Εισαγωγή στην εκπαιδευτική ρομποτική με το LEGO NXT: Κατασκευή τετραγώνου από το ρομπότ αρχιτέκτονα

Transcript

1 Εισαγωγή στην εκπαιδευτική ρομποτική με το LEGO NXT: Κατασκευή τετραγώνου από το ρομπότ αρχιτέκτονα Καπανιάρης Γεώργιος 1, Καπανιάρης Αλέξανδρος 2 gkapaniaris@yahoo.gr, kapaniaris@sch.gr Μηχανικός Πληροφορικής Τ.Ε 1, Υπεύθυνος ΚΕ.ΠΛΗ.ΝΕ.Τ. Μαγνησίας, Επιμορφωτής β επιπέδου ΠΕ Περίληψη Η παρούσα εισήγηση (διδακτικό σενάριο) αφορά την εκπαιδευτική ρομποτική στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση (ΣΤ τάξη) με τη χρήση του πακέτου Lego Mindstorms NXT. Ειδικότερα η εκπαιδευτική μας παρέμβαση εστιάζει στο σχεδιασμό και την εφαρμογή στην τάξη διδακτικής παρέμβασης, με τη μορφή εκπαιδευτικού σεναρίου σύμφωνα με το πρότυπο της επιμόρφωσης β επιπέδου των εκπαιδευτικών ΠΕ19-20 (Πληροφορικής), που αφορά την αξιοποίηση κι εφαρμογή των ΤΠΕ στη διδακτική πράξη. Η διδακτική μας παρέμβαση διαπνέεται από την κοινωνικο-εποικοδομητική (social-constructivist) αντίληψη, σύμφωνα με την οποία η μάθηση δεν είναι εξατομικευμένη αλλά αποτελεί κοινωνική και κοινωνικοποιημένη δραστηριότητα, δηλαδή η μάθηση λαμβάνει χώρα σ' ένα κοινωνικό περίγυρο. Έτσι ένας άλλος παράγοντας που επίσης ερευνήθηκε μέσω της διδακτικής μας παρέμβασης στην τάξη, ήταν κατά πόσο οι μαθητές έρχονται σε αλληλεπίδραση με το περιβάλλον και η μάθηση λαμβάνει χώρα μέσα από δραστηριότητες διερεύνησης, ανακάλυψης, πειραματισμού και επίλυσης προβλημάτων. Λέξεις κλειδιά: εκπαιδευτική ρομποτική, Lego NXT, εκπαιδευτικό σενάριο, προγραμματισμός Εισαγωγή Η εκπαιδευτική ρομποτική είναι ένα καινοτόμο περιβάλλον μάθησης, που μπορεί να αναπτυχθεί και στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση μέσα σε συγκεκριμένο μαθησιακό πλαίσιο, με τη χρήση του κατάλληλου εκπαιδευτικού υλικού. Η δημιουργία κάθε διδακτικής παρέμβασης με το εργαλείο της εκπαιδευτικής ρομποτικής, προϋποθέτει ένα κατάλληλο εκπαιδευτικό πλαίσιο που αποτελείται: α) εκπαιδευτικό σενάριο, β) φύλλα δραστηριότητας, γ) φύλλα αξιολόγησης, δ) βοηθητικό υλικό (σύντομους οδηγούς χρήσης), δ) το ρομποτικό κιτ και το λογισμικό, ε) εξοπλισμός Η/Υ. Ο σχεδιασμός του εκπαιδευτικού μας σεναρίου ακολούθησε το πλαίσιο σχεδιασμού και αναφοράς σεναρίου για την ειδικότητα ΠΕ19-20 (ΕΑΙΤΥ 2013) με τις παρακάτω φάσεις: α) προσδιορισμός εκπαιδευτικού αντικειμένου, β) ανίχνευση προτέρων γνώσεων & αναπαραστάσεων, γ) καθορισμός στόχων σεναρίου, δ) δημιουργία διδακτικού υλικού δημιουργία δραστηριοτήτων σεναρίου, ε) αξιολόγηση μαθητή και σεναρίου, στ) οδηγίες παρατηρήσεις. Η θεωρία μάθησης στην οποία στηρίχθηκε η διδακτική παρέμβαση