 |
Γιατί η Ρομποτική στην Εκπαίδευση;
A) Τα παιδιά όταν σχεδιάζουν, κατασκευάζουν και προγραμματίζουν ρομπότ έχουν την ευκαιρία να μάθουν παίζοντας και να αναπτύξουν δεξιότητες
Η ρομποτική αφενός, είναι μία διασκεδαστική και ενδιαφέρουσα δραστηριότητα που δίνει τη δυνατότητα στο μαθητή να εμπλακεί με τη δράση, αφετέρου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλες τις βαθμίδες εκπαίδευσης για τη διδασκαλία διαφόρων εννοιών, κυρίως, από τις Φυσικές Επιστήμες και άλλα γνωστικά αντικείμενα.
Η εκπαιδευτική Ρομποτική έχει θετικές επιπτώσεις εκτός από το γνωστικό τομέα και στο συναισθηματικό (αυτοεκτίμηση, αυτοπεποίθηση) και κοινωνικό (κοινωνικοποίηση, απομυθοποίηση). Επιπλέον, με τη βοήθεια της ρομποτικής στη διδασκαλία του ο εκπαιδευτικός μπορεί να επικεντρωθεί στην ανάπτυξη και άλλων κρίσιμων δεξιοτήτων του 21ου αιώνα:
|
more videos click here
|
B) Η ρομποτική αλλάζει τον παραδοσιακό χαρακτήρα της διδασκαλίας
 |
 |
|
|
Γιατί να διδάξω με Lego MINDSTORMS στο σχολείο μου;
«ποιους εκπαιδευτικούς στόχους θα επιτύχω;»
«γιατί τα Lego MINDSTORMS είναι χρήσιμα για την διδασκαλία του μαθήματος μου;»
Η εκπαιδευτική δυναμική των προγραμματιζόμενων ρομποτικών κατασκευών LEGO MINDSTORMS συνίσταται στη δυνατότητα που προσφέρει στους μαθητές, να συνθέσουν μια μηχανική οντότητα (π.χ. ένα μοντέλο αυτοκινήτου) και να την κατευθύνουν με τη βοήθεια ενός απλού και εύχρηστου προγραμματιστικού περιβάλλοντος. Το πακέτο LEGO MINDSTORMS, αν αξιοποιηθεί κατάλληλα, μπορεί να υποστηρίξει τη δημιουργία ενός περιβάλλοντος εποικοδομητικής μάθησης (constructive learning) που θα παρέχει αυθεντικές εκπαιδευτικές δραστηριότητες ενταγμένες σε διαδικασίες επίλυσης ανοιχτών προβλημάτων από τον πραγματικό κόσμο, θα ενθαρρύνει την έκφραση και την προσωπική εμπλοκή στη μαθησιακή διαδικασία και θα υποστηρίζει την κοινωνική αλληλεπίδραση.
Με τα LEGO MINDSTORMS γίνονται πράξη οι ιδέες του S. Papert για «μαστόρεμα της γνώσης» (constructionism): τα παιδιά οικοδομούν πιο αποτελεσματικά τη γνώση όταν εμπλέκονται ενεργά στη σχεδίαση και κατασκευή (χειρωνακτική και ψηφιακή) πραγματικών αντικειμένων που έχουν νόημα για τους ίδιους είτε αυτά είναι κάστρα από άμμο, είτε κατασκευές LEGO και προγράμματα υπολογιστών.
