![• Ο όρος STEM [Science,Technology, Engineering
& Mathematics] είναι το ακρωνύμιο το οποίο
χρησιμοποιείται για τα πεδία που αναφέρονται
στις Φυσικές Επιστήμες, την Τεχνολογία,
τη Μηχανική και τα Μαθηματικά.
μεθοδολογία STE(A)M &
εκπαιδευτική ρομποτική
• Στο STEAM με την προσθήκη του A έχουμε και τις Τέχνες (Arts).
• Εκπαιδευτική Ρομποτική:
– Κιτ Lego Education WeDo 2.0.
– Πλακέτα micro:bit.
– Οπτικός προγραμματισμός στο Scratch-like περιβάλλον του Mind+.](https://image.slidesharecdn.com/2022-220630152040-ed911be4/95/slide-4-638.jpg)
Uploaded byPenelope Markellou
"Ένα ρομπότ στον αμπελώνα..."
Το ΠΕΚΕΣ Πελοποννήσου, με υπεύθυνη τη Συντονίστρια Εκπαιδευτικού Έργου της 2ης Ενότητας ΠΕ 70 ΠΕΚΕΣ Πελοποννήσου, κ. Ζαχαρούλα Καραβά, διοργάνωσε στο πλαίσιο των επιμορφωτικών δράσεων, τηλεσυνάντηση με εκπαιδευτικούς όλων των ειδικοτήτων των Δημοτικών Σχολείων της οικείας Ενότητας, με θέμα: «Εργαστήρια Δεξιοτήτων & Διδακτικές Προσεγγίσεις Διάχυση στην Εκπαιδευτική Κοινότητα», την Τρίτη 7 Ιουνίου 2022. Στην Ημερίδα παρουσιάστηκε το έργο "Ένα ρομπότ στον αμπελώνα..." που υλοποιήθηκε στα Εργαστήρια Δεξιοτήτων και συνδυάζει την προσέγγιση STE(A)M και την Εκπαιδευτική Ρομποτική.
"Ένα ρομπότ στον αμπελώνα..."
- 1. STE(A)M, Εκπαιδευτική Ρομποτική & ΕργαστήριαΔεξιοτήτων μέσα από το έργο «Ένα ρομπότ στον αμπελώνα…» Δρ. Πηνελόπη Μαρκέλλου ΜSc, Μηχανικός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής Πανεπιστημίου Πατρών MEd, Εκπαίδευση Ενηλίκων & MA, Δημιουργική Γραφή ΣΕΠ Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου στη ΘΕ ΠΛΗ37 «Πληροφορική & Εκπαίδευση» Εκπαιδευτικός Πληροφορικής ΠΕ86, 1ο Δημοτικό Σχολείο Ζευγολατιού & 2ο Δημοτικό Σχολείο Ξυλοκάστρου
- 2. τα δεδομένα τηςφετινής χρονιάς • Ανάθεση μαθήματος «Εργαστήρια Δεξιοτήτων» με το Δ1Τμήμα του 2ου Δημοτικού Σχολείου Ξυλοκάστρου (2 ώρες/εβδομάδα). • Μάθημα «Πληροφορική» (1 ώρα/εβδομάδα). • Χορηγία από τη WRO Hellas (φορέας που διοργανώνει τον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Εκπαιδευτικής Ρομποτικής) ενός κιτ Lego Education WeDo 2.0 & μιας πλακέτας micro:bit με την υποχρέωση να συμμετάσχουμε στον Περιφερειακό Διαγωνισμό Εκπαιδευτικής Ρομποτικής της Πελοποννήσου τουλάχιστον για 2 χρόνια. • Συνδυασμός των παραπάνω στο έργο: «Ένα ρομπότ στον αμπελώνα...»
- 3. εργαστήρια δεξιοτήτων • Θεματική: ΖωΚαλύτερα – Ευ Ζην • Υποθεματική: Διατροφή • Θεματική: Φροντίζω το Περιβάλλον • Υποθεματική: Τοπική & Πολιτιστική Κληρονομιά • Θεματική: Ενδιαφέρομαι & Ενεργώ • Υποθεματική: Ανθρώπινα Δικαιώματα • Θεματική: Δημιουργώ & Καινοτομώ Υποθεματική: STEM & Εκπαιδευτική Ρομποτική «Αλλάζοντας τις διατροφικές μας συνήθειες…» «Ένα ρομπότ στον αμπελώνα…» «Τα δικαιώματα του παιδιού» «Σταφύλι… το δώρο του Διόνυσου στην Κορινθία» 1 2 4 3
- 4. • Ο όροςSTEM [Science,Technology, Engineering & Mathematics] είναι το ακρωνύμιο το οποίο χρησιμοποιείται για τα πεδία που αναφέρονται στις Φυσικές Επιστήμες, την Τεχνολογία, τη Μηχανική και τα Μαθηματικά. μεθοδολογία STE(A)M & εκπαιδευτική ρομποτική • Στο STEAM με την προσθήκη του A έχουμε και τις Τέχνες (Arts). • Εκπαιδευτική Ρομποτική: – Κιτ Lego Education WeDo 2.0. – Πλακέτα micro:bit. – Οπτικός προγραμματισμός στο Scratch-like περιβάλλον του Mind+.
- 5.
- 7. πρόβλημα: η κίνησητου robot- επιστάτη στον αμπελώνα • Φανταστείτε ένα robot το οποίο κινείται σε έναν αμπελώνα, επιβλέπει και ειδοποιεί τον αμπελουργό όταν υπάρχει κάποιο πρόβλημα ή τον βοηθάει σε διάφορες εργασίες; • Πως όμως θα κινείται το robot-επιστάτης μέσα στον αμπελώνα;
- 8. πρόβλημα: η κίνησητου robot- επιστάτη στον αμπελώνα • Φαντάζεστε ένα robot το οποίο κινείται σε έναν αμπελώνα, επιβλέπει και ειδοποιεί τον αμπελουργό όταν υπάρχει κάποιο πρόβλημα ή τον βοηθάει σε διάφορες εργασίες; • Πως όμως θα κινείται το robot-επιστάτης μέσα στον αμπελώνα;
- 9. λύση: κίνηση τουrobot-επιστάτη πάνω σε μαύρη γραμμή • Στον αμπελώνα μας, για να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα, δημιουργήσαμε με lego ένα μικρό robot, το οποίο προγραμματίσαμε να κινείται πάνω σε μια μαύρη γραμμή. • Για τη δημιουργία της γραμμής στη μακέτα χρησιμοποιήσαμε αυτοκόλλητη μαύρη μονωτική ταινία. • Ο προγραμματισμός της κίνησης του robot βασίζεται στον αισθητήρα απόστασης.
- 10. προγραμματισμός robot • Αρχικάελέγξαμε τι τιμή μετράει ο αισθητήρας απόστασης, μέσω της μεταβλητής distance. • Παρατηρήσαμε ότι: –όταν ο αισθητήρας είναι πάνω στη μαύρη γραμμή, καταγράφει τιμή 100. –όταν ο αισθητήρας είναι πάνω στο λευκό χρώμα της μακέτας, καταγράφει μικρότερη τιμή, 40. • Όταν ξεκινήσει το πρόγραμμα με το πάτημα της πράσινης σημαίας, ορίζουμε τη δύναμη του κινητήρα στο 100.
- 11.
- 12.
- 13. πρόβλημα: η επίδρασητης χαμηλής θερμοκρασίας στην καλλιέργεια • Οι πολύ χαμηλές θερμοκρασίες του περιβάλλοντος δημιουργούν προβλήματα στα αμπέλια. • Πως μπορούμε να προστατέψουμε τα αμπέλια από τον παγετό;
- 14. λύση: δημιουργία ανεμομείκτη •Για την προστασία της καλλιέργειας από τον παγετό δημιουργήσαμε έναν ανεμομείκτη. • Αποτελείται από μια βάση στήριξης, έναν κινητήρα, έναν άξονα μετάδοσης της κίνησης, δυο έλικες και ένα σύστημα αυτοματισμού. • Με τη χρήση του πετυχαίνουμε: –Μετακίνηση του κρύου αέρα και καθυστέρηση του σχηματισμού παγετού. –Αντικατάσταση του πιο κρύου αέρα από θερμότερο αέρα.
- 15. παράδειγμα ανεμομείκτη Πηγή Εικόνας: https://media01.stockfood.com/largepreviews/NjE2MjMwNA==/00198784- Wind-machine-for-frost-protection-in-vineyard-Casablanca-Chile.jpg •Μετά από έρευνα στο Internet βρήκαμε διάφορα παραδείγματα ανεμομείκτη, όπως αυτός που φαίνεται στη διπλανή εικόνα.
- 16. το robot μαςξεναγεί στον αμπελώνα • Το robot στο Mind+ μας ξεναγεί στον αμπελώνα, μας εξηγεί τι είναι ένας ανεμομείκτης και μας δείχνει τη λειτουργία του. • Με τον αισθητήρα θερμοκρασίας του micro:bit καταγράφουμε την θερμοκρασία του περιβάλλοντος και την εμφανίζουμε στην οθόνη της πλακέτας. • Το robot στο animation του Mind+ μας λέει επίσης ποια είναι η θερμοκρασία του περιβάλλοντος.
- 17. λειτουργία ανεμομείκτη • Στησυνέχεια, ελέγχουμε την τιμή της θερμοκρασίας. • Όταν η τιμή της θερμοκρασίας είναι χαμηλή, μικρότερη από 5 C, το robot μας ανακοινώνει ότι είναι ώρα να λειτουργήσει ο ανεμομείκτης. • Δίνει εντολή κίνησης στο μοτέρ της ρομποτικής κατασκευής και στέλνει μήνυμα στο animation του ανεμομείκτη στο Mind+ να ξεκινήσει. • Διαφορετικά, όταν η θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από 5 C, το robot λέει ότι δεν χρειάζεται να λειτουργήσει ο ανεμομείκτης.
- 18.
- 19. τεχνητές συνθήκες παγετού •Για να λειτουργήσει όμως ο ανεμομείκτης πρέπει να δημιουργήσουμε τεχνητές συνθήκες παγετού. • Για τον σκοπό αυτό θα κάνουμε το εξής πείραμα. – Βάζουμε παγάκια σε ένα μεγάλο γυάλινο μπολ με νερό. – Προστατεύουμε το micro:bit με μια νάιλον σακουλίτσα. – Τοποθετούμε την πλακέτα μέσα στο μπολ και παρακολουθούμε την ένδειξη της θερμοκρασίας. – Προσθέτουμε στο νερό μερικές κουταλιές χοντρό αλάτι που βοηθάει να «πέσει» πιο γρήγορα η θερμοκρασία. – Περιμένουμε μέχρι να «κατέβει» η θερμοκρασία του νερού στο μπολ, κάτω από τους 5 βαθμούς Κελσίου. – Πετύχαμε τον στόχο μας όταν (α) ξεκινήσει η λειτουργία του ρομποτικού ανεμομείκτη, (β) ξεκινήσει το animation του ανεμομείκτη στην οθόνη Mind+.
- 20.
- 21.
- 22.
- 23. πρόβλημα: η επίδρασητης υψηλής θερμοκρασίας στην καλλιέργεια • Οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες του περιβάλλοντος δημιουργούν προβλήματα τόσο στα αμπέλια όσο και στα σταφύλια. • Ειδικά τα τελευταία χρόνια, λόγω της κλιματικής αλλαγής, έχουμε όλο και πιο έντονα φαινόμενα καύσωνα και οι αμπελουργοί πρέπει να προστατεύσουν τις καλλιέργειές τους. • Τα εκτεθειμένα σταφύλια κινδυνεύουν από εγκαύματα, όταν μάλιστα δεν προστατεύονται από τα φύλλα του φυτού. • Πως θα ειδοποιήσουμε τον αμπελουργό ότι η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή ώστε να ενεργήσει και να προστατέψει τα σταφύλια και τα αμπέλια;
- 24. λύση: αναγνώριση εικόνας •Στον αμπελώνα μας, για να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα, αρχικά παρακολουθούμε και μετράμε συνεχώς τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα θερμοκρασίας της πλακέτας micro:bit. • Το ρομποτάκι στην οθόνη του Mind+ μας λέει την τρέχουσα θερμοκρασία. • Όταν η θερμοκρασία είναι μικρότερη από 38 C, στην οθόνη του micro:bit εμφανίζεται η «χαρούμενη φατσούλα». • Όταν η θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από 38 C, στην οθόνη του micro:bit ανάβουν όλα τα led.
- 25.
- 26. τεχνητές συνθήκες καύσωνα •Για να δημιουργήσουμε τεχνητές συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, πάνω δηλαδή από 38 C χρησιμοποιούμε ένα σεσουάρ μαλλιών. • Τοποθετούμε την πλακέτα micro:bit μπροστά από την κάμερα του laptop. • Στην περίπτωση καύσωνα, η κάμερα του υπολογιστή ανιχνεύει το κόκκινο χρώμα της οθόνης του micro:bit και στέλνει μήνυμα στο robot-επιστάτη, αλλάζοντας το χρώμα του hub του από μπλε σε κόκκινο. • Ταυτόχρονα από τα ηχεία ακούγεται ο συναγερμός που ειδοποιεί τον αμπελουργό να κάνει τις απαραίτητες ενέργειες για να προστατέψει τις καλλιέργειες του π.χ. να τοποθετήσει ειδικά σκέπαστρα, να ποτίσει τα αμπέλια, κλπ.
- 27.
- 28.
- 29. πρόβλημα: η μεταφορά& το πάτημα των σταφυλιών • Μετά τον τρύγο μας απασχόλησε η διαδικασία μεταφοράς των σταφυλιών στο πατητήρι και η παραγωγή του μούστου. • Πως θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε μια αυτοματοποιημένη γραμμή μεταφοράς και στη συνέχεια πατήματος των σταφυλιών;
- 30. λύση: κυλιόμενος διάδρομος •Για να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα, δημιουργήσαμε έναν κυλιόμενο διάδρομο μέσω του οποίου μεταφέρονται από τους εργάτες του αμπελώνα τα σταφύλια και καταλήγουν στο πατητήρι, για την παραγωγή του μούστου. • Για την κατασκευή χρησιμοποιήσαμε έναν κινητήρα, ένα λάστιχο γυμναστικής, τροχαλίες, ρόδες και lego τουβλάκια. • Τα σταφύλια είναι lego τουβλάκια.
- 31. λύση: πατητήρι • Στοτέλος του κυλιόμενου διαδρόμου μεταφοράς των σταφυλιών, βρίσκεται το πατητήρι δηλαδή μια ορθογώνια κατασκευή, ανοικτή από πάνω. • Σε ένα τοίχωμά της, υπάρχει ένας μηχανισμός, ο οποίος κινείται πάνω κάτω και πατάει τα σταφύλια για την παραγωγή του μούστου. • Για την κατασκευή χρησιμοποιήσαμε έναν κινητήρα, τροχαλίες και lego τουβλάκια.
- 32. λύση: χειριστήριο micro:bit •Ο χειρισμός του κυλιόμενου διαδρόμου και του πατητηριού γίνεται με την πλακέτα micro:bit.
- 34. δημιουργία μακέτας • Ημακέτα είναι μια ξύλινη κατασκευή, η οποία αποτελείται από τρεις σειρές αμπελιών και έναν διάδρομο. • Στον διάδρομο δημιουργήσαμε με αυτοκόλλητη μαύρη ταινία μια γραμμή πάνω στην οποία θα κινείται το robot-επιστάτης του αμπελώνα μας. • Ευχαριστούμε θερμά τον κ. Γεώργιο Νάτσιο για τη δημιουργία της ξύλινης κατασκευής.
- 35. δημιουργία αμπελιών • Μεχάρτινες σακούλες δημιουργήσαμε τα αμπέλια.
- 36. δημιουργία αμπελώνα • Μεθερμοκόλλα κολλήσαμε τα αμπέλια στη μακέτα και με ένα φτυαράκι καλύψαμε τη βάση με χώμα.
- 37. δημιουργία αμπελώνα • Τοποθετήσαμετις ρομποτικές κατασκευές.
- 39. μαθαίνοντας την πλακέταmicro:bit
- 40.
- 41.
- 42.
- 43. Πανελλήνιος Διαγωνισμός Εκπαιδευτικής Ρομποτικής(Αθήνα 29/5/2022)
- 44. …και ένα σύντομοβίντεο…