Πληροφορική (Γυμνάσιο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 2 ώρες

Arduino : Μάθηση στη πράξη-Δομή Επιλογής

Γενική περιγραφή περιεχομένου: 

Oi μαθητές ενώ είναι εξοικειωμένοι με τον τρόπο αντιμετώπισης καθημερινών διλημμάτων, δεν είναι εξοικειωμένοι με την μορφή της ‘Συνθήκης’, η τιμή της οποίας (αληθής η ψευδής) είναι καθοριστική. Αυτό συμβαίνειδιότι δεν υπάρχει ξεκάθαρη συνάφεια μεταξύ της φυσικής γλώσσας και της σύνταξης των λογικών συνθηκών σε προγραμματιστικό περιβάλλον. Γενικότερα, οι σημαντικότερες μαθησιακές δυσκολίες αφορούν τον καθορισμό της απαιτούμενης λογικής έκφρασης – συνθήκης στο πλαίσιο ενός προβλήματος, τη μαθηματική αναπαράσταση της λογικής έκφρασης, τον προσδιορισμό της τιμής (αληθής ή ψευδής) της λογικής έκφρασης, τις αλληλεπιδράσεις με τις ακολουθιακές δομές που προηγούνται ή ακολουθούν τη δομή επιλογής. Οι δυσκολίες αυτές μπορεί να οφείλονται στην έλλειψη εμπειρίας από την  καθημερινή τους ζωή, ώστε να κατανοήσουν  τον ακριβή αλγοριθμικό τρόπο σκέψης που απαιτεί η επιστήμη της πληροφορικής, αλλά και στην απειρία τους να εφαρμόσουν βασικούς κανόνες της λογικής και να εκφράσουν λογικές παραστάσεις με μαθηματικές εκφράσεις.

Το προτεινόμενο λογισμικό Ardublock (για οπτικό προγραμματισμό) δημιουργεί μια κατάλληλη προδιάθεση και βοηθά στην υπέρβαση αυτών των δυσκολιών διότι δίνει τη δυνατότητα πειραματισμού των μαθητών, οπτικοποιεί άμεσα τα αποτελέσματα με την μεταφόρτωση του στον μικροελεγκτη Arduino και έτσι μπορεί να θεωρηθεί ότι διευκολύνει την οικοδόμηση της έννοιας της δομής επιλογής.

Το σενάριο σχετίζεται αμεσα με τον μαθησιακό αξονα "Προγραμματίζω τον Υπολογιστη" για Α', Β', Γ' γυμνασίου (προγραμμα σπουδών ΔΕΠΠΣ εκδ Μάιος 2011) και ΑΠΣ Γ γυμνασίου.Επίσης το σενάριο σχετίζεται  με το μαθησιακό αξονα "Υλοποιώ σχέδια Ερευνας με ΤΠΕ" στο πλαίσιο της Εκπαιδευτικής Ρομποτικής (προγραμμα σπουδών ΔΕΠΠΣ εκδ Μάιος 2011).Ακόμη προτεινεται και στο μάθημα "Εφαρμογές της Πληροφορικής" στην Α' και Β' Γενικού Λυκείου και όπου διδάσκεται Αλγοριθμική και Προγραμματισμός.

 

Εκπαιδευτικό Πρόβλημα: 

Στην πραγματικότητα πολύ λίγα προβλήματα μπορούν να επιλυθούν με τον τρόπο της σειριακής/ακολουθιακής δομής ενεργειών. Συνήθως τα προβλήματα έχουν κάποιες ιδιαιτερότητες και δεν ισχύουν τα ίδια βήματα για κάθε περίπτωση. Η πλέον συνηθισμένη περίπτωση είναι να λαμβάνονται κάποιες αποφάσεις με βάση κάποια δεδομένα κριτήρια, που μπορεί να είναι διαφορετικά για κάθε διαφορετικό στιγμιότυπο ενός προβλήματος. Οι καθημερινές απλές μας ενέργειες περιέχουν αυτή τη διαδικασία επιλογής σύμφωνα με κάποια κατάσταση. Με τη βοήθεια ρομποτικών κατασκευών μπορεί να εκτελεστεί ένα μεγάλο φάσμα πειραμάτων που καλύπτει πολλά γνωστικά αντικείμενα. Η ραγδαία μείωση του μέσου κόστους απόκτησης ενός ρομποτικού κιτ Arduino, σε συνδυασμό με την ύπαρξη νέων εργαλείων οπτικού προγραμματισμού(Π.χ. Ardublock), καθιστούν την εκπαιδευτική ρομποτική πιο προσιτή και δελεαστική από ποτέ. Η διαδικασία της μάθησης γίνεται πιο αποτελεσματική μέσα από τη δημιουργία περιβαλλόντων μάθησης, τα οποία πραγματεύονται προβλήματα που εντάσσονται στο βιωματικό ή ζωτικό χώρο του μαθητή. Επικεντρώνεται, δηλαδή, σε αυθεντικές δραστηριότητες, οι οποίες σχετίζονται με τις καταστάσεις και τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι μαθητές στην καθημερινή τους ζωή. Τέτοιες δραστηριότητες μπορούν να αναδειχθούν και να ενταχθούν στο βιωματικό και μαθησιακό χώρο των μαθητών. Ειδικά τα παιδιά μπορούν να μάθουν περισσότερα για τον πραγματικό κόσμο δουλεύοντας με τις ρομποτικές κατασκευές και αναπτύσσοντας κριτική σκέψη

Η δομή επιλογής αποτελεί βασικό δομικό στοιχείο του προγραμματισμού. Χρησιμοποιείται για τη λήψη απόφασης μεταξύ δύο εναλλακτικών καταστάσεων, εκ των οποίων η μία είναι αληθής και η άλλη είναι ψευδής. Επομένως, η κατανόηση και η δυνατότητα εφαρμογής της αποτελούν προϋπόθεση για όποιον θέλει να ασχοληθεί με τον προγραμματισμό και η διδασκαλία μέσω Arduino κάνει τη μάθηση πιο αποτελεσματική. Ο συνδυασμός των παραπάνω συμβάλει στην ανάπτυξη της αναλυτικής σκέψης του μαθητή και στην καλλιέργεια της δημιουργικότητάς του.

 

Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου: 
20 λεπτά
Φάση 1: Προσδιορίζω τις λογικές συνθήκες
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Πληροφορικής
20 λεπτά
Φάση 2: Κατανοώ τα προγράμματα με Ardublock
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Πληροφορικής
30 λεπτά
Φάση 3: Υλοποιώ Δομή Επιλογής με κύκλωμα Αrduino
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Πληροφορικής
40 λεπτά
Φάση 4: Προγραμματίζω με Ardublock
Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Πληροφορικής
Διδακτικοί Στόχοι: 
  1. να αναγνωρίζουν τη χρησιμότητα της δομής επιλογής .
  2. να περιγράφουν τι είναι μία λογική συνθήκη κ ποιές εντολές θα εκτελεστούν ανάλογα με την τιμή της
  3. να εργάζονται οι μαθητές ομαδικά
  4. να έρθουν σε επαφή με την εκπαιδευτική ρομποτική με την χρήση του Arduino
  5. • να δημιουργούν προγράμματα χρησιμοποιώντας τα πλακίδια εντολών του περιβάλλοντος ArduBlock
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: 
εκπαιδευτική ρομποτική
Arduino
ArduBlock.
Υλικοτεχνική υποδομή: 
Eργαστήριο πληροφορικής, με εγκατεστημένο το πρόγραμμα Arduino σε καθε Η/Υ με υποστήριξη ArduBlock, πλακέτες Arduino με τα αντίστοιχα υλικά έτοιμα για την υλοποίηση κάθε άσκησης και φύλλα δραστηριοτήτων.
Δημιουργός Σεναρίου: ΒΙΚΤΩΡΙΑ ΜΥΡΩΝΗ (Εκπαιδευτικός)
Έλεγχος Σεναρίου με τα Προγράμματα Σπουδών: ΚΩΤΣΑΚΗΣ ΣΤΑΥΡΟΣ (Σχολικός Σύμβουλος)
Έλεγχος Επιστημονικής Επάρκειας Σεναρίου: ΒΕΡΥΚΙΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ (Συντονιστής)