Εκπαιδευτική Ρομποτική

Transcript

1 Διάλεξη 11 Εκπαιδευτική Ρομποτική Εφαρμογές ΤΠΕ στην Εκπαίδευση & την Ειδική Αγωγή Χαράλαμπος Καραγιαννίδης Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 1/38 29/11/2016

2 Σύνοψη μαθήματος 1. Εισαγωγή 2. Περιβάλλοντα ηλεκτρονικής μάθησης Open eclass 3. Περιβάλλοντα ηλεκτρονικής μάθησης Moodle & Blackboard 4. Περιβάλλοντα ηλεκτρονικής μάθησης BigBlueButton & Centra 5. Επίδειξη Moodle 6. Διαχείριση LMS, LCMS, LA 7. Διαχείριση Αντικείμενα, πρότυπα & δραστηριότητες μάθησης 8. Μάθηση μέσω Κινητών Συσκευών 9. MOOC & OER 10. Συνεργατικά & προσαρμοστικά περιβάλλοντα μάθησης 11. Εκπαιδευτική Ρομποτική Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 2/38 29/11/2016

3 Robotics Robotics F The branch of science that includes mechanical engineering, electrical engineering, computer science and others, dealing with the design, construction, operation, and use of robots, as well as computer systems for their control, sensory feedback, and information processing (second half of the 20th century). Ρομποτική F Ένας κλάδος της επιστήμης που περιλαμβάνει την μηχανική, την ηλεκτρονική, την επιστήμη των υπολογιστών και άλλες οι οποίες πραγματεύονται με τον σχεδιασμό, την κατασκευή, την λειτουργία και την χρήση των ρομπότ καθώς και άλλων υπολογιστικών συστημάτων για τον έλεγχο και την αισθητηριακή ανατροφοδότηση και την επεξεργασία των πληροφοριών (δεύτερο μισό 20 ου αιώνα). Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 3/38 29/11/2016

4 Robot Robot F A machine capable of carrying out a complex series of actions automatically. It can be guided by an external control device or the control may be embedded within. It may be constructed to take on human form but most robots are machines designed to perform a task with no regard to how they look (since ancient times- Talos). Ρομπότ F Ένα μηχάνημα ικανό να πραγματοποιεί μία περίπλοκη σειρά από πράξεις αυτόματα. Μπορεί να καθοδηγείται από μία εξωτερική συσκευή ή η συσκευή αυτή να είναι ενσωματωμένη. Μπορεί να είναι κατασκευασμένο με ανθρώπινη μορφή αλλά τα περισσότερα ρομπότ είναι μηχανήματα ανεξάρτητα από την εξωτερική τους μορφή (από την αρχαιότητα-τάλως). Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 4/38 29/11/2016

5 Robotics Components Power source- πηγή ενέργειας Actuation - ενεργοποίηση Sensing - αίσθηση Manipulation χειρισμός (άνθρωπος<-> ρομπότ) Locomotion κίνηση στον χώρο Environmental interaction & navigation Αλληλεπίδραση με το περιβάλλον & πλοήγηση Human-robot interaction Αλληλεπίδραση ανθρώπου-ρομπότ Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 5/38 29/11/2016

6 Educational Robotics A broad term that refers to a collection of activities, instructional programs, physical platforms, educational resources and pedagogical philosophy F The primary of objective is to provide a set of experience to facilitate the student s development of knowledge, skills and attitudes for the design, analysis, application and operation of robots; it may be suitable for students across the entire educational spectrum - from elementary school or graduate programs F An alternate objective is to use robotics as a tangible and exciting application to motivate and facilitate the instruction other, often foundational, topics such as computer programming, artificial intelligence or engineering design Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 6/38 29/11/2016

7 Εκπαιδευτική Ρομποτική Ένας ευρύς όρος ο οποίος αναφέρεται σε μία συλλογή από δραστηριότητες, εκπαιδευτικά προγράμματα, πλατφόρμες, εκπαιδευτικά υλικά και πηγές και σε συγκεκριμένη παιδαγωγική φιλοσοφία. F Ο πρωταρχικός σκοπός είναι να παρέχει μία συνολική εμπειρία ώστε να βοηθήσει την ανάπτυξη γνώσεων, δεξιοτήτων και στάσεων απέναντι στον σχεδιασμό, την ανάλυση και την εφαρμογή αλλά και λειτουργία των ρομπότ. Είναι κατάλληλο για μαθητές όλων των ηλικιών από την προσχολική ηλικία μέχρι και το πανεπιστημιακό επίπεδο. F Εναλλακτικός στόχος είναι η αξιοποίηση των ρομπότ ως απτή αλλά και ενδιαφέρουσα εφαρμογή ώστε να ενισχυθεί η κινητοποίηση των μαθητών για άλλα αντικείμενα-τομείς όπως η επιστήμη των Υπολογιστών, η τεχνητή νοημοσύνη και η Μηχανική. (+ διαθεματικά) Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 7/38 29/11/2016

