, στο Ε1 το οποίο είναι τετράγωνο πλευράς 50μέτρων και στο Ε2 το οποίο είναι ορθογώνιο με πλευρές 30 και 60μέτρα αντίστοιχα. ε Ο Πέτρος παρατήρησε ότι τα κομμάτια του τετραγώνου και του ορθογωνίου τα έχουμε συναντήσει και σε άλλες περιπτώσεις. Επομένως, σκέφτηκε να τα αποθηκεύσει ως «τετράγωνο» και ως «ορθογώνιο» αντίστοιχα και να τα χρησιμοποιεί σε επόμενες δραστηριότητες. Σενάριο 5: 1. Ένα αυτοκίνητο είναι σταματημένο σε φωτεινό σηματοδότη και περιμένει σφύριγμα από τον τροχονόμο για να ξεκινήσει. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να φτάσει το αυτοκίνητο στον προορισμό του. 2. Μια μηχανή κινείται στην εθνική οδό και όταν μπει σε τούνελ με χαμηλή φωτεινότητα ανάβει τα φώτα πορείας για να έχει καλύτερη ορατότητα. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να φτάσει η μηχανή στον προορισμό της. Σκέφτομαι ότι και στα 2 προβλήματα επαναλαμβάνονται κάποιες ενέργειες μέχρι να ενεργοποιηθεί κάποιος αισθητήρας δηλ. να πάρει κάποια πληροφορία από το περιβάλλον του και στη συνέχεια να αντιδράσει. 148 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

149 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ Ας δούμε τι μάθαμε Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Ημερομηνία: Ποιό σύμβολο αντιστοιχεί σε κάθε σενάριο??? Σενάριο 1: 1. Ο Δημήτρης κάνει ένα επαγγελματικό ταξίδι από Θεσσαλονίκη για Αθήνα με το αυτοκίνητό του. Κατά την διάρκεια του ταξιδιού του προσπερνάει τα προπορευόμενα αμάξια που συναντά. 2. Ένας φύλακας κάνει τη περιπολία του και μόλις δει μια ύποπτη κίνηση ανάβει τον φακό και λέει τη φράση «Ακίνητος». Σκέφτομαι ότι και στα 2 προβλήματα επαναλαμβάνονται κάποιες ενέργειες μέχρι να αισθανθεί δηλ. να πάρει κάποια πληροφορία από το περιβάλλον του και στη συνέχεια να αντιδράσει, έχουμε δηλ. επανάληψη μέχρι να ικανοποιηθεί μία συνθήκη. Σενάριο 2: Σκεφτείτε ότι το ρομπότ σας είναι αυτοκινητάκι και κινείται σε δρόμο ταχείας κυκλοφορίας με μεγάλη ταχύτητα, την οποία θέλουμε να εμφανίζει κάθε φορά στην οθόνη για να μπορούμε να ελέγξουμε την ταχύτητα μας. Ο Κώστας παρατήρησε ότι το κομμάτι της εμφάνισης της ταχύτητας στην οθόνη το έχει συναντήσει σε αρκετές δραστηριότητες. Επομένως, σκέφτηκε από την προηγούμενη φορά και αποθήκευσε την «εμφάνιση ταχύτητας» στον υπολογιστή του. Έτσι, το έχει έτοιμο να το χρησιμοποιήσει και στην παραπάνω δραστηριότητα. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 149

150 Σενάριο 3: Στον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Πληροφορικής δόθηκε ένα πρόβλημα στο οποίο έπρεπε ένας φύλακας να ελέγχει ένα οικοδομικό τετράγωνο. Ένας μαθητής για να λύσει την άσκηση έγραψε τις ενέργειες σε μια σειρά: 2. Επανάλαβε για 4 φορές a. φύλακα κινήσου ευθεία για 50 μέτρα b. φύλακα στρίψε γωνία 90 ο αριστερά Σενάριο 4: Μία ομάδα μαθητών σκέφτηκε να κατασκευάσει ρομπότ τα οποία θα έκαναν ανακύκλωση χαρτιού και πλαστικού. Βλέποντας το αυτό ο καθηγητής τους πρότεινε να σκεφτούν πως θα μπορούσαν να κάνουν τα ρομπότ τους να ανακυκλώνουν και άλλα υλικά, όπως γυαλί και αλουμίνιο. Σενάριο 5: «Το ρομπότ μας κινείται σε δρόμο ταχείας κυκλοφορίας με τυχαία ταχύτητα την οποία εμφανίζει στην οθόνη του. Όταν δει μπροστά του κάποιο προπορευόμενο αυτοκίνητο να το προσπεράσει και σε όλη την διάρκεια της πορείας του παίζει μουσική.» Για να λύσω πιο εύκολα το πρόβλημα σκέφτηκα ότι μπορώ να κάνω πρώτα το ρομπότ να κινείται με τυχαία ταχύτητα, μετά να κάνω να εμφανίζει την ταχύτητα στην οθόνη του, στη συνέχεια να κάνω το ρομπότ όταν βλέπει κάποιο προπορευόμενο αυτοκίνητο να το προσπερνάει και τέλος το να παίζει μουσική σε όλη την διάρκεια της πορείας του. 150 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

151 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ Ας δούμε τι μάθαμε Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Ημερομηνία: Ποιό σύμβολο αντιστοιχεί σε κάθε σενάριο??? Σενάριο 1: «Το ρομπότ μας κινείται σε δρόμο ταχείας κυκλοφορίας με τυχαία ταχύτητα την οποία εμφανίζει στην οθόνη του. Όταν δει μπροστά του κάποιο προπορευόμενο αυτοκίνητο να το προσπεράσει και σε όλη την διάρκεια της πορείας του παίζει μουσική.» Για να λύσω πιο εύκολα το πρόβλημα σκέφτηκα ότι μπορώ να κάνω πρώτα το ρομπότ να κινείται με τυχαία ταχύτητα, μετά να κάνω να εμφανίζει την ταχύτητα στην οθόνη του, στη συνέχεια να κάνω το ρομπότ όταν βλέπει κάποιο προπορευόμενο αυτοκίνητο να το προσπερνάει και τέλος το να παίζει μουσική σε όλη την διάρκεια της πορείας του. Σενάριο 2: Κάνε το ρομπότ να κινείται τυχαία στο χώρο και όταν δει κάποιο εμπόδιο σε απόσταση 30εκατοστών να το αποφύγει. Έχω παρατηρήσει ότι το κομμάτι της αποφυγής ενός εμποδίου το έχουμε συναντήσει αρκετές φορές. Επομένως, σκέφτομαι να το αποθηκεύσω ως «αποφυγή εμποδίου» για να το έχω έτοιμο και να το χρησιμοποιήσω σε επόμενες δραστηριότητες. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 151

152 Σενάριο 3: 3. Το ρομπότ να είναι αυτοκίνητο και να κινείται στην εθνική οδό και μόλις μπαίνει σε σκοτεινό τούνελ να ανάψει τα φώτα πορείας του. 4. Το ρομπότ είναι φύλακας και μόλις δει μια ύποπτη κίνηση να ανάψει τον φακό και να πει τη φράση «Ακίνητος». Σκέφτομαι ότι και στα 2 προβλήματα το ρομπότ επαναλαμβάνει κάποιες ενέργειες μέχρι να αισθανθεί δηλ. να πάρει κάποια πληροφορία από το περιβάλλον του και στη συνέχεια να αντιδράσει. Σενάριο 4: Ήρθαν επισκέπτες στο σπίτι και πρέπει να σερβίρουμε καφέ. Για να κάνω τον καφέ σκέφτομαι με ποια σειρά θα κάνω τις ενέργειες: 1. Θα βάλω τον καφέ και την ζάχαρη στο ποτήρι 2. Θα προσθέσω το νερό 3. Θα χτυπήσω τα υλικά 4. Θα συμπληρώσω με νερό 5. Θα προσθέσω ένα καλαμάκι Σενάριο 5: Ο Γιώργος έκανε το ρομπότ του να προχωράει ευθεία και να αποφεύγει 3 εμπόδια τα οποία βρίσκονται σε συγκεκριμένες θέσεις. Ο Γιάννης όμως βλέποντας την λύση που έδωσε ο Γιώργος, σκέφτηκε να κάνει το ρομπότ του να κινείται τυχαία στο χώρο και να αποφεύγει όσα εμπόδια συναντάει στο δρόμο του, τα οποία βρίσκονται σε τυχαίες θέσεις 152 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

153 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΕΝΤΥΠΟ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗΣ Σχετικά με τα ρομπότ 1. Πως σου φάνηκε η εμπειρία με τα ρομπότ; 2. Τι πιστεύεις ότι έμαθες με τις δραστηριότητες ρομποτικής; 3. Βλέπεις τα lego σαν παιχνίδι, κάτι που αποτελεί κίνητρο για σένα; 4. Τι θα ήθελες να αλλάξει στα φύλλα εργασίας; Σχετικά με τη συνεργασία - ρόλους 5. Σου άρεσε ο τρόπος συνεργασίας; Αν ναι, τι σου άρεσε στον τρόπο συνεργασίας σας; Έχεις να προτείνεις κάτι για την βελτίωσή της; 6. Τι ρόλους θα προτείνατε και με τι αρμοδιότητες; 7. Πιστεύεις ότι σε βοήθησε η καθοδήγηση στην επίλυση των δραστηριοτήτων; Σχετικά με την επίλυση προβλήματος 8. Πιστεύεις ότι μπορείς να χρησιμοποιείς την μεθοδολογία επίλυσης, που ακολουθήσαμε στις δραστηριότητες, και σε άλλα μαθήματα; Σχετικά με την υπολογιστική σκέψη 9. Τί εννοούμε με τον όρο γενίκευση σύμφωνα με τις δραστηριότητες; Μπορείς να το περιγράψεις με δικά σου λόγια; 10. Τί εννοούμε με τον όρο αφαίρεση σύμφωνα με τις δραστηριότητες; Μπορείς να το περιγράψεις με δικά σου λόγια; 11. Ποιο από τα παρακάτω σύμβολα είναι η αφαίρεση και ποιο είναι η γενίκευση; Σχετικά με τον προγραμματισμό 12. Επέλεξε ποια διατύπωση κατανοείς καλύτερα; (Επιλέξτε μόνο μία) Το ρομπότ όταν δει ένα εμπόδιο να κινηθεί προς τα πίσω διαφορετικά να συνεχίσει την πορεία του. Αν το ρομπότ δει ένα εμπόδιο να κάνει πίσω αλλιώς να συνεχίσει την πορεία του. Το ρομπότ να κινείται ευθεία και όταν συναντήσει ένα εμπόδιο να κινείται προς τα πίσω. Ή θα προτιμούσατε κάποια άλλη; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 153

154 Ποια blocks θα χρησιμοποιούσες για να υλοποιήσεις αυτό που ζητά η παραπάνω διατύπωση; 13. Συνολικά η όλη δραστηριότητα σε βοήθησε να κατανοήσεις καλύτερα κάποιες βασικές έννοιες προγραμματισμού σε σχέση με τα άλλα περιβάλλοντα προγραμματισμού που διδάσκεστε; Αν ναι, ποιες είναι αυτές οι έννοιες; 14. Μετά τις δραστηριότητες ρομποτικής, θα ήθελες να συνεχίσεις να ασχολείσαι με τον προγραμματισμό, γενικά; 154 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

155 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗΣ Το ρομπότ προσπαθεί να παρκάρει ανάμεσα σε δύο αυτοκίνητα ενώ παράλληλα τα αλάρμ του είναι αναμμένα. Αν καθώς παρκάρει εντοπίζει το πίσω αυτοκίνητο σε απόσταση μικρότερη των 50 εκατοστών ο πίσω αισθητήρας παρκαρίσματος κάνει έναν συνεχόμενο ήχο ενώ παράλληλα εμφανίζει στο ταμπλό του την απόσταση από το πίσω αυτοκίνητο και σταματάει. Αφού σταματήσει προσπαθεί να αποφύγει το πίσω αυτοκίνητο, αλλιώς συνεχίζει με την ίδια ταχύτητα να παρκάρει. Πώς θα έλυνες το παραπάνω πρόβλημα; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 155

156 Το ρομπότ κινείται σε μια μεγάλη πόλη και σε μία διασταύρωση συναντά έναν τροχονόμο, σταματάει και περιμένει να του δώσει προτεραιότητα. Όταν δει τον τροχονόμο να σηκώνει το χέρι του και ταυτόχρονα ακούσει την σφυρίχτρα του έντασης μεγαλύτερης από 50, τότε ξεκινάει με ταχύτητα 20 και εμφανίζει την ταχύτητα στην οθόνη του. Η διαδικασία αυτή να επαναλαμβάνεται για όσο χρόνο το ρομπότ βρίσκεται στην πόλη. Πώς θα έλυνες το παραπάνω πρόβλημα; Το ρομπότ λειτουργεί ως σύστημα συναγερμού για να σας προστατεύει. Αν αντιληφθεί κάποιο θόρυβο μέσα στο σπίτι μεγαλύτερο από κάποια συγκεκριμένη τιμή, λέει την φράση «Attention» κι έπειτα χτυπάει ο συναγερμός μέχρι κάποιος να τον ακουμπήσει, ώστε να τον απενεργοποιήσει. Μόλις απενεργοποιηθεί να εμφανίσει στην οθόνη την ένδειξη «LHSTEIA!!!» Πώς θα έλυνες το παραπάνω πρόβλημα; 156 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

157 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V: ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ Το ρομπότ σας κινείται στην εθνική οδό Αθηνών Θεσσαλονίκης με μεγάλη ταχύτητα και προσπερνά τα προπορευόμενα αυτοκίνητα. Το ρομπότ κινείται 15. ευθεία και όταν δει ένα προπορευόμενο όχημα σε απόσταση 20 εκατοστών, τότε να εμφανίσει στην οθόνη την λέξη «prosperasi!», να ανάβει φλας και να το προσπερνάει. Πώς θα έλυνες το παραπάνω πρόβλημα; 16. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 157

