Δευτέρα, 6 Οκτωβρίου 2014

Εκπαιδευτική Ρομποτική:Διδασκαλία βασικών δομών προγραμματισμού με τη χρήση της γλώσσας Scratch -Βασιλική Ιωάννου ΠΕ20













Πρόλογος


Ο προγραμματισμός εκτός από γνωστικό αντικείμενο αποτελεί και εκπαιδευτικό εργαλείο για την ανάπτυξη νοητικών δεξιοτήτων. Η διδασκαλία και εκμάθησή του όμως παρουσιάζει αρκετές δυσκολίες που οφείλονται κυρίως στην κλασσική προσέγγιση διδασκαλίας και στην επίλυση προβλημάτων, τα οποία δεν είναι συμβατά με τις πραγματικές διδακτικές ανάγκες των μαθητών. Για το λόγο αυτό, αρκετές έρευνες δείχνουν ότι αποτελεί για την πλειοψηφία των μαθητών μια ελάχιστα ελκυστική δραστηριότητα. Στην εργασία αυτή προτείνεται μια εναλλακτική προσέγγιση της διδασκαλίας των βασικών αρχών του προγραμματισμού, χρησιμοποιώντας το εκπαιδευτικό πακέτο LEGO Education WeDo και τη γλώσσα προγραμματισμού Scratch.
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 : 

·       ομαδική εργασία
·       επίλυση προβλημάτων (ανάλυση, σχεδίαση, υλοποίηση, δοκιμή και πειραματισμός, αξιολόγηση)
·       καινοτομία
·       διαχείριση έργου (διαχείριση χρόνου, κατανομή έργου και πόρων κ.α)
·       προγραμματισμός
·       δεξιότητες επικοινωνίας
·       πολύτιμες νοητικές δεξιότητες (αναλυτική και συνθετική σκέψη, δημιουργικότητα, κριτική σκέψη κ.α)
κ.λπ.

Σκοπός και διδακτικοί στόχοι


Σκοπός της εργασία είναι να εισαχθούν οι μαθητές στο περιβάλλον της γλώσσας Scratch και να δημιουργήσουν τα πρώτα τους προγράμματα.
Στόχοι της εργασίας είναι :
·       να μπορούν  οι μαθητές να χρησιμοποιούν απλές εντολές κίνησης
·       να μπορούν οι μαθητές να χρησιμοποιούν απλές εντολές ήχου
·       να μπορούν οι μαθητές να συνδυάζουν εντολές σε σενάρια
·       να μπορούν οι μαθητές να χειρίζονται τα σενάρια και βασικές εντολές ( όπως μετακίνηση, εισαγωγή/αφαίρεση εντολής από σενάριο ).
·       να αντιληφθούν την έννοια της αρχικοποίησης στη γλώσσα Scratch
·       να χρησιμοποιούν εντολές αλλαγής εμφάνισης (π.χ. άλλαξε χρώμα)
·       να αντιληφθούν την παραλληλία που προσφέρεται από τη Scratch

Διδακτική στρατηγική


Πειραματισμός με τα στοιχεία του προγραμματιστικού περιβάλλοντος, ενεργητική συμμετοχή.

Δράσεις


Συμμετοχή στον 1ο Πανελλήνιο Διαγωνισμό Εκπαιδευτικής Ρομποτικής για παιδιά Δημοτικού  με θέμα: «Η δική μου πόλη».
O διαγωνισμός πραγματοποιείται στο πλαίσιο της ευρύτερης προσπάθειας για τη διάδοση της νέας εκπαιδευτικής μεθόδου STEM(Science - Technology - Engineering - Mathematics) και την ένταξή της στο σύστημα διδασκαλίας και εκπαίδευσης μαθητών στην Ελλάδα.
Συνεργασία με τον επιστημονικά υπεύθυνο επίκουρο καθηγητή του Εργαστηρίου Μαθησιακής Τεχνολογίας και Διδακτικής Μηχανικής κ.Φεσάκη Γεώργιο του Πανεπιστημίου Αιγαίου Τμήμα των Επιστημών της Προσχολικής Αγωγής και του Εκπαιδευτικού Σχεδιασμού.

Διδακτική προσέγγιση


  • Η εκπαιδευτική ρομποτική 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. Η πτυχή του παιχνιδιού που εµπεριέχουν τα προγραµµατιζόµενα ρομπότ αποτελεί ένα σηµαντικό παράγοντα θετικού κινήτρου και παρώθησης, κυρίως στην πρωτοβάθµια εκπαίδευση.
  • Ευνοεί την ανάπτυξη ερευνητικού ενδιαφέροντος. Η εκπαιδευτική ρομποτική δίνει τη δυνατότητα στα παιδιά να δράσουν ως επιστήμονες - εφευρέτες και να ανακαλύψουν δικές τους καινοτόμες ιδέες και λύσεις.
  • Εμπλέκει ενεργά τους μαθητές στη μάθησή τους με την επίλυση αυθεντικών προβλημάτων.
  • Υποστηρίζει τη διερευνητική μάθηση και ενισχύει τη διερευνητική στάση των μαθητών.
  • Δίνει κίνητρα στους μαθητές να μελετήσουν την επιστήμη και την τεχνολογία.
  • Η ρομποτική, εμπλέκει τους μαθητές σε καταστάσεις που απαιτούν από αυτούς να εφαρμόσουν τα μαθηματικά και την επιστήμη και όχι απλά να τα μελετήσουν. Διότι η κατανόηση είναι κάτι περισσότερο από μάθηση, είναι μάθηση και γνώση πώς να εφαρμόσεις αυτό που γνωρίζεις στο πλαίσιο αυτό.
  • Η Εκπαιδευτική ρομποτική παρέχει στους μανθάνοντες ευκαιρίες επίλυσης προβλημάτων με προσωπικό νόημα για τους ίδιους μέσω χειρισμού και κατασκευής πραγματικών ή ιδεατών αντικειμένων. Η γνώση που προκύπτει από προβληματικές καταστάσεις δίνει την ευκαιρία στους μαθητές να αναπτύξουν μία ισχυρή εννοιολογική βάση για την ανακατασκευή των γνώσεών τους σε μεταγενέστερο χρόνο. 
  • Επιτρέπει την ελεύθερη έκφραση και την ανάπτυξη της δημιουργικότητας και φαντασίας.
  • Μέσα από την κατασκευή θέτει πραγματικά προβλήματα και παρέχει άμεση ανατροφοδότηση.
  • Επιτρέπει την πρόσκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων που συνδέονται με πολλά γνωστικά αντικείμενα (και συνεπώς την προώθηση της  διεπιστημονικής και διαθεματικής προσέγγισης).
  • Δίνει τη δυνατότητα για πιθανή διαισθητική συνειδητοποίηση σύνθετων φαινοµένων, όπως η σχέση ανάµεσα στην ταχύτητα, το χρόνο και τη µετακίνηση.
  • Στα πλαίσια διαθεματικών εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων, μέσω αυτής, είναι δυνατόν να αναπτυχθούν κίνητρα για μάθηση και σε άλλα μαθήματα (Μαθηματικά, Φυσική κ.λπ).
  • Στηρίζεται στη συνεργασία και στην αλληλεπίδραση ατόμων κι ομάδων και στην προώθηση της σκέψης μέσω γνωστικών και κοινωνικογνωστικών συγκρούσεων. 
  • Καλλιεργείται η επικοινωνία και η λεκτική έκφραση ιδεών μέσα από τη λειτουργία της ομάδας όταν οι μαθητές αναγκάζονται να εξηγήσουν ιδέες και σκέψεις τους.  
  • Υποστηρίζει τη βιωματική μάθηση.
  • Ως  παιδαγωγική προσέγγιση  εγγράφεται  στο  πλαίσιο  του κλασικού  εποικοδομιτισμού (constructivism)  (Piaget, 1972) και  ειδικότερα του κατασκευαστικού εποικοδομισμού (constructionism)(Papert, 1993). Η  εποικοδομητική (constructivist)  αντίληψη  για  το  φαινόμενο  της  μάθησης υποστηρίζει  ότι  το  μαθησιακό  περιβάλλον  θα  πρέπει  να  παρέχει  αυθεντικές δραστηριότητες ενταγμένες σε διαδικασίες επίλυσης ανοιχτών προβλημάτων από τον πραγματικό  κόσμο,  να  ενθαρρύνει  την  έκφραση  και  την  προσωπική  εμπλοκή  στη μαθησιακή  διαδικασία και να  υποστηρίζει  την  κοινωνική  αλληλεπίδραση.  Επιπλέον  ο “κατασκευαστικός”  εποικοδομητισμός (constructionism)  υποστηρίζει  ότι  οι μαθητευόμενοι 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 (Papert, 1991).
  • Η  μάθηση διαδικασιών ανάλυσης, σχεδιασμού  δράσεων  και  στη  συνέχεια η υλοποίησή τους (μέσω  μιας  μηχανής)  συνιστά  μια  νοητική  δεξιότητα  υψηλού  επιπέδου -  που εντάσσεται στη μεγάλη κατηγορία έργων που οι ψυχολόγοι ονομάζουν επίλυση προβλημάτων.
  • Διευκολύνει την εκμάθηση του προγραμματισμού
  • Ο προγραμματισμός  ρομποτικών  κατασκευών δημιουργεί  ένα  εντελώς  νέο  περιβάλλον  εργασίας  για  τους  μαθητές  με  τα  εξής χαρακτηριστικά:  
(α) Είναι  έντονα  παρακινητικό,  και  συνεπώς  παράγοντας  υψίστης σημασίας  για  τη  διδακτική
(β) Ο προγραμματισμός της συμπεριφοράς των ρομπότ  προκύπτει  από  μεταφορά  υπαρχόντων  και  ήδη  γνωστών συμπεριφορών  από  τους  ζώντες  οργανισμούς
(γ) Ευνοεί  τη  στρατηγική  δοκιμής – πλάνης, που είναι στρατηγική οικεία στους μαθητές  του δημοτικού
(δ) Αναδεικνύει παραδεκτές προσεγγίσεις και λύσεις και όχι μία και μοναδική σωστή λύση αφού μία συμπεριφορά  μπορεί  να  αποδοθεί  με  πολλούς  τρόπους
(ε) Υποστηρίζει μεταγνωστικές  διεργασίες  μάθησης,  δεδομένου  ότι  η  προγραμματιστική δραστηριότητα  οδηγεί  στη  συγκρότηση,  την  ανάλυση  και  την  εξωτερίκευση νοητικών  διεργασιών. Αυτή η προσπάθεια  έχει μεταγνωστικό  χαρακτήρα αφού μας αναγκάζει να σκεφτόμαστε πάνω στον τρόπο που σκεφτόμαστε και ενεργούμε.

