S4A Κατασκευάζω & Προγραμματίζω

Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα S4A Κατασκευάζω & Προγραμματίζω είναι σχεδιασμένο για τους μαθητές των τελευταίων τάξεων του δημοτικού, βασισμένο στη μεθοδολογία STEM.  H μεθοδολογία που ακολουθεί το STEM εστιάζει στην επίλυση αυθεντικών ­ πραγματικών προβλημάτων με την επιλογή θεωριών ­ εννοιών και εργαλείων από διάφορες επιστήμες ώστε να λυθεί ένα πρόβλημα ή να δημιουργηθεί μια κατασκευή που να συνδυάζει έννοιες και εργαλεία από τις τέσσερις επιστήμες (Φυσική, τεχνολογία, Μηχανική, Μαθηματικά). Με το STEM  κυρίαρχο ρόλο στη διδασκαλία διαδραματίζει η επίλυση προβλήματος, η ανακαλυπτική-διερευνητική μάθηση και η δημιουργική εμπλοκή των εκπαιδευόμενων στην ανακάλυψη της λύσης.

Τα παιδιά θα δημιουργήσουν αντικείμενα και κατασκευές του φυσικού τους κόσμου και σταδιακά θα ανακαλύψουν τη λειτουργία των «Απλών Μηχανών» (γρανάζια, τροχαλίες, μοχλοί, τροχοί και άξονες).  Δουλεύοντας σε ομάδες, θα μάθουν να συνεργάζονται και να επιλύουν προβλήματα του πραγματικού κόσμου.

Σε όλα τα εργαστήρια, τα παιδιά θα προγραμματίσουν τις κατασκευές τους στο προγραμματιστικό περιβάλλον του Scratch και θα δημιουργήσουν μια μικρή προσομοίωση της κατασκευής τους στο εικονικό περιβάλλον του προγράμματος.  Το Scratch είναι μια γλώσσα προγραμματισμού στην οποία δε χρειάζεται να πληκτρολογήσεις ούτε μια γραμμή κώδικα για να γράψεις ένα πρόγραμμα. Σχεδιάστηκε για να είναι διασκεδαστικό, εκπαιδευτικό και εύκολο στη διδασκαλία του προγραμματισμού. Έχει εργαλεία για τη δημιουργία αλληλεπιδραστικών ιστοριών, παιχνιδιών, προσομοιώσεων, παρουσιάσεων, κινούμενης εικόνας και πολλών άλλων προγραμμάτων. Το Scratch έχει αναπτυχθεί από μια μικρή ομάδα ερευνητών στο MIT Media Lab. Αποτελείται από ένα γραφικό προγραμματιστικό περιβάλλον στο οποίο οι μαθητές ενώνουν έτοιμες εντολές, σαν κομμάτια από παζλ, για να δημιουργήσουν προγράμματα. Προγραμματίζοντας τις κατασκευές που οι ίδιοι κάνουν, οι μαθητές θα αντιληφθούν την αξία του προγραμματισμού και θα κατανοήσουν καλύτερα τις βασικές αλγοριθμικές δομές, καθώς ο προγραμματισμός των υπολογιστών είναι απαραίτητος σήμερα σε όλες τις επιστήμες.

Στη σημερινή εποχή οι αισθητήρες βρίσκονται παντού και ανιχνεύουν συγκεκριμένες πληροφορίες στο χώρο που βρίσκονται. Εμπλεκόμενοι στην ανάπτυξη κατασκευών που χρησιμοποιούν αισθητήρες, οι μαθητές θα μάθουν τι είναι, τη βασική αρχή λειτουργίας τους, που χρησιμοποιούνται στον πραγματικό κόσμο και να επιλέγουν τον κατάλληλο τύπο αισθητήρα ανάλογα με το πρόβλημα.

Οι κατασκευές θα δημιουργηθούν με το εκπαιδευτικό υλικό της σειράς GIGO (S4A Programming Bricks) και όλες οι δραστηριότητες θα συνοδεύονται από ειδικά διαμορφωμένα φύλλα εργασίας που θα επιτρέπουν στα παιδιά να επαληθεύουν αυτά που έμαθαν παρατηρώντας.