158 158 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

159 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α V I : Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α Σ 1 ΟΥ Κ Α Λ Α Μ Α Ρ Ι Α Σ Φ ΥΛ Λ Α Ε Π Α. Λ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 159

160 1 Ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟΥ NXT και ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΒΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Μαθητής A:... Μαθητής B:. Μαθητής Γ:. Μαθητής Δ:. Όνομα ομάδας: 160 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

161 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ ΟΜΑΔΕΣ: Στις δραστηριότητες που θα ακολουθήσουν, όλοι θα χωρίζεστε σε κάθε φύλλο εργασίας σε ομάδες των τεσσάρων (4) ατόμων. Οι ρόλοι που θα έχει ο καθένας σας είναι οι εξής: Αναλυτής Σχεδιαστής αλγορίθμου Προγραμματιστής και Ελεγκτής-Αξιολογητής Πιο αναλυτικά: Αναλυτής: διαβάζει το πρόβλημα σε όλη την ομάδα, κατανοεί και αναλύει το πρόβλημα, ξεχωρίζει τα δεδομένα από τα ζητούμενα, ξεχωρίζει τα σημαντικά από τα περιττά και χωρίζει το πρόβλημα σε υποπροβλήματα. Σχεδιαστής Αλγορίθμου: καταγράφει αναλυτικά τον αλγόριθμο βήμα προς βήμα, ελέγχει αν η λύση είναι γενική και προτείνει κάποια γενίκευση. Προγραμματιστής: ενώνει και επιλύει τα επιμέρους υποπροβλήματα και υλοποιεί το πρόγραμμα. Ελεγκτής-Αξιολογητής: εκτελεί το πρόγραμμα, ελέγχει αν λειτουργεί σωστά, αξιολογεί τη λύση του προβλήματος και προτείνει διορθώσεις ή και βελτιώσεις στο πρόγραμμα ή και γενίκευση του προβλήματος. Οι ρόλοι θα εναλλάσσονται ανάλογα με την δραστηριότητα, τόσο για να κατανοείτε όλοι όλους τους ρόλους και να βλέπετε σφαιρικά ένα πρόβλημα, αλλά και για να μπορείτε να αλληλοβοηθηθείτε σε περίπτωση δυσκολίας. Να μην ξεχάσουμε: Αρχικά, δημιουργείστε στην επιφάνεια εργασίας ένα φάκελο με όνομα 1 ο _Φύλλο_ Εργασίας, στον οποίο θα αποθηκεύετε όλα τα αρχεία που θα υλοποιήσετε σε αυτό το φύλλο εργασίας. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 161

162 Κάθε φορά που δημιουργείτε ένα αρχείο, πρέπει να το αποθηκεύετε πάντα πριν το κλείσετε και ανοίξετε ένα νέο. Η διαδικασία αυτή γίνεται από το File -> Save As -> και το όνομα κάθε δραστηριότητας. Μην ξεχνάτε την κατάληξη του κάθε αρχείου.rbt!!! ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟΥ NXT Ανοίγουμε την εφαρμογή μας, Lego Mindstorms 2.0 NXT Programming, από την συντόμευση που βρίσκεται στην επιφάνεια εργασίας ή από τα προγράμματα στο μενού Έναρξη. Το παράθυρο που εμφανίζεται είναι το παρακάτω: Μπάρα Εργαλείων Παράθυ ρο Προγραμ Εκπαιδευτής ρομπότ 162 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

163 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Στο πεδίο Start New Program δίνουμε όνομα στο πρόγραμμα που πρόκειται να δημιουργήσουμε. Εναλλακτικά από το File επιλέγουμε το New για να δημιουργήσουμε ένα νέο αρχείο στο οποίο θα πειραματιστούμε. Στη συνέχεια, αφού δώσουμε το επιθυμητό όνομα στο πρόγραμμά μας, πατάμε το πλήκτρο Go. Με αυτό τον τρόπο ανοίγει το κεντρικό παράθυρο της εφαρμογής όπου θα γράψουμε το πρόγραμμά μας. Αρχή Προγράμματος Ομάδα εντολών Blocks Σύνδεση με το ρομπότ (μεταφορά και εκτέλεση προγράμματος) Έτοιμα blocks ή My Blocks Complete palette ή πλήρης ομάδα εντολών Common palette ή απλή ομάδα εντολών Για να πραγματοποιήσουμε μια δραστηριότητά μας, εισάγουμε με τη μέθοδο drag and drop τα blocks μας, από την Common palette, στη περιοχή του αρχικού πλέγματος (Αρχή Προγράμματος). Για να μεταφέρουμε και να εκτελέσουμε το πρόγραμμα της δραστηριότητάς μας στο ρομπότ, χρησιμοποιούμε τα πλήκτρα που βρίσκονται κάτω δεξιά στη περιοχή σύνδεσης με το ρομπότ. Το κάθε πλήκτρο εκτελεί τις εξής λειτουργίες: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 163

164 ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΒΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ Ας ξεκινήσουμε μαθαίνοντας να κινείται το ρομπότ με τη χρήση του MOVE BLOCK. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο MOVE BLOCK, 2. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος 3. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τις θύρες που έχουμε συνδέσει τους κινητήρες του ρομπότ. Power: Ρυθμίζουμε την ταχύτητα (δύναμη) της κίνησης του Direction: Κατευθύνουμε το ρομπότ να πάει μπροστά ή πίσω ή να σταματήσει. Steering: Ρυθμίζουμε αν το ρομπότ θα κατευθυνθεί ευθεία ή θα στρίψει δεξιά ή αριστερά αντίστοιχα Duration: Επιλέγουμε τη διάρκεια της κίνησης του ρομπότ: Unlimited: Απεριόριστα Degrees: Μοίρες Rotations: Περιστροφές 164 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

165 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ 4. Τώρα ας μεταφέρουμε το πρόγραμμα στο ρομπότ μας Κάνε κλικ εδώ!! Τι κίνηση, πιστεύετε ότι θα κάνει το ρομπότ σας, έχοντας επιλέξει τις παραπάνω ρυθμίσεις; ΠΡΩΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ήρθε η ώρα να αναλάβετε ο καθένας από έναν ρόλο στην ομάδα σας! Για να δούμε ποιος θα εκπροσωπήσει καλύτερα τον ρόλο του; Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Θέλω να κινηθώ μπροστά με ταχύτητα 75 και διάρκεια 3 περιστροφές. Στη συνέχεια να πάω πίσω για 5 δευτερόλεπτα με ταχύτητα 95 και να σταματήσω. move.rbt Διάβασε προσεκτικά το πρόβλημα και περιέγραψε στην ομάδα σου τις κινήσεις που πρέπει να κάνει το ρομπότ. Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ σας Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 165

166 Υλοποίησε το πρόγραμμα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις των παραμέτρων στο MOVE BLOCK. Κάνει το ρομπότ τις κινήσεις που ζήτησε; Αν όχι, που πιστεύεις ότι έχει γίνει το λάθος; Πρότεινε τις απαραίτητες διορθώσεις. Ένα Rotation ισούται με μια πλήρη περιστροφή του κινητήρα του ρομπότ, δηλαδή με μια πλήρη περιστροφή της ρόδας του!! ΔΕΥΤΕΡΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Πιστεύεις ότι μπορείς να αναλάβεις διαφορετικό ρόλο; Ας το διαπιστώσουμε!!! Τώρα ας αλλάξουμε ρόλους!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής 166 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

167 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Όλη η ομάδα μαζί ας προσπαθήσετε να δείτε πως θα κάνετε το ρομπότ σας να στρίψει 90 μοίρες αλλάζοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Duration Steering Power Γωνία Τώρα θέλω να προχωρήσω μπροστά για 7 δευτερόλεπτα και να στρίψω σε ορθή γωνία αριστερά. Στη συνέχεια να προχωρήσω ευθεία για 4 περιστροφές και να σταματήσω, όπως φαίνεται στο σχήμα παρακάτω. gwnia_90.rbt Κατανόησε το πρόβλημα και ανέλυσε το στην ομάδα σου. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 167

168 Περιέγραψε τις κινήσεις με τη σωστή σειρά που πρέπει να κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει το σενάριο. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις.!πρόσεξε τις ρυθμίσεις για να στρίβει το ρομπότ 90 μοίρες αριστερά. Κάνει το ρομπότ τις κινήσεις που ζήτησε; Στρίβει αριστερά σχηματίζοντας ορθή γωνία; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος για να το διορθώσεις; Το Motor Block (Μπλοκ Κινητήρα) ελέγχει ένα κινητήρα. Σκεφτείτε σαν ομάδα, πως θα μπορούσατε να τροποποιήσετε την προηγούμενη δραστηριότητα και να κάνετε το ρομπότ σας να στρίψει αριστερά χρησιμοποιώντας, όμως, Motor Block. 168 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

169 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Τι επιλογές κάνατε στα Motor Βlocks ώστε το ρομπότ σας να στρίβει αριστερά; Μπορεί αυτό να γίνει με διαφορετικούς τρόπους; Αν ναι, ποιοι είναι αυτοί; Κατεύθυνση (Direction) Β κινητήρας Ταχύτητα (power) Διάρκεια (Duration) Κατεύθυνση (Direction) C κινητήρας Ταχύτητα (power) Διάρκεια (Duration) 50 1 rotation 2,5 Συνεχίζοντας, θέλω να σχηματίσω ένα τετράγωνο προς τα αριστερά έτσι ώστε να ξαναγυρίσω στην αρχική μου θέση, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. tetragwno.rbt Καταγράψτε με σαφήνεια τα βήματα που πρέπει να ακολουθήσει το ρομπότ για να σχηματίσει ένα τετράγωνο. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια.... Υλοποίησε το πρόγραμμα ακολουθώντας τα παραπάνω βήματα. Παρατηρείς να επαναλαμβάνονται κάποια μπλοκ; Αν ναι, ποια είναι αυτά; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 169

170 Κάνει το ρομπότ τις κινήσεις που ζήτησε; Αν όχι, μπορείς να εντοπίσεις το τμήμα κώδικα το οποίο πρέπει να βελτιώσεις; Σκεφτείτε σαν ομάδα, εάν υπάρχει τρόπος να απλοποιήσετε το πρόγραμμά σας, έτσι ώστε να χρησιμοποιήσετε λιγότερα BLOCK. Αν ναι, ποιος πιστεύετε ότι είναι αυτός; Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Ποια είναι η κοινή προγραμματιστική δομή του τετραγώνου και της ορθής γωνίας; 170 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

171 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Μαθαίνοντας το ρομπότ να επαναλαμβάνει κάποιες ενέργειες με το LOOP BLOCK. Εισάγοντας το μπλοκ επανάληψης στην αρχή του προγράμματος εμφανίζεται η παρακάτω εικόνα: Οι ρυθμίσεις που εμφανίζονται στο παράθυρο των παραμέτρων του μπλοκ επανάληψης είναι οι εξής: Control: Ρυθμίζουμε πόσες φορές θα εκτελεστούν οι εντολές που υπάρχουν μέσα στη παλέτα επανάληψης. ΤΡΙΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Τώρα ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!! Forever: Πάντα Sensor: Αισθητήρας Time: Ώρα Count: Μετρητής Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Θέλω να σχηματίσω ένα τετράγωνο, όπως στη προηγούμενη άσκηση, αλλά χρησιμοποιώντας το Loop Block. square_repeat.rbt Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 171

172 Υλοποίησε το πρόβλημα χρησιμοποιώντας το Loop Block. Πόσα μπλοκ κίνησης χρησιμοποίησες; Σχημάτισε το ρομπότ το τετράγωνο που ζήτησε; Το μπλοκ επανάληψης χρησιμοποιήθηκε σωστά; Αν όχι, μπορείς να εντοπίσεις το σφάλμα που υπάρχει στο συγκεκριμένο τμήμα κώδικα; Αν το ρομπότ σας ήθελε να σχηματίσει ένα ορθογώνιο τι θα άλλαζες; Κάνε το ρομπότ να σχηματίσει ορθογώνιο. Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Ποιο είναι η κοινή προγραμματιστική δομή με το τετράγωνο; 172 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

173 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Ας δούμε τι άλλο μπορεί να κάνει το ρομπότ!! Το μπλοκ ήχου (Sound Block) μας δίνει τη δυνατότητα να ακούμε διάφορους ήχους τους οποίους είτε τους επιλέγουμε από μια λίστα ήχων είτε τους ηχογραφούμε μόνοι μας. Με το μπλοκ οθόνης (Display Block) το ρομπότ δείχνει μια εικόνα ή ένα κείμενο που μπορούμε να γράψουμε εμείς ή ένα σχήμα. Με το μπλοκ αναμονής (Wait Timer Block) το ρομπότ περιμένει να περάσουν τα 4 δευτερόλεπτα για να κάνει την επόμενη ενέργεια. Για να μπορούμε να βλέπουμε αυτό που εμφανίζεται στην οθόνη του ρομπότ πρέπει να προσθέτουμε ένα wait time block για να δημιουργούμε μια καθυστέρηση χρόνου. Ας δούμε πως κάνει το ρομπότ μας παράλληλες ενέργειες!! Υλοποιείστε το πρόγραμμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: Σύνδεση παράλληλων ενεργειών. Προσθήκη επιπρόσθετων μπλοκ πάνω ή κάτω από την αρχική γραμμή Σύνδεση των επιπρόσθετων μπλοκ με την αρχική γραμμή Δυνατότητα πολλών μπλοκ. προσθήκης Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 173