8 Γιατί Ρομπότ και Εκπαιδευτική Ρομποτική 1 F διασκεδαστική και ενδιαφέρουσα δραστηριότητα (παιδιά = εξοικειωμένα με την Τεχνολογία) «Τα παιδιά όταν σχεδιάζουν, κατασκευάζουν και προγραμματίζουν ρομπότ έχουν την ευκαιρία να μάθουν παίζοντας και να αναπτύξουν δεξιότητες» F δυνατότητα αξιοποίησης σε όλες τις εκπαιδευτικές βαθμίδες F διδασκαλία διαφόρων εννοιών (διαθεματικό-διεπιστημονικό πλαίσιο) F θετικές επιπτώσεις στο γνωστικό τομέα στο συναισθηματικό (αυτοεκτίμηση, αυτοπεποίθηση) στο κοινωνικό (κοινωνικοποίηση, απομυθοποίηση) Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 8/38 29/11/2016

9 Γιατί Ρομπότ και Εκπαιδευτική Ρομποτική 2 Τις τελευταίες δεκαετίες στροφή στο STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics - Sanders, 2009) F Λύτες προβλημάτων-problem solvers (πρόβλημα λύση) F Καινοτόμοι Innovators (δημιουργική αξιοποίηση των αρχών των Επιστημών) F Αυτοδύναμοι - Self reliant (πρωτοβουλίες-αυτοοργάνωση). F Λογικοί στοχαστές - Logical thinkers (λογικές διαδικασίες σκέψης) Morrison (2006) Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 9/38 29/11/2016

10 Γιατί Ρομπότ και εκπαιδευτική Ρομποτική 3 F Ανάπτυξη Δεξιοτήτων του 21 ου αιώνα ομαδική εργασία επίλυση προβλημάτων (ανάλυση, σχεδίαση, υλοποίηση, δοκιμή και πειραματισμός, αξιολόγηση) καινοτομία διαχείριση έργου (διαχείριση χρόνου, κατανομή έργου και πόρων) προγραμματισμός δεξιότητες επικοινωνίας πολύτιμες νοητικές δεξιότητες (αναλυτική και συνθετική σκέψη, δημιουργικότητα, κριτική σκέψη) Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 10/38 29/11/2016

11 Γνωστικοί Στόχοι 1 Μαθηματικά και Γεωμετρία F (αναλογίες, μετρήσεις, μεταβλητές, γεωμετρικές έννοιες όπως περίμετρος) Θετικές Επιστήμες F Φυσική (μελέτη της κίνησης, της επίδρασης της τριβής, της σχέσης των δυνάμεων, ενέργειας) Τεχνολογία F Εισαγωγή στον προγραμματισμό F τεχνολογικός εγγραμματισμός (κατανόηση, δεξιότητες, εφαρμογή) Μηχανική F (κατασκευή, έλεγχος και αξιολόγηση μηχανικών λύσεων) Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 11/38 29/11/2016

12 Γνωστικοί Στόχοι 2 Γλωσσικές δεξιότητες F Δημιουργία, σύνθεση, ανάλυση και αφήγηση ιστοριών Ιστορία F κατασκευή καταπέλτη επαφή με την τεχνολογία της εποχής, του έργο και της προσωπικότητα ςτου Αρχιμήδη Μελέτη Περιβάλλοντος F Κυκλοφοριακή αγωγή Γεωγραφία F Ήπειροι, ωκεανοί, χάρτες) Ρόλος του δασκάλου F καθοδηγητικός και συντονιστικός Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 12/38 29/11/2016

13 Δεξιότητες Κριτική σκέψη και επίλυση προβλημάτων Λεπτή κινητικότητα και κατασκευές Προσανατολισμός στον χώρο Απτικοποίηση πιο αφηρημένων εννοιών όπως είναι ο χρόνος Ελεύθερος πειραματισμός, διερευνητική μάθηση Κοινωνικές - συνεργατικές δεξιότητες Συμμετοχή και αυτοπεποίθηση Φαντασία και δημιουργικότητα Μεταγνωστικές δεξιότητες - αναστοχασμός Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 13/38 29/11/2016

14 Εκπαιδευτική Διαδικασία 1 Μάθηση παραδοσιακή vs σύγχρονη θεώρηση Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 14/38 29/11/2016

