Lego mindstorms=robolab

Lego mindstorms=robolab

• 1.
  Εκπαιδευτική Ρομποτική 1 Νίκος Μπακόπουλος
• 2.
  Η πρώτη λιανικήέκδοση των Lego Mindstorms κυκλοφόρησε το 1998 και πωλήθηκε εμπορικά με την επωνυμία Robotics Invention System (RIS). Η αρχική έκδοση Mindstorms Robotics Invention System περιείχε δύο μηχανές, δύο αισθητήρες αφής, και έναν ελαφρύ αισθητήρα. 2 Η εκπαιδευτική έκδοση των προϊόντων καλείται Lego Mindstorms for Schools, και έρχεται με το γραφικό λογισμικό προγραμματισμού ROBOLAB, που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο Tufts χρησιμοποιώντας ως μηχανή το  LabVIEW  
• 3.
  2 Ο προγραμματισμόςτου RCX είναι απαραίτητος ώστε να μπορείς να εκμεταλευτείς πλήρως τις δυνατότητες των LEGO Mindstorms. Υπάρχουν 3 γλώσσες με τι οποίες μπορούμε να προγραμματίσουμε το RCX. Αυτές είναι: · Robolab  · NQC   · LeJos -------------------------------------------------------------------------------------------------- Το LEGO Java Operating System (LeJos) είναι μια γλώσσα προγραμματισμού βασισμένη σε JAVA που χρησιμοποιείται για να προγραμματίζουμε το RCX. η LeJos μας προσφέρει όλα τα πλεονεκτήματα του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού. Το LeJOS αναπτύχθηκε εξ’ολοκλήρου από τον Jose Solorzano, αλλά τώρα συντηρείται από τους Paul Andrews και Jürgen Stuber.  Το γεγονός ότι το leJOS είναι ένα καινούργιο firmware για το RCX σημαίνει ότι μπορούμε να κάνουμε τα προγράμματα μας πιο εξελιγμένα από ότι ήταν δυνατό χρησιμοποιώντας είτε: --- το προγραμματιστικό περιβάλλον της LEGO (Robolab) --- το NQC (Not Quite C).
• 4.
  3 Να κατασκευάσουνοι μαθητές ένα αντικείμενο χειρωνακτικά Να έρθουν σε επαφή οι μαθητές με το πρόγραμμα Robolab. Να γνωρίσουν τις βασικές αρχές προγραμματισμού με εικονίδια και στη συνέχεια τη μεταφόρτωση (κατέβασμα) του προγράμματος στο RCX έξυπνο τούβλο επικοινωνία με υπολογιστή. Το RCX (Robotic Control X), είναι ένας αυτόνομος  μικροελεγκτής  που μπορεί να προγραμματιστεί χρησιμοποιώντας τον υπολογιστή. Το RCX χρησιμεύει ως ο εγκέφαλος των εφευρέσεων LEGO MINDSTORMS. Χρησιμοποιεί τους αισθητήρες που παρέχουν τα Mindstorms ως είσοδο από το περιβάλλον του, επεξεργάζεται αυτά τα στοιχεία, και με βάση αυτά δίνει κίνηση στους κινητήρες. Να ολοκληρώσουν μία σειρά από προκλήσεις, σταδιακά αυξανόμενης δυσκολίας, οι οποίες απαιτούν γνώσεις μηχανικής, μαθηματικών και προγραμματιστικές δεξιότητες, καθώς επίσης να παραμετροποιήσουν έτοιμα προγράμματα ώστε να τα προσαρμόσουν στις δικές τους – εκπαιδευτικές - ανάγκες. Να κατανοήσουν το πλεονέκτημα της εργασίας με ομαδικό πνεύμα, το οποίο περιλαμβάνει καταιγισμό ιδεών, σχεδίαση, υλοποίηση, δοκιμή και συνεννόηση για το τελικόαποτέλεσμα. Να κατανοήσουν τον τρόπο με τον οποίο μπορείς να ελέγξεις μία ρομποτική κατασκευή.
• 5.
  4 Κατεβάζουμε στονεπεξεργαστή RCX έσω υπέρυθρης ακτινοβολίας. Δημιουργούμε δικό μας φάκελο ή αποθηκέυουμε σε βιβλιοθήκες που υπάρχουν . Εκτελούμε –τρέχουμε τον κωδικά μας - ένα ρομπότ εφοδιασμένο με τον επεξεργαστή RCX, θα εκτελέσει αυτόνομα το πρόγραμμα μας. Τοποθετώντας αυτά τα εικονίδια με μια συγκεκριμένη σειρά και ενώνοντας τα μεταξύ τους, εχουμε το επιθυμητό πρόγραμμα. Το Robolab είναι μια γλώσσα προγραμματισμού με την χρήση εικονιδίων – εντολών απαλλάσει τους μαθητές από εκμάθηση μιας γλώσσας. (Συντακτικό) Επιλέγουμε επίπεδο δισκολίας προγραμματισμού παραμετροποίηση ή ανάπτυξη, παρατηρούμε σε φυσικό κόσμο το σενάριο που σχεδιάσαμε και αναπτύξαμε Μπορούμε να πάρουμε πετρήσεις από το περιβάλλον – φως, ήχο, θερμοκρασία, εικόνα Και να επεξεργαστούμε τα δεδομένα αυτά, με τελικό αποτέλεσμα πληροφορίες.