174 Ποιες ενέργειες κάνει το ρομπότ σας, εκτελώντας το παραπάνω πρόγραμμα; Ας αναλάβει ο καθένας έναν ρόλο!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Καθώς θα προχωράω ευθεία για 1 λεπτό, παράλληλα να παίζω τις νότες C, A, G, D και να εμφανίζω στην οθόνη μου, αρχικά, το κείμενο «Καλημέρα» και μετά, μια χαμογελαστή φατσούλα. parallhles_energeies.rbt Διάβασε προσεκτικά το πρόβλημα και περιέγραψε στην ομάδα σου τις κινήσεις που πρέπει να κάνει το ρομπότ. Βλέποντας τις ενδεικτικές ενέργειες στον πίνακα, περιέγραψε τις κινήσεις με τη σωστή σειρά που πρέπει να κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει το σενάριο. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια 174 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

175 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις, έτσι ώστε να κάνει το ρομπότ τις παραπάνω παράλληλες ενέργειες. Κάνει το ρομπότ τις παράλληλες ενέργειες που ζήτησε; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; ΤΕΤΑΡΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας αλλάξουμε ρόλους πάλι!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Είμαι φύλακας σε δύο οικοδομικά τετράγωνα, στο Ε1 το οποίο είναι τετράγωνο πλευράς 50μέτρων και στο Ε2 το οποίο είναι ορθογώνιο με πλευρές 30 και 60μέτρα αντίστοιχα. Πρέπει να περπατήσω γύρω-γύρω από αυτά για να ελέγχω την κατάσταση, να ξεκουράζομαι για 10 λεπτά και μετά να ξεκινάω πάλι. Η διαδικασία αυτή θα επαναλαμβάνεται κατά τη διάρκεια όλης της βάρδιάς μου. Ε1 Ε2 fylakas.rbt Διάβασε προσεκτικά το πρόβλημα κ ανέλυσε το στην υπόλοιπη ομάδα σου. Μήπως χρειάζεται κάποιες διευκρινήσεις; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 175

176 Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Αν χωρίσεις το πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα ποια θα είναι αυτά; (1) (2) (3) (4) Κατέγραψε με σαφήνεια, βήμα προς βήμα τις ενέργειες του ρομπότ για να υλοποιηθεί η δραστηριότητα Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου Υλοποίησε το ρομπότ σας την δραστηριότητά του; Αν όχι, σε πιο σημείο του κώδικα εντοπίζεις το λάθος για να το διορθώσεις; 176 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

177 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Καταγράψτε τα σχόλιά σας για την όλη δραστηριότητα (τι ήταν αυτό που σας άρεσε, τι ήταν αυτό που σας δυσκόλεψε, ). Πως σας φάνηκαν οι ρόλοι που έπρεπε να παίξετε στις παραπάνω δραστηριότητες; Τι πιστεύετε ότι πρέπει να προσέξετε την επόμενη φορά; Το πρώτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 177

178 ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΑΦΗΣ Εξοικείωση με το TOUCH BLOCK Ανήκετε πλέον στην ομάδα των ειδικών για τους αισθητήρες αφής του ρομπότ. Στόχος σας είναι να εξειδικευτείτε και να μάθετε τις τεχνικές αφής ούτως ώστε όταν γυρίσετε στην ομάδα σας να μπορέσετε να μεταφέρετε τις γνώσεις σας και να βοηθήσετε στην ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων. Να μην ξεχάσετε να δημιουργήσετε ένα φάκελο στην επιφάνεια εργασίας με όνομα Μηχανικοί_Αισθητήρας_Αφής για να αποθηκεύετε εκεί όλα τα προγράμματά σας. Μαθαίνοντας πως το ρομπότ αντιλαμβάνεται τα αντικείμενα ακουμπώντας τα με το TOUCH SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο TOUCH SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα αφής του ρομπότ. Action: Επιλέγουμε Pressed αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής πατιέται. Επιλέγουμε Released αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής ελευθερώνεται. Επιλέγουμε Bumped αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται μετά από ένα γρήγορο πάτημα και να ελευθερώνεται ο αισθητήρας αφής. 178 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

179 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Αφής Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Αφής δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι να πιεστεί ο αισθητήρας αφής. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα αφής του ρομπότ. Κουτί ανατροφοδότησης που μας επιτρέπει να ελέγξουμε τον αισθητήρα αφής μας. Όταν ο αισθητήρας ενεργοποιείται, ο αριθμός 1 θα εμφανιστεί εδώ. Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα αφής. Action: Επιλέγουμε Pressed αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής πατιέται. Επιλέγουμε Released αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής ελευθερώνεται. Επιλέγουμε Bumped αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται μετά από ένα γρήγορο πάτημα και να ελευθερώνεται ο αισθητήρας αφής. Καταγράψτε τα μέλη της ομάδας των ειδικών στους αισθητήρες αφής και υλοποιείστε τις δραστηριότητες που αναλογούν σε κάθε μέλος. Μηχανικός Αφής Α: Μηχανικός Αφής Β: Μηχανικός Αφής Γ: Μηχανικός Αφής Δ: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 179

180 Μηχανικός Αφής Α: Δημιούργησε τον παρακάτω κώδικα και τρέξε το πρόγραμμα. Τι ενέργειες, πιστεύεις, ότι εκτελεί το ρομπότ; Μηχανικός Αφής Β: Στο παραπάνω κώδικα δοκίμασε να χρησιμοποιήσεις το released και το bumped αντί για το pressed. Ποιες διαφορές εντόπισες, στο τρόπο που εκτελέστηκαν τα δύο προγράμματα; Μηχανικός Αφής Γ: Υλοποίησε το παρακάτω πρόγραμμα. Διάρκεια 1 περιστροφ Τι θα συμβεί αν πιέσουμε τον αισθητήρα αφής άμεσα και τι θα συμβεί άμα τον πιέσουμε μετά από λίγα δευτερόλεπτα. Καταγράψτε τι παρατηρείτε και που οφείλετε αυτή η διαφορά. Μηχανικός Αφής Δ: Αν επιλέξεις μια άλλη θύρα για τον αισθητήρα αφής στο ρομπότ, τι θα συμβεί; Όλοι μαζί, κάντε το ρομπότ σας όταν ακουμπάει ένα εμπόδιο να λέει «Woops» και να το αποφεύγει. Καταγράψτε τις κινήσεις σας με τη σειρά. 180 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

181 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΗΧΩΝ Εξοικείωση με το SOUND SENSOR Ανήκετε πλέον στην ομάδα των ειδικών για τους αισθητήρες ήχου του ρομπότ. Στόχος σας είναι να εξειδικευτείτε και να μάθετε τις τεχνικές ήχων ούτως ώστε όταν γυρίσετε στην ομάδα σας να μπορέσετε να μεταφέρετε τις γνώσεις σας και να βοηθήσετε στην ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων. Να μην ξεχάσετε να δημιουργήσετε ένα φάκελο στην επιφάνεια εργασίας με όνομα Μηχανικοί_Αισθητήρας_Ήχων για να αποθηκεύετε εκεί όλα τα προγράμματά σας. Μαθαίνοντας πως το ρομπότ αντιλαμβάνεται και αναπαράγει ήχους με το SOUND SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο SOUND SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα ήχου του ρομπότ. Sound: Επιλέγουμε το όριο της έντασης του ήχου που θα ακούσει το ρομπότ. Τιμή έντασης ήχου. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 181

182 Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Ήχων Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Ήχων δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι εντοπίσει ένα αισθητήρα ήχου. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα ήχων του ρομπότ. Τιμή έντασης ήχου. Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα ήχων. Sound: Επιλέγουμε την ένταση του ήχου που θα ακούσει το ρομπότ. Καταγράψτε τα μέλη της ομάδας των ειδικών στον αισθητήρα ήχων και υλοποιείστε τις δραστηριότητες που αναλογούν σε κάθε μέλος. Μηχανικός Ήχου Α: Μηχανικός Ήχου Β: Μηχανικός Ήχου Γ: Μηχανικός Ήχου Δ: Μηχανικός Ήχου Α: Δημιούργησε τον παρακάτω κώδικα και τρέξε το πρόγραμμα. 182 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

183 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Τι ενέργειες, πιστεύεις, ότι εκτελεί το ρομπότ; Μηχανικός Ήχου Β: Δημιούργησε ένα πρόγραμμα στο οποίο το ρομπότ θα σταματήσει όταν ακούσει ήχο μεγαλύτερο του 30. Κατέγραψε με τη σειρά τα μπλοκ που θα χρησιμοποιήσεις και τι ρυθμίσεις θα κάνεις; Μηχανικός Ήχου Γ : Πειραματίσου με ήχους διαφορετικής έντασης και κατέγραψε, στον παρακάτω πίνακα, τις διαφορετικές τιμές έντασης που θα παρατηρήσεις. Ήχος Τιμή Έντασης Μηχανικός Ήχου Δ: Τι πιστεύεις ότι θα γίνει, αν επιλέξεις κατά λάθος μια άλλη θύρα; Δοκίμασέ το για να διαπιστώσεις αν υπέθεσες σωστά. Όλοι μαζί οι μηχανικοί του αισθητήρα ήχου, καταγράψτε και αιτιολογήστε τι πρέπει να κάνετε έτσι ώστε το ρομπότ σας να κινείται και όταν ακούει ένα δυνατό ήχο να σταματά για 3 δευτερόλεπτα. Καταγράψτε με τη σειρά τα μπλοκ που θα χρησιμοποιήσετε και τι ρυθμίσεις θα κάνετε Κάντε τις απαραίτητες αλλαγές στην παραπάνω δραστηριότητα έτσι ώστε το ρομπότ όταν ακούσει έναν ήχο χαμηλής έντασης να πηγαίνει πίσω 3 περιστροφές και μετά να συνεχίζει την πορεία του. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 183

184 ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΥΠΕΡΗΧΩΝ Εξοικείωση με το ULTRASONIC SENSOR Ανήκετε πλέον στην ομάδα των ειδικών για τους αισθητήρες υπερήχων του ρομπότ. Στόχος σας είναι να εξειδικευτείτε και να μάθετε τις τεχνικές υπερήχων ούτως ώστε όταν γυρίσετε στην ομάδα σας να μπορέσετε να μεταφέρετε τις γνώσεις σας και να βοηθήσετε στην ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων. Να μην ξεχάσετε να δημιουργήσετε ένα φάκελο στην επιφάνεια εργασίας με όνομα Μηχανικοί_Αισθητήρας_Υπερήχων για να αποθηκεύετε εκεί όλα τα προγράμματά σας. Μαθαίνοντας πως το ρομπότ βλέπει τα αντικείμενα με υπερήχους με το ULTRASONIC SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο ULTRASONIC SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα υπερήχων του ρομπότ. Distance: Επιλέγουμε το όριο της απόστασης που θα εντοπίσει το αντικείμενο το ρομπότ. Απόσταση που βλέπει ο αισθητήρας υπερήχων. Show: Η απόσταση που επιλέγουμε μετριέται σε εκατοστά ή ίντσες. 184 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

185 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Υπερήχων Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Υπερήχων δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι η απόσταση σε ένα αισθητήρα υπερήχων «να αυξηθεί πάνω από/ να μειωθεί κάτω από» μία συγκεκριμένη τιμή. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα υπερήχων του ρομπότ. Απόσταση από το αντικείμενο κάθε στιγμή Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα υπερήχων. Show: Η απόσταση που επιλέγουμε μετριέται σε εκατοστά ή ίντσες. Καταγράψτε τα μέλη της ομάδας των ειδικών στον αισθητήρα υπερήχων και υλοποιείστε τις δραστηριότητες που αναλογούν σε κάθε μέλος. Distance: Επιλέγουμε το όριο της απόστασης που θα εντοπίσει το αντικείμενο το ρομπότ. Μηχανικός Υπερήχων Α: Μηχανικός Υπερήχων Β: Μηχανικός Υπερήχων Γ: Μηχανικός Υπερήχων Δ: Μηχανικός Υπερήχων Α: Δημιούργησε τον παρακάτω κώδικα και τρέξε το πρόγραμμα. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 185

186 Τι ενέργειες, πιστεύεις, ότι εκτελεί το ρομπότ; Μηχανικός Υπερήχων Β: Δημιούργησε ένα πρόγραμμα στο οποίο το ρομπότ θα σταματήσει όταν «δει» ένα εμπόδιο στα 50 εκατοστά. Κατέγραψε με τη σειρά τα μπλοκ που θα χρησιμοποιήσεις και τις ρυθμίσεις που θα κάνεις. Εάν αντικαταστήσετε τα εκατοστά σε ίντσες τι αλλαγές παρατηρείται κατά την εκτέλεση; Μηχανικός Υπερήχων Γ: Πειραματίσου βάζοντας μπροστά στο ρομπότ διάφορα αντικείμενα και κατέγραψε, στον παρακάτω πίνακα, τις διαφορετικές τιμές απόστασης που δίνει ο αισθητήρας υπερήχων. Αντικείμενα Τιμή Απόστασης Δοκιμάστε, τι θα συμβεί, εάν αλλάξετε το σύμβολο < με το >. Μηχανικός Υπερήχων Δ: Δημιούργησε ένα πρόγραμμα στο οποίο το ρομπότ να προχωράει μπροστά και όταν εντοπίσει ένα εμπόδιο στα 60 εκατοστά να κάνει πίσω. Κατέγραψε τις ενέργειες με τη σειρά. 186 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

187 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Όλοι μαζί οι μηχανικοί του αισθητήρα υπερήχων, καταγράψτε και αιτιολογήστε τι πρέπει να κάνετε έτσι ώστε το ρομπότ σας να σας ακολουθεί καθώς περπατάτε μπροστά του, κρατώντας απόσταση 40 εκατοστών Εάν στην παραπάνω δραστηριότητα το ρομπότ συνεχίσει να κινείται και σας αποφύγει, τι πρέπει να κάνετε; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 187