Η σχεδίαση δραστηριοτήτων με τις ρομποτικές κατασκευές LEGO MINDSTORMS συνδέεται με την εκπλήρωση ενός έργου με στόχο την επίλυση ενός προβλήματος. Σε ένα τέτοιο μαθησιακό περιβάλλον, η μάθηση καθοδηγείται από το προς επίλυση πρόβλημα. Προκειμένου να εμπλέξουμε τους μαθητές σε δραστηριότητες σχεδίασης και κατασκευής πραγματικών αντικειμένων, δηλαδή ρομποτικών κατασκευών που έχουν νόημα για τους ίδιους και τους γύρω τους, θα πρέπει να επινοήσουμε δραστηριότητες που θα προτρέπουν τους μαθητές να κατασκευάσουν αλλά συγχρόνως να τους ενθαρρύνουμε και να τους υποστηρίξουμε κατάλληλα ώστε να πειραματιστούν και να διερευνήσουν ιδέες που διέπουν τις κατασκευές τους. Οι δραστηριότητες αυτές είναι συνήθως διαθεματικές και μπορούν να ενταχθούν στα σχολικά μαθήματα της τεχνολογίας, των φυσικών επιστημών και της πληροφορικής τόσο στην πρωτοβάθμια όσο και στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση.
Δημήτρης Αλιμήσης Καθηγητής Εκπαιδευτικής Τεχνολογίας, ΑΣΠΑΙΤΕ
«γιατί τα Lego MINDSTORMS είναι χρήσιμα για την διδασκαλία του μαθήματος μου;»
Η εκπαιδευτική δυναμική των προγραμματιζόμενων ρομποτικών κατασκευών LEGO MINDSTORMS συνίσταται στη δυνατότητα που προσφέρει στους μαθητές, να συνθέσουν μια μηχανική οντότητα (π.χ. ένα μοντέλο αυτοκινήτου) και να την κατευθύνουν με τη βοήθεια ενός απλού και εύχρηστου προγραμματιστικού περιβάλλοντος. Το πακέτο LEGO MINDSTORMS, αν αξιοποιηθεί κατάλληλα, μπορεί να υποστηρίξει τη δημιουργία ενός περιβάλλοντος εποικοδομητικής μάθησης (constructive learning) που θα παρέχει αυθεντικές εκπαιδευτικές δραστηριότητες ενταγμένες σε διαδικασίες επίλυσης ανοιχτών προβλημάτων από τον πραγματικό κόσμο, θα ενθαρρύνει την έκφραση και την προσωπική εμπλοκή στη μαθησιακή διαδικασία και θα υποστηρίζει την κοινωνική αλληλεπίδραση.
Με τα LEGO MINDSTORMS γίνονται πράξη οι ιδέες του S. Papert για «μαστόρεμα της γνώσης» (constructionism): τα παιδιά οικοδομούν πιο αποτελεσματικά τη γνώση όταν εμπλέκονται ενεργά στη σχεδίαση και κατασκευή (χειρωνακτική και ψηφιακή) πραγματικών αντικειμένων που έχουν νόημα για τους ίδιους είτε αυτά είναι κάστρα από άμμο, είτε κατασκευές LEGO και προγράμματα υπολογιστών.
Η σχεδίαση δραστηριοτήτων με τις ρομποτικές κατασκευές LEGO MINDSTORMS συνδέεται με την εκπλήρωση ενός έργου με στόχο την επίλυση ενός προβλήματος. Σε ένα τέτοιο μαθησιακό περιβάλλον, η μάθηση καθοδηγείται από το προς επίλυση πρόβλημα. Προκειμένου να εμπλέξουμε τους μαθητές σε δραστηριότητες σχεδίασης και κατασκευής πραγματικών αντικειμένων, δηλαδή ρομποτικών κατασκευών που έχουν νόημα για τους ίδιους και τους γύρω τους, θα πρέπει να επινοήσουμε δραστηριότητες που θα προτρέπουν τους μαθητές να κατασκευάσουν αλλά συγχρόνως να τους ενθαρρύνουμε και να τους υποστηρίξουμε κατάλληλα ώστε να πειραματιστούν και να διερευνήσουν ιδέες που διέπουν τις κατασκευές τους. Οι δραστηριότητες αυτές είναι συνήθως διαθεματικές και μπορούν να ενταχθούν στα σχολικά μαθήματα της τεχνολογίας, των φυσικών επιστημών και της πληροφορικής τόσο στην πρωτοβάθμια όσο και στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση.
