CityLab - Ρομποτική

ΘΕΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ

Όλα τα εργαστηριακά μαθήματα, στοχεύουν στη βελτίωση της STEM εκπαίδευσης μέσω πρακτικής μάθησης (hands-on learning), με συγκεκριμένο πρόγραμμα σπουδών που ενσωματώνει κωδικοποίηση, προγραμματισμό, αρχές μηχανικής και ηλεκτρολογίας - όλα σε ομαδοσσυνεργατική επίλυση προβλημάτων πραγματικού κόσμου.

Σχεδιάζουμε και κατασκευάζουμε ρομπότ (δηλαδή μηχανές που κινούνται αυτόνομα και μπορούν και αλληλοεπιδρούν με το περιβάλλον τους) και αναπτύσσουμε software ελέγχου τους. Ξεκινάμε με απλά ηλεκτρομηχανικά μοντέλα και συνεχίζουμε με σύνθετες κατασκευές με μεγάλη ποικιλία αισθητήρων περιστροφής, ήχου, αφής, φωτός και υπερήχων. Χρησιμοποιούμε όλα τα πεδία της διεπιστημονικής προσέγγισης STEM, σε διαθεματικά εργαστήρια, με στόχο και μέσον το Ρομπότ. Μαθαίνουμε πώς συλλέγουμε πληροφορίες από το περιβάλλον, πώς τις επεξεργαζόμαστε και πώς να ανατροφοδοτούμε το σύστημά μας. Μετράμε το χρόνο και τις αποστάσεις στο χώρο, μαθαίνουμε για κίνηση, τυχαιότητα και μεταβλητές, είτε με εκτίμηση είτε με ακρίβεια μεγεθών.
Σε όλες μας τις κατασκευές πειραματιζόμαστε με στόχο τη βελτίωσή τους (... και τη δική μας...).

Δεξιότητες

Ανταλλάσσουμε ιδέες, συνεργαζόμαστε, επικοινωνούμε, παρουσιάζουμε σε τρίτους, αναπτύσσουμε τη διαίσθηση και το ενδιαφέρον μας σε καθένα από τα πεδία του STEM, ενδυναμώνουμε δεξιότητες έρευνας και επίλυσης προβλημάτων και δημιουργούμε με μεθοδολογία project management – «όπως οι μεγάλοι».

Γίνεται συνεχής παρατήρηση, πειραματισμός, ανάλυση και σύνθεση των δημιουργιών μας. Μαθαίνουμε περιγραφή, δημοσιογραφικό λόγο και γράψιμο, διήγηση, επεξήγηση και ερμηνεία/παρουσίαση σε τρίτους του τι ~~φτιάξαμε~~ κατασκευάσαμε και πώς.

Δημιουργούμε κατασκευές κλιμακούμενης δυσκολίας και πολυπλοκότητας με συνεχή βελτίωση των χαρακτηριστικών του ρομπότ μας σε όλα τα πεδία του (hardware, software, mechanics, electronics, data collection and processing).

Εφαρμογές

Συνεχής ανατροφοδότηση του ρομπότ για να ρυθμιστεί σε απόλυτη συμφωνία το τελικό αποτέλεσμα με το στόχο μας.
Εργαζόμαστε με μεγάλη ποικιλία σε απλές και σύνθετες μηχανές, αισθητήρες, γρανάζια, μεθόδους μετάδοσης κίνησης, μέτρηση χρόνου και απόστασης, πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμός, διαίρεση, τυχαιότητα και χρήση μεταβλητών.

Δημιουργούμε μηχανικά ζώα, αυτόματες γέφυρες, αντισεισμικές κατασκευές, αυτόματα parking, χρηματοκιβώτια, γερανούς, βραχίονες, μηχανισμούς μέτρησης βαρύτητας, smart cars, ρύθμιση κυκλοφορίας, smart cities, γραμμές παραγωγής - τα πάντα!

Κύριος στόχος των εργαστηρίων είναι τα παιδιά να γίνουν πραγματικοί δημιουργοί.

Δείτε στη συνέχεια συγκριτική περιγραφή των χαρακτηριστικών των προγραμμάτων μας Ρομποτικής.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ

R_SPK1 -- [ 6 - 7 ] -- "Ας ξεκινήσουμε Ρομποτική"

Lego Education Spike Essential

Στόχοι: Εισαγωγή σε βασικές έννοιες STEM, ανάπτυξη κριτικής σκέψης και δεξιοτήτων επίλυσης προβλημάτων, ενθάρρυνση δημιουργικότητας μέσω αφηγήσεων και παιχνιδιών ρόλων.

Εκπαιδευτικοί Στόχοι: Βασική κωδικοποίηση και ρομποτική, κατανόηση απλών μηχανικών αρχών, συνεργασία και επικοινωνία.

Δεξιότητες που Αναπτύσσονται: Βασική κωδικοποίηση, δημιουργικότητα και καινοτομία, συνεργασία και ομαδική εργασία.

Αποτελέσματα: Οι μαθητές μαθαίνουν να κατασκευάζουν και να προγραμματίζουν απλά ρομπότ και συσκευές χρησιμοποιώντας την εφαρμογή LEGO Education SPIKE, αποκτώντας βασική κατανόηση της κωδικοποίησης και της μηχανικής.

Τυπικές Κατασκευές: Απλά ρομπότ και συσκευές

Παραδείγματα Έργων: Δημιουργία ενός μικρού ρομπότ που ξεκινά και σταματά ανάλογα με τα χρώματα που βλέπει γραμμές, κατασκευή ενός μοντέλου ανεμόμυλου (ή ρόδας λούνα παρκ) που περιστρέφεται, ...

R_WD2 -- [ 7 - 8 ] -- "Νεαροί μηχανικοί, προχωρημένα Ρομπότ"

Lego Education WEDO2

Στόχοι: Εισαγωγή στις βασικές έννοιες ρομποτικής και μηχανικής, προώθηση επιστημονικής εξερεύνησης και ανακάλυψηςμ υποστήριξη της μάθησης μέσω έρευνας.

Εκπαιδευτικοί Στόχοι: Απλός προγραμματισμός και ρομποτική, βασικές αρχές φυσικής επιστήμης, επίλυση προβλημάτων μέσω καθοδηγούμενων έργων.

Δεξιότητες που Αναπτύσσονται: Βασική κατανόηση της μηχανικής, προβληματισμός και πειραματισμός, συνεργασία και επικοινωνία.

Αποτελέσματα: Οι μαθητές δημιουργούν απλές μηχανές και μοντέλα για να κατανοήσουν βασικές επιστημονικές και μηχανικές αρχές, ενισχύοντας την περιέργεια και την αγάπη για την εξερεύνηση. Τυπικές Κατασκευές: Απλές μηχανές και μοντέλα.

Παραδείγματα Έργων: Απλό ρομποτικό αυτοκίνητο, γερανός που ανυψώνει αντικείμενα με τροχαλία, ...

R_SPK2 -- [ 10 + ] -- "Προχωρημένοι μηχανικοί, εξελιγμένα Ρομπότ"

Lego Education Spike Prime

Στόχοι: Εμπλοκή των μαθητών σε σύνθετη επίλυση προβλημάτων, βαθύτερη κατανόηση των θεμάτων STEM.

Εκπαιδευτικοί Στόχοι: Προχωρημένη κωδικοποίηση και ρομποτική, μηχανικός σχεδιασμός, συλλογή και ανάλυση δεδομένων.

Δεξιότητες που Αναπτύσσονται: Προχωρημένη κωδικοποίηση, Κριτική σκέψη και επίλυση (πρωτότυπων) προβλημάτων, ερευνητικές δεξιότητες.

Αποτελέσματα: Οι μαθητές αναπτύσσουν εξελιγμένα έργα ρομποτικής και λύσεις, βελτιώνοντας τις δεξιότητές τους στον υπολογιστικό τρόπο σκέψης και στη μηχανική.

Τυπικές Κατασκευές: Εξελιγμένα ρομπότ με πολλαπλούς αισθητήρες και κινητήρες.

Παραδείγματα Έργων: • Κατασκευή και προγραμματισμός ενός ρομποτικού βραχίονα που μετακινεί αντικείμενα • Ανάπτυξη ενός αυτόνομου ρομπότ που περιηγείται σε εμπόδια, ...

R_EV3 -- [ 10 + ] -- "Αναπτυγμένοι μηχανικοί, αναβαθμισμένα Ρομπότ"

Lego Education Mindstorms EV3

Στόχοι: Ανάπτυξη σύνθετων δεξιοτήτων ρομποτικής - δημιουργούμε "τα πάντα" (εφόσον έχουμε τα κατάλληλα εξαρτήματα).

Εκπαιδευτικοί Στόχοι: Προχωρημένη σχεδίαση, προγραμματισμός και κατασκευή του ρομπότ, καταγραφή και επεξεργασία δεδομένων από ποικιλία αισθητήρων.

Δεξιότητες που Αναπτύσσονται: Σύνθετος προγραμματισμός και μηχανική, αναλυτική σκέψη, λήψη αποφάσεων, ικανότητες σχεδιασμού και καινοτομίας.

Αποτελέσματα: Οι μαθητές κατασκευάζουν και προγραμματίζουν "real world robotics" εφαρμόζοντας και εξελίσσοντας συνεχώς τις δεξιότητές τους.

Τυπικές Κατασκευές: Πολύπλοκα ρομπότ με πλήρη ενσωμάτωση αισθητήρων και κινητήρων αλλά και προχωρημένων μηχανολογικών συνθέσεων.

Παραδείγματα Έργων: Δημιουργία ενός ρομπότ που λύνει ένα λαβύρινθο αυτόνομα, που ακολουθεί μία γραμμή χωρίς να τρέμει, ...