ήταν ο επικοδομητισμός και ειδικότερα ο κονστρακσιονισμός (constructionism) που αποτελεί τη φυσική επέκταση του κονστρουκτιβισμού που τονίζει την κατασκευαστική - χειρωνακτική (hands-on) πλευρά. Έτσι οι μαθητές εργάστηκαν σε ένα δημιουργικό περιβάλλον και κατασκεύασαν μόνοι τους, κατά προτίμηση ένα χειροπιαστό αντικείμενο (ρομπότ που σχεδιάζει τετράγωνο στο χαρτόνι) θεωρώντας αυτή τη διαδικασία ουσιώδη και πραγματική. Τα μαθησιακά οφέλη που προέκυψαν από τη διδακτική παρέμβαση μας εστιάζονται κυρίως: στην ανάπτυξη κινήτρων για ουσιαστική μάθηση (αυθεντικά πλαίσια μάθησης), στην ανάπτυξη ομαδικότητας (συνεργατική μάθηση) μιας και οι μαθητές εργάστηκαν σε ομάδες των τεσσάρων ατόμων, στην εμπλοκή δραστηριοτήτων ανακάλυψης και σύνθεσης του προγράμματος για την κίνηση του ρομπότ (διερευνητική - ανακαλυπτική μάθηση), στην εμπλοκή των μαθητών για την σύνδεση των βασικών κομματιών του ρομπότ (κατασκευαστική - χειρωνακτική (hands-on) ενασχόληση), στην κατανόηση αλγοριθμικών δομών (δομές επανάληψης).

2 Σύντομη περιγραφή του διδακτικού σεναρίου. Το εκπαιδευτικό σενάριο συνολικής διάρκειας τεσσάρων διδακτικών ωρών σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε σε δυο δίωρες διδακτικές παρεμβάσεις. Η πρώτη διδακτική παρέμβαση αφορούσε: α) τη γνωριμία των μαθητών/τριών με την εκπαιδευτική ρομποτική και τον προγραμματισμό, β) το βασικό χειρισμό του ρομπότ (Lego NXT) με το αντίστοιχο λογισμικό (σύντομη παρουσίαση). Επίσης στο σχεδιασμό περιλαμβάνονταν επίδειξη από το εκπαιδευτικό και εξάσκηση των μαθητών/τριών με απλές ευθύγραμμες κινήσεις του ρομπότ μέσω των κατάλληλων εντολών (μπλοκ). Η δεύτερη διδακτική παρέμβαση αφορούσε την υλοποίηση του προγράμματος (σετ μπλοκ) για τη δημιουργία ενός τετράγωνου από το ρομπότ LEGO NXT. Σ αυτή τη διδακτική παρέμβαση χρησιμοποιήθηκαν το φύλλο δραστηριότητας 1 (ανίχνευση κατανόησης της βασικής παρουσίασης για την εκπαιδευτική ρομποτική) και το φύλλο δραστηριότητα 2 (σχεδίαση τετραγώνου). Συμπεράσματα Μετά την υλοποίηση της εφαρμογής του σεναρίου προέκυψαν συμπεράσματα και προβληματισμοί. Καταρχήν οι μαθητές από την αρχή έδειξαν ενδιαφέρον για την εκπαιδευτική ρομποτική καθώς ήταν γι αυτούς κάτι πρωτόγνωρο το να μαθαίνουν μέσα από το παιχνίδι και τον πειραματισμό από ένα εργαλείο όπως αυτό του ρομπότ. Επίσης οι μαθητές ήταν σε θέση να κατανοήσουν βασικές έννοιες προγραμματισμού αρκεί να τους δημιουργηθούν τα κατάλληλα κίνητρα και τα κατάλληλα ερεθίσματα από τον εκπαιδευτικό. Παράλληλα θα πρέπει να αναφερθεί ότι δεν αντιμετώπισαν προβλήματα στην εκμάθηση χειρισμού του λογισμικού. Οι δυσκολίες που προέκυψαν κατά τον