Δημήτρης Αλιμήσης Καθηγητής Εκπαιδευτικής Τεχνολογίας, ΑΣΠΑΙΤΕ
Πλεονεκτήματα των LEGO MINDSTORMS
|
Μειονεκτήματα των LM
 Για τη διδασκαλία με LM απαιτείται κατάλληλη οργάνωση
|
Η εκπαιδευτική ρομποτική στη διδασκαλία του προγραμματισμού
Αδυναμίες και δυσκολίες της παραδοσιακής διδασκαλίας προγραμματισμού
Μαθητές και φοιτητές αντιμετωπίζουν δυσκολίες στον προγραμματισμό. Βασική αιτία θεωρείται το γεγονός ότι οι μαθητές διδάσκονται κυρίως κάποια συγκεκριμένη γλώσσα προγραμματισμού και όχι κάποια μεθοδολογία για την επίλυση προβλημάτων. Τα κυριότερα προβλήματα που έχουν παρατηρηθεί κατά τη διδασκαλία της πληροφορικής και του προγραμματισμού:
Μία νέα διδακτική προσέγγιση για τη διδασκαλία του προγραμματισμού
Η εκπαιδευτική ρομποτική σε συνδυασμό με τον οπτικό προγραμματισμό μπορούν να αξιοποιηθούν για τη διδασκαλία του προγραμματισμού και κατ' επέκταση για την αντιμετώπιση των δυσκολιών στον προγραμματισμό.
Μειονεκτήματα
Η χρήση φυσικών µοντέλων κατά τη διδασκαλία των αρχών του προγραµµατισµού µπορεί να δηµιουργήσει διδακτικά προβλήµατα, τα σηµαντικότερα από τα οποία οφείλονται σε φυσικούς περιορισµούς και τεχνικούς περιορισµούς του υλικού - περιορισµοί που µπορεί να δηµιουργήσει η τριβή στην κίνηση ενός αντικειµένου κ.α, χρονικούς περιορισµούς (χρόνος εκµάθησης του συστήµατος) και περιορισµούς κόστους επένδυσης (µεγάλη οικονοµική επιβάρυνση για την απόκτηση και συντήρηση - επικαιροποίηση απαιτούµενου αριθµού συστηµάτων).
Μαθητές και φοιτητές αντιμετωπίζουν δυσκολίες στον προγραμματισμό. Βασική αιτία θεωρείται το γεγονός ότι οι μαθητές διδάσκονται κυρίως κάποια συγκεκριμένη γλώσσα προγραμματισμού και όχι κάποια μεθοδολογία για την επίλυση προβλημάτων. Τα κυριότερα προβλήματα που έχουν παρατηρηθεί κατά τη διδασκαλία της πληροφορικής και του προγραμματισμού:
- οι μαθητές δεν αντιλαμβάνονται τη διαδικασία επικοινωνίας μεταξύ ανθρώπου - μηχανής
- παρουσιάζουν δυσκολίες στην αντίληψη και την έκφραση των αλγορίθμων
- συνήθως παρουσιάζουν προβλήματα στην κατανόηση των επαναληπτικών δομών και δομών επιλογής, δυσκολία στο χειρισμό μεταβλητών κ.α
- κατανοούν τον αλγόριθμο σε φυσική γλώσσα, αλλά δυσκολεύονται στη μεταφορά του στην αυστηρή και λιτή σύνταξη και δομή του κώδικα
- τα περισσότερα προγραμματιστικά περιβάλλοντα είναι προσανατολισμένα προς έμπειρους προγραμματιστές
- οι γλώσσες γενικού σκοπού διαθέτουν ένα μεγάλο ρεπερτόριο εντολών και είναι πολύπλοκες
- η προσοχή των μαθητών επικεντρώνεται στην εκμάθηση της ίδιας της γλώσσας (αποστήθιση εντολών, σύνταξη κώδικα) και όχι στην ανάπτυξη ικανοτήτων επίλυσης προβλημάτων
- τα περισσότερα διδακτικά προβλήματα είναι μαθηματικού τύπου χωρίς αντιστοίχιση σε καθημερινά προβλήματα που να κεντρίζουν το ενδιαφέρον των διδασκομένων
Μία νέα διδακτική προσέγγιση για τη διδασκαλία του προγραμματισμού
Η εκπαιδευτική ρομποτική σε συνδυασμό με τον οπτικό προγραμματισμό μπορούν να αξιοποιηθούν για τη διδασκαλία του προγραμματισμού και κατ' επέκταση για την αντιμετώπιση των δυσκολιών στον προγραμματισμό.
