ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ LEGO® Mindstorms®
Τα τελευταία τριάντα χρόνια η γνωστή εταιρεία σε όλα τα παιδιά του κόσμου Lego (LEGO EDUCATION) σε συνεργασία με τα καλύτερα πανεπιστήμια του κόσμου έχει αναπτύξει την πιο δημοφιλή εκπαιδευτική πλατφόρμα γνωστή σε όλους ως LEGO Mindstorms. Με την εμφάνιση αυτού του εκπαιδευτικού πακέτου σε παγκόσμιο επίπεδο το 1989 ουσιαστικά ανοίγει ο δρόμος για την εισαγωγή της εκπαιδευτικής ρομποτικής στην εκπαίδευση. Η εκπαιδευτική ρομποτική με βάση τον θεμελιωτή της Seymour Papert (MIT) συνδυάζει τη μάθηση με το παιχνίδι και έτσι μετατρέπει την εκπαίδευση σε μία διασκεδαστική δραστηριότητα - είναι γνωστό άλλωστε πως η μάθηση επιτυγχάνεται ευκολότερα, ταχύτερα και ουσιαστικότερα όταν συνδυάζεται με το παιχνίδι. Oι μαθητές μαθαίνουν να εργάζονται ομαδικά (teamwork), να επιλύουν προβλήματα (problem solving) και να υλοποιούν projects. Η πλατφόρμα εκπαιδευτικής ρομποτικής LEGO Mindstorms είναι ενταγμένη στα περισσότερα εκπαιδευτικά συστήματα του κόσμου όπως ΗΠΑ, Κορέα, Κίνα, Ιαπωνία, Αγγλία, Ρωσία κλπ.. Αποτελεί μία ολοκληρωμένη λύση εκπαίδευσης STEM (Science Technology Engineering Mathematics) βασισμένη στην τεχνολογία ρομποτικής και οι μαθητές που συμμετέχουν στο πρόγραμμα εκπαίδευσης με LEGO Mindstorms αποκτούν την ικανότητα να:
περιγράφουν τα βασικά χαρακτηριστικά ενός ρομπότ (Τεχνολογία) περιγράφουν και να εξηγούν την λειτουργία απλών δομικών στοιχείων όπως είναι τα γρανάζια, οι άξονες, οι συνδετήρες (Τεχνολογία) σχεδιάζουν και να κατασκευάζουν μια μηχανή χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα υλικά (ρόδες, άξονες, κινητήρες) (Τεχνολογία) χρησιμοποιούν κατάλληλο λογισμικό και προγραμματιστικές δομές για να κινήσουν και να ελέγξουν την κατασκευή τους με κινητήρες και αισθητήρες (χρήση εικονοεντολών, εντολών ελέγχου, επανάληψης) (Πληροφορική) υπολογίζουν φυσικές ποσότητες που επιδρούν στη σχεδίαση και τη λειτουργία της κατασκευής τους, όπως η απόσταση, η γωνία βολής, το μήκος του άξονα (Φυσική) συνδυάζουν γνώσεις φυσικής, μαθηματικών και πληροφορικής για τη δημιουργία συναρπαστικών project αξιοποιούν τεχνικές επίλυσης προβλήματος διατυπώνουν υποθέσεις και να ελέγχουν την ορθότητά τους διατυπώνουν και να αξιολογούν επιχειρήματα που στηρίζονται στα δεδομένα που έχουν συλλέξει αυτοοργανώνονται και να ελέγχουν την πορεία της εργασίας τους γνωρίζουν και να αξιολογούν τη προσφορά της επιστήμης και της τεχνολογίας στην ευημερία του σύγχρονου ανθρώπου να εργάζονται σε ομάδες, να υλοποιούν projects, να εναλλάσσουν ρόλους να ετοιμάζονται με τον καλύτερο τρόπο για τη συμμετοχή τους στο πανελλήνιο διαγωνισμό και την ολυμπιάδα εκπαιδευτικής ρομποτικής WRO.
Τα εκπαιδευτικά μας προγράμματα ακολουθούν δεδομένα και standards προγραμμάτων εκπαίδευσης βασισμένα στην εκπαιδευτική ύλη των μεγάλων πανεπιστημίων όπως MIT, Carnegie Mellon, Tufts, στο περιεχόμενο των οποίων μόνο o οργανισμός μας έχει πρόσβαση.