188 ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΦΩΤΟΣ Εξοικείωση με το LIGHT SENSOR Ανήκετε πλέον στην ομάδα των ειδικών για τους αισθητήρες φωτός του ρομπότ. Στόχος σας είναι να εξειδικευτείτε και να μάθετε τις τεχνικές φωτός ούτως ώστε όταν γυρίσετε στην ομάδα σας να μπορέσετε να μεταφέρετε τις γνώσεις σας και να βοηθήσετε στην ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων. Να μην ξεχάσετε να δημιουργήσετε ένα φάκελο στην επιφάνεια εργασίας με όνομα Μηχανικοί_Αισθητήρας_Φωτός για να αποθηκεύετε εκεί όλα τα προγράμματά σας. Μαθαίνοντας πως το ρομπότ αντιλαμβάνεται το φως γύρω του με το LIGHT SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο LIGHT SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα φωτός του ρομπότ. 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Light: Επιλέγουμε το όριο φωτός που ελέγχει ο αισθητήρας. Τρέχουσα ένταση του φωτός. Generate light: O αισθητήρας θα παράγει το δικό του φως το οποίο θα αντανακλάται πάνω στον αισθητήρα. 188 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

189 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Φωτός Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Φωτός δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι να «δει» το χρώμα που επιλέξαμε, δηλαδή μέχρι να φτάσει σε κάποια συγκεκριμένη τιμή που θα έχουμε επιλέξει και στη συνέχεια θα προχωρήσει στα υπόλοιπα στα υπόλοιπα blocks που βρίσκονται μετά το WAIT BLOCK. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα φωτός του ρομπότ. Τρέχουσα ένταση του φωτός. Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα φωτός. Generate light: O αισθητήρας θα παράγει το δικό του φως το οποίο θα αντανακλάται πάνω στον αισθητήρα. Light: Επιλέγουμε το όριο φωτός που θα ελέγχει ο αισθητήρας. Καταγράψτε τα μέλη της ομάδας των ειδικών στον αισθητήρα φωτός και υλοποιείστε τις δραστηριότητες που αναλογούν σε κάθε μέλος. Μηχανικός Φωτός Α: Μηχανικός Φωτός Β: Μηχανικός Φωτός Γ: Μηχανικός Φωτός Δ: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 189

190 Μηχανικός Φωτός Α: Πειραματίσου βάζοντας μπροστά στο ρομπότ τα παρακάτω αντικείμενα και χρώματα και κατέγραψε τις διαφορετικές τιμές που δίνει ο αισθητήρας φωτός. Αντικείμενα- Χρώματα Θρανίο Τιμές Χρωμάτων Πάτωμα Άσπρο Μαύρο Κόκκινο χαρτί Κόκκινο αλουμίνιο Μηχανικός Φωτός Β: Δημιούργησε ένα πρόγραμμα στο οποίο το ρομπότ θα κινείται ευθεία μέχρι να συναντήσει μία μαύρη γραμμή. Κατέγραψε τα μπλοκ και τις παραμέτρους που χρησιμοποίησες. Μηχανικός Φωτός Γ: Τροποποίησε το παραπάνω πρόγραμμα έτσι ώστε το ρομπότ να αποφεύγει τη μαύρη γραμμή, χωρίς να την πατά και η διαδικασία αυτή να επαναλαμβάνεται για 1 λεπτό. Μηχανικός Φωτός Δ: Στο παραπάνω πρόγραμμα αντικατέστησε το μαύρο χρώμα με άσπρο. Τι ρυθμίσεις πρέπει να κάνεις; Δοκιμάστε, τι θα συμβεί, εάν αλλάξετε το σύμβολο > με το <. Όλοι μαζί οι μηχανικοί του αισθητήρα φωτός, κάντε το ρομπότ σας να μετράει τη φωτεινότητα καθώς κινείται και να εμφανίζει στην οθόνη του την τιμή της φωτεινότητας που μετρά ο αισθητήρας φωτός του. 190 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

191 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ 2 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΟΥΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Να μην ξεχάσουμε: Αρχικά, δημιουργείστε στην επιφάνεια εργασίας ένα φάκελο με όνομα 2 ο _Φύλλο_ Εργασίας, στον οποίο θα αποθηκεύετε όλα τα αρχεία που θα υλοποιήσετε σε αυτό το φύλλο εργασίας. Κάθε φορά που δημιουργείτε ένα αρχείο, πρέπει να το αποθηκεύετε πάντα πριν το κλείσετε και ανοίξετε ένα νέο. Η διαδικασία αυτή γίνεται από το File -> Save As -> και το όνομα κάθε δραστηριότητας Μην ξεχνάτε την κατάληξη του κάθε αρχείου.rbt!!! Δημιουργία Ομάδων Ειδικών Στο σημείο αυτό, τα μέλη της ομάδας χωρίζονται και δημιουργούνται οι 4 ομάδες μηχανικών, οι οποίες θα είναι: Μηχανικοί Αισθητήρα Αφής Μηχανικοί Αισθητήρα Ήχων Μηχανικοί Αισθητήρα Υπερήχων και Μηχανικοί Αισθητήρα Φωτός Κάθε μέλος της ομάδας θα χωριστεί σε κάθε μία από τις παραπάνω ομάδες με σκοπό να εξοικειωθεί με τα αντίστοιχα μπλοκ. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 191

192 Επιστροφή στις αρχικές ομάδες Μετά την εξοικείωσή σας με τα νέα μπλοκ, οι μηχανικοί επιστρέφεται στην αρχική σας ομάδα με σκοπό να μεταφέρετε τις γνώσεις σας και να ολοκληρώσετε τις δραστηριότητες του 2 ου Φύλλου Εργασίας. Μαθαίνοντας πως το ρομπότ αποφεύγει εμπόδια. ΠΡΩΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας αναλάβει ο καθένας από ένα ρόλο!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Μηχανικός Υπερήχων Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής 192 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

193 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Θα κινούμαι ευθεία για 3 δευτερόλεπτα μέχρι να εντοπίσω κάποιο εμπόδιο σε απόσταση μικρότερη των 40 εκατοστών. Όταν το εντοπίσω να πω τη φράση object detect, να το αποφύγω και, κάνοντας μια πλήρη περιστροφή, να πω τη φράση «Good Job». apofygh_empodiou_1.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Στη συνέχεια, κατέγραψε με δικά σου λόγια την εκφώνηση. Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια (1) για 3 δευτ. Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Απέφυγε το ρομπότ σας το εμπόδιο που συνάντησε; Αν όχι, που πιστεύεις ότι έχει γίνει το λάθος; Πρότεινε τις απαραίτητες διορθώσεις. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 193

194 ΔΕΥΤΕΡΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Τώρα ας αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Μηχανικός Φωτός Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Θα κινούμαι πάνω στο θρανίο και όταν θα αντιλαμβάνομαι ότι φτάνω στην άκρη του, να αποφεύγω να πέσω και να εμφανίζω στην οθόνη το σήμα STOP. Την διαδικασία αυτή την επαναλαμβάνω 2 φορές. apofygh_empodiou_2.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Στη συνέχεια, κατέγραψε με δικά σου λόγια την εκφώνηση. Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Ενδεικτικά βήματα Τα βήματα που θα κάνει το ρομπότ (1) για 3 Rot. με 40 ταχ. Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. 194 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

195 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Κατάφερε το ρομπότ σας να μην πέσει από το θρανίο; Αν όχι, που πιστεύεις ότι έχει γίνει το λάθος; Πρότεινε τις απαραίτητες διορθώσεις.! Προσέξτε μην πέσει το ρομπότ από το θρανίο. ΤΡΙΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Τώρα ας αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Μηχανικός Ήχων Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Θα προχωράω μέσα στα όρια του θρανίου και όταν τα πλησιάζω, για να μην πέφτω θα πρέπει να ακούω έναν δυνατό θόρυβο και να αλλάζω πορεία λέγοντας τη λέξη Woops και εμφανίζοντας στην οθόνη μια χαμογελαστή φατσούλα. apofygh_empodiou_3.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Στη συνέχεια, κατέγραψε με δικά σου λόγια την εκφώνηση. Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 195

196 Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Κατάφερε το ρομπότ να μην πέσει; Αν όχι, που πιστεύεις ότι έχει γίνει το λάθος; Πρότεινε τις απαραίτητες διορθώσεις. Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Δείτε τα 3 προγράμματα που έχετε υλοποιήσει παραπάνω και σκεφθείτε: ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ και στις τρεις περιπτώσεις; Πως θα τις περιγράψετε με τα ίδια λόγια; ΤΕΤΑΡΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Μηχανικός Αφής Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Κινούμαι μέσα σε ένα πλαίσιο, όπως στο παρακάτω σχήμα, αποφεύγοντας τα εμπόδια που ακουμπάω. Κάθε φορά που τα ακουμπάω, λέω τη φράση «Object». apofygh_empodiou_4.rbt 196 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

197 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Στη συνέχεια, κατέγραψε με δικά σου λόγια την εκφώνηση. Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Υπάρχει κάτι κοινό με προηγούμενες δραστηριότητες; Υπάρχει κάποιο τμήμα του προβλήματος που το έχετε ξανασυναντήσει; Αν ναι, ποιο είναι αυτό και σε ποιες δραστηριότητες το συναντήσατε; Δείτε τα παρόμοια προγράμματα και κάντε την σύγκριση μεταξύ τους. Τι παρατηρείτε; Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 197

198 Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Κινήθηκε το ρομπότ μέσα στο πλαίσιο, αποφεύγοντας τα εμπόδια που ακούμπησε; Αν όχι, που πιστεύεις ότι έχει γίνει το λάθος; Πρότεινε τις απαραίτητες διορθώσεις. ΠΕΜΠΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Τώρα ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Λειτουργώ ως σύστημα συναγερμού για να σας προστατεύω. Αν αντιληφθώ κάποιο θόρυβο μέσα στο σπίτι μεγαλύτερο από κάποια συγκεκριμένη τιμή έντασης, να λέω τη φράση «Attention» για 15 λεπτά και να σταματάω για 2 λεπτά πριν ξεκινήσω πάλι να λέω την φράση. Μόλις με ακουμπήσει κάποιος να εμφανίσω στην οθόνη την ένδειξη «LHSTEIA!!!» και έτσι να απενεργοποιηθώ. drasthriothta5.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Χώρισε το πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα. (1) (2) (3) 198 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

199 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ (4) (5) Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Υπάρχει κάτι κοινό με προηγούμενες δραστηριότητες; Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Λειτούργησε, το ρομπότ, σωστά ως συναγερμός; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 199

200 Βρείτε μια γενίκευση Σύμφωνα με τη λύση της παραπάνω δραστηριότητα, προτείνετε ένα γενικό πρόβλημα. Γιατί είναι γενικό; Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα! Συμπληρώστε την πρόταση: Σήμερα, μάθαμε Πως σας φάνηκε ο διαχωρισμός σε ομάδες μηχανικών; Σας βοήθησε να συνεργαστείτε μεταξύ σας στις τελικές δραστηριότητες; Θα θέλατε να αλλάξετε κάτι; Το δεύτερο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! 200 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

201 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ 3 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Μαθαίνοντας το ρομπότ να δέχεται έναν αριθμό και να τον μετατρέπει σε κείμενο με το NUMBER TO TEXT BLOCK 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο ADVANCED, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο NUMBER TO TEXT. 3. Το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος και κάνουμε τις εξής συνδέσεις: Είσοδος αριθμού ενός Έξοδος κειμένου Μετατροπή αριθμού σε κείμενο Εδώ μπορούμε να εισάγουμε απευθείας τον αριθμό. Όταν θέλουμε να εμφανίσουμε ένα αριθμό στην οθόνη του NXT πρέπει να τον μετατρέψουμε πρώτα σε κείμενο. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 201

202 Μαθαίνοντας το ρομπότ να παράγει τυχαίους αριθμούς με το RANDOM BLOCK. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο DATA, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο RANDOM. 3. Το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος και κάνουμε τις εξής συνδέσεις: Οι τυχαίοι αριθμοί που παράγονται από το μπλοκ θα κυμαίνονται μεταξύ μιας ελάχιστης (Α) και μιας μέγιστης (Β) τιμής. Ο τυχαίος αριθμός που παράγεται, αποστέλλεται σαν έξοδος μέσω του καλωδίου Η ελάχιστη και η μέγιστη τιμή μπορούν να ορισθούν είτε σέρνοντας τον δείκτη της μπάρας, είτε πληκτρολογώντας Υλοποιείστε το πρόγραμμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: Επανάληψη: 5 δευτερόλεπτα Ελάχιστη τιμή : 10 Μέγιστη τιμή : 50 Κίτρινο Καλώδιο: τα δεδομένα είναι αριθμοί Πορτοκαλί Καλώδιο: τα δεδομένα εξόδου είναι κείμενο. 202 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

203 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Καταγράψτε, τις ενέργειες που θα κάνει το ρομπότ σας, εκτελώντας το παραπάνω πρόγραμμα. ΠΡΩΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Τώρα ας αναλάβει ο καθένας έναν ρόλο!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Ενώ κινούμαι για 2 λεπτά με τυχαία ταχύτητα, η ταχύτητα να εμφανίζεται στην οθόνη μου. random.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Ενδεικτικά βήματα Τα βήματα που θα κάνει το ρομπότ (1)για 2 περ. με τυχαία ταχύτητα.. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 203