- Με τα φυσικά μηχανικά μοντέλα όπως της Lego πετυχαίνεται υψηλός βαθμός αλληλεπίδρασης μεταξύ υπολογιστή και πραγματικού αντικειμένου.
- Τα προγραμματιζόμενα ‘τουβλάκια’ Lego είναι φυσικά μοντέλα με παρατηρήσιμες φυσικές συμπεριφορές.
- Ενισχύουν τους βασικούς στόχους της διδασκαλίας του προγραμματισμού όπως την τεκμηρίωση και ανακάλυψη, τη μάθηση νέων συστημάτων συμβόλων, την επικοινωνία μεταξύ μηχανών και τη μάθηση αλγορίθμων (Lawhead et al., 2003).
- Υπάρχει η δυνατότητα για πειραματισμό και δοκιμή και ενεργός συμμετοχή από τους μαθητές, αναπτύσσεται η κριτική σκέψη, καλλιεργείται η δημιουργική σκέψη, η διορατικότητα και η πρωτοτυπία, υπάρχει άμεση εμπειρία και ο μαθητής απαλλάσσεται από την εκμάθηση και απομνημόνευση συντακτικών κανόνων μιας γλώσσας προγραμματισμού (Καγκάνη κ.α., 2005).
- Ο μαθητής είναι σε θέση να γράψει κώδικα σε σύντομο χρονικό διάστημα.
- Στο περιβάλλον συγγραφής του κώδικα γίνεται ταυτόχρονα και συντακτικός έλεγχος (Τσοβόλας & Κόμης, 2005).
- Οι προγραμματιστικές έννοιες αποκτούν νόημα για τους μαθητές χάρη στην άμεση ανάδραση που υπάρχει ανάμεσα στον αλγόριθμο και στην υλοποίησή του.
- Το οπτικό περιβάλλον της οπτικής γλώσσας προγραμματισμού είναι φιλικό σε όλους τους μαθητές, αφού εξοικειώνονται εύκολα με τα εικονίδια και τη σημασία της κάθε οπτικής εντολής. Ο αναπαραστατικός χαρακτήρας των εντολών βοηθάει τα παιδιά να αναγνωρίζουν τη λειτουργία των εντολών από το εικονίδιό τους.
- Δίνει τη δυνατότητα υλοποίησης ρεαλιστικών σεναρίων (πχ. παρκάρισμα του οχήματος).
- Διευκολύνει τη μεταφορά γνώσεων από το ρομποτικό περιβάλλον σε άλλα προγραμματιστικά περιβάλλοντα.
- Η πτυχή του παιχνιδιού που εμπεριέχουν τα προγραμματιζόμενα ρομπότ Mindstrorms προτρέπει τους μαθητές να είναι περισσότερο δημιουργικοί αντιμετωπίζοντας τον προγραμματισμό του ρομπότ ως μια ψυχαγωγική και ευχάριστη ενασχόληση, ενισχύοντας σημαντικά τη διάθεσή τους για ενασχόληση με τον προγραμματισμό.