Ακολουθώντας αυτά τα standards οργανώνουμε εκπαιδευτικά προγράμματα 2 περιόδων όπου στην κάθε περίοδο ο μαθητής παρακολουθεί 16 μαθήματα διάρκειας δύο σχολικών ωρών το καθένα. Ο στόχος είναι ο κάθε μαθητής να λάβει σημαντική εκπαίδευση η οποία να του δίνει όχι μόνο τη δυνατότητα να υλοποιεί project αλλά να λάβει και μέρος στο διαγωνισμό εκπαιδευτικής ρομποτικής WROHellas
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ LEGO MINDSTORMS Κύκλος Α’ : 1. Εισαγωγή στη ρομποτική και γνωριμία με το ΣΕΤ LEGO Mindstorms 2. Κίνηση & περιστροφή σε ειδικά διαμορφωμένη πίστα 3. Αναπαραγωγή Ήχου & Εικόνας παράλληλα με κίνηση 4. Εισαγωγή στη χρήση αισθητήρων - απλή δραστηριότητα
Κύκλος Β’ : 5. Χρήση Αισθητήρα Αφής & Ήχου 6. Χρήση Αισθητήρα υπερήχων για ανίχνευση εμποδίων 7. Χρήση Αισθητήρα Φωτός - συχνές εφαρμογές 8. Δραστηριότητα Follow the Line με τη χρήση αισθητήρα φωτός
Κύκλος Γ’ : 9. Ταυτόχρονος έλεγχος 2+ αισθητήρων - συνδυαστικές δραστηριότητες 10. Εμβάθυνση στις δομές ελέγχου switch & loop 11. Εισαγωγή στη χρήση μεταβλητών 12. Περαιτέρω ανάλυση μεταβλητών (read & write) - ένταξη σε δραστηριότητα
Κύκλος Δ’ : 13. Καλώδια Διασύνδεσης – τύποι δεδομένων - μετατροπή δεδομένων 14. Παραμετροποίηση μεταβλητών - προχωρημένες χρήσεις 15. Εισαγωγή σε προχωρημένους αλγόριθμους και συνδυαστικές διαδικασίες 16. Ανταπόκριση σε άγνωστη πρόκληση και έναρξη της προετοιμασίας για τον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Εκπαιδευτικής Ρομποτικής WROHellas
Αναλυτικό Πρόγραμμα Μαθημάτων LEGO MINDSTORMS 1ο μάθημα: Εισαγωγή στη ρομποτική. Αισθητήρες, κινητήρες, εξοικείωση με υλικό LEGO Mindstorms. 2ο μάθημα: Εισαγωγή στο προγραμματιστικό περιβάλλον. Βασικά μπλοκ εντολών. Οθόνη, ήχος, απλή κίνηση. 3ο μάθημα: Μελέτη των κινήσεων και ακριβής κίνηση (ευθεία κίνηση, μοίρες περιστροφής, τρόποι περιστροφής). Δραστηριότητα σχετική με κίνηση. 4ο μάθημα: Βασικές εντολές . Συνθήκη if με αισθητήρα απόστασης και κίνηση. Δραστηριότητα σε ειδικά διαμορφωμένη πίστα. 5ο μάθημα: Βασικές εντολές. Συνθήκη if με αισθητήρας αφής και κίνηση. Δραστηριότητα σε ειδικά διαμορφωμένη πίστα. 6ο μάθημα: Βασικές εντολές. Block επανάληψης, switch block και δραστηριότητα σε ειδικά διαμορφωμένη πίστα. 7ο μάθημα: Βασικές εντολές. Συνθήκη if με αισθητήρα φωτός. Δραστηριότητα “follow the line” σε ειδικά διαμορφωμένη πίστα. 8ο μάθημα: Προηγμένες εντολές. Καλώδια δεδομένων και τύποι δεδομένων. 9ο μάθημα: Εισαγωγή στις μεταβλητές και στον χειρισμό τους. Κατανόηση της χρησιμότητάς τους. 10ο μάθημα: Σύνθετα προγράμματα. Υποπρογράμματα, σύνθετη κατασκευή. 11o μάθημα: Εξελιγμένες εντολές - Random Block 12o μάθημα: Εξελιγμένες εντολές - εύρεση ελαχίστου - μεγίστου 13ο μάθημα: Εξελιγμένες εντολές - μεταβλητές ως flags 14ο μάθημα: Παράλληλος προγραμματισμός 15ο μάθημα: Follow the line με 2+ αισθητήρες φωτός 16ο μάθημα: Κατασκευή και προγραμματισμός αυτόνομου ρομπότ-εξερευνητή