Γιατί να μάθουμε γλώσσες προγραμματισμού;

Στη σημερινή ψηφιακή εποχή δεν μπορούμε να ξεφύγουμε από τους υπολογιστές. Κάθε συσκευή ή εξοπλισμός, όπως πόρτες γκαράζ, κλιματιστικά, ψυγεία, τηλεοράσεις και άλλες έξυπνες συσκευές, πρέπει να ελέγχονται από ψηφιακούς υπολογιστές. Αυτό ισχύει και για τα κινητά τηλέφωνα που μεταφέρουμε μαζί μας. Όλο και περισσότεροι άνθρωποι ψωνίζουν στο διαδίκτυο και σύντομα μπορεί να δούμε αυτοματοποιημένη οδήγηση αυτοκινήτων στο δρόμο. Οι ζωές μας αναπόφευκτα θα γίνονται ολοένα και πιο ψηφιοποιημένες και αμέτρητα προϊόντα θα σχετίζονται ή θα πρέπει να οδηγούνται από υπολογιστές (το Διαδίκτυο).

Ως εκ τούτου, σε αυτή την ψηφιακή εποχή όλοι πρέπει να μάθουν πώς να επικοινωνούν με τους υπολογιστές.

Τι είναι «γλώσσα προγραμματισμού»;

Η  γλώσσα προγραμματισμού είναι μια γλώσσα που χρησιμοποιούμε για την επικοινωνία με τους υπολογιστές, όπως ακριβώς μαθαίνουμε μια ξένη γλώσσα για να μιλάμε με ανθρώπους από άλλες χώρες. Με τη γλώσσα προγραμματισμού μπορείτε να δώσετε εντολές στους υπολογιστές και μέσω αυτών να προγραμματίσετε πλήθος συμβατών συσκευών και μοντέλων.

Οι περισσότερες δυτικές χώρες έχουν αρχίσει να προωθούν επιθετικά την εκπαίδευση με προγραμματισμό, ενσωματώνοντάς την ως υποχρεωτικό μάθημα στο δημοτικό και στο γυμνάσιο. Το βασικό πρόγραμμα σπουδών των μαθητών της μέσης εκπαίδευσης το 2018 θα ενσωματώσει τις γλώσσες προγραμματισμού, ώστε οι μαθητές να μπορούν να συμβαδίζουν με τις παγκόσμιες τάσεις.

Τι είναι το S4A;

S4A (Scratch για Arduino) είναι μια έκδοση του Scratch. Οι γλώσσες προγραμματισμού είναι γραμμένες στα αγγλικά, γεγονός που περιορίζει το κοινό-στόχο. Έτσι, μια ισπανική οργάνωση, η Citilab, είδε ότι το Scratch ήταν εξαιρετικά πετυχημένο και ξανάγραψε το λογισμικό ανοιχτού κώδικα Scratch, ονομάζοντάς το S4A (Scratch for Arduino). Με απλά λόγια, το S4A είναι μια μέθοδος μεταφοράς και απόθεσης μπλοκ για τον έλεγχο του Arduino. Ακόμα και τα παιδιά που δεν γνωρίζουν καλά αγγλικά μπορούν να χρησιμοποιήσουν τις δικές τους ιδέες για να ελέγξουν τα μοντέλα τους χρησιμοποιώντας το Arduino.

Αυτή η μέθοδος είναι ένα μεγάλο όφελος για την πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια σχολική εκπαίδευση καθώς οι μαθητές δεν χρειάζονται πλέον επαγγελματικές γνώσεις προγραμματισμού για να ολοκληρώσουν τη δική τους διαδραστική συσκευή Arduino.

Τι είναι το Arduino

Το Arduino είναι υλικό ανοικτού κώδικα και πίνακας κυκλωμάτων μικροελεγκτών. Αυτός ο πίνακας επιτρέπει την εγκατάσταση κινητήρων, φώτων LED, διακοπτών και διαφόρων τύπων αισθητήρων, όπως οπτικών, θερμικών ή ηχητικών αισθητήρων.