204 Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Κινήθηκε το ρομπότ τυχαία; Εμφανίστηκε η τιμή της ταχύτητας στην οθόνη του NXT; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Μαθαίνοντας πως να δημιουργούμε δικά μας Blocks. Το My Blocks μας δίνει τη δυνατότητα να δημιουργήσουμε ένα νέο μπλοκ, το οποίο περιλαμβάνει μια ομάδα εντολών. Στο συγκεκριμένο μπλοκ, δίνουμε ένα όνομα, το αποθηκεύουμε και το καλούμε ξανά όταν χρειαστεί. Στο πρόγραμμα μας αυτό ή σε ένα νέο πρόγραμμα, μπορούμε να εισάγουμε το block που δημιουργήσαμε από την παλέτα Custom χωρίς να χρειάζεται να ξαναδημιουργήσουμε αυτό το τμήμα του προγράμματος. Ας δούμε λοιπόν πως μπορούμε να φτιάξουμε ένα δικό μας block!! Στο Block αυτό το ρομπότ μας θα κινείται ευθεία και θα παράγει έναν ήχο Πρώτα επιλέγουμε τα blocks που θέλουμε. Με τα blocks επιλεγμένα, πηγαίνουμε στο μενού Edit και επιλέγουμε την εντολή Make a New My Block. Στη συνέχεια, εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο: Εδώ δίνουμε ένα όνομα στο My Block. Εδώ γράφουμε μια περιγραφή για το τι κάνει το νέο μας block. 204 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

205 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Έπειτα πατάμε το Next και εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο: Εδώ σχεδιάζουμε ένα εικονίδιο για το νέο My Block. Όταν τελειώσουμε επιλέγουμε το Finish. Το νέο My Block θα είναι πλέον διαθέσιμο στην παλέτα Custom. Αν θέλουμε να αλλάξουμε τις δυνατότητες ενός My Block, μπορούμε να αλλάξουμε τα blocks που περιέχει είτε κάνοντας διπλό κλικ στο My Block, είτε επιλέγοντας την εντολή Edit Selected My Block από το μενού Edit. Αυτά είναι τα εικονίδια που χρησιμοποιούμε για να σχεδιάζουμε την εικόνα του δικού μας My Block. Το My Block είναι σημαντικό γιατί το δημιουργώ μία φορά και μπορώ να το καλέσω πολλές φορές στο Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Δημιουργείστε το δικό σας My Block με όνομα «apofeugw_empodia», το οποίο θα περιέχει τις κινήσεις για να αποφεύγει το ρομπότ σας εμπόδια όταν τα εντοπίζει. Σε ποιο σημείο αποθηκεύτηκε; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 205

206 ΔΕΥΤΕΡΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Κινούμαι τυχαία στο χώρο για 1 λεπτό μέχρι να συναντήσω ένα εμπόδιο. Μόλις το ακουμπήσω, να πω τη φράση «Woops» και να το αποφύγω. Να χρησιμοποιήσετε το My block που δημιουργήσατε στην προηγούμενη άσκηση. my_block.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Περιέγραψε τι θα κάνει το ρομπότ σας. Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια (1) για 2 περ. με τυχαία ταχύτητα (5) ο αισθητήρας αφής να ακουμπήσει εμπόδιο Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

207 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Απέφυγε το ρομπότ το εμπόδιο που ακούμπησε; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Υπάρχει κάποιο τμήμα του προγράμματος που θα ήθελες να το κάνεις My Block για να το χρησιμοποιήσετε και σε άλλες δραστηριότητες; Να θυμάστε που αποθηκεύετε τα blocks που δημιουργείτε για να τα καλείτε όταν τα χρειάζεστε. Μαθαίνοντας πως το ρομπότ κάνει επιλογές με το SWITCH BLOCK. Πολλές φορές στην εκτέλεση διαδοχικών ενεργειών, πρέπει να ελεγχθεί μια κατάσταση και ανάλογα να αποφασίσουμε προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση τις ενέργειές μας. Για παράδειγμα, αν το ρομπότ καθώς κινείται βρεθεί σε σκοτεινό δωμάτιο να μειώσει την ταχύτητά του, αλλιώς (διαφορετικά) να κινείται με την κανονική του ταχύτητα. Το Switch Block χρησιμοποιείται για να εκτελεστεί ένα από τα δύο κομμάτια του κώδικα ανάλογα με το αν ισχύει κάποια συνθήκη. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο SWITCH BLOCK, 2. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 207

208 Αν ο αισθητήρας αφής πιέζεται, τότε η συνθήκη είναι αληθής διαφορετικά (αλλιώς) είναι ψευδής. 3. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Αν η συνθήκη είναι αληθής (ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. Αν η συνθήκη είναι ψευδής (δεν ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. Επιλέγουμε αν ο έλεγχος της συνθήκης θα γίνει με βάση έναν αισθητήρα ή με τις συνθήκες True ή False. Επιλέγουμε με ποιον αισθητήρα θα ελεγχθεί η συνθήκη. Εδώ έχουμε επιλέξει τον αισθητήρα αφής. Επιλέγουμε τη σωστή θύρα που είναι συνδεδεμένος ο αισθητήρας. ΤΡΙΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Κάντε με να κινούμαι με μεγάλη ταχύτητα αν βρίσκομαι σε φωτεινό δωμάτιο και με μικρή ταχύτητα αν βρίσκομαι σε σκοτεινό. Αν η φωτεινότητα είναι μικρότερη του 40 τότε να κινούμαι με ταχύτητα 50, διαφορετικά να κινούμαι με ταχύτητα 100. Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. switch.rbt 208 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

209 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια. Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Κινήθηκε το ρομπότ ανάλογα με την φωτεινότητα; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Μαθαίνοντας τη λειτουργία της λάμπας. Η λάμπα συνδέεται στο ρομπότ σε μια από τις 3 θύρες εξόδου, δηλαδή σε μία από τις θύρες που συνδέονται και οι κινητήρες. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο ACTION, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο LAMP*, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 209

210 Θύρα σύνδεσης της λάμπας στο ρομπότ. Αν η λάμπα θα είναι ανοιχτή ή κλειστή Επιλέγουμε την ένταση τους φωτός που θα εκπέμπει η λάμπα. Πραγματοποιείστε την προηγούμενη δραστηριότητα, κάνοντας τη λάμπα να ανάβει μόλις το ρομπότ σας βρεθεί σε σκοτεινό δωμάτιο. Τι ρυθμίσεις κάνατε στο Lamp Block; ΤΕΤΑΡΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής \ Κινούμαι τυχαία στον χώρο αποφεύγοντας εμπόδια κι αν μπω σε σκοτεινό μέρος να μειώνω ταχύτητα και να ανάβουν τα φώτα πορείας μου. lamp.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Διαχώρισε το πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

211 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Στις παραπάνω δραστηριότητες, ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ; Ποια είναι η κοινή προγραμματιστική δομή τους; Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ, στη δεύτερη στήλη του πίνακα. Σημείωσε τους αριθμούς που βρίσκονται δίπλα στα μπλοκ εντολών και τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια.. Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Μείωσε ταχύτητα και άναψε η λάμπα, όταν το ρομπότ μπήκε σε σκοτεινό χώρο; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 211

212 Βρείτε μια γενίκευση Σύμφωνα με τη λύση της παραπάνω δραστηριότητα, προτείνετε ένα γενικό πρόβλημα. Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Συμπληρώστε την πρόταση: Σήμερα, μάθαμε Πως σας φάνηκε η χρήση του My Block; Πιστεύετε ότι είναι χρήσιμη στα προγράμματά σας και γιατί; Τι θα θέλατε να υλοποιήσετε την επόμενη φορά; Το τρίτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! 212 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

213 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ 4 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ας ξανά θυμηθούμε ό, τι έχουμε μάθει ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Δραστηριότητα 1 Ένας φύλακας ελέγχει την κατάσταση σε ένα οικοδομικό τετράγωνο τις νυχτερινές ώρες. Αν βλέπει ύποπτη κίνηση σε απόσταση μεγαλύτερη των 40 εκατοστών ανάβει τον φακό και λέει τη φράση «Stop», αλλιώς συνεχίζει την πορεία του. fylakas2.rbt Ας αναλάβει ο καθένας έναν ρόλο!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Περιέγραψε τι θα κάνει το ρομπότ σας. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 213

214 Κατάγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια.... Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Έλεγξε, ο φύλακας, το οικοδομικό τετράγωνο; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Επιλύστε το παραπάνω πρόβλημα, αντικαθιστώντας τα move block με motor block. Ποια είναι η διαφορά τους; Δραστηριότητα 2 Ένα αυτοκίνητο ξεκινάει στις 9:00 το πρωί από Θεσσαλονίκη με προορισμό την Αθήνα. Στην εθνική οδό οδηγάει με ταχύτητα 100. Κάθε φορά που μπαίνει σε τούνελ ανάβει τα φώτα και παράλληλα μειώνει την ταχύτητά του σε 80. Μετά από μια δεκάλεπτη στάση στην Λαμία φτάνει στην Αθήνα στις 14:30 το μεσημέρι. aytokinhto.rbt 214 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

215 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Ας αλλάξουμε ρόλους!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Περιέγραψε τι θα κάνει το ρομπότ σας. Κατέγραψε αναλυτικά τα βήματα (ενέργειες) που πρέπει να κάνει το ρομπότ. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια.. Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Ανάβει το αυτοκίνητο τα φώτα όταν μπαίνει σε τούνελ; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 215

216 Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Δείτε τα 2 προγράμματα που έχετε υλοποιήσει παραπάνω και σκεφθείτε: ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ και στις δύο περιπτώσεις; Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Υπάρχουν κάποια τμήματα του κώδικα τα οποία θα μπορούσατε να τα χρησιμοποιήσετε για να κάνετε My block; Αν ναι, ποιά είναι αυτά; Ας κάνουμε γενίκευση Συνδυάζοντας τα παραπάνω προβλήματα και τις λύσεις τους, προτείνετε ένα γενικό πρόβλημα. Προσπαθήστε να το υλοποιήσετε. Δούλεψε σωστά; 216 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

217 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Τι πιστεύετε ότι μάθατε από την επανάληψη; Σας βοήθησε να θυμηθείτε ό, τι έχετε μάθει; Θα θέλατε να περιλαμβάνουν οι δραστηριότητες κάτι άλλο που θα θέλατε να επαναλάβετε; Το τέταρτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 217

218 5 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΠΡΑΞΕΙΣ, ΤΗΝ ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΚΑΙ ΤΙΣ ΣΥΓΚΡΙΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Μαθαίνοντας πως το ρομπότ κάνει μαθηματικές πράξεις με το MATH BLOCK. Με το Math Block μπορούμε να κάνουμε τις εξής μαθηματικές πράξεις: Πρόσθεση (Addition) Αφαίρεση (Subtraction) Πολλαπλασιασμό (Multiplication) Διαίρεση (Division) Απόλυτη τιμή (Absolute Value) Τετραγωνική ρίζα (Square Root) Το σέρνουμε στο πρόγραμμα Είσοδοι τιμών είτε απευθείας, συμπληρώνοντας την επιθυμητή τιμή είτε από μεταβλητές και αισθητήρες. Έξοδος του αποτελέσματος της Πράξη μεταξύ του Α και του Β 218 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

219 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ και κάνουμε τις εξής ρυθμίσεις: Επιλογή επιθυμητής πράξης μεταξύ του Α και του Β. ΠΡΩΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Τώρα ας αναλάβει ο καθένας έναν ρόλο!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Υλοποιείστε το πρόγραμμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα και αποθηκεύεστε το με όνομα Addition_1.rbt: Γράψτε, ποιες ενέργειες υλοποιεί το παραπάνω πρόγραμμα. Αν αντί για πρόσθεση, κάνατε αφαίρεση τι θα αλλάζατε; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 219

220 Μαθαίνοντας πως το ρομπότ διαχειρίζεται τις μεταβλητές με το VARIABLE BLOCK. Οι μεταβλητές χαρακτηρίζονται από το όνομα, τον τύπο και την τιμή τους. Υπάρχουν 3 τύποι μεταβλητών: 1. Λογική (παίρνει την τιμή True ή False) 2. Αριθμός (μόνο ακέραιος) 3. Κείμενο Για να δημιουργήσουμε μια μεταβλητή επιλέγουμε από το μενού: Edit Define Variables και ανοίγει το παρακάτω παράθυρο. Οι μεταβλητές που υπάρχουν και οι νέες που δημιουργούμε. Δημιουργία μεταβλητής. νέας Επιλογή του τύπου της μεταβλητής: Logic Number Text Το όνομα της νέας μεταβλητής που δημιουργούμε. Αφού δημιουργήσουμε την μεταβλητή μπορούμε να την βάλουμε στο πρόγραμμά μας σαν μπλοκ. Το σέρνουμε στο πρόγραμμα και για κάθε μεταβλητή χρησιμοποιούμε 2 μπλοκ: Read: για να διαβάσουμε την τιμή που έχουμε αποθηκεύσει στη μεταβλητή αυτή ΚΑΙ Write: για να δώσουμε τιμή στην μεταβλητή μας. Είσοδος Έξοδος 220 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

221 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ και κάνουμε τις εξής ρυθμίσεις: Επιλογή μιας μεταβλητής από αυτές που έχουμε δημιουργήσει. Ανάλογα με τις επιλογές Read και Write, εμφανίζονται και οι κατάλληλες υποδοχές για να συνδέσουμε τα καλώδια Υλοποιείστε το πρόγραμμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: Δημιουργία νέας μεταβλητής με όνομα «athroisma» Τύπος Number μεταβλητής: Πράξη: 2+1 Μεταβλητή:athroisma Action: Write Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 221