15 Εκπαιδευτική Διαδικασία 2 Μάθηση παραδοσιακή vs σύγχρονη θεώρηση Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 15/38 29/11/2016

16 Χ. Καραγιαννίδης, ΠΘ-ΠΤΕΑ Εφαρμογές ΤΠΕ στην ΕΕΑ Εκπαιδευτικά Ρομπότ Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 16/38 29/11/2016

17 Προσχολική ηλικία Α Δημοτικού 1 Beebot Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 17/38 29/11/2016

18 Προσχολική ηλικία Α Δημοτικού 2 Προσχολική Ηλικία (4-6,5 ετών) F Υλικά: Beebot + τουβλάκια Lego + χειραπτικά υλικά (μακέτες, κατασκευές) F Στόχοι: Βασικές έννοιες (οπτικού) προγραμματισμού (προ)μαθηματικές έννοιες (προσανατολισμός στον χώρο - μετρήσεις, επίλυση προβλημάτων, αριθμοί, πράξεις) Διαθεματικά Ρroject (κυκλοφοριακή αγωγή, παραμύθια) Διαθεματική, συνεργατική και παιγνιώδης μάθηση μέσα από βιωματικές δραστηριότητες και πειραματισμό Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 18/38 29/11/2016

19 Χ. Καραγιαννίδης, ΠΘ-ΠΤΕΑ Εφαρμογές ΤΠΕ στην ΕΕΑ Προσχολική ηλικία Α Δημοτικού3 Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 19/38 29/11/2016

20 BEEBOT -ΣΥΝΟΠΤΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΤΟΧΩΝ Γνωστικοί Στόχοι Προγραμματισμός Δεξιότητες Διαθεματικές έννοιες Γενικά Μαθηματικά Μέτρηση με άτυπα μέσα Οι αριθμοί (και σε ψηφιακή μορφή και σε μοτίβα) Απλές πράξεις Σχήματα Γλώσσα Γράμματα και λέξεις Εξάσκηση προφορικού λόγου Περιγραφή, Διήγηση, Αναδιήγηση Δημιουργία ιστοριών Τοποθέτηση γεγονότων σε χρονολογική σειρά Επαφή με διάφορα είδη κειμένων (Μύθοι Αισώπου Παραμύθια κόμικ κ.α.) Έννοιες: πρόσωπα, σκηνικό, γεγονότα, το ηθικό δίδαγμα Ρομπότ (βασικές έννοιες εντολή, προγραμματισμός, διόρθωση Μεταφορά εντολών από οπτικό επίπεδο (κάρτες) σε αφηρημένο επίπεδο (κουμπιά) Δημιουργία όλο και πιο περίπλοκων σειρών εντολών προγραμμάτων Επίλυση προβλημάτωνεύρεση λύσεων Εξοικείωση με τον Η/Υ Προσανατολισμ ός στον χώρο Διάκριση δεξιάαριστερά (και κατεύθυνσης) Συνεργατικές δεξιότητες Λεπτή κινητικότητα Μελέτη Περιβάλλοντος Η ζωή στην φάρμα- Φύση Ο Χάρτης (θησαυρού) κυκλοφοριακή αγωγή Οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος Γεωγραφία Διατροφή Μυθολογία Ιστορία Θησέας και Μινώταυρος Παραμύθια (Κοκκινοσκουφίτσα, 3 γουρουνάκια Μύθοι του Αισώπου (Λαγός και χελώνα) Ψυχαγωγία Δημιουργικότη τα Φαντασία κατασκευές Βιωματική Μάθηση (με χειραπτικά υλικά) Συνεργασία Πλαίσιο παιχνιδιού (Διαδραστικά επιτραπέζια παιχνίδια π.χ. φιδάκι) Θέματα ενδιαφέροντα για τα παιδιά Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 20/38 29/11/2016

21 Α-Β Δημοτικού 1 Lego WeDo software Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 21/38 29/11/2016

22 Α-Β Δημοτικού 2 Πρώτες τάξεις Δημοτικού F Υλικά: Lego wedo 2.0 (χειραπτικά υλικά όπως μακέτες, κατασκευές) F Στόχοι: Κατασκευές με στόχο την επαφή των παιδιών με απλούς μηχανισμούς (τροχαλίες, γρανάζια) Βασικές έννοιες (οπτικού) προγραμματισμού Έμφαση στην διαθεματικότητα, την παιγνιώδη μάθηση και την δημιουργικότητα Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 22/38 29/11/2016

23 Α-Β Δημοτικού 3 Software Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 23/38 29/11/2016

24 Α-Β Δημοτικού 4 Projects Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 24/38 29/11/2016

