ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ

Transcript

1 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ

2 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ Το πρόγραμμα πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με: τον τομέα Ηλεκτρονικών του 1 ου ΕΚ Ηρακλείου με τομεάρχη τον κ. Καζγκούτη Γιώργο και Διευθυντή τον κ. Μανατάκη Γιώργο, τον Σχολικό Σύμβουλο κ. Τζωρτζάκη Ιωάννη τον Προϊστάμενο Επιστημονικής & Παιδαγωγικής Καθοδήγησης Π.Ε κ. Περικλειδάκη Γεώργιο με την υποστήριξη της Αντιδημάρχου Παιδείας του Δήμου Ηρακλείου κας Καναβάκη Μαρίας και του στρατηγικού συμβούλου Δρ. Νίκου Λυγερού

3 Εισηγητές του προγράμματος Μπατζανακάκη Μαρίνα Πτυχιούχος Ηλεκτρονικός Μηχανικός (ΤΕΙ Ηρακλείου Χανιά) Πτυχιούχος Παιδαγωγικών Σπουδών ΠΑΤΕΣ ΣΕΛΕΤΕ Μόνιμη εκπαιδευτικός στο 6ο ΕΠΑΛ Ηρακλείου και προϋπηρεσία στην εκπαίδευση από το 1995 ως σήμερα. Φανιουδάκης Βασίλειος Πτυχιούχος Ηλεκτρονικός Μηχανικός, (ΤΕΙ Ηρακλείου Χανιά) Πτυχιούχος Παιδαγωγικών Σπουδών ΠΑΤΕΣ ΣΕΛΕΤΕ Με πολυετή προϋπηρεσία σε υποστήριξη Ιατρικών μηχανημάτων που εμπεριέχουν ρομποτικά συστήματα, σε ηλεκτρονικά υπολογιστικά συστήματα, σε υποστήριξη εξομοιωτών ηλεκτρονικών παιχνιδιών κ.α. Με συμμετοχή σε πάνω από 20 εκπαιδευτικά προγράμματα σχετικά με ιατρικά μηχανήματα, με χρήση και προγραμματισμό Η/Υ κλπ, διάρκειας μέχρι και 15 ημερών το καθένα στον Ελλαδικό χώρο και στο Wiesbaden της Γερμανίας. Κάτσιος Κωνσταντίνος Πτυχιούχος Παιδαγωγικών Σπουδών Δημοτικής Εκπαίδευσης (Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης) Με προϋπηρεσία σε δημοτικά σχολεία της περιφέρειας της Κρήτης. Έχει υλοποιήσει μαθησιακά προγράμματα με θέμα: στρατηγικά παίγνια, εισαγωγή στις νέες τεχνολογίες, διαθεματική μάθηση της Ιστορίας. Γάσπαρη Μαρία Πτυχιούχος Παιδαγωγικών Σπουδών Δημοτικής Εκπαίδευσης (ΠΤΔΕ Ρόδου) Πτυχιούχος Παιδαγωγικών Σπουδών ΠΑΤΕΣ ΣΕΛΕΤΕ Master «Ηγεσία και Διοίκηση» (Πανεπιστήμιο Λευκωσίας) Καζγκούτης Θάνος, Φανιουδάκης Πέτρος Βοηθοί: οι μαθητές από το 1ο γκρουπ

4 Σκοπός του σεμιναρίου είναι η γνωριμία με την Ρομποτική Μέσα από την κατασκευή και τον προγραμματισμό των ρομπότ μπορούμε να πετύχουμε την ανάπτυξη : της δημιουργικότητας και της φαντασίας, της συνεργασίας και της ομαδικότητας του ερευνητικού ενδιαφέροντος των μαθητών της χωροαντιληπτικής και της χρονοαντιληπτικής ικανότητας της επίλυσης προβλήματος

5 Στόχοι των Μαθημάτων Η γνωριμία με τη ρομποτική, την πρόσληψη γνώσεων ηλεκτρονικής τεχνολογίας, μηχανικής, προγραμματισμού, και την ανάπτυξη δεξιοτήτων και ικανοτήτων. Η καλλιέργεια της δημιουργικότητας των παιδιών και η διεύρυνση της αναλυτικής και συνθετικής τους σκέψης μέσα από την εξοικείωσή τους με την τεχνολογία. Εργασία σε ένα ομαδικό και συνεργατικό πλαίσιο α) Γνωριμία με την έννοια και τις βασικές αρχές της ρομποτικής β) Εξοικείωση με τις βασικές αρχές της ηλεκτρονικής, της μηχανικής και του προγραμματισμού.