- Χαρακτηρίζεται από υψηλό βαθµό αλληλεπίδρασης µεταξύ του υπολογιστή και του πραγµατικού αντικειµένου, µε αποτέλεσµα, ο διδασκόµενος να µπορεί να συσχετίσει τις αντιδράσεις του ρομπότ µε τις εντολές του προγράµµατος και να παρατηρήσει τις συνέπειες που έχουν στη συµπεριφορά του ρομπότ οι αλλαγές που πραγµατοποιεί στο πρόγραµµα (Eden et al. 1996).
- Τα ρομπότ προσφέρουν απτή ανατροφοδότηση (feedback) στους µαθητές για την αποτελεσµατικότητα των προγραµµάτων τους (Barnes 2002). Η δυνατότητα αυτή βοηθά τους µαθητές να οδηγούνται σταδιακά σε καλύτερες, αποτελεσµατικότερες, πληρέστερες και ακριβέστερες λύσεις.
- Ακόµη, επιτρέπει στον εκπαιδευτικό να διδάξει την ίδια θεωρία και τις ίδιες έννοιες όχι µόνο πιο αποτελεσµατικά αλλά και σε λιγότερο χρόνο (Fagin 2000). Το γεγονός αυτό σηµαίνει ότι ο καθηγητής έχει στη διάθεσή του περισσότερο χρόνο για να παρακολουθήσει την πορεία κάθε µαθητή ξεχωριστά και να εντοπίσει τις αδυναµίες, παρανοήσεις, δυσκολίες που αυτός αντιµετωπίζει. Επίσης, ο µαθητής εργάζεται µε το δικό του ρυθµό µάθησης, έτσι ώστε να µπορεί να σταθεί όσο χρόνο χρειάζεται σε κάποια σηµεία.
- Υποστηρίζει το σχεδιασμό δραστηριοτήτων διδασκαλίας προγραμματισμού στηριγμένων στη διερευνητική μάθηση (Ramadhan, 2000; Kolikant & Pollack, 2004) και στη συνεργατική μάθηση (Γρηγοριάδου κ.α., 2004). Οι Willliams & Kessler (2000) αναφέρουν ότι η συνεργασία μεταξύ των μαθητών αποτελεί καθοριστικό παράγοντα στη μάθηση του προγραμματισμού.
- Υποστηρίζει τη διδασκαλία προγραμματισμού σε διάφορα γνωστικά επίπεδα και βαθμίδες εκπαίδευσης. Ειδικότερα, η εκπαιδευτική πλατφόρμα της LEGO MINDSTORMS υποστηρίζει μία μεγάλη ποικιλία γλωσσών προγραμματισμού που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προγραμματισμό ρομπότ Mindstorms - γεγονός που την καθιστά κατάλληλη τόσο για μικρές ηλικίες (με τον οπτικό προγραμματισμό) όσο και για τη διδασκαλία του προγραμματισμού (με άλλες γλώσσες πχ. RobotC) σε μεγαλύτερες ηλικίες ή σε μαθητές που έχουν διδαχθεί τις βασικές προγραμματιστικές δομές (πχ. στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση).
Μειονεκτήματα
Η χρήση φυσικών µοντέλων κατά τη διδασκαλία των αρχών του προγραµµατισµού µπορεί να δηµιουργήσει διδακτικά προβλήµατα, τα σηµαντικότερα από τα οποία οφείλονται σε φυσικούς περιορισµούς και τεχνικούς περιορισµούς του υλικού - περιορισµοί που µπορεί να δηµιουργήσει η τριβή στην κίνηση ενός αντικειµένου κ.α, χρονικούς περιορισµούς (χρόνος εκµάθησης του συστήµατος) και περιορισµούς κόστους επένδυσης (µεγάλη οικονοµική επιβάρυνση για την απόκτηση και συντήρηση - επικαιροποίηση απαιτούµενου αριθµού συστηµάτων).
Δείτε επίσης...
 |
|
|
Εισηγήσεις και άρθρα για τη ρομποτική στην εκπαίδευση
|
|
Το έργο TERECoP (Teacher Education on Robotics - Enhanced Constructivist Pedagogical Methods, 2006- 2009, http://www.terecop.eu) δημιουργήθηκε για την ανάπτυξη προγραμμάτων εκπαίδευσης εκπαιδευτικών με στόχο να τους καταστήσει ικανούς να ενσωματώσουν τη χρήση δραστηριοτήτων ρομποτικής στη διδακτική τους μεθοδολογία (Αλιμήσης, 2008).
|
|
"Introducing LEGO MINDSTORMS EDUCATION"
|
||||||
|
"Άτυπη μάθηση σε περιβάλλον εκπαιδευτικής ρομποτικής"
(Α. Μαργετουσάκη, Σ. Αναγνωστάκης, Π. Γ. Μιχαηλίδης) |
||
|
"Δυνατότητα Εργαστηρίου Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στα Σχολεία"
(Σ. Αναγνωστάκης, Α. Μαργετουσάκη, Π. Γ. Μιχαηλίδης) |
||
|
"Χρήση τεχνολογιών ρομποτικής ως εκπαιδευτικών εργαλείων στην πρωροβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση, η περίπτωση των Ομίλων"
(Κ. Δημητρίου, Ν. Κοντογεώργου) |
||
|
"Εκπαιδευτική ρομποτική: παιδαγωγικό πλαίσιο και μεθοδολογία ανάπτυξης διαθεματικών συνθετικών εργασιών"
(Σ. Φράγκου) |
||
|
"Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΣΤΟ ΔΗΜΟΤΙΚΟ ΣΧΟΛΕΙΟ"
(Συμπληρωματικό κείμενο στη θέση του Δ.Σ. της ΠΕΚαΠ για την Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση) |
||
|
"Υποστήριξη Διδασκαλίας Μαθημάτων Πληροφορικής υποβοηθούμενη από την πλατφόρμα LEGO Mindstorms"
(Α. Παπαλεωνίδας) |
||
|
"Εισαγωγή της εκπαιδευτικής ρομποτικής στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση"
(Σ. Ατματζίδου, Κ. Σωτηρόπουλος) |
||
|
"Why robotics"
(Robotics Academy) |
||
 |
Χρήσιμοι Σύνδεσμοι
LEGO education - Το site της lego προσφέρει στους εκπαιδευτικούς όλων των βαθμίδων καινοτόμες ιδέες και λύσεις για τη διδασκαλία τους (EN)
Robotics Academy - Διάφορες πλατφόρμες εκπαιδευτικής ρομποτικής (EN) LEGO engineering - Δείτε διάφορες ιδέες και δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής (EN) Η Διδακτική της πληροφορικής - LEGO MINDSTORMS μία εναλλακτική προσέγγιση για τη διδασκαλία του προγραμματισμού (GR) Ρομποτική & Εκπαίδευση - Μία σύντομη εισαγωγή στην εκπαιδευτική πλατφόρμα Mindstorms NXT (GR) Οι σύγχρονες θεωρίες μάθησης - Μία συνοπτική παρουσίαση (GR) Διδασκαλία του προγραμματισμού με LEGO Mindstorms NXT & RCX - Στην ιστοσελίδα αυτήν θα βρείτε υλικό (ασκήσεις, δραστηριότητες κ.α) που αφορά τα εκπαιδευτικά πακέτα Ρομποτικής LEGO MINDSTORMS (GR) NXT Projects & movies - Διάφορες ιδέες για NXT projects που συνδυάζουν υλικό της Mindstorms με την τεχνολογία της Vernier, για τη διδασκαλία διαφόρων εννοιών κυρίως της τεχνικής εκπαίδευσης κ.α (EN) |
Εργαστήριο Ρομποτικής | Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας | Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης Φλώρινας
Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών: Παιδαγωγική και Νέες Τεχνολογίες
Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών: Παιδαγωγική και Νέες Τεχνολογίες