Προγραμματισμός της καινοτόμας δράσης


1η φάση : (Νοε-Δεκ)6 εβδομάδες




Εβδομάδα
Θέμα
Στόχοι-Έννοιες
Υλικά
1
1η εβδομάδα
·        Τι είναι ο προγραμματισμός
·        Τι χρειάζεται για να δημιουργήσουμε ένα πρόγραμμα;

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
2
2η εβδομάδα:
·        Οφέλη από τον προγραμματισμό
·        Scratch…ing

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
3
3η εβδομάδα
·        Εγκατάσταση του Scratch
·        Παραδείγματα προγραμμάτων

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
4
4η εβδομάδα
·        Αντικείμενα, συμπεριφορές, γεγονότα
·        Αναγνώριση αντικειμένων …

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
5
5η εβδομάδα
·        Γρήγορη ξενάγηση
·        Πρωταγωνιστές…τα αντικείμενα

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
6
6η εβδομάδα
·        Η σκηνή είναι δική μας
·        Εντολές

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ

Εβδομάδα
Θέμα
Στόχοι-Έννοιες
Υλικά
1
1η εβδομάδα
·        Το σκηνικό του Scratch
·        Σχεδιάζοντας ένα σκηνικό

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
2
2η εβδομάδα:
·        Σχεδιάζοντας αντικείμενα
·        Σχετική κίνηση αντικειμένων
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
3
3η εβδομάδα
·        Κίνηση με συντεταγμένες

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
4
4η εβδομάδα
·        Ομαλή κίνηση
·        Ολοκληρωμένο παράδειγμα

Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
5
5η εβδομάδα
·        Ζωγραφική
·        Απλά ζωγράφισε
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
6
6η εβδομάδα
·        Χρώμα, σκιά και μέγεθος
·        Παραδείγματα
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
7
7η εβδομάδα
·        Αλλάζοντας όψεις
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
8
8η εβδομάδα
·        Πρώτο πλάνο και σωστό μέγεθος
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
9
9η εβδομάδα
·        Δυναμικά εφέ
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
10
10η εβδομάδα
·        Βασικές εντολές ήχου
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
11
11η εβδομάδα
·        Προγραμματίζοντας ήχους
·        Παραδείγματα
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
12
12η εβδομάδα
·        Εισαγωγή στην αλληλεπίδραση
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ

2η φάση : (Ιαν-Απρ) 12 εβδομάδες








3η φάση : (Μάιο - Ιουν) 5 εβδομάδες



Εβδομάδα
Θέμα
Στόχοι-Έννοιες
Υλικά
1
1η εβδομάδα
·        Γεγονότα
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
2
2η εβδομάδα:
·        Εντολή «Ρώτησε .... και Περίμενε»
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
3
3η εβδομάδα
·        Εισαγωγή στην επανάληψη
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
4
4η εβδομάδα
·        Η εντολή Επανέλαβε Χ
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ
5
5η εβδομάδα
·        Δημιουργία ενός δικού τους σεναρίου – παιχνιδιού σε περιβάλλον Scratch
Πειραματισμός, επίλυση προβλήματος
Κείμενα, Η/Υ















Πηγές


Ιστοσελίδες