6 Στοιχεία του προγράμματος Το πρόγραμμα απευθύνθηκε κυρίως σε μαθητές της Ε και ΣΤ Δημοτικού και Α Γυμνασίου. Πραγματοποιήθηκαν τρεις (3) κύκλοι μαθημάτων Η διάρκεια του κάθε κύκλου ήταν 8 εβδομάδες Η διάρκεια του μαθήματος ήταν δύο (2) ώρες ανά εβδομάδα Ο αριθμός των μαθητών ήταν σε κάθε κύκλο Συνολικά συμμετείχαν 58 μαθητές από τις 150 αιτήσεις

7 V2 Εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε Αίθουσα Εργαστηρίου Η/Υ Τομέα Ηλεκτρονικής 7 υπολογιστές 7 εκπαιδευτικά πακέτα lego NXT το προγραμματιστικό περιβάλλον MINDSTROMS NXT 1 τραπέζι δοκιμών 1 βιντεοπροβολέα (projector)

8 Διαφάνεια 7 V2 ο εξοπλισμός υπάρχει ήδη σε κάθε σχολείο και το μόνο που χρειάζεται είναι το εκπαιδευτικό πακέτο της lego Vassilis; 23/5/2015

9 Εργαστήριο Η/Υ Τομέα Ηλεκτρονικής

10 Δομή του μαθήματος Θεωρητικό μέρος: Επανάληψη προηγούμενου μαθήματος Εισαγωγή νέων εννοιών Πρακτικό μέρος: Κατασκευή Προγραμματισμός- Παραμετροποίηση Δοκιμή και Παρατήρηση Νέα Παραμετροποίηση Επίλυση Συζήτηση, Ανακεφαλαίωση

11 Υλικό που δόθηκε στους μαθητές Σε κάθε μάθημα οι μαθητές έπαιρναν σε ηλεκτρονική μορφή (pdf), σημειώσεις με τα κύρια σημεία του μαθήματος, φύλλο έργου και ερωτήσεις Σε κάθε μάθημα στους υπολογιστές τους ήταν τοποθετημένο υλικό για την κατασκευή του μαθήματος σε pdf, jpg ή html

12 1 ο Μάθημα: Τα μέρη του ρομπότ Έννοια του ρομπότ Κατασκευή με ένα μοτέρ (mini golf) Εκμάθηση εντολής κίνησης, επανάληψης και παραμετροποίησή τους Εκμάθηση μαθηματικών εννοιών (κύκλος, περιστροφές, μοίρες)

13

14 2 ο Μάθημα: κίνηση του ρομπότ Επανάληψη 1 ου μαθήματος Εισαγωγή της έννοιας της κίνησης Κατασκευή απλού αυτοκινήτου με δύο μοτέρ Παραμετροποίηση των εντολών κίνησης για καθορισμό πορείας Εκμάθηση έννοιας περιμέτρου κύκλου, ταχύτητας (cm/sec)

15

16 3 ο Μάθημα: Τα αισθητήρια του ρομπότ Επανάληψη 2 ου μαθήματος Εισαγωγή στην έννοια και στα είδη των αισθητήρων (αφής, ήχου, απόστασης) Εκμάθηση εντολής καθυστέρησης (wait) Κατασκευή αυτοκινήτου με αισθητήρες, Μελέτη δεδομένων μετρήσεων (ανισότητες) Τρόπος λειτουργίας των αισθητήρων

17

18 4 ο Μάθημα: Διαγράμματα Ροής / Αισθητήρας Φωτός Επανάληψη 3 ου μαθήματος Εισαγωγή στην έννοια του Διαγράμματος Ροής Εκμάθηση του αισθητήρα φωτός Κατασκευή σύνθετου αυτοκινήτου Προγραμματισμός με πολλαπλούς αισθητήρες Καταγραφή σκέψης με διαγράμματα ροής

19 5 ο Μάθημα: Οδοντωτοί Τροχοί - Γρανάζια Επανάληψη 4 ου μαθήματος Εισαγωγή στην έννοια των γραναζιών και μελέτη ανάλογα: με τα δόντια και τους άξονες Κατασκευές: σβούρα, γρήγορο αυτοκίνητο Μελέτη της έννοιας της ροπής και κατανόηση ανάλογων ποσών

20 6 ο Μάθημα: Εντολή Διακλάδωσης (switch) Επανάληψη 5 ου μαθήματος Εισαγωγή στην έννοια της εντολής διακλάδωσης Αναζήτηση τρόπων στήριξης αισθητήρων Παραμετροποίηση του αισθητήρα φωτός ανάλογα με το περιβάλλον Προγραμματισμός ακολουθώ τη γραμμή (follow line) Εισαγωγή στην έννοια του ορίου

21 7 ο Μάθημα: Επίλυση Προβλήματος Επανάληψη 6 ου μαθήματος Μεθοδολογία επίλυσης προβλήματος Συζήτηση για την επίλυση της άσκησης (διάγραμμα ροής) Επιλογή σχεδίων για την κατασκευή αυτοκινήτου με τρία (3) μοτέρ Μελέτη της έννοιας της αδράνειας,

22 8 ο Μάθημα: Ελεύθερη Κατασκευή και Παρουσίαση Επανάληψη 7 ου μαθήματος Παρουσίαση βίντεο από πραγματικά ρομποτικά συστήματα Επίδειξη σύνθετων ρομπότ Ανάλυση λειτουργίας τους Ελεύθερη κατασκευή ρομπότ Παρουσίαση στους γονείς

23

24 Αποτελέσματα Αξιολόγησης από τα παιδιά Απαντήσεις ερωτηματολογίου

25 Ερωτηματολόγια Δείγμα: 54 μαθητών Ανώνυμη συμπλήρωση ερωτηματολογίου στο 8 ο μάθημα Τα παιδιά συμπλήρωναν μόνο τάξη, φύλο και: Ερωτήσεις με διαβάθμιση: Καθόλου, λίγο, αρκετά, πολύ, πάρα πολύ Λίγα, ικανοποιητικά, πολλά Ερωτήσεις ναι, όχι Ερωτήσεις ανοιχτού τύπου

26 Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι από τα μαθήματα ρομποτικής Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

27 Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι από τις κατασκευές που έκανες στα μαθήματα ρομποτικής Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

28 Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι από αυτούς που δίδασκαν στο μάθημα ρομποτικής Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

29 Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι από την αίθουσα που γινόταν το μάθημα της ρομποτικής Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

30 Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι από υλικό της ρομποτικής Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

31 Θεωρείς ότι με τη ρομποτική είναι απαραίτητη ομαδική συνεργασία: Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

32 Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι την συνεργασία σου στην ομάδα σου. Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

33 Πιστεύεις ότι η ρομποτική θα βοηθούσε στην διδασκαλία του σχολείου σε μαθήματα όπως Φυσική Μαθηματικά κ.α. Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ

34 Τα 8 δίωρα μαθήματα που έγιναν πιστεύεις ότι ήταν: Λίγα Ικανοποιητικά Πολλά

35 Ερωτήσεις έκφρασης Βασίλης Φανιουδάκης, Μαρίνα Μπατζανακάκη, Κώστας Κάτσιος

36 Τι σου άρεσε περισσότερο στα μαθήματα Όλα 21 Η κατασκευή 14 Ο προγραμματισμός 7 Η συνεργασία 9 Η ολοκλήρωση της κατασκευής 9 Ηδημιουργικότητα 6 Άλλο 3 Τα παιδιά έδωσαν περισσότερες από μία απαντήσεις το καθένα

37 Τι σε δυσκόλεψε περισσότερο από τα μαθήματα Ο προγραμματισμός 21 Η επίλυση μιας συγκεκριμένης άσκησης 14 Τίποτα 12 Η κατασκευή 8 Τα παιδιά έδωσαν περισσότερες από μία απαντήσεις το καθένα

38 Θα πρότεινα σε φίλους μου να ασχοληθούν με την ρομποτική επειδή Μαθαίνουν και αναπτύσσουν τη φαντασία τους 21 Είναι διασκεδαστικό 18 Είναι πολύ ενδιαφέρον 16 Μαθαίνουν κάτι χρήσιμο και για το μέλλον 12 Αναπτύσσουν τη δημιουργικότητά τους 8 Μαθαίνουν να συνεργάζονται 5 Άλλο 2 Τα παιδιά έδωσαν περισσότερες από μία απαντήσεις το καθένα

39 Από τα μαθήματα της ρομποτικής έμαθα.. Την ολοκληρωμένη κατασκευή 31 Τον προγραμματισμό ενός ρομπότ 29 Τη λειτουργία του 15 Τα μηχανικά του μέρη 11 Να συνεργάζομαι 7 Όλα 5 Τη χρησιμότητα των ρομπότ 2 Να επιλύω προβλήματα 2 Να αυτοσχεδιάζω 1 Τα παιδιά έδωσαν περισσότερες από μία απαντήσεις το καθένα

40 Αν κατασκεύαζες ένα ρομπότ τι θα ήθελες να κάνει: Να κάνει διάφορες εργασίες αντί του ανθρώπου 20 Να κάνει τα μαθήματα του σχολείου 18 Να μιμείται ανθρώπινες δραστηριότητες και να παίζει μαζί τους 9 Άλλο 6 Τα παιδιά έδωσαν περισσότερες από μία απαντήσεις το καθένα

41 Θα ήθελες να συμμετέχεις και σε άλλα μαθήματα ρομποτικής; 2% 98% ΝΑΙ ΌΧΙ

42 Θα ήθελες να μαθαίνεις ρομποτική στο σχολείο; 6% 94% ΝΑΙ ΌΧΙ

43 Θεωρείς ότι έμαθες αρκετά για την ρομποτική στα 8 μαθήματα που έγιναν; 29% 71% ΝΑΙ ΌΧΙ

44 Πιστεύεις ότι τα μαθήματα του σχολείου όπως τα μαθηματικά φυσική είχαν εφαρμογή στις ασκήσεις της ρομποτικής που έκανες; 15% 85% ΝΑΙ ΌΧΙ

45 Μετά από τα μαθήματα ρομποτικής που παρακολούθησες, καταλαβαίνεις καλύτερα τις συσκευές που έχουν ρομποτικά συστήματα; 2% 98% ΝΑΙ ΌΧΙ

46 Ανάλυση Δεδομένων

47 Ανάλυση Δεδομένων Ερώτηση: Πιστεύεις ότι η ρομποτική θα βοηθούσε στην διδασκαλία του σχολείου σε μαθήματα όπως Φυσική Μαθηματικά κ.α. 38% 37% 41% 32% 25% 25% 25% 17% 17% 19% 8% 2% 2% 4% 8% Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ Δημοτικό Γυμνάσιο

48 Ανάλυση Δεδομένων Ερώτηση: Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι την συνεργασία σου στην ομάδα σου. 75% 34% 13% 26% 24% 19% 3% 0% 0% 6% Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ Αγόρια Κορίτσια

49 Ανάλυση Δεδομένων Ερώτηση: Πόσο ικανοποιημένος/νη είσαι την συνεργασία σου στην ομάδα σου. 67% 47% 33% 20% 24% 17% 27% 29% 5% 10% 11% 7% 6% 0% 0% Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ Παρά πολύ 1ο Γκρουπ 2ο Γκρουπ 3ο Γκρουπ

50 Συμπεράσματα Οι μαθητές στην πλειοψηφία τους έμειναν πολύ και πάρα πολύ ικανοποιημένοι από το μάθημα της ρομποτικής Θα ήθελαν στο μέλλον να παρακολουθήσουν επιπλέον μαθήματα Θα ήθελαν να μαθαίνουν ρομποτική στο σχολείο Από τις απαντήσεις προκύπτει ότι υπάρχει συσχετισμός της ρομποτικής με τα μαθήματα του σχολείου (μαθηματικά, φυσική) Μέσα από το μάθημα ανέπτυξαν την ομαδικότητα Ανέπτυξαν τη δημιουργικότητα και τη φαντασία τους Ανέπτυξαν πτυχές τους χαρακτήρα τους Τονώθηκε η αυτοπεποίθησή τους κι ενισχύθηκε η αυτοεικόνα τους Ενδεικτική απάντηση ερωτηματολογίου: «Έμαθα να λέω ελεύθερα τη γνώμη μου»

51 Η ανατροφοδότηση στον εκπαιδευτικό Α/θμιας εκπαίδευσης Πολύπλευρη ανάπτυξη των μαθητών κι όχι στείρα αποστήθιση (γνώσεις, στάσεις, δεξιότητες) πχ γνώσεις ρομποτικής, ομαδικότητα, κατασκευή- λεπτή κινητικότητα Καλλιέργεια κριτικής σκέψης μαθητών Οι μαθητές σε κάθε στάδιο της κατασκευής και του προγραμματισμού αναλύουν και συνθέτουν κάθε τους πράξη αξιολογώντας τη Μεταγνώση μαθητών Όλες οι δραστηριότητες απαιτούσαν την κατανόηση, ανάλυση, επιλογή και σύνθεση, αξιολόγηση και επαναπροσδιορισμό των δράσεων με σκοπό την επίλυση του προβλήματος

52 Η ανατροφοδότηση στον εκπαιδευτικό Α/θμιας εκπαίδευσης Κατά τη διάρκεια της ολοκλήρωσης της κατασκευής οι μαθητές μάθαιναν από τα λάθη τους, διασκέδαζαν με αυτά, δεν απογοητεύονταν και συνέχιζαν με περισσότερο ενθουσιασμό Η ίδια η κατασκευή έδειχνε τα λάθη στους μαθητές κι αυτοί εντόπιζαν άμεσα κι εύκολα τα σημεία που απαιτούσαν διόρθωση Ικανοποίηση από την ολοκλήρωση της κατασκευής του κάθε προβλήματος

53 Η ανατροφοδότηση στον εκπαιδευτικό Α/θμιας εκπαίδευσης Ενθουσιασμός των μαθητών Μετά από δύο ώρες μαθημάτων, χωρίς διάλειμμα, ήθελαν να συνεχίσουν Οι γνώσεις, οι στάσεις και οι δεξιότητες που καλλιεργήθηκαν σε αυτά τα μαθήματα, κατακτήθηκαν από τους μαθητές τόσο ώστε να είναι ικανοί να τις εφαρμόσουν και σε άλλους τομείς Παραδείγματα αξιοποίησης των γνώσεων μετά το τέλος του προγράμματος: Μαθήτρια 10 ετών εξηγούσε τη λειτουργία αισθητήρων παρκαρίσματος- Μαθητής 8 ετών εξηγούσε τη λειτουργία αισθητήρων κίνησης (σε δεινόσαυρους του μουσείου)

54 Η ανατροφοδότηση στον εκπαιδευτικό Α/θμιας εκπαίδευσης Δημιουργική ανάπτυξη της φαντασίας τους Η ενασχόληση των μαθητών με τη ρομποτική τους δίνει ερεθίσματα και τους δημιουργεί νέους προβληματισμούς αναγκάζοντάς τους να βρουν νέους τρόπους επίλυσης αυτών Παράδειγμα: οι μαθητές κατασκεύαζαν δικές τους πίστες αυτοκινήτων όλο και πιο δύσκολες και απαιτητικές Στα μαθήματα συμμετείχαν δύο εκπαιδευτικοί Α/θμιας Εκπαίδευσης Στον Α κύκλο μαθημάτων συμμετείχε ένας άντρας εκπαιδευτικός και στον δεύτερο κύκλο προστέθηκε μια γυναίκα εκπαιδευτικός, ώστε να υπάρχει και αντιπαραβολή στις απόψεις των δύο φύλων σε σχέση με τα αποτελέσματα του προγράμματος Αξίζει να σημειωθεί ότι δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές που αφορούν το φύλο του εκπαιδευτικού

55 Εστίαση στη δυναμική της ομάδας Στόχος η ανακάλυψη ακόμα και μέσω λανθασμένων βημάτων- μέσω της δυναμικής της ομάδας Γίνονται ένα και σταδιακά ανακαλύπτουν τα ταλέντα τους, τα οποία η ομάδα ενισχύει και επαινεί Σταδιακή ανάπτυξη δεσμών μέσα στην ομάδα Οι μαθητές μαθαίνουν να συνεργάζονται και με ευχαρίστηση ανακαλύπτουν πως όσο πιο διαφορετικοί είναι μεταξύ τους τόσο πιο καλά αποδίδει η ομάδα. Αξίζει να σημειωθεί πως μαθητές με εμφανή σημάδια απόκλισης, από το μέσο όρο, απόδοσης στο γραπτό λόγο φαίνεται να μην ξεχωρίζουν από το σύνολο κατά τη διάρκεια των μαθημάτων. Συμμετέχουν ενεργούν και αποδίδουν εξίσου στις ασκήσεις και τα προβλήματα όσο όλοι

56 Εστίαση στη δυναμική της ομάδας Τέλος, είχαμε μαθητές Γ και Δ τάξης δημοτικού που ανταπεξήλθαν με επιτυχία στις απαιτήσεις του μαθήματος Έννοιες όπως η περίμετρος του κύκλου, που τους είναι άγνωστες ως όροι μαθηματικών, έγιναν κτήμα τους με απλά παραδείγματα που αφορούσαν το μέγεθος της ρόδας του αυτοκινήτου τους! Η μάθηση ήταν όντως παιχνίδι. Τα παιδιά διδάχθηκαν θεωρία( μαθηματικών - φυσικής), συνεργασία, αποδοχή, πειραματισμό, προγραμματισμό των ενεργειών τους μέσω ΠΑΙΧΝΙΔΙΟΥ. Γιατί για όλα τα παιδιά αυτές οι 2 ώρες του μαθήματος ήταν παιχνίδι όχι σχολείο!!!!!

57 Ευχαριστούμε για την προσοχή σας