STEM Education Coding Engineering με Arduino και Micro:bit
Engineering με Arduino και Micro:bit

Engineering με Arduino και Micro:bit

Coding

Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα Engineering με Arduino και Micro:bit είναι σχεδιασμένο για τους μαθητές του γυμνασίου, βασισμένο στη μεθοδολογία STEM. 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.

Οι συμμετέχοντες θα μάθουν να κατασκευάζουν αυτοματισμούς, συσκευές ελέγχου και πιο σύνθετες ρομποτικές διατάξεις χρησιμοποιώντας τον μικροελεγκτή Arduino και διάφορα περιφερειακά όπως αισθητήρες φωτός, θερμοκρασίας, υγρασίας, σερβομηχανισμούς. Παράλληλα θα διδαχθούν τις βασικές αρχές της Φυσικής που αναφέρονται στα φυσικά μεγέθη που σχετίζονται με τις κατασκευές τους. Επιπλέον, θα γνωρίσουν τις βασικές αρχές των μαθηματικών και της στατιστικής που εφαρμόζονται στη συλλογή, επεξεργασία και αξιοποίηση των μετρήσεων που θα παίρνουν από αυτές τους τις κατασκευές.

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).

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

Σκοπός των μαθημάτων μας είναι η σφαιρική εξοικείωση των συμμετεχόντων με τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται από τη βιομηχανία στις μέρες μας στην παραγωγή των έξυπνων συσκευών που ολοένα και περισσότερο βρίσκουμε γύρω μας. Με τον τρόπο αυτό θα γίνουν οι «έξυπνοι μηχανικοί» που χρειάζεται η τεχνολογία και η επιστήμη για τη διαμόρφωση του μέλλοντος μας.

Πληροφορίες Προγράμματος

  • Ηλικία: 12-15
  • Αριθμός μαθημάτων: 28 δραστηριότητες
  • Διάρκεια μαθήματος: 90
  • Αριθμός μαθητών: 16 μαθητές

0 Comments

Related Posts

Αφήστε μια απάντηση

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