σχεδιασμό και την υλοποίηση της διδακτικής μας παρέμβασης εστιάζονται κυρίως σε θέματα εξοπλισμού, διδακτικού θορύβου, κατανόησης αλγοριθμικών δομών και συνεργασίας των ομάδων. Ειδικότερα ως μειονέκτημα στο σχεδιασμό και την υλοποίηση της διδακτικής μας παρέμβασης αποτέλεσαν τα κιτς που έπρεπε να υπάρχουν για την υλοποίηση της διδασκαλίας. Έτσι το γεγονός ότι υπήρχε ένα κιτ για τέσσερις ομάδες δημιούργησε κάποια προβλήματα τα οποία επιλύθηκαν με αλλαγές ρόλων και διαμοιρασμού διαφορετικών εργασιών στις ομάδες. Επίσης ένα άλλο πρόβλημα που προέκυψε αρχικά ήταν ο διδακτικός θόρυβος από μια νέα συσκευή που ήρθε στην τάξη, γεγονός που δημιούργησε περιέργεια και πολλαπλές ερωτήσεις για την πορεία εργασίας των παιδιών. Το ζήτημα λύθηκε με το μοίρασμα των φύλλων δραστηριότητας και τις απαραίτητες συστάσεις και οδηγίες ανά ομάδα. Ολοκληρώνοντας τα συμπεράσματα μας θα εστιαστούμε στο κεντρικό ερώτημα της διδακτικής παρέμβασης μέσω του εκπαιδευτικού σεναρίου «γιατί να διδάξω με τη χρήση της εκπαιδευτικής ρομποτικής μια διδακτική ενότητα για τον προγραμματισμό;». Η απάντηση δεν ήταν απλή, ούτε δεδομένη καθώς η εκπαιδευτική ρομποτική είναι ένα ακόμα μέσο και ένα ακόμα εργαλείο για τη διδασκαλία του προγραμματισμού αλλά και άλλων μαθημάτων που μπορούν να προσεγγιστούν με διαθεματικό τρόπο. Η εκπαιδευτική ρομποτική δίνει προστιθέμενη αξία στο μάθημα μας. Συνδέεται με την διερευνητική και ανακαλυπτική μάθηση, συνδυάζοντας το παιχνίδι με τη μάθηση, την κατασκευή με την χρήση κιναισθητικών ικανοτήτων και τέλος την προώθηση της προγραμματιστικής σκέψης. Ο συνδυασμός των παραπάνω μεθόδων μάθησης σε συνδυασμό με δομημένες δραστηριότητες και τη δημιουργία αυθεντικών πλαισίων μάθησης (αντικείμενα και γεγονότα από την πραγματική ζωή) αποτελούν ένα ισχυρό κίνητρο για τον εκπαιδευτικό προκειμένου να δοκιμάσει να εντάξει στο μάθημά του τέτοιου είδους εργαλεία που διαφοροποιούν στην πράξη το συνηθισμένο και παραδοσιακό μάθημα. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Σενάριο: Κατασκευή τετραγώνου από το ρομπότ Αρχιτέκτονα 1. Συνοπτική περιγραφή του σεναρίου Το σενάριο μας έχει ως στόχο οι μαθητές/τριες με τη βοήθεια του εκπαιδευτή/τριας να πειραματιστούν και να κατασκευάσουν ένα πρόγραμμα το οποίο θα δώσει τη δυνατότητα στο ρομπότ αρχιτέκτονα, να κινείται και να σχεδιάζει (με προσθήκη μαρκαδόρου ως ένθετου στοιχείου) ένα τέλειο τετράγωνο και στο τέλος να επιβραβεύει την προσπάθεια μας με το κατάλληλο ηχητικό μήνυμα (good job). Θα πρέπει λοιπόν οι μαθητές/τριες να υλοποιήσουν ορθά το σετ εντολών (πρόγραμμα) ώστε το ρομπότ να αντεπεξέλθει στον αρχικό σχεδιασμό μας.