Καθώς μπορεί να υποστηρίξει διαφορετικούς αισθητήρες, μπορούν να συνδυαστούν με μπλοκ Gigo για τη δημιουργία μοντέλων που μπορούν να κινούνται σύμφωνα με τις ιδέες σας. Το Arduino έχει ένα χαμηλό φράγμα εισόδου και μια απλή κατανόηση των μηχανικών αρχών και κάποια δημιουργικότητα μπορεί να δημιουργήσει μοναδικά διαδραστικά μοντέλα S4A.

Καθώς το S4A (Scratch for Arduino) είναι ένα πρόγραμμα λογισμικού που βασίζεται στο Scratch, έχει όλες τις λειτουργίες του λογισμικού. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το Arduino για να ρυθμίσουμε την τάση σε μια παράμετρο για είσοδο στο Scratch και να ελέγξουμε την αλληλεπίδραση των χαρακτήρων στην οθόνη και να ελέγξουμε τους εξωτερικούς κινητήρες ή τους αισθητήρες. Με αυτόν τον τρόπο, οι μαθητές μπορούν να δημιουργήσουν τα δικά τους αποτελέσματα στις αλληλεπιδράσεις ανθρώπου-μηχανής

Τι είναι το Scratch

Το Scratch είναι ένα εκπαιδευτικό περιβάλλον προγραμματισμού που σχεδιάστηκε από το MIT Media Lab. Το Scratch διαθέτει γραφική γλώσσα προγραμματισμού με την οποία καθιστά πιο προσιτό τον προγραμματισμό στα παιδιά (από 8 ετών και άνω), τους εφήβους και άλλους αρχάριους προγραμματιστές.

Το Scratch είναι ένα περιβάλλον προγραμματισμού στο οποίο οι χρήστες δημιουργούν προγράμματα με βάση το υπόδειγμα της θεατρικής σκηνής. Ο προγραμματιστής έχει στη διάθεση του μια σκηνή (κεντρική οθόνη της εφαρμογής) στην οποία δημιουργούν αντικείμενα (ηθοποιοί και σκηνικά) επιλέγοντας από μια συλλογή ή ζωγραφίζοντας τα δικά τους. Τα αντικείμενα της σκηνής μπορούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με το χρήστη με βάση προκαθορισμένη συμπεριφορά που ορίζει ο χρήστης-προγραμματιστής. Η συμπεριφορά των αντικειμένων ορίζεται με το σύρσιμο δομικών στοιχείων τα οποία αναπαριστούν ενέργειες-εντολές, οι οποίες αναφέρονται σε ένα αντικείμενο. Τα δομικά στοιχεία αυτά αποτελούν τη γλώσσα προγραμματισμού του scratch. Ο σχεδιασμός με δομικά στοιχεία επιτρέπει τον εύκολο προγραμματισμό με εξάλειψη των λαθών στη σύνταξη, επιτρέποντας ανάδραση από τον χώρο που είναι στοιβαγμένα τα δομικά στοιχεία και δίνοντας δυνατότητες άμεσης εκτέλεσης για πειραματισμό
Τα έργα που αναπτύσσει κανείς με το Scratch μπορούν να είναι πλούσια σε μέσα και να χρησιμοποιούν γραφικά, κινούμενα σχέδια, μουσική και ήχους. Το Scratch δίνει τη δυνατότητα δημιουργίας ηλεκτρονικών παιχνιδιών, κινουμένων σχεδίων, αλληλεπιδραστικών ιστοριών κ.α. Επιτρέπει στον χρήστη να μοιραστεί τις δημιουργίες του στο διαδίκτυο όπου υπάρχει ζωηρή κοινότητα χρηστών από όλο τον κόσμο.
Η κοινότητα δίνει την ευκαιρία να ανταλλάξει κανείς ιδέες και απόψεις με άλλους δημιουργούς και να εμπλακεί ενεργά σε μια κοινότητα πρακτικής και μάθησης. Κάθε μέλος της κοινότητας διαθέτει δικό του χώρο για την έκθεση των έργων του, μπορεί να σχολιάζει τα έργα άλλων, να μεταφορτώνει τις εφαρμογές που του αρέσουν στο δίσκο του και να έχει πλήρη πρόσβαση στον τρόπο που έχουν φτιαχτεί ώστε να τις επαναχρησιμοποιεί. Η επαναχρησιμοποίηση των προγραμμάτων είναι ακόμα ένα στοιχείο που συνεισφέρει στη γρήγορη εκμάθηση και την παραγωγικότητα με το scratch.
Ο σχεδιασμός του Scratch ευνοεί σκόπιμα τους αρχάριους προγραμματιστές. Εκτός από την παραγωγή εφαρμογών ως εκπαιδευτικό περιβάλλον, στοχεύει στην ανάπτυξη βασικών ικανοτήτων, όπως είναι: η δημιουργική σκέψη, η σαφής επικοινωνία, η συστηματική ανάλυση, η αποδοτική συνεργασία, ο επαναληπτικό-προοδευτικός σχεδιασμός, και οι δεξιότητες της δια βίου μάθησης. Για τους εκπαιδευτικούς το Scratch είναι επίσης ένα βολικό εργαλείο παραγωγής ψηφιακού μαθησιακού υλικού.