222 Γράψτε, ποιες ενέργειες υλοποιεί το παραπάνω πρόγραμμα. Γιατί στον τύπο της μεταβλητής επιλέξαμε το Number; Αν αντί για πρόσθεση κάνουμε αφαίρεση, τι θα αλλάζατε στο πρόγραμμα; ΠΡΩΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας αλλάξουμε ρόλους!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Κινούμαι μπροστά με ταχύτητα 15 και στη συνέχεια με ταχύτητα 25 και εμφανίζω στην οθόνη μου τον μέσο όρο τους. Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. variable.rbt Στη δεύτερη στήλη του πίνακα γράψε αναλυτικά τα βήματα που πρέπει να κάνει το ρομπότ. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

223 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Γράψε τις παρατηρήσεις σου. Εμφανίστηκε στην οθόνη ο μέσος όρος των δύο ταχυτήτων; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Μαθαίνοντας πως το ρομπότ κάνει συγκρίσεις με το COMPARE BLOCK. Με το Compare Block μπορούμε να κάνουμε τις τρεις παρακάτω συγκρίσεις: Μικρότερο (Less Than) Μεγαλύτερο (Greater Than) Ίσο (Equals) Το σέρνουμε στο πρόγραμμα Είσοδοι τιμών είτε απευθείας, συμπληρώνοντας την επιθυμητή τιμή είτε από μεταβλητές και αισθητήρες. Έξοδος του αποτελέσματος της σύγκρισης. Αντί για αριθμητικό αποτέλεσμα επιστρέφει λογικό True ή False ανάλογα με το αν ισχύει η σύγκριση ή όχι. Σύγκριση μεταξύ του Α και του Β. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 223

224 και κάνουμε τις εξής ρυθμίσεις: Επιλογή επιθυμητής σύγκρισης μεταξύ του Α και του Β. Switch Block με λογική τιμή Επιλέγουμε να ελεγχθεί η λογική τιμή. Αν η συνθήκη είναι αληθής (ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. Αν η συνθήκη είναι ψευδής (δεν ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. Επιλέγουμε ο έλεγχος της συνθήκης να γίνει με βάση κάποια τιμή. Επιλέγουμε λογική τιμή ή αριθμό ή κείμενο. ΔΕΥΤΕΡΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής 224 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

225 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Κινούμαι τυχαία στον χώρο για 2 λεπτά με ταχύτητα 50. Αν η ταχύτητά μου είναι μεγαλύτερη από 50 να εμφανίζω στην οθόνη μου την φράση «Υπερβολική ταχύτητα», αλλιώς να εμφανίζω την φράση «Κανονική ταχύτητα». compare_speed.rbt Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Υπάρχει κάποιο τμήμα του κώδικα το οποίο το έχετε ξανά συναντήσει κι άλλες φορές; Αν ναι, ποιο είναι αυτό; Δημιουργήστε το δικό σας My Block. Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια.... Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 225

226 Αξιολόγησε τη λύση του προβλήματος ΤΡΙΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Κινούμαι τυχαία στον χώρο για 2 λεπτά αποφεύγοντας εμπόδια. Αν συναντήσω τα εμπόδια τότε να τα μετράω καθώς τα αποφεύγω και να εμφανίζω στην οθόνη μου τον αριθμό αυτό, αλλιώς να εμφανίζω τη φράση «Δεν συνάντησα εμπόδια». counter.rbt Για να μετράει το ρομπότ μας τα εμπόδια πρέπει να δημιουργήσουμε μια μεταβλητή που να αυξάνει την τιμή της κάθε φορά που συναντάει εμπόδια 1. Δημιουργούμε μια μεταβλητή με όνομα Μετρητής και της δίνουμε την τιμή Κάθε φορά που συναντάει εμπόδιο θα αυξάνει τη τιμή του κατά 1 ο μετρητής. 3. Μέσα σε μια επανάληψη προσθέτουμε στο μετρητή την τιμή 1 δίνουμε τη νέα αυτή τιμή στη μεταβλητή 226 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

227 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Διαχώρισε το πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Ποια ενέργεια, πιστεύετε, ότι μπορείτε να δημιουργήσετε σε δικό σας My Block; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια.. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 227

228 Αξιολόγησε τη λύση του προβλήματός σας. Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Δείτε τα 2 προγράμματα που έχετε υλοποιήσει παραπάνω και σκεφθείτε: ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ και στις δύο περιπτώσεις; Ας κάνουμε γενίκευση Συνδυάζοντας τα παραπάνω 2 προβλήματα και τις λύσεις τους, πρότεινετε ένα γενικό πρόβλημα το οποίο να καλύπτει και τις 2 περιπτώσεις. 228 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

229 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VI: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Ποιες δραστηριότητες σας άρεσαν περισσότερο και ποιες λιγότερο; Πόσο δύσκολες σας φάνηκαν οι δραστηριότητες με τη χρήση της μεταβλητής; Καθόλου Λίγο Μέτρια Αρκετά Πολύ Πως ήταν η εμπειρία σας χρησιμοποιώντας τα Lego NXT, σε όλες τις δραστηριότητες που πραγματοποιήσατε μέχρι τώρα; Το πέμπτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 229

230 230 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

231 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α V I I : ΦΥΛ Λ Α Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α Σ 2 ΟΥ Ε Π Α. Λ Ε ΥΟ Σ Μ Ο Υ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 231

232 1 Ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΒΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Μαθητής A:... Μαθητής B:. Μαθητής Γ:. Μαθητής Δ:. Όνομα ομάδας: Να μην ξεχάσουμε Να δημιουργήσουμε στην επιφάνεια εργασίας ένα φάκελο με όνομα 1 ο _Φύλλο_ Εργασίας_ Όνομα Ομάδας, στον οποίο θα αποθηκεύουμε όλα τα αρχεία που θα υλοποιούμε. Ας δούμε το πρώτο πρόγραμμά μας!! Υλοποιήστε το παρακάτω πρόγραμμα στο ρομπότ σας: Λέει την φράση «Good morning» για ένα δευτερόλεπτο Κινείται ευθεία για 4 rotations με ταχύτητα 50. Κάνει παράλληλες ενέργειες δηλ. ενώ κινείται και λέει την φράση, ταυτόχρονα εμφανίζει και την φατσούλα. Εμφανίζει στην οθόνη του μία χαμογελαστή φατσούλα για ένα δευτερόλεπτο. 232 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

233 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Ένα Rotation ισούται με μια πλήρη περιστροφή του κινητήρα του ρομπότ, δηλαδή με μια πλήρη περιστροφή της ρόδας του!! Για να μπορούμε να βλέπουμε αυτό που εμφανίζεται στην οθόνη του ρομπότ πρέπει να προσθέτουμε ένα wait time block για να δημιουργούμε μια καθυστέρηση χρόνου. Γράψτε τα ονόματα σας δίπλα στο ρόλο που επιθυμείτε να αναλάβετε. Σε κάθε δραστηριότητα θα αλλάζετε κυκλικά ρόλους μεταξύ σας!! Αναλυτής: Σχεδιαστής Αλγορίθμου: Προγραμματιστής: Αξιολογητής: ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1 Σχηματίζω ένα τετράγωνο προς τα δεξιά έτσι ώστε να ξαναγυρίσω στην αρχική μου θέση, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, ενώ παράλληλα παίζω νότες της επιλογής σας. tetragwno.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 233

234 Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει τη δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια (1)Κινήσου μπροστά για 4 rot. με ταχύτητα 50 (3) Κινήσου στρίβοντας δεξιά για (1) Κινήσου μπροστά για 4 rot. με ταχύτητα 50 (3) Κινήσου στρίβοντας δεξιά για (1) Κινήσου μπροστά για 4 rot. με ταχύτητα 50 (3) Κινήσου στρίβοντας δεξιά για (1) Κινήσου μπροστά για 4 rot. με ταχύτητα 50 (3) Κινήσου στρίβοντας δεξιά για (8) Παράλληλα παίζω νότες A,G,D,B Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Γράψε τις παρατηρήσεις σου. Σχημάτισε το ρομπότ το τετράγωνο; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Σκεφτείτε σαν ομάδα, τι θα μπορούσαμε να αλλάξουμε στον κώδικα της παραπάνω δραστηριότητας, έτσι ώστε να μην επαναλαμβάνονται τα ίδια block. 234 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

235 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Στη συνέχεια, καταγράψτε τι θα αλλάξετε στο πρόγραμμα σας ώστε το ρομπότ να σχηματίσει ένα ορθογώνιο. Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Ποια είναι κοινή προγραμματιστική δομή με το τετράγωνο; Αλλαγή ρόλων!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 2 Είμαι φύλακας σε δύο οικοδομικά τετράγωνα, στο Ε1 το οποίο είναι τετράγωνο πλευράς 50μέτρων και στο Ε2 το οποίο είναι ορθογώνιο με πλευρές 30 και 60μέτρα αντίστοιχα. Πρέπει να περπατήσω γύρω-γύρω από αυτά για να ελέγχω την κατάσταση, να ξεκουράζομαι για 10 λεπτά και μετά να ξεκινάω πάλι. Η διαδικασία αυτή θα επαναλαμβάνεται κατά τη διάρκεια όλης της βάρδιάς μου. Ε1 Ε2 fylakas.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Μήπως χρειάζεται κάποιες διευκρινήσεις; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 235

236 Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Χώρισε το πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα. (1) (2) (3) (4) Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει τη δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια (1)Κινήσου μπροστά για 4 rot. με ταχύτητα 50 Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγρεψε τις παρατηρήσεις σου. Πραγματοποίησε ο φύλακας σωστά την βάρδιά του; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; 236 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

237 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Καταγράψτε τα σχόλιά σας για την όλη δραστηριότητα (τι ήταν αυτό που σας άρεσε, τι ήταν αυτό που σας δυσκόλεψε, ). Πως σας φάνηκαν οι ρόλοι που έπρεπε να παίξετε στις παραπάνω δραστηριότητες; Τι πιστεύετε ότι πρέπει να προσέξετε την επόμενη φορά; Το πρώτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 237

238 2 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΟΥΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Να μην ξεχάσουμε Να δημιουργήσουμε στην επιφάνεια εργασίας ένα φάκελο με όνομα 2 ο _Φύλλο_ Εργασίας_ Όνομα Ομάδας, στον οποίο θα αποθηκεύουμε όλα τα προγράμματα που θα υλοποιούμε. Μαθαίνοντας πως το ρομπότ ακουμπάει τα αντικείμενα με το TOUCH SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο TOUCH SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα αφής του ρομπότ. Action: Επιλέγουμε Pressed αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής πατιέται. Επιλέγουμε Released αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής ελευθερώνεται. Επιλέγουμε Bumped αν 238 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

239 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Αφής Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Αφής δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι να πιεστεί ο αισθητήρας αφής. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα αφής του ρομπότ. Κουτί ανατροφοδότησης που μας επιτρέπει να ελέγξουμε τον αισθητήρα αφής μας. Όταν ο αισθητήρας ενεργοποιείται, ο αριθμός 1 θα εμφανιστεί εδώ. Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα αφής. Action: Επιλέγουμε Pressed αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής πατιέται. Επιλέγουμε Released αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται τη στιγμή που ο αισθητήρας αφής ελευθερώνεται. Επιλέγουμε Bumped αν θέλουμε το μπλοκ να ενεργοποιείται μετά από ένα γρήγορο πάτημα και να ελευθερώνεται ο αισθητήρας αφής. Ας αναλάβει ο καθένας ένα ρόλο!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Δραστηριότητα 1 Κινούμαι μέσα σε ένα ορθογώνιο πλαίσιο, όπως στο παρακάτω σχήμα. Κάθε φορά που θα ακουμπάω τις πλευρές του θα τις αποφεύγω και θα λέω τη φράση «Object». Την διαδικασία την επαναλαμβάνω για 2 λεπτά. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 239

240 Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει τη δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια (1)για απεριόριστα με ταχύτητα 50 (5)μέχρι να Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Κινήθηκε το ρομπότ μέσα στο πλαίσιο, αποφεύγοντας τα εμπόδια που ακούμπησε; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Μαθαίνοντας πως το ρομπότ αναπαράγει ήχους με το SOUND SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο SOUND SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 240 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

241 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα ήχου του ρομπότ. Sound: Επιλέγουμε το όριο της έντασης του ήχου που θα ακούσει το ρομπότ. Τιμή έντασης ήχου. Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Ήχων Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Ήχων δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι εντοπίσει ένα αισθητήρα ήχου. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα ήχων του ρομπότ. Τιμή έντασης ήχου. Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα ήχων. Τώρα ας αλλάξουμε ρόλους!!! Sound: Επιλέγουμε την ένταση του ήχου που θα ακούσει το ρομπότ. Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 241

242 Δραστηριότητα 2 Θα προχωράω μέσα στα όρια του θρανίου και όταν τα πλησιάζω, για να μην πέφτω θα πρέπει να ακούω έναν δυνατό θόρυβο και να αλλάζω πορεία λέγοντας τη λέξη Woops και εμφανίζοντας στην οθόνη μια χαμογελαστή φατσούλα. sound.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει τη δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια (1)για απεριόριστα με 60 ταχύτητα (4) μέχρι να (3)κινήσου στρίβοντας δεξιά για 1 rot.με 20 ταχύτητα Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. 242 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

243 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Κατάφερε το ρομπότ να μην πέσει από το θρανίο; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Προσοχή να μην πέσει το ρομπότ!! Μαθαίνοντας πως το ρομπότ βλέπει τα αντικείμενα με το ULTRASONIC SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο ULTRASONIC SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα υπερήχων του ρομπότ. Απόσταση που βλέπει ο αισθητήρας υπερήχων. Distance: Επιλέγουμε το όριο της απόστασης που θα εντοπίσει το αντικείμενο το ρομπότ. Show: Η απόσταση που επιλέγουμε μετριέται σε εκατοστά ή ίντσες. Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Υπερήχων Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Υπερήχων δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι η απόσταση σε ένα αισθητήρα υπερήχων «να αυξηθεί πάνω από/ να μειωθεί κάτω από» μία συγκεκριμένη τιμή. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 243

244 Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα υπερήχων του ρομπότ. Απόσταση από το αντικείμενο κάθε στιγμή Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα υπερήχων. Ας αλλάξουμε ρόλους!!! Show: Η απόσταση που επιλέγουμε μετριέται σε εκατοστά ή ίντσες. Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Δραστηριότητα 3 Distance: Επιλέγουμε το όριο της απόστασης που θα εντοπίσει το αντικείμενο το ρομπότ. Κινούμαι ευθεία για 3 δευτερόλεπτα μέχρι να «δω» κάποιο εμπόδιο σε απόσταση μικρότερη των 40 εκατοστών. Όταν το εντοπίσω να πω τη φράση object detect, να το αποφύγω και, κάνοντας μια πλήρη περιστροφή, να πω τη φράση «Good Job». ultrasonic.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. 244 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

245 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια (1)για 3 sec. με 75 ταχύτητα (4) να Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Απέφυγε το ρομπότ σας το εμπόδιο που συνάντησε; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Δείτε τα 3 προγράμματα που έχετε υλοποιήσει παραπάνω και σκεφθείτε: ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ και στις τρεις περιπτώσεις; Πως θα την περιγράψετε με τα ίδια λόγια; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 245

246 Blocks Περιγράψτε τι κάνει το κάθε block Pressed <50 >30 Κρύβεται κάτι κοινό πίσω από τα παραπάνω 3 block; Αν ναι, ποιο είναι αυτό; Το ρομπότ επαναλαμβάνει κάποιες ενέργειες.. μέχρι οι αισθητήρες να πάρουν συγκεκριμένη τιμή που να ικανοποιεί τη συνθήκη τους. Στη συνέχεια εκτελεί τις ενέργειες που ακολουθούν μετά τη συνθήκη των αισθητήρων. Τώρα ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Δραστηριότητα 4 Λειτουργώ ως σύστημα συναγερμού για να σας προστατεύω. Αν αντιληφθώ κάποιο θόρυβο μέσα στο σπίτι μεγαλύτερο από κάποια συγκεκριμένη τιμή έντασης, να λέω τη φράση «Attention» για 15 λεπτά και να σταματάω για 2 λεπτά πριν ξεκινήσω πάλι να λέω την φράση. Μόλις με ακουμπήσει κάποιος να εμφανίσω στην οθόνη την ένδειξη «LHSTEIA!!!» και έτσι να απενεργοποιηθώ. drasthriothta4.rbt 246 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

247 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Χώρισε το πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα. (6) (7) (8) (9) (10) Κάθε εργασία με πολύπλοκη περιγραφή διαιρείται σε μικρότερες, έως ότου οι εργασίες να είναι αρκετά μικρές, περιεκτικές και εύκολες προς κατανόηση. Όλη η ομάδα μαζί!! Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Υπάρχει κάτι κοινό με προηγούμενες δραστηριότητες; Υπάρχει κάποιο τμήμα του προβλήματος που το έχετε ξανασυναντήσει; Αν ναι, ποιο είναι αυτό και σε ποιες δραστηριότητες το συναντήσατε; Πως θα την περιγράψετε με τα ίδια λόγια; Το ρομπότ επαναλαμβάνει κάποιες ενέργειες.. μέχρι ο αισθητήρας ήχων να πάρει συγκεκριμένη τιμή που να ικανοποιεί τη συνθήκη του. Στη συνέχεια εκτελεί τις ενέργειες που ακολουθούν μετά τη συνθήκη του αισθητήρα ήχων. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 247

248 Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Λειτούργησε, το ρομπότ, σωστά ως συναγερμός; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Όλη η ομάδα μαζί!! Βρείτε μια γενίκευση Σύμφωνα με τη λύση της παραπάνω δραστηριότητα, προτείνετε ένα γενικό πρόβλημα. Γιατί είναι γενικό; 248 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

249 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Συμπληρώστε την πρόταση: Σήμερα, μάθαμε Πως σας φάνηκαν οι ρόλοι που έπρεπε να παίξετε στις δραστηριότητες των αισθητήρων; Θα θέλατε να αλλάξετε κάτι; Το δεύτερο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 249

250 3 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Μαθαίνοντας το ρομπότ να δέχεται έναν αριθμό και να τον μετατρέπει σε κείμενο με το NUMBER TO TEXT BLOCK 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο ADVANCED, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο NUMBER TO TEXT. 3. Το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος και κάνουμε τις εξής συνδέσεις: Είσοδος αριθμού ενός Έξοδος κειμένου Μετατροπή αριθμού σε κείμενο Εδώ μπορούμε να εισάγουμε απευθείας τον αριθμό. Όταν θέλουμε να εμφανίσουμε ένα αριθμό στην οθόνη του NXT πρέπει να τον μετατρέψουμε πρώτα σε κείμενο. 250 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

251 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Μαθαίνοντας το ρομπότ να παράγει τυχαίους αριθμούς με το RANDOM BLOCK. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο DATA, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο RANDOM. 3. Το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος και κάνουμε τις εξής συνδέσεις: Οι τυχαίοι αριθμοί που παράγονται από το μπλοκ θα κυμαίνονται μεταξύ μιας ελάχιστης (Α) και μιας μέγιστης (Β) τιμής. Ο τυχαίος αριθμός που παράγεται, αποστέλλεται σαν έξοδος μέσω του καλωδίου Η ελάχιστη και η μέγιστη τιμή μπορούν να ορισθούν είτε σέρνοντας τον δείκτη της μπάρας, είτε πληκτρολογώντας Υλοποιείστε το πρόγραμμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: Επανάληψη: 5 δευτερόλεπτα Ελάχιστη τιμή : 10 Μέγιστη τιμή : 50 Κίτρινο Καλώδιο: δεδομένα αριθμοί τα είναι Πορτοκαλί Καλώδιο: τα δεδομένα εξόδου είναι κείμενο. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 251

252 Τώρα κάντε το ρομπότ σας να κινείται με τυχαία ταχύτητα και να εμφανίζεται στην οθόνη του η ταχύτητα αυτή. Καταγράψτε τι αλλαγές θα κάνετε στο παραπάνω πρόγραμμα. Μαθαίνοντας πως να δημιουργούμε δικά μας Blocks. Τα My Blocks μας δίνουν τη δυνατότητα να δημιουργήσουμε ένα νέο μπλοκ, το οποίο περιλαμβάνει μια ομάδα εντολών. Στα συγκεκριμένα μπλοκ, δίνουμε ένα όνομα, τα αποθηκεύουμε και τα καλούμε ξανά όταν χρειαστούν. Στο πρόγραμμα μας αυτό ή σε ένα νέο πρόγραμμα, μπορούμε να εισάγουμε το block που δημιουργήσαμε από την παλέτα Custom χωρίς να χρειάζεται να ξαναδημιουργήσουμε αυτό το τμήμα του προγράμματος. Ας δούμε λοιπόν πως μπορούμε να φτιάξουμε ένα δικό μας block!! Στο Block αυτό το ρομπότ μας θα κινείται ευθεία και θα παράγει έναν ήχο Πρώτα επιλέγουμε τα blocks που θέλουμε. Με τα blocks επιλεγμένα, πηγαίνουμε στο μενού Edit και επιλέγουμε την εντολή Make a New My Block. Στη συνέχεια, εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο: Εδώ δίνουμε ένα όνομα στο My Block. Εδώ γράφουμε μια περιγραφή για το τι κάνει το νέο block. 252 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

253 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Έπειτα πατάμε το Next και εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο: Εδώ σχεδιάζουμε ένα εικονίδιο για το νέο My Αυτά είναι τα εικονίδια που χρησιμοποιούμε για να σχεδιάζουμε την εικόνα του Όταν τελειώσουμε επιλέγουμε το Finish. Το νέο My Block θα είναι πλέον διαθέσιμο στην παλέτα Custom. Αν θέλουμε να αλλάξουμε τις δυνατότητες ενός My Block, μπορούμε να αλλάξουμε τα blocks που περιέχει είτε κάνοντας διπλό κλικ στο My Block, είτε επιλέγοντας την εντολή Edit Selected My Block από το μενού Edit. Το My Block είναι σημαντικό γιατί το δημιουργώ μία φορά και μπορώ να το καλέσω πολλές φορές στο ίδιο πρόγραμμα είτε σε διαφορετικά προγράμματα. Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Δημιουργείστε το δικό σας My Block με όνομα «apofeugw_empodia», το οποίο θα περιέχει τις κινήσεις για να αποφεύγει το ρομπότ σας εμπόδια όταν τα εντοπίζει. Σε ποιο σημείο αποθηκεύτηκε το My Block; Ας αναλάβει ο καθένας από ένα ρόλο!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 253

254 Δραστηριότητα 1 Κινούμαι τυχαία στο χώρο και αποφεύγω τα εμπόδια που συναντάω (η θέση των εμποδίων είναι συγκεκριμένη). Κάθε φορά που αποφεύγω ένα εμπόδιο να εμφανίζω στην οθόνη μου την εικόνα «Flower» και να λέω την φράση «OK». Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. my_block.rbt Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Χώρισε το πρόβλημα σε κομμάτια. (1) (2) (3) (4) Κάθε εργασία με πολύπλοκη περιγραφή διαιρείται σε μικρότερες, έως ότου οι εργασίες να είναι αρκετά μικρές, περιεκτικές και εύκολες προς κατανόηση. Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια 254 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

255 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Απέφυγε το ρομπότ τα εμπόδια που συνάντησε; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Βρείτε μια γενίκευση Αν δεν γνωρίζατε τη θέση των εμποδίων πώς θα προγραμματίζατε το ρομπότ σας; Βρείτε μια γενική λύση. Γιατί είναι γενική; Μαθαίνοντας πως το ρομπότ κάνει επιλογές με το SWITCH BLOCK. Πολλές φορές στην εκτέλεση διαδοχικών ενεργειών, πρέπει να ελεγχθεί μια κατάσταση και ανάλογα να αποφασίσουμε προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση τις ενέργειές μας. Για παράδειγμα, αν το ρομπότ καθώς κινείται συναντήσει ένα άλλο ρομπότ να μειώσει την ταχύτητά του, αλλιώς (διαφορετικά) να το προσπεράσει. Το Switch Block χρησιμοποιείται για να εκτελεστεί ένα από τα δύο κομμάτια του κώδικα ανάλογα με το αν ισχύει κάποια συνθήκη. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο SWITCH BLOCK, 2. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 255

256 Αν ο αισθητήρας αφής πιέζεται, τότε η συνθήκη είναι αληθής διαφορετικά (αλλιώς) είναι ψευδής. Αν η συνθήκη είναι αληθής (ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. Αν η συνθήκη είναι ψευδής (δεν ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. 3. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Επιλέγουμε αν ο έλεγχος της συνθήκης θα γίνει με βάση έναν αισθητήρα ή με τις συνθήκες True ή False. Επιλέγουμε με ποιον αισθητήρα θα ελεγχθεί η συνθήκη. Εδώ έχουμε επιλέξει τον αισθητήρα αφής. Επιλέγουμε τη σωστή θύρα που είναι συνδεδεμένος ο αισθητήρας. Ας αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Δραστηριότητα 2 Είμαι ένα σκυλάκι που ξεκουράζομαι (παραμένω ακίνητο) στο σπιτάκι μου. Αν εντοπίσω άγνωστο εισβολέα στο σπίτι, σε απόσταση μικρότερη από 50 εκατοστά, γαυγίζω και κατευθύνομαι προς το μέρος του με μεγάλη ταχύτητα. Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. switch.rbt 256 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

257 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Αντέδρασε το σκυλάκι στην είσοδο του άγνωστου εισβολέα; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Μαθαίνοντας τη λειτουργία της λάμπας. Η λάμπα συνδέεται στο ρομπότ σε μια από τις 3 θύρες εξόδου, δηλαδή σε μία από τις θύρες που συνδέονται και οι κινητήρες. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο ACTION, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο LAMP*, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 257

258 Θύρα σύνδεσης της λάμπας στο ρομπότ. Αν η λάμπα θα είναι ανοιχτή ή κλειστή Επιλέγουμε την ένταση τους φωτός που θα εκπέμπει η λάμπα. Ας ξανά αλλάξουμε ρόλους!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Δραστηριότητα 3 Κινούμαι στην εθνική οδό Αθηνών Θεσσαλονίκης με μεγάλη ταχύτητα και προσπερνάω τα προπορευόμενα αυτοκίνητα. Αν καθώς κινούμαι εντοπίσω ένα αυτοκίνητο σε απόσταση 20 εκατοστών, τότε να εμφανίσω στην οθόνη την λέξη «prosperasi!», να ανάψω φλας και να το προσπεράσω. lamp.rbt Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. 258 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

259 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Χώρισε το πρόβλημα σε κομμάτια. (1) (2) (3) (4) (5) Κάθε εργασία με πολύπλοκη περιγραφή διαιρείται σε μικρότερες, έως ότου οι εργασίες να είναι αρκετά μικρές, περιεκτικές και εύκολες προς κατανόηση. Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Στις παραπάνω δραστηριότητες που έχετε υλοποιήσει, σκεφθείτε: ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ σε όλες τις περιπτώσεις; Πως θα την περιγράψετε με τα ίδια λόγια; Ποια είναι η κοινή προγραμματιστική δομή; Πως θα την περιγράψετε με τα ίδια λόγια; Το ρομπότ επαναλαμβάνει κάποιες ενέργειες.. μέχρι ο αισθητήρας υπερήχων να πάρει συγκεκριμένη τιμή που να ικανοποιεί τη συνθήκη του. Στη συνέχεια εκτελεί τις ενέργειες που ακολουθούν μετά τη συνθήκη του αισθητήρα υπερήχων. Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Υπάρχουν κάποια τμήματα του κώδικα τα οποία θα μπορούσατε να τα χρησιμοποιήσετε για να κάνετε My block; Αν ναι, ποιά είναι αυτά; Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 259

260 Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Προσπέρασε τα αυτοκίνητα όταν τα εντόπισε; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; 260 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

261 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Συμπληρώστε την πρόταση: Σήμερα, μάθαμε Πως σας φάνηκε η χρήση του My Block; Πιστεύετε ότι είναι χρήσιμη στα προγράμματά σας και γιατί; Τι θα θέλατε να υλοποιήσετε την επόμενη φορά; Το τρίτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 261

262 4 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Το ρομπότ σε αυθεντικά προβλήματα. ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Δραστηριότητα 1 Ένας φύλακας ελέγχει την κατάσταση σε ένα οικοδομικό τετράγωνο τις νυχτερινές ώρες. Αν βλέπει ύποπτη κίνηση σε απόσταση μεγαλύτερη των 40 εκατοστών ανάβει τον φακό και λέει τη φράση «Stop», αλλιώς συνεχίζει την πορεία του. fylakas2.rbt Ας αναλάβει ο καθένας έναν ρόλο!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Περιέγραψε τι θα κάνει το ρομπότ σας. 262 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

263 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Έλεγξε, ο φύλακας, το οικοδομικό τετράγωνο; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Μαθαίνοντας πως το ρομπότ αντιλαμβάνεται το φως γύρω του με το LIGHT SENSOR. 1. Από την παλέτα Complete επιλέγουμε το εικονίδιο SENSOR, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο LIGHT SENSOR, 3. το σέρνουμε στο πρόγραμμα 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 263

264 Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα φωτός του ρομπότ. Light: Επιλέγουμε το όριο φωτός που ελέγχει ο αισθητήρας. Τρέχουσα ένταση του φωτός. Μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Φωτός Generate light: O αισθητήρας θα παράγει το δικό του φως το οποίο θα αντανακλάται πάνω στον αισθητήρα. Το μπλοκ Αναμονής με χρήση Αισθητήρα Φωτός δίνει τη δυνατότητα στο NXT να περιμένει μέχρι να «δει» το χρώμα που επιλέξαμε, δηλαδή μέχρι να φτάσει σε κάποια συγκεκριμένη τιμή που θα έχουμε επιλέξει και στη συνέχεια θα προχωρήσει στα υπόλοιπα στα υπόλοιπα blocks που βρίσκονται μετά το WAIT BLOCK. 1. Από την παλέτα Common επιλέγουμε το εικονίδιο WAIT BLOCK, 2. και στη συνέχεια το εικονίδιο 3. το σέρνουμε στην αρχή του προγράμματος Control: Διαλέγουμε την επιλογή Sensor 4. και κάνουμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις: Port: Επιλέγουμε τη θύρα που έχουμε συνδέσει τον αισθητήρα φωτός του ρομπότ. Τρέχουσα ένταση του φωτός. Sensor: Επιλέγουμε κάποιον αισθητήρα. Εμείς επιλέγουμε τον αισθητήρα φωτός. Generate light: O αισθητήρας θα παράγει το δικό του φως το οποίο θα αντανακλάται πάνω στον αισθητήρα. Light: Επιλέγουμε το όριο φωτός που θα ελέγχει ο αισθητήρας. 264 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

265 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Δραστηριότητα 2 Ένα αυτοκίνητο ξεκινάει στις 9:00 το πρωί από Θεσσαλονίκη με προορισμό την Αθήνα. Στην εθνική οδό οδηγάει με ταχύτητα 100. Κάθε φορά που μπαίνει σε τούνελ ανάβει τα φώτα και παράλληλα μειώνει την ταχύτητά του σε 80. Μετά από μια δεκάλεπτη στάση στην Λαμία φτάνει στην Αθήνα στις 14:30 το μεσημέρι. aytokinhto.rbt Ας αλλάξουμε ρόλους!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Διάβασε και ανέλυσε το πρόβλημα στην ομάδα σου. Περιέγραψε τι θα κάνει το ρομπότ σας. Ποιες κινήσεις κατά σειρά πιστεύεις ότι θα κάνει το ρομπότ για να υλοποιήσει την δραστηριότητα; Ενδεικτικά βήματα Αλγόριθμος: Γράψε τα βήματα με σαφήνεια Υλοποίησε το πρόβλημα κάνοντας τις κατάλληλες ρυθμίσεις και αποθήκευσέ το. Κατάγραψε τις παρατηρήσεις σου. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 265

266 Ανάβει το αυτοκίνητο τα φώτα όταν μπαίνει σε τούνελ; Αν όχι, που εντοπίζεις το πρόβλημα στο κώδικα του προγράμματος, έτσι ώστε να το διορθώσεις; Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Δείτε τα 2 προγράμματα που έχετε υλοποιήσει παραπάνω και σκεφθείτε: ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ και στις δύο περιπτώσεις; Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Υπάρχουν κάποια τμήματα του κώδικα τα οποία θα μπορούσατε να τα χρησιμοποιήσετε για να κάνετε My block; Αν ναι, ποιά είναι αυτά; Ας κάνουμε γενίκευση Συνδυάζοντας τα παραπάνω προβλήματα και τις λύσεις τους, προτείνετε ένα γενικό πρόβλημα. Προσπαθήστε να το υλοποιήσετε. Δούλεψε σωστά; 266 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

267 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Τι πιστεύετε ότι μάθατε από την επανάληψη; Σας βοήθησε να θυμηθείτε ό, τι έχετε μάθει; Θα θέλατε να περιλαμβάνουν οι δραστηριότητες κάτι άλλο που θα θέλατε να επαναλάβετε; Το τέταρτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 267

268 5 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΠΡΑΞΕΙΣ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / Όνομα ομάδας: Μαθαίνοντας πως το ρομπότ κάνει μαθηματικές πράξεις με το MATH BLOCK. Με το Math Block μπορούμε να κάνουμε τις εξής μαθηματικές πράξεις: Πρόσθεση (Addition) Αφαίρεση (Subtraction) Πολλαπλασιασμό (Multiplication) Διαίρεση (Division) Απόλυτη τιμή (Absolute Value) Τετραγωνική ρίζα (Square Root) Το σέρνουμε στο πρόγραμμα Είσοδοι τιμών είτε απευθείας, συμπληρώνοντας την επιθυμητή τιμή είτε από μεταβλητές και αισθητήρες. Έξοδος του αποτελέσματος της Πράξη μεταξύ του Α και του Β 268 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

269 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ και κάνουμε τις εξής ρυθμίσεις: Επιλογή επιθυμητής πράξης μεταξύ του Α Υλοποιείστε το πρόγραμμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα και αποθηκεύεστε το με όνομα Addition_1.rbt: Γράψτε, ποιες ενέργειες υλοποιεί το παραπάνω πρόγραμμα. Αν αντί για πρόσθεση, κάνατε αφαίρεση τι θα αλλάζατε; Μαθαίνοντας πως το ρομπότ διαχειρίζεται τις μεταβλητές με το VARIABLE BLOCK. Οι μεταβλητές χαρακτηρίζονται από το όνομα, τον τύπο και την τιμή τους. Υπάρχουν 3 τύποι μεταβλητών: 4. Λογική (παίρνει την τιμή True ή False) 5. Αριθμός (μόνο ακέραιος) 6. Κείμενο Για να δημιουργήσουμε μια μεταβλητή επιλέγουμε από το μενού: Edit Define Variables και ανοίγει το παρακάτω παράθυρο. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 269

270 Οι μεταβλητές που υπάρχουν και οι νέες που δημιουργούμε. Δημιουργία μεταβλητής. νέας Επιλογή του τύπου της μεταβλητής: Logic Number Text Το όνομα της νέας μεταβλητής που δημιουργούμε. Αφού δημιουργήσουμε την μεταβλητή μπορούμε να την βάλουμε στο πρόγραμμά μας σαν μπλοκ. Το σέρνουμε στο πρόγραμμα και για κάθε μεταβλητή χρησιμοποιούμε 2 μπλοκ: Read: για να διαβάσουμε την τιμή που έχουμε αποθηκεύσει στη μεταβλητή αυτή ΚΑΙ Write: για να δώσουμε τιμή στην μεταβλητή μας. Είσοδος Έξοδος και κάνουμε τις εξής ρυθμίσεις: Επιλογή μιας μεταβλητής από αυτές που έχουμε δημιουργήσει. Ανάλογα με τις επιλογές Read και Write, εμφανίζονται και οι κατάλληλες υποδοχές για να συνδέσουμε τα καλώδια 270 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

271 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Υλοποιείστε το πρόγραμμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: Δημιουργία νέας μεταβλητής με όνομα «athroisma» Τύπος Number μεταβλητής: Πράξη: 2+1 Μεταβλητή:athrois ma Γράψτε, ποιες ενέργειες υλοποιεί το παραπάνω πρόγραμμα. Γιατί στον τύπο της μεταβλητής επιλέξαμε το Number; Ας αναλάβει ο καθένας από έναν ρόλο!!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Θα σχηματίσω ένα τετράγωνο, χρησιμοποιώντας το Loop Block και στη συνέχεια, θα αποθηκεύσω τον αριθμό των επαναλήψεων σε μια κατάλληλη μεταβλητή. variable.rbt Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 271

272 Switch Block με λογική τιμή Επιλέγουμε να ελεγχθεί η λογική τιμή. Αν η συνθήκη είναι αληθής (ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. Αν η συνθήκη είναι ψευδής (δεν ισχύει), τότε εκτελούνται οι συγκεκριμένες εντολές. Επιλέγουμε ο έλεγχος της συνθήκης να γίνει με βάση κάποια τιμή. Επιλέγουμε λογική τιμή ή αριθμό ή κείμενο. Ας αλλάξουμε ρόλους!! Αναλυτής Σχεδιαστής Αλγορίθμου Προγραμματιστής Ελεγκτής-Αξιολογητής Κινούμαι τυχαία στον χώρο για 2 λεπτά αποφεύγοντας εμπόδια. Αν συναντήσω τα εμπόδια τότε να τα μετράω καθώς τα αποφεύγω και να εμφανίζω στην οθόνη μου τον αριθμό αυτό, αλλιώς να εμφανίζω τη φράση «Δεν συνάντησα εμπόδια». counter.rbt Για να μετράει το ρομπότ μας τα εμπόδια πρέπει να δημιουργήσουμε μια μεταβλητή που να αυξάνει την τιμή της κάθε φορά που συναντάει εμπόδια 4. Δημιουργούμε μια μεταβλητή με όνομα Μετρητής και της δίνουμε την τιμή Κάθε φορά που συναντάει εμπόδιο θα αυξάνει τη τιμή του κατά 1 ο μετρητής. 6. Μέσα σε μια επανάληψη προσθέτουμε στο μετρητή την τιμή 1 δίνουμε τη νέα αυτή τιμή στη μεταβλητή 272 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

273 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Ας χωρίσουμε σε μικρότερα τμήματα Διαχώρισε το πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα Aς δημιουργήσουμε τα δικά μας block Ποιές ενέργειες, πιστεύετε, ότι μπορείτε να δημιουργήσετε σε δικό σας My Block; Ενδεικτικά βήματα Τα βήματα που θα κάνει το ρομπότ.. Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 273

274 Αξιολόγησε τη λύση του προβλήματός σας. Ας σκεφτούμε πιο αφηρημένα Δείτε τα 2 προγράμματα που έχετε υλοποιήσει παραπάνω και σκεφθείτε: ποια είναι η κοινή συμπεριφορά του ρομπότ και στις δύο περιπτώσεις; Ας κάνουμε γενίκευση Συνδυάζοντας τα παραπάνω 2 προβλήματα και τις λύσεις τους, προτείνετε ένα γενικό πρόβλημα το οποίο να καλύπτει και τις 2 περιπτώσεις. 274 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

275 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VII: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2ΟΥ ΕΠΑ.Λ ΕΥΟΣΜΟΥ Σκεφτείτε και Συζητήστε σαν ομάδα!! Ποιες δραστηριότητες σας άρεσαν περισσότερο και ποιες λιγότερο; Πόσο δύσκολες σας φάνηκαν οι δραστηριότητες με τη χρήση της μεταβλητής; Καθόλου Λίγο Μέτρια Αρκετά Πολύ Πως ήταν η εμπειρία σας χρησιμοποιώντας τα Lego NXT, σε όλες τις δραστηριότητες που πραγματοποιήσατε μέχρι τώρα; Το πέμπτο φύλλο εργασίας τελείωσε!!! Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 275

276 276 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

277 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VIII: ΡΟΥΜΠΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΕΝΤΥΠΟ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ Π Α Ρ Α Ρ Τ Η Μ Α V I I I : Ρ Ο Υ Μ Π Ρ Ι Κ Ε Σ Κ Α Ι Ε Ν Τ Υ Π Ο Π Α Ρ ΑΤ Η Ρ Η Σ Ε Ω Ν Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 277

278 ΡΟΥΜΠΡΙΚΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΥΣ ΤΩΝ QUIZ Όνομα μαθητή: 278 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

279 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VIII: ΡΟΥΜΠΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΕΝΤΥΠΟ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 279

280 ΡΟΥΜΠΡΙΚΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΥΣ ΤΗΣ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗΣ Όνομα μαθητή: 280 Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ

281 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VIII: ΡΟΥΜΠΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΕΝΤΥΠΟ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΚΕΨΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΠΑ.Λ 281