25 Χ. Καραγιαννίδης, ΠΘ-ΠΤΕΑ Εφαρμογές ΤΠΕ στην ΕΕΑ Α-Β Δημοτικού5 Projects Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 25/38 29/11/2016

26 Γ - Στ Δημοτικού (Γυμνάσιο) 1 Lego Mindstorms EV3 + software Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 26/38 29/11/2016

27 Γ - Στ Δημοτικού (Γυμνάσιο) 2 Τελευταίες τάξεις Δημοτικού F Υλικά: Lego Mindstorms Ev3 (μακέτες, κατασκευές) F Στόχοι: Περίπλοκες κατασκευές και μηχανισμοί (αισθητήρες) Έννοιες (οπτικού) προγραμματισμού Βασικές έννοιες μαθηματικών (μοίρες, μεταβλητές) Διαθεματικότητα και δημιουργικότητα Promo Unbox Software Διαγωνισμοί WRO- FLL Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 27/38 29/11/2016

28 Γ - Στ Δημοτικού (Γυμνάσιο) 3 Software Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 28/38 29/11/2016

29 Γ - Στ Δημοτικού (Γυμνάσιο) 4 Projects Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 29/38 29/11/2016

30 Εκπαιδευτική Ρομποτική & Ειδική Αγωγή 1 Αυτισμός F Κοινωνικές Δεξιότητες Leka Nao 5_promising_robots_for_kids_with_autism/0 Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 30/38 29/11/2016

31 Εκπαιδευτική Ρομποτική & Ειδική Αγωγή 2 Αυτισμός F Κοινωνικές Δεξιότητες Milo photo/ 5_promising_robots_for_kids_wit h_autism/1 Romibo v=_uefb0wvpky F Κινητοποίηση γνωστικοί στόχοι Down Syndrome, Multiple disabilities, Μαθησιακές Δυσκολίες Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 31/38 29/11/2016

32 Συμπεράσματα 1 Η ενασχόληση με την εκπαιδευτική ρομποτική: F βοηθά στην επίτευξη γνωστικών στόχων και προσέγγιση διάφορων εννοιών F βοηθά στην κινητοποίηση, συμμετοχή και διατήρηση της προσοχής F βοηθά στην ενίσχυση και ανάπτυξη βασικών δεξιοτήτων F συμβαδίζει με τις απαιτήσεις και συνθήκες μίας σύγχρονης κοινωνίας F είναι μία δημιουργική, ενδιαφέρουσα και ευχάριστη ενασχόληση Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 32/38 29/11/2016

33 Συμπεράσματα 2 Εκπαιδευτική Ρομποτική και Ειδική Αγωγή F Η ενασχόληση με εκπαιδευτικά ρομπότ: Συμβάλει στην ανάπτυξη κοινωνικών δεξιοτήτων (παιδιά με αυτισμό και ΔΑΔ) Ενισχύει την κινητοποίηση, συμμετοχή και προσοχή παιδιών με ειδικές εκπαιδευτικές ανάγκες (αυτισμός, Down Syndrome, Μαθησιακές Δυσκολίες) Αποτελεί το «όχημα» μέσω του οποίου μπορούν να αναπτυχθούν διάφορες έννοιες και δεξιότητες Αποτελεί μία εποικοδομητική ενασχόληση για τα παιδιά Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 33/38 29/11/2016

34 Επιπλέον Εκπαιδευτικά Ρομπότ 1 Sphero 2.0 F M-bot (mouse) F Ollie (sphero) F Vortex (vacuum) F WowWee MiP (human-wheels) F Cubelets - κύβοι F Probot F Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 34/38 29/11/2016

35 Επιπλέον Εκπαιδευτικά Ρομπότ 2 Ozobot (markers-papers) F Dash and Dot (robotic duo) F RobotBlock (kit) F Pleo-Dinosaur F Hanson Robotics Professor Einstein F Thymio II F Mouse Robot F Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 35/38 29/11/2016

36 Επιπλέον Εκπαιδευτικά Ρομπότ 3 Lego Boost F top_6_educational_robots_coming_in_2017/0 WowWee Elmoji Coding Robot F top_6_educational_robots_coming_in_2017/1 Kubo Educational Robot F top_6_educational_robots_coming_in_2017/4 Ozobot- Superhereos F top_6_educational_robots_coming_in_2017/5 Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 36/38 29/11/2016

37 Χρήσιμοι Σύνδεσμοι WeDo 2.0 F F EV3 F F Βίντεο F F Εκπαιδευτική Ρομποτική F robotics_4.pdf F rhoomicronmupiomicrontauiotakappa942.html F Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 37/38 29/11/2016

38 Καλό ΑπόγευμαJ Διάλεξη 11: Εκπαιδευτική Ρομποτική 38/38 29/11/2016