3 2.Εκτιμώμενη διάρκεια Τέσσερις (4) διδακτικές ώρες. 3.Σκοποί και στόχοι Οι μαθητές/τριες επιδιώκεται: Α. Ως προς το κοινωνικό τομέα : να ασκούνται, να αναλαμβάνουν πρωτοβουλίες, να παίρνουν αποφάσεις, να προγραμματίζουν δραστηριότητες, να συνεργάζονται αποδοτικά Β. Ως προς το διανοητικό τομέα: να μπορούν να αντιμετωπίζουν άμεσα δυσκολίες και προβλήματα, να αυτενεργούν δημιουργικά, να πειραματίζονται, να εκφράζουν τις σκέψεις τους με ακρίβεια Γ. Ως προς το συναισθηματικό τομέα: να μαθαίνουν να εργάζονται ευσυνείδητα και υπεύθυνα, να αλληλοβοηθούνται, να ακούν και να σέβονται τη γνώμη των άλλων, να δέχονται την κριτική, να κάνουν αυτοκριτική, να αναγνωρίζουν τα λάθη τους (Ματσαγγούρας, 2000). Γ. Ως προς το γνωστικό τομέα: να προγραμματίζουν με βάση της αρχές της γλώσσας logo η οποία θεωρείται η καταλληλότερη γλώσσα προγραμματισμού για εκπαιδευτικούς σκοπούς να δέχονται ανατροφοδότηση, σε περίπτωση που κάνουν κάποιο λάθος προγραμματισμό και να το διορθώνουν., να εξασκούν την εφευρετική τους ικανότητα, αφού πρέπει να διαλέξουν την κατάλληλη-πιο σύντομη διαδρομή για να φτάσουν στον προορισμό τους να αναπτύσσουν τη χωρική νοημοσύνη κατά Gardner (Gardner 1983) να αξιοποιούν τις αντιλήψεις τους περί οικοδόμησης της γνώσης μέσω γενικεύσεων ή γνωστικών συγκρούσεων (Μικρόπουλος και Μπέλλου 2010) να διερευνούν νέες ιδέες (Μικρόπουλος και Μπέλλου 2010). Ειδικότερα όσον αφορά το μάθημα της Πληροφορικής (διδακτική ενότητα εκπαιδευτικής ρομποτικής), θα πρέπει οι μαθητές/τριες: να γνωρίσουν και να έρθουν σε επαφή με την εκπαιδευτική ρομποτική, να κατανοήσουν τις προγραμματιστικές δομές επανάληψης και ελέγχου, να μπορούν να υλοποιήσουν το πρόγραμμα (κατάλληλες ενότητες μπλοκ) για την κατασκευή τετραγώνου μέσω του ρομπότ LEGO NXT αποτυπώνοντας ένα τετράγωνο σε χαρτόνι (με προσθήκη μαρκαδόρου ως ένθετου στοιχείου). 4. Εμπλεκόμενες γνωστικές περιοχές. Τα γνωστικά αντικείμενα ή οι γνωστικές περιοχές που εμπλέκονται στο σενάριο μας είναι τέσσερα. Θα αναφερθούμε στο γνωστικό αντικείμενο της εκπαιδευτικής ρομποτικής άλλωστε είναι και το κύριο γνωστικό αντικείμενο που αναδεικνύει το σενάριο μας. Δεύτερο κατά σειρά έρχεται η διδασκαλία με διαφορετικό ύφος και πρόσωπο απ ό,τι την έχουμε συνηθίσει. Ακολουθεί το γνωστικό αντικείμενο του

4 προγραμματισμού (απλές προγραμματιστικές δομές) και τέλος τα μαθηματικά ως διαθεματικό γνωστικό αντικείμενο που είναι απαραίτητο για την υλοποίηση της συγκεκριμένης εφαρμογής. 5. Προαπαιτούμενες γνώσεις των μαθητών Στο σενάριο μας δεν υπάρχουν ιδιαίτερες απαιτήσεις για προαπαιτούμενες γνώσεις. Άλλωστε η μόνη απαίτηση για την ενασχόληση των μαθητών/τριών με την εκπαιδευτική ρομποτική και το κιτ LEGO NXT είναι η ηλικία, δηλαδή οι μαθητές/τριες να είναι άνω των οχτώ (8) ετών. Συνεπώς οι μαθητές της ΣΤ δημοτικού είναι δυνατόν να κατανοήσουν και να εργαστούν επαρκώς με την εκπαιδευτική ρομποτική. Το εκπαιδευτικό υπολογιστικό περιβάλλον (λογισμικό) που θα χρησιμοποιηθεί στο σενάριο θα παρουσιαστεί, θα δοθούν εξηγήσεις πάνω σε αυτό καθώς και ένα οδηγός χρήσης. Το λογισμικό που θα χρησιμοποιήσουμε δεν απαιτεί γνώσεις προγραμματισμού γιατί στηρίζεται στην τεχνική σύρε και άφησε (drag and droop), που σημαίνει ότι τραβάω και αφήνω ότι χρειάζομαι για να δημιουργήσω το πρόγραμμα μου ή τις εντολές που χρειάζομαι. Επομένως οι προαπαιτούμενες γνώσεις δεν μπαίνουν εμπόδιο στην ομαλή διεξαγωγή του σεναρίου μας. 6.Συσχετισμός με το αναλυτικό πρόγραμμα. Συμφώνα με το πρόγραμμα σπουδών «Νέο σχολείο (Σχολείο 21ου αιώνα) Νέο πρόγραμμα σπουδών, στους άξονες προτεραιότητας 1,2,3, - Οριζόντια πράξη», και ειδικότερα στο πλαίσιο του έργου 1: «Εκπόνηση Προγραμμάτων Σπουδών Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης και οδηγών για τον εκπαιδευτικό, οι ΤΠΕ και ο προγραμματισμός εισάγονται δυναμικά στο πρόγραμμα σπουδών του δημοτικού σχολείου. Έτσι το σενάριο μας μπορεί να στηριχθεί στο αντίστοιχο κεφάλαιο «Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνιών ΣΤ Δημοτικού» και ειδικότερα να επικεντρωθεί στις εξής ενότητες: «Προγραμματίζω τον υπολογιστή, Υλοποιώ σχέδια έρευνας». 7. Απαιτούμενη υλικοτεχνική υποδομή. Η εκπαιδευτική ρομποτική απαιτεί τόσο τη χρήση του κατάλληλου δομικού υλικού για την κατασκευή των ρομποτικών μοντέλων όσο και τη χρήση κατάλληλου λογισμικού για το προγραμματισμό τους. Δομικό υλικό που αξιοποιείται στο σενάριο αυτό είναι το δομικό υλικό της Lego Mindstrorms NXT. Ο προγραμματισμός των μοντέλων μπορεί να γίνει με τη βοήθεια του λογισμικού Lego Mindstrorms Edu NXT V2.1. Επίσης θα χρειαστεί φορητός ηλεκτρονικός υπολογιστής (για εύκολη μετακίνηση στη τάξη) και έναν προβολέα παρουσίασης (projector). 8. Επιστημολογική προσέγγιση και εννοιολογική ανάλυση Η φιλοσοφία της εκπαιδευτικής ρομποτικής εμπνέεται από τις κονστρακτιβιστικές (constructivist) θεωρίες του Jean Piaget, ο οποίος υποστηρίζει ότι η μάθηση στον άνθρωπο δεν είναι αποτέλεσμα μετάδοσης της γνώσης, αλλά μια ενεργητική διαδικασία κατασκευής της γνώσης που βασίζεται στις εμπειρίες που αποκομίζονται από τον πραγματικό κόσμο και συνδέεται με την προσωπική, μοναδική στον καθένα, προγενέστερη γνώση (Piaget, 1972). Σε αυτό το σημείο πρέπει ο εκπαιδευτικός (δημιουργός σεναρίου) να κατανοεί πλήρως το επιστημονικό πεδίο στο οποίο θα αναφερθεί και θα καταπιαστεί ώστε να είναι σε θέση να το μεταδώσει σωστά στους μαθητές. Η μη κατανόηση του επιστημονικού πεδίου από τον εκπαιδευτικό θα ήταν καταστροφική για την επίτευξη και την ολοκλήρωση του σεναρίου. Στη συνέχεια θα πρέπει να γίνει κατανοητό το επιστημονικό πεδίο στο οποίο θα κινηθεί το σενάριό μας στους μαθητές όσο πιο απλά γίνετε και με κάθε τρόπο (π.χ. μέσα από παραδείγματα). Είναι σημαντικό οι μαθητές/τριες να καταλάβουν και να κατανοήσουν τι είδους δραστηριότητες έχουν να υλοποιήσουν και τι θα αντιμετωπίσουν. Επίσης θα πρέπει να ενισχυθούν οι μαθητές/τριες με τέτοιο τρόπο ώστε να αποβάλλουν αμφιβολίες, απορίες ή άγχος. Οι έννοιες εκπαιδευτική ρομποτική, λογισμικό, προγραμματισμός θα πρέπει να αποσαφηνιστούν, να κατανοηθούν και να αναλυθούν πλήρως σε όλους τους μαθητές/τριες και μόνο όταν ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία να προχωρήσουμε πιο κάτω. Η μη τήρηση όλων των παραπάνω θα προκαλέσει σύγχυση στους μαθητές/τριες και θα αποφέρει την αποτυχία του σεναρίου.