Χρησιμοποιώντας το Scratch, τα παιδιά μπορούν να μάθουν τις σημαντικές βασικές έννοιες για τον σχεδιασμό ενός προγράμματος. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν το Scratch για να δημιουργήσουν ψηφιακά αριστουργήματα όπως ιστορίες, κινούμενα σχέδια, παιχνίδια ή μουσική. Παρέχει μια γραφική διεπαφή που επιτρέπει στο πρόγραμμα να γράφεται με drag and drop μπλοκ για τη δημιουργία κινούμενων τεμαχίων.

Στόχος του προγράμματος

Ο σκοπός του προγράμματος S4A Κατασκευάζω & Προγραμματίζω είναι η γνωριμία με τις απλές μηχανές και τη μετάδοση της κίνησης, ύλη που δε διδάσκεται στη δημόσια εκπαίδευση. Επίσης, στοχεύουμε στην ανάπτυξη δεξιοτήτων επίλυσης προβλήματος, κριτικής και δημιουργικής σκέψης, αναλυτικής και συνθετικής σκέψης, συνεργατικότητας, επικοινωνίας και δεξιότητες που σχετίζονται με την οργάνωση και την εργασία στο πλαίσιο ομάδων.

Με τον προγραμματισμό των κατασκευών και τις δραστηριότητες της προσομοίωσης στο προγραμματιστικό περιβάλλον του Scratch, στοχεύουμε στην ανάπτυξη της υπολογιστικής σκέψης, μιας δεξιότητας που θα πρέπει να κατέχουν όλοι τον 21ο αιώνα.

Πληροφορίες Προγράμματος

  • Ηλικία: Δ’ με ΣΤ’ Δημοτικού
  • Αριθμός μαθημάτων: 30 ενότητες
  • Διάρκεια μαθήματος: 90
  • Αριθμός μαθητών: 20 μαθητές

Διαθεματικές Γνώσεις


  • Φυσική: Τριβή, Μετατροπές Ενέργειας, Ταχύτητα, Δύναμη, Νόμοι της Μηχανικής
  • Τεχνολογία: Απλές Μηχανές, Μετάδοση Κίνησης, Σύγχρονοι Μηχανισμοί, Αισθητήρες
  • Μηχανική: Μηχανικό Πλεονέκτημα, Στατικότητα – Δόμηση, Problem Solving
  • Μαθηματικά: Απλές και Σύνθετες Πράξεις, Μοτίβα, Γεωμετρία
  • Πληροφορική: Προγραμματισμός υπολογιστών (Δομή Ακολουθίας, Δομή Επιλογής, Δομή Επανάληψης)

Θεματικές Ενότητες


Ενότητα 1η: Γρανάζια

Ενότητα 2η: Τροχοί και Άξονες

Ενότητα 3η: Μοχλοί

Ενότητα 4η: Τροχαλίες

Ενότητα 5η: Μηχανές και Μηχανισμοί

0 Comments

Σχετικά Άρθρα

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνσή σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *