Εργαστήρια ανά ηλικία

Παρατίθενται θεματολογία και εικόνες που βλέπουμε στα εργαστήριά μας. Ορισμένες τις βλέπουμε από την πρώτη μέρα ενώ άλλες τις χτίζουμε σιγά σιγά.
Σε όλα τα labs μας συμμετέχουν χαρούμενα παιδιά που συνεργάζονται και δημιουργούν κατασκευές hardware και software που «δεν ήξεραν ότι μπορούν». 

Στην πορεία «κατάλαβαν πώς ακριβώς δουλεύει» η κίνηση 4x4, ο γερανός, ο PacMan, το διαφορικό, ο κοχλίας του Αρχιμήδη, οι ταχύτητες και τα γρανάζια στο ποδήλατό τους (... και στο αυτοκίνητο) , το ασανσέρ, το κλαρκ, η μετατροπή της ενέργειας από μια μορφή της σε άλλη, το Space Invaders, οι αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης, οι αισθητήρες, το software development και το software engineering, το financial engineering κλπ

Επιπλέον, όλα τα παραπάνω μπορούν (και θέλουν) να τα παρουσιάζουν σε τρίτους με δημιουργική αντιπαράθεση, από την πρώτη ημέρα!

Δείτε το ωρολόγιο ετήσιο πρόγραμμά μας εδώ.

Ανά ηλικία και θεματική, τα εργαστήριά μας έχουν ως εξής:

5-7 ετών: Μηχανική

Ο Γιώργος, η Ιωάννα και ο Παναγιώτης, κατασκευάζουν μια μηχανική τραμπάλα, η οποία δεν είναι συμμετρική αλλά μετακινείται ανάλογα με το βάρος των παιδιών ώστε να ισορροπεί. Παρατηρούν ότι …

Περιβάλλον εργασίας και ενδεικτικό περιεχόμενο

Συγκεκριμένα εργαλεία και kit μηχανικής βοηθούν τους μικρούς μας μαθητές να μετατρέψουν τις αφηρημένες έννοιες και τα προβλήματα της Μηχανικής και των Μαθηματικών σε χειροπιαστή διαδικασία κατανόησης και επίλυσής τους.
Δουλεύοντας σε ένα ήδη οικείο και διασκεδαστικό περιβάλλον, τα παιδιά αισθάνονται άνετα και παρακινούνται, ώστε με ενθουσιασμό να αντιμετωπίσουν την "πρόκληση" των Μαθηματικών και της Μηχανικής με συνεργατικό τρόπο. (Lego Education Early Simple Machines, Lego Education More to Math).

Kατανοούμε απλές μαθηματικές και γεωμετρικές έννοιες, με παράλληλη εξερεύνηση της λειτουργίας απλών και σύνθετων μηχανισμών και καθημερινών μηχανών όπως γρανάζια, τροχοί, άξονες, μοχλοί και τροχαλίες. Φτιάχνουμε μεγάλες και αληθινές μηχανές, όπως καταπέλτη, γερανό, καρουσέλ κλπ. και πειραματιζόμαστε με ρυθμίσεις στις παραμέτρους τους! Πώς θα κάνουμε το γερανό μας δυνατότερο, το καρουσέλ μας γρηγορότερο και τον καταπέλτη μας ανθεκτικότερο; Τα παιδιά ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΝ τις κατασκευές τους και στη συνέχεια τις βελτιώνουν. Η έμφαση δίνεται σε θέματα Μηχανικής (Mechanical Engineering) και τα μικρά λατρεύουν να κατασκευάζουν τα ίδια πολύπλοκες μηχανές συνδυάζοντας απλούς μηχανισμούς και εξαρτήματα. 

Ασχολούμαστε με έννοιες όπως:
-  Επίλυση προβλημάτων: κατανόηση προβλήματος και χρήση των κατάλληλων στρατηγικών.
- Ανάπτυξη Λογικής: Είτε με αφηρημένο είτε με ποσοτικό συλλογισμό, τα παιδιά χρησιμοποιούν επιχειρήματα και αντιμετωπίζουν εποικοδομητικά τον τρόπο σκέψης των συμμαθητών τους.
- Επιμονή και Ακρίβεια: τα παιδιά αναπτύσσουν επιμονή στην αντίληψη και την επίλυση των μαθηματικών και μηχανικών προβλημάτων, με ειδική μέριμνα από τους εκπαιδευτές για ακρίβεια καθ΄ όλη τη διαδικασία.
- Συνεχής παρατήρηση, εξερεύνηση και βελτίωση απλών μηχανών και εξαρτημάτων.

 

7-18 ετών: Ρομποτική

(7-9 ετών) Η Δέσποινα, ο Χάρης και ο Ιάσονας ετοιμάζονται για τη δοκιμή του καταπέλτη τους και, σε μια απότομη κίνηση, τους κόβεται ο ιμάντας! Χωρίς άγχος, αποσυνδέουν τον αισθητήρα κίνησης, αφαιρούν δύο γρανάζια και αντί για τροχαλία…
(9-12 ετών) Η Χαρά, ο Ηλίας και ο Τάσος, ρυθμίζουν το ρομπότ τους, που προχωρά ακολουθώντας μία γραμμή, ώστε να μειώνει ταχύτητα στις απότομες στροφές, ώστε όταν θα λύσει τον λαβύρινθο να βγεί γρήγορα. Στην ορθή γωνία όμως…
(12-14 ετών)  Ο Γιάννης, η Μαρία και ο Δημήτρης ετοιμάζονται να δοκιμάσουν το δικό τους Ρομπότ, εναντίον του Ρομπότ της Έφης, του Νίκου και του Γιώργου. Μετά από την «εύκολη» τρίλιζα, τώρα θα αγωνιστούν στο Score4 και ο αλγόριθμός τους με τα binary trees αλλάζει σε bitboards όπου…
(14-18 ετών) Η Έλενα, ο Νίκος και ο Χρήστος, ρυθμίζουν τις τελευταίες συνθήκες στο πρόγραμμα για το drone που «μαθαίνει μόνο του» τις συνθήκες γύρω του και κανονίζει τις παραμέτρους πτήσης – μία βλάβη στο GPS όμως θα τους κάνει να βελτιώσουν το πρόγραμμα ώστε…

7-12 ετών: Περιβάλλον εργασίας και ενδεικτικό περιεχόμενο Ρομποτικής

Κατασκευή απλών ηλεκτρομηχανικών μοντέλων. Σύνδεση σε υπολογιστή. Προγραμματισμός σε γραφικό περιβάλλον. Χρήση ρομποτικής για STEM.
Οι μαθητές κατασκευάζουν ρομπότ και αναπτύσσουν software, σχεδιάζοντας, ελέγχοντας και τροποποιώντας εντολές από μια ποικιλία πραγματικών ρομποτικών συμπεριφορών (Lego Education WeDo, Lego Education WeDo2, Scratch).

Σχεδίαση και υλοποίηση του μοντέλου. Ανταλλαγή ιδεών για εύρεση εναλλακτικών λύσεων. Προγραμματισμός και χρήση του υπολογιστή για να υλοποιηθεί ένα μοντέλο που δουλεύει. Χρήση προγράμματος για συλλογή πληροφοριών. Ανατροφοδότηση του συστήματος για να ρυθμιστεί το τελικό αποτέλεσμα. Εργασία με απλές μηχανές, αισθητήρες, γρανάζια, μετάδοση κίνησης. Μέτρηση χρόνου και απόστασης, πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμός, διαίρεση, τυχαιότητα και χρήση μεταβλητών. Πειραματισμός, ανάλυση, σύνθεση. Περιγραφή και δημοσιογραφικό γράψιμο, διήγηση, επεξήγηση και ερμηνεία σε τρίτους του τι φτιάξαμε και πώς.

10+ ετών: Περιβάλλον εργασίας και ενδεικτικό περιεχόμενο Ρομποτικής

Δημιουργία ενός πραγματικού ρομπότ που έχει αισθητήρες περιστροφής, ήχου, αφής, φωτός και υπερήχων.  Το ρομπότ μπορεί να προγραμματιστεί να κάνει μια σειρά από εργασίες, όπως να κινείται με συγκεκριμένο τρόπο, να σηκώνει αντικείμενα, να παίζει μπάλα ή να συλλέγει δεδομένα από το χώρο και να τα τροφοδοτεί στον υπολογιστή για περαιτέρω επεξεργασία. Χρήση ρομποτικής για STEM: Οι μαθητές σχεδιάζουν και κατασκευάζουν ρομπότ και στη συνέχεια αναπτύσσουν software, σχεδιάζοντας, ελέγχοντας και τροποποιώντας σειρές εντολών από μια ποικιλία πραγματικών ρομποτικών «συμπεριφορών». Μαζεύουν δεδομένα από αισθητήρες και τα αναλύουν, για να βελτιώσουν τη συμπεριφορά του ρομπότ και να έχουν το επιθυμητό αποτέλεσμα (Lego Education Spike Prime, Lego Education Mindstorms EV3, LabView, Microsoft Small Basic).

Σχεδίαση και χτίσιμο προγραμματιζόμενων ρομπότ χρησιμοποιώντας μοτέρ, αισθητήρες, γρανάζια, τροχούς και άλλα δομικά υλικά. Κατανόηση και υλοποίηση τρισδιάστατων μοντέλων από δισδιάστατα σχέδια. Χτίσιμο, δοκιμή και αναθεώρηση σχεδίασης, για να βελτιστοποιηθεί η λειτουργία του ρομπότ. Απόκτηση πρακτικής εμπειρίας, χρησιμοποιώντας μαθηματικές έννοιες, όπως εκτίμηση και μέτρηση απόστασης, χρόνου και ταχύτητας. Κατανόηση εννοιών όπως της εφευρετικότητας και του πειραματισμού για την εξεύρεση λύσης. Σχεδιασμός και διαχείριση των απαιτούμενων ενεργειών για την ολοκλήρωση ενός έργου. Κατασκευή και εξερεύνηση Μηχανών μέσα από την πραγματική ζωή. Εξερεύνηση μηχανών που τροφοδοτούνται από μοτέρ. Εξερεύνηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Συνεχή πειράματα και χρήση των σχετικών μετρήσεων και ανάλυσης δεδομένων για περιγραφή και εξήγηση των αποτελεσμάτων.
Γνώση -> Κατανόηση -> Βελτίωση -> Παρουσίαση!

 

8+ ετών: Επιστήμη Υπολογιστών (Αλγόριθμοι, Προγραμματισμός)

Εισαγωγή στον προγραμματισμό (και την Επιστήμη Υπολογιστών) - διδάσκεται αλγοριθμικός τρόπος σκέψης και μεθοδολογία  επίλυσης προβλημάτων.

(8+ ετών) γλώσσα SCRATCH.
(12+ ετών) γλώσσα C, Python, Mobile (MIT App Inventor), περιβάλλον UNITY (AR/VR)

Με τις συγκεκριμένες γλώσσες μπορούμε να εμβαθύνουμε στο πως "δουλεύουν" οι υπολογιστές και τα προγράμματά τους, ενώ ταυτόχρονα προετοιμαζόμαστε ιδανικά για αποτελεσματικό και σωστό προγραμματισμό σε οποιαδήποτε άλλη γλώσσα ή/και προγραμματιστικό περιβάλλον.

Η θεματολογία των προγραμμάτων που κατασκευάζουμε είναι επίσης από την καθημερινότητα μας! 

Στα εργαστήρια προγραμματισμού ο στόχος μας είναι η ανάπτυξη της κριτικής σκέψης και της επίλυσης πρωτότυπων (και πραγματικών!) προβλημάτων με αλγοριθμική προσέγγιση τηρώντας τις αρχές της Επιστήμης Υπολογιστών. Η υπολογιστική σκέψη, η εκμάθηση της δομής της κάθε γλώσσας, η σύνταξη και τελικά το “coding” είναι ένα δημιουργικό, ευχάριστο και φυσικό επακόλουθο της κατάκτησης των προηγούμενων δεξιοτήτων. Δείτε παραδείγματα από τα έργα των παιδιών μας στο blog μας εδώ

SCRATCH: Τα  παιδιά δημιουργούν, προγραμματίζοντας σε ένα γραφικό προγραμματιστικό περιβάλλον. Με αλγοριθμικό τρόπο σκέψης,συνδυάζουν μαθηματικά, γεωμετρία, υπολογιστικές ιδέες, άλγεβρα, αριθμητική αλλά και αρχές object oriented και event driven προγραμματισμού. Κατά τη δημιουργία ενός προγράμματος space invaders, pac man, tic-tac-toe, car simulator ή maze solving τα παιδιά έρχονται σε επαφή με όλες τις δεξιότητες, τους στόχους και τις αρχές μάθησης του CityLab.

PYTHON: 
Η Python είναι μία εξαιρετικά ευέλικτη, object oriented γλώσσα προγραμματισμού, και "προτιμάται" ολοένα και περισσότερο για χρήση σε συστήματα ασφαλείας, δικτύωσης, Internet Οf Τhings και άλλα επαγγελματικά περιβάλλοντα, αλλά και για εκμάθηση προγραμματισμού κατά την εισαγωγή στην Επιστήμη Υπολογιστών. H  θεματολογία κυμαίνεται από αρχές προγραμματισμού μέχρι σύνταξη της γλώσσας, και από τεχνικές object oriented programming μέχρι κατασκευή επιχειρησιακών προγραμμάτων. 
Στα εργαστήρια Python για παιδιά δουλεύουμε με συγκεκριμένη μεθοδολογία, πέρα και πάνω από αντιγραφή έτοιμου κώδικα. Η μέθοδος διδασκαλίας μας εφαρμόζεται με επιτυχία στα προγράμματά μας από το 2014 και έχουμε χειροπιαστά παραδείγματα της επιτυχίας της. Τα παιδιά δημιουργούν και το καταλαβαίνουν τα ίδια.
Στα εργαστήρια Python ενηλίκων θα εμβαθύνουμε επιπλέον σε θέματα και χρήση της γλώσσας για Web Development, Business Analytics, Cyber Security, Επιστήμη Δεδομένων (Data Science), Στατιστική, Μηχανική Μάθηση (Machine Learning) και Βαθιά Μάθηση (Deep Learning). Όλοι μας, στην εργασία μας, έχουμε ανάγκες επεξεργασίας δεδομένων, επίλυσης προβλημάτων αλλά και παρουσίασης των συμπερασμάτων μας σε "actionable reports and dashboards". Τα spreadsheets έχουν ξεπεραστεί και ό,τι report "βλέπουμε και θαυμάζουμε" είναι φτιαγμένο με παρόμοιες μεθόδους. Αυτό διδάσκουμε!

C: Με τη γλώσσα C μαθαίνουμε τα θεμελιώδη της Επιστήμης Υπολογιστών και κατασκευάζουμε μόνοι μας τα εργαλεία που θα χρειαστούμε. Για παράδειγμα η ταξινόμηση αριθμών, η εύρεση λέξης σε κείμενο και άλλοι αλγόριθμοι, υλοποιούνται από την αρχή από εμάς χωρίς να καταφύγουμε σε έτοι,μες βιβλιοθήκες. Οι μαθητές έρχονται με φυσικό τρόπο περισσότερο κοντά στην δομή του υπολογιστή και των μικροεπεξεργαστών (π.χ. προγραμματισμός Arduino). Έχοντας μάθει προγραμματισμό σε C,  όλες οι επόμενες γλώσσες ή περιβάλλοντα προγραμματισμού που θα χρειαστεί κάποιος στην καριέρα του "έρχονται εύκολα".

MIT App Inventor: Σε αυτό το προγραμματιστικό περιβάλλον μαθαίνουμε να  δημιουργούμε πλήρως λειτουργικές  εφαρμογές για  κινητά τηλέφωνα  και tablets. Τα παιδιά συνειδητοποιούν ότι μπορούν τα ίδια να δημιουργήσουν τις εφαρμογές τους, αφού δουλέψουν κανονικά "όπως οι μεγάλοι" (σχεδιασμός προγράμματος στο χαρτί, αλγόριθμος ροής, ζητούμενη λειτουργικότητα, input-process-output, user interface, κ.α.).  Εξαιρετικό περιβάλλον με θεαματικά  αποτελέσματα στον αλγοριθμικό τρόπο σκέψης αλλά και στο user interface design.

AR/VR: Augmented Reality Virtual Reality. Με ολοένα ισχυρότερο διαθέσιμο hardware και software στις καθημερινές καταναλωτικές συσκευές,  αυξάνουν οι ανάγκες για δημιουργία εφαρμογών στο πεδίο αυτό, "βοηθώντας" τομείς όπως Gaming, Αρχιτεκτονική, Εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, προσομοιώσεις σε πληθώρα πραγματικών εργασιών κ.α. Τα παιδιά  προετοιμάζονται για τη νέα πραγματικότητα, σήμερα, ως δημιουργοί αυτών των εργαλείων και όχι σαν χρήστες τους.

12+ ετών: Ηλεκτρονικά (Arduino)

To Arduino είναι μία «ενιαία ηλεκτρονική πλατφόρμα» επεξεργαστών, ελεγκτών, αισθητήρων και προγραμματισμού με την οποία φτιάχνουμε αυτόνομες ηλεκτρομηχανικές κατασκευές. Με τους αισθητήρες η πλατφόρμα «καταλαβαίνει» τι γίνεται γύρω της (κίνηση, θερμοκρασία, ήχος…) και αυτό, το μετατρέπει σε οδηγία για κάτι (κίνηση του ρομπότ, φως, μοτέρ, …) μέσω του προγραμματισμού.  Η λειτουργικότητα αυτή συναντάται ακριβώς η ίδια σε καθημερινά αντικείμενα γύρω μας (microwaves, air-conditions, πλυντήρια, συναγερμοί, κλπ.) όπως και σε όλα τα πραγματικά Ρομπότ. Τα παιδιά, όταν προγραμματίζουν σε Arduino έρχονται όσο πιο κοντά γίνεται στην «Ρομποτική πραγματικού κόσμου».
Οι τομείς που ξεκινούν τα παιδιά είναι Προγραμματισμός και Επιστήμη Υπολογιστών(οι ελεγκτές και οι αισθητήρες πρέπει να προγραμματιστούν!). Συνεχίζουν με Τεχνολογία και Ηλεκτρονικά (τι κύκλωμα θα φτιάξω, τι αισθητήρες θα χρησιμοποιήσω και τι εξαρτήματα θα συνδυάσω) και ολοκληρώνουν με Ρομποτική και Μηχανική (συνδυάζουν όλα τα προηγούμενα και κατασκευάζουν αυτόνομα Ρομπότ). Οι επιλογές και τα εξαρτήματα είναι πρακτικά απεριόριστα(όπως στην πραγματική βιομηχανία) και γι’ αυτό το λόγο η φαντασία και η δημιουργικότητα των παιδιών εκτοξεύονται, μαζί με τις γνώσεις τους για μηχανική, ηλεκτρονική και προγραμματισμό. (… και δεν συμβαίνει συχνά αυτό). Θα χρειαστεί να επιλέξουν (για παράδειγμα όταν θα φτιάξουν ένα αυτόνομο αυτοκινητάκι) από πρακτικά άπειρες επιλογές και συνδυασμούς υλικών και τεχνολογιών, τι ρόδες θα χρησιμοποιήσουν, τι μοτέρ, τι σασί, τι αισθητήρες, πλαστικά ή σιδερένια μέρη, γλώσσα προγραμματισμού…
Τότε, και μόνο τότε, όταν δηλαδή θα κληθούν να κάνουν αυτές τις επιλογές τα ίδια, τα παιδιά μας θα συνειδητοποιήσουν ότι έτσι ακριβώς φτιάχνεται ο ηλεκτρομηχανικός κόσμος γύρω μας (και θα θέλουν και τα ίδια να συμμετέχουν σε αυτό)!

12+ ετών: Χρηματοοικονομικά

Χρηματοοικονομικά για παιδιά με εξαιρετική και σύγχρονη θεματολογία - δείτε περισσότερα εδώ

 


logo-citylab
Επικοινωνία
logo espa 2007-2013

Copyright © 2014-2020 CityLab. Με την επιφύλαξη κάθε δικαιώματος

design + programming by makebelieve