Εργασία smart bikeΕργασία ΑθροιστήςΣτα πλαίσια του μαθήματος πληροφορικής Γ’ γυμνασίου με βάση το νέο πρόγραμμα σπουδών προβλέπεται στο Β’ τετράμηνο η εκπόνηση μιας ερευνητικής εργασίας η οποία πρέπει να έχει θέμα από τον κόσμο της πληροφορικής και της οποίας ο βασικός σκοπός πέραν την πρόσληψη νέας γνώσης, είναι η χρήση συνεργατικών εργαλείων μάθησης καθώς και η ομαδοσυνεργατική εργασία των μαθητών.
Σκοπός της ερευνητικής εργασίας είναι να εξοικειωθούν οι μαθητές/τριες στον χειρισμό συνεργατικών εργαλείων μάθησης Στην ερευνητική αυτή εργασία παρουσιάζεται μία προσπάθεια χρήσης του πακέτου ρομποτικών κατασκευών Lego Education Spike Prime με σκοπό την εκμάθηση βασικών αρχών προγραμματισμού (και ειδικότερα των δομών επιλογής και επανάληψης) σε μια βασισμένη σε σχέδιο εργασίας (project-based), προσέγγιση επίλυσης προβλημάτων, υιοθετώντας ως έναυσμα μάθησης το παιχνίδι. Το συμπέρασμα που προκύπτει από την εργασία αυτή είναι ότι οι ρομποτικές κατασκευές Lego Education Spike Prime, με την προϋπόθεση της κατάλληλης παιδαγωγικής πλαισίωσης, μπορούν να συμβάλλουν ουσιαστικά στη διδασκαλία του προγραμματισμού.
Στόχος του μαθήματος της Πληροφορικής για την εισαγωγή στον προγραμματισμό, όπως περιγράφεται στο Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών είναι :
- η απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων όσον αφορά στην κατανόηση ενός προβλήματος,
- ο σχεδιασμός αλγορίθμων,
- η εκμάθηση των τεχνικών προγραμματισμού,
- η υλοποίηση και ο έλεγχος του προγράμματος
- η παρουσίαση των αποτελεσμάτων της έρευνας σε κοινό (δεξιότητες-στάσεις)
Η διδασκαλία του προγραμματισμού στα πλαίσια της προσέγγισης αυτής είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική καθώς επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ικανοτήτων επίλυσης προβλημάτων και σχεδίασης αλγορίθμων και όχι μόνο στην εκμάθηση της γλώσσας προγραμματισμού.
Περιγραφή εκπαιδευτικού υλικού και πλεονεκτήματα χρήσης του
Στο πλαίσιο της εργασίας αυτής για τη διδασκαλία του προγραμματισμού με τη χρήση εκπαιδευτικής ρομποτικής επιλέχθηκε το πακέτο Lego Education Spike Prime το οποίο αποτελεί ένα ευέλικτο μέσο δημιουργικής μάθησης που παρέχει ευκαιρίες για σχεδιασμό και κατασκευές σε μικρό χρονικό διάστημα και με μικρό προϋπολογισμό. Περιλαμβάνει ένα σύνολο από δομικά στοιχεία (τουβλάκια, γρανάζια, τροχούς, κ.α.), αισθητήρες, κινητήρες και άλλα εξαρτήματα με τα οποία μπορεί κανείς να κατασκευάσει φυσικά μοντέλα. Τα εξαρτήματα αυτά προσαρμόζονται πάνω σε ένα τουβλάκι της LEGO μεγαλύτερων διαστάσεων, στο οποίο ο κύριος επεξεργαστής είναι ένας STM32F413. Περιλαμβάνει 1M flash και 320k RAM και ο πυρήνας ARM Cortex M4 μπορεί να χρονιστεί έως και 100MHz.
Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση του πακέτου Lego Spike Prime είναι :
- Λόγω των δυνατοτήτων του επεξεργαστή να ελέγχει κινητήρες και να συγκεντρώνει δεδομένα με τη βοήθεια αισθητήρων, μπορούν εύκολα να δημιουργηθούν κατασκευές που κινούνται, σκέφτονται, και αντιδρούν.
- Πολλοί μαθητές έχουν εξοικειωθεί με τα τουβλάκια της Lego από μικρές ηλικίες και αποτελούν μια σχετικά χαμηλού κόστους λύση. Οι μαθητές αντιμετωπίζουν τα Lego περισσότερο ως παιχνίδι, παρά ως εργαλεία μάθησης καθώς η πλειοψηφία τους έχει «παίξει» με αυτά.
- Η πτυχή – παιχνίδι, αποτελεί ένα σημαντικό παράγοντα θετικού κινήτρου και παρότρυνσης στην εκπαίδευση (Κόμης, 2005b).
- Με το πακέτο ρομποτικής της Lego ενισχύονται οι βασικοί στόχοι της διδασκαλίας του προγραμματισμού.
Για τον προγραμματισμό του επεξεργαστή χρησιμοποιήθηκε το προγραμματιστικό περιβάλλον του Lego Spike Prime, https://spike.legoeducation.com/, το οποίο παρέχει ένα δωρεάν, απλό γραφικό περιβάλλον για τον προγραμματισμό ΄΄συμπεριφορών΄΄ των ρομποτικών κατασκευών της Lego που επιτρέπει στο χρήστη να προγραμματίσει χρησιμοποιώντας blocks εικονιδίων που αναπαριστούν όλους τους τύπους δεδομένων και τις βασικές εντολές και δομές.
Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση του λογισμικού Spike Prime είναι ότι:
- η διδασκαλία του προγραμματισμού δεν ακολουθεί το τυπικό μοντέλο διδασκαλίας αλλά μια κατασκευαστική προσέγγιση (Τσοβόλας & Αντωνίου, 2005).
- το περιβάλλον αυτό είναι σχεδιασμένο για παιδιά, απαιτεί μόνο βασικές γνώσεις χρήσης Η/Υ και δεν προϋποθέτει γνώσεις αρχών προγραμματισμού (Κασκάλης κ.α., 2001).