5 9. Διδακτική στρατηγική Οι διδακτικές στρατηγικές που θα αξιοποιηθούν περιλαμβάνουν τη συνεργασία των μαθητών/τριών σε μικρές ομάδες και σε ολομέλεια, την ενεργή συμμέτοχη, την κατασκευή και τον πειραματισμό με τη χρήση του λογισμικού και την αυτόνομη εργασία σε μικρές ομάδες. 10. Το προτεινόμενο σενάριο Πριν την υλοποίηση του σεναρίου στην τάξη είναι απαραίτητη η γνωριμία του εκπαιδευτικού με την συγκεκριμένη τάξη εφόσον η διδακτική παρέμβαση δεν πραγματοποιείται σε σχολείο και τάξη που να γνωρίζουν εκ των προτέρων οι μαθητές/τριες. Στην συγκεκριμένη διδακτική παρέμβαση ο εκπαιδευτικό παρακολούθησε μαθήματα της τάξης έτσι ώστε να γίνει οικείος με τα παιδιά και να γνωρίζει ιδιαιτερότητες της τάξης που θα του ήταν χρήσιμες για να οργανώσει καλύτερα τη διδακτική του παρέμβαση. Η διδακτική μας παρέμβαση περιλαμβάνει βήμα βήμα τα παρακάτω στάδια: Διδακτική παρέμβαση : Α φάση ( διάρκεια 2 ώρες) α. οργάνωση του χώρου, β. οργάνωση ομάδων των μαθητών, γ. Παρουσίαση της εκπαιδευτικής ρομποτικής στους μαθητές (έννοιες, συζήτηση, απορίες, ζητήματα κατανόησης), δ. Παρουσίαση του ρομπότ στους μαθητές (ανάλυση του τρόπου κατασκευής του, συζήτηση για το τι είναι το ρομπότ και ποιες οι δυνατότητες του, επίλυση των αποριών σε ό,τι αναφορά το ρομπότ ως κατασκευή), ε. Ανάλυση του προγραμματισμού (έννοιες, προγραμματιστική σκέψη, δημιουργία προγράμματος), στ. Πειραματισμός με το ρομπότ (κατανόηση απλών λειτουργιών, προγραμματισμός απευθείας στο ρομπότ με το ενσωματωμένο πληκτρολόγιο). Διδακτική παρέμβαση : Β φάση ( διάρκεια 2 ώρες) α. Σύντομη επανάληψη όσων προηγήθηκαν στις δύο πρώτες ώρες για να θυμηθούν οι μαθητές και να μην υπάρξουν κενά σημεία, β. Ανάλυση του λογισμικού στους μαθητές/τριες (μόνο βασικά στοιχεία του λογισμικού για να μην από προσανατολιστούν) και επαφή των μαθητών/τριών με το λογισμικό ώστε να εξοικειωθούν όσο το δυνατόν καλύτερα., γ. Συζήτηση με τους μαθητές/τριες και καταγραφή των σκέψεων τους για την κατασκευή του προγράμματος δίνοντας τους τις απαραίτητες οδηγίες (σύντομο οδηγό, φύλλα δραστηριότητας και φύλλα αξιολόγησης), δ. Κατασκευή, ανά ομάδα του λογισμικού πρώτα στο χαρτί και έπειτα, στον Η/Υ, διόρθωση των λαθών και πέρασμα του κώδικα στο ρομπότ, ε. Συμπλήρωση φύλλου αξιολόγησης για να δούμε το βαθμό κατανόησης του όλου project αλλά και κατά πόσο η εκπαιδευτική ρομποτική έγινε αποδεκτή στους μαθητές/τριες. 11. Συνοδευτικά φύλλα εργασίας (βλ. στο τέλος του σεναρίου, φύλλο δραστηριότητας 1, 2, φύλλο αξιολόγησης) 12. Οργάνωση τάξης. Η οργάνωση της τάξης στα πρώτα στάδια του μαθήματος, περιλαμβάνει γνωριμία για πρώτη φορά με την εκπαιδευτική ρομποτική και παρουσίαση μέσω power point σε επίπεδο ολομέλειας. Στη συνέχεια δημιουργία ολιγομελών ομάδων, π.χ. ομάδες των τεσσάρων ατόμων (ανάλογα και με τον αριθμό των

6 μαθητών) για την ομαλή διεξαγωγή του μαθήματος και για όσο δυνατόν καλύτερη συνεργασία. Ο υπολογιστής θα μεταφέρεται από ομάδα σε ομάδα και θα εργάζονται με το λογισμικό συμβουλευόμενοι το οδηγό χρήσης με την καθοδήγηση του εκπαιδευτικού. Στο τέλος κάθε ομάδα ξεχωριστά θα εκτελεί το πείραμα στον ειδικά διαμορφωμένο χώρο και θα εκφράζει τα συμπεράσματα της. 13. Αξιολόγηση Η αξιολόγηση θα γίνει μέσα από το φύλλο αξιολόγησης το οποίο θα απευθύνεται στους μαθητές/τριες και θα αξιολογούν την πορεία τους κατά τη διάρκεια διεξαγωγής του σεναρίου αλλά και τις εμπειρίες και γνώσεις που αποκόμισαν μετά το πέρας αυτού. Τα ερωτηματολόγια θα πρέπει να είναι απλά και κατανοητά τόσο στις ερωτήσεις τους όσο και στις απαντήσεις τους για να αποφευχθεί στο μέτρο του δυνατού η πιθανότητα μη κατανόησης των ερωτήσεων. Στόχος είναι η αξιολόγηση του σεναρίου και κατά πόσο αυτό έγινε κατανοητό από τους μαθητές/τριες. 14. Βιβλιογραφία Gardner, H. (1983). Frames Of Mind: The Theory Of Multiple Intelligences, Basic Books, New York. Piaget, J. (1972). The principles of genetic epistemology, New York: Basic Books Δημητρίου, Κ., Κορρές, Γ. (2010). Εισαγωγή στον προγραμματισμό με τα Lego mindstorms NXT, Αθήνα: Διερευνητική Μάθηση. ΕΑΙΤΥ (2013). Πρότυπο διδακτικού σεναρίου για τον κλάδο ΠΕ19-20 στο πλαίσιο της επιμόρφωσης β επιπέδου για την διδακτική αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στην εκπαίδευση. Ματσαγγούρας, Η. (2000). Ομαδοσυνεργατική Διδασκαλία και Μάθηση, Αθήνα: Γρηγόρης. Μικρόπουλος, Τ. Α., Μπέλλου, Ι. (2010). Σενάρια διδασκαλίας με υπολογιστή, Αθήνα: Κλειδάριθμος Φύλλο δραστηριότητα 1 Κυκλώστε την απάντηση που επιθυμείτε Ερώτηση 1: Πιστεύετε ότι θα καταφέρετε να κατασκευάσετε σωστά το πρόγραμμα ώστε το ρομπότ μας να σχεδιάσει σωστά το τετράγωνο και να ακουστεί το ηχητικό μήνυμα; ΝΑΙ ΟΧΙ Ερώτηση 2: Τι πιστεύετε ότι το ρομπότ θα κάνει αν υποθέσουμε ότι το έχουμε προγραμματίσει; Ένα τέλειο τετράγωνο Ένα κάτι σαν τετράγωνο Απλά θα κινηθεί στο χώρο Δεν θα κάνει τίποτα Ερώτηση 3: Πιστεύετε ότι είναι απαραίτητο να σπάσουμε το πρόβλημα μας σε μικρότερα; ΝΑΙ ΟΧΙ Ερώτηση 4:Πόσα Blocks πιστεύετε ότι θα χρειαστούν για να κατασκευάσουμε το πρόγραμμα μας;

7 Ένα Δυο Τρία Τέσσερα Πέντε Ερώτηση 5:Κυκλώστε τα Block που πιστεύετε ότι θα χρειαστούν για την κατασκευή του προγράμματος μας Block κίνησης Block επανάληψης Block οθόνης Block ήχου Block εγγραφής/αναπαραγωγής Φύλλο δραστηριότητας 2 1. Γνωριμία Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας θα Πειραματιστείτε Προγραμματίσετε Δοκιμάσετε Ένα Ρομπότ. Το Ρομπότ είναι μια κατασκευή η οποία μπορεί να Συλλέγει δεδομένα από το περιβάλλον ΕΙΣΟΔΟΣ Επεξεργάζεται τα Δεδομένα και παίρνει αποφάσεις ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Εκτελεί τις αποφάσεις έχοντας μια συμπεριφορά ΕΞΟΔΟΣ

8 Σκοπός της εργασίας μας είναι: το ρομπότ να πραγματοποιεί τροχιά η οποία θα είναι ένα τέλειο τετράγωνο και στο τέλος να επιβραβεύει την προσπάθεια του με το κατάλληλο ηχητικό μήνυμα (Good job). Απαραίτητη προϋπόθεση το ρομπότ να διαθέτει συνδεδεμένα τα 2 μοτέρ κίνησης ή τροχούς. Στόχος της εργασίας μας είναι: να υλοποιήσουμε- κατασκευάσουμε σωστά το πρόγραμμα μας, να το εισάγουμε στο ρομπότ μας ώστε να σχεδιάσει ένα τετράγωνο και στο τέλος να μας ενημερώσει με το κατάλληλο ηχητικό μήνυμα(good job). 2. Ανάλυση Θα πρέπει να αναλύσουμε και να δούμε βήμα - βήμα την εργασία μας Βήμα 1 Πόσα και ποία θα είναι τα Block που θα χρησιμοποιήσουμε; (Για να δούμε πόσα και ποία block θα χρειαστούμε πρέπει να σκεφτούμε τις ενέργειες που θα εκτελέσει το ρομπότ ) Βήμα 2 Σύνδεση των blocks (Τα blocks θα πρέπει να συνδεθούν σωστά για να έχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα δηλαδή την σωστή κατασκευή του προγράμματος ) Βήμα 3 Εισαγωγή του προγράμματος στο Ρομπότ (Βάζουμε το πρόγραμμα μας με τον κατάλληλο κουμπί στο Ρομπότ ώστε να είναι έτοιμο για χρήση ) Βήμα 4 Έναρξη του προγράμματος για την υλοποίηση του στόχου μας (Πατώντας το κατάλληλο κουμπί (πορτοκαλί) βάζουμε σε λειτουργία το πρόγραμμα μας) Το ρομπότ δημιουργεί 3. Κατασκευή προγράμματος Ανοίγουμε το λογισμικό μας (Lego Mindstorms NXT 2.1) Επιλέγουμε και τοποθετούμε τα κατάλληλα blocks του προγράμματος μας στο χώρο εργασίας του λογισμικού μας. 2 Blocks Κίνησης

9 1 Block ήχου 1 Block επανάληψης επανάληψης Συνδέουμε το πρόγραμμα 4.Ρυθμίζουμε κατάλληλα τα Blocks μας 5.Τοποθετούμε το πρόγραμμα μας στο Ρομπότ με το κατάλληλο πλήκτρο (πλήκτρο download) 6.Εκτελούμε το πρόγραμμα μας πατώντας το πλήκτρο play (πορτοκαλί πλήκτρο) του Ρομπότ.

10 Φύλλο αξιολόγησης Κυκλώστε την απάντηση που επιθυμείτε Ερώτηση 1: Σας άρεσε το περιβάλλον εργασίας του λογισμικού NXT 2.1; Μου άρεσε Μου άρεσε πολύ Δεν μου άρεσε καθόλου Ερώτηση 2: Αξιολογήστε το λογισμικό με βάση τη δυσκολία στη χρήση του. Εύκολο Πολύ εύκολο Δύσκολο Πολύ δύσκολο Μέτριας δυσκολίας Ερώτηση 3: Αξιολογήστε το πρόγραμμα που έπρεπε να υλοποιήσετε με βάση τη δυσκολία στη κατασκευή του. Εύκολο Πολύ εύκολο Δύσκολο Πολύ δύσκολο Μέτριας δυσκολίας Ερώτηση 4: Σας άρεσε η πρώτη γνωριμία που είχατε με την εκπαιδευτική ρομποτική; Μου άρεσε

11 Μου άρεσε πολύ Δεν μου άρεσε καθόλου Ερώτηση 5: Πως θα αξιολογούσατε την εκπαιδευτική ρομποτική με βάση τη δυσκολία της. Εύκολη Πολύ εύκολη Δύσκολη Πολύ δύσκολη Μέτριας δυσκολίας Ερώτηση 6: Πιστεύετε ότι η εκπαιδευτική ρομποτική μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές στη διδασκαλία ορισμένων μαθημάτων (μαθηματικά, φυσική, προγραμματισμός κ.α). ΝΑΙ ΟΧΙ