• 6.
  4
• 7.
  5 Σε όλεςτις βαθμίδες εκπαίδευσης - διδασκαλία διαφόρων εννοιών,  κυρίως, από τις Φυσικές Επιστήμες και άλλα γνωστικά αντικείμενα: © - Φυσική (μελέτη της κίνησης, μελέτη της επίδρασης της τριβής, μελέτη της σχέσης των δυνάμεων, εταφορά ενέργειας κ.α) © - Μαθηματικά και Γεωμετρία (αναλογίες, μέτρηση αποστάσεων, κατανόηση βασικώνγεωμετρικών ιδιοτήτων όπως η περίμετρος κ.α) © - Μηχανική (κατασκευή, έλεγχος και αξιολόγηση μηχανικών λύσεων κ.α)Τεχνολογία (τεχνολογικός αλφαβητισμός κ.α) © - Ιστορία (πχ. με την κατασκευή ενός ρομπότ καταπέλτη - του Αρχιμήδη – τα παιδιά έχουν την ευκαιρία να γνωρίσουν την ανάπτυξη της τεχνολογίας εκείνης της εποχής καθώς και το έργο και την προσωπικότητα του Αρχιμήδη κ.α) © -Ο συνδυασμός εννοιών από διαφορετικές, γνωστικές περιοχές (τεχνολογία, τέχνη, περιβάλλον, κοινωνία, μαθηματικά, φυσικές επιστήμες) με διαθεματικά project (συνθετικές εργασίες) © -Μάθημα Ερευνητικών Εργασιών (Project Based Learning) Α’ Λυκείου © -Πληροφορική (προγραμματισμός, δομές επανάληψης, επιλογής) © - Βιολογία (μελέτη μετρήσεων από το περιβάλλον)
• 8.
  6   ανάπτυξηκαι άλλων κρίσιμων δεξιοτήτων του 21ου αιώνα:  © - ομαδική εργασία © - επίλυση προβλημάτων (ανάλυση, σχεδίαση, υλοποίηση, δοκιμή και πειραματισμός, αξιολόγηση) © - οκοδόμηση γνώσης © - 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)
• 9.
  6 Η διδασκαλίατου προγραμματισμού στα πλαίσια της προσέγγισης αυτής είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική καθώς επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ικανοτήτων επίλυσης προβλημάτων και σχεδίασης αλγορίθμων και όχι στην εκμάθηση της γλώσσας προγραμματισμού (Ξυνόγαλος κ.α. 2000, Lawhead et al 2002). ----------------------------------------------------------------------------------------------- Η μάθηση δεν συνίσταται στη συσσώρευση πληροφοριών ή στην ανακάλυψη μιας εξωτερικής πραγματικότητας αλλά στην οργάνωση των εσωτερικών αντιλήψεων και εμπειριών του ατόμου. Οι μαθητές οικοδομούν καινούργιες έννοιες και ιδέες με βάση τις προϋπάρχουσες γνώσεις τους και μέσω της ενεργητικής συμμετοχής και εμπλοκής τους σε δραστηριότητες αυθεντικού τύπου. ( Piaget , 19 74 ). ----------------------------------------------------------------------------------------- Υποστηρίζει ότι οι άνθρωποι οικοδομούν καλύτερα τη γνώση τους όταν εμπλέκονται ενεργά στη σχεδίαση και κατασκευή (χειρωνακτική και ψηφιακή) πραγματικών αντικειμένων με νόημα για τους ίδιους ή τους άλλους γύρω τους, όπως κάστρα από άμμο, κατασκευές L ego , προγράμματα υπολογιστών, ή μία θεωρία για το σύμπαν (Papert, 1991). -------------------------------------------------------------------------------------- Γνωστικό εργαλείο – «σκαλωσιά» - κατάκτηση συνθετότερων εννοιών. Διαπιστώνεται ότι η χρήση του Lego Mindstorms στην πραγμάτευση θεμάτων που σχετίζονται με την εκπαίδευση για τη βιώσιμη ανάπτυξη παρέχει δυνατότητες ενεργούς συμμετοχής των μαθητών στα μαθησιακά δρώμενα, στην ανάπτυξη των κοινωνικών τουςδεξιοτήτων και του αναγκαίου πολυγραμματισμού τους. Σίμος Αναγνωστάκης, Βασίλειος Μακράκης Πανεπιστήμιο Κρήτης ------------------------------------------------------------------------------
• 10.
  7
• 11.
  7
• 12.
  8
• 13.
  9 Βιβλιογραφία Άρθρα -Αλιμήσης Δ. Το προγραμματιστικό περιβάλλον Lego Mindstorms ως εργαλείο υποστήριξης εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων ρομποτικής. 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Πάτρα, Μάρτιος 2008. -Αναγνωστάκης Σ., Μαργετουσάκη Α., Μιχαηλίδης Π. Γ. Δυνατότητα Εργαστηρίου Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στα Σχολεία. 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Πάτρα, Μάρτιος 2008. -Ατματζίδου Σ., Μαρκέλης Η., Δημητριάδης Σ. Χρήση των LEGO Mindstorms στο Δημοτικό και Λύκειο: Το παιχνίδι ως έναυσμα μάθησης. 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Πάτρα, Μάρτιος 2008. -Γρηγοριάδου, Μ., Γόγολου, Α., & Γούλη, Ε. Μαθησιακές Δυσκολίες στις Επαναληπτικές Δομές. 4ο Συνεδρίο ΕΤΠΕ, Αθήνα, Σεπτέμβριος 2004. -Δημητρίου Α. και Χατζηκρανιώτης Ε. Η εκπαιδευτική ρομποτική ως εργαλείο ανάπτυξης δεξιοτήτων για τη λύση προβλήματος: Εφαρμογή με το περιβάλλον LegoDacta. 2ο Συνέδριο Εκπαιδευτικών για τις ΤΠΕ στην Εκπαίδευση, Σύρος, Μάιος 2003 -Καγκάνη, Κ., Δαγδιλέλης, Β., Σατρατζέμη, Μ., Ευαγγελίδης, Γ. Μια μελέτη περίπτωσης της διδασκαλίας του προγραμματισμού στην Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση με τα LEGO Mindstorms. 3ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Κόρινθος, Οκτώβριος 2005. -Κάππας, Κ., Μαζέρας, Α., Παπαλεωνίδα, Γ., Λαμπροπούλου, Ε., & Ζήβελδης, Α. Εκπαιδευτική και Παιδαγωγική Προσέγγιση της Αλγοριθμικής και του Προγραμματισμού με τις ΤΠΕ και Λογισμικά. 3ο Συνέδριο ΕΤΠΕ, Ρόδος, Σεπτέμβριος 2002. -Καρατράντου A., Tάχος N., Αλιμήσης Δ. Εισαγωγή σε βασικές αρχές και δομές Προγραμματισμού με τις ρομποτικές κατασκευές LEGO Mindstorms. 3ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Κόρινθος, Οκτώβριος 2005. -Καρατράντου, Α., Παναγιωτακόπουλος, Χ. & Πιερρή, Ε. Οι ρομποτικές κατασκευές Lego Mindstorms στην κατανόηση εννοιών Φυσικής στο Δημοτικό σχολείο: Μια μελέτη περίπτωσης. 5ο Συνέδριο ΕΤΠΕ, Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 2006. -Κυνηγός, Χ και Φράγκου, Σ. Πτυχές της παιδαγωγικής αξιοποίησης της Τεχνολογίας Ελέγχου στη σχολική τάξη. 2ο Συνέδριο ΕΤΠΕ, Πάτρα, Οκτώβριος 2000.
• 14.
  9 Βιβλιογραφία -Κυνηγός,Χ, Γιαννούτσου, Ν., & Φράγκου, Σ. Μετατρέποντας «Μισοψημένους Μικρόκοσμους» σε ηλεκτρονικά παιχνίδια: μια πρόταση για τη διδασκαλία του προγραμματισμού. 5ο Συνέδριο της ΕΤΠΕ, Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 2006. -Κυνηγός, Χ. και Φράγκου, Σ. Παιδαγωγική Αξιοποίηση της Τεχνολογίας Ελέγχου στη Τάξη. 2o Συνέδριο ΕΤΠΕ, Πάτρα, Οκτώβριος 2000. Μαργαρίτης, Κ., Δαγδιλέλης, Β., Σατρατζέμη, M,, Συκοπετρίτης, A.Μεταβάλλοντας το εκπαιδευτικό πανόραμα: η περίπτωση της Εκπαιδευτικής Ρομποτικής, Συνέδριο Τεχνολογίας και Κοινωνίας των Πληροφοριών, Αθήνα 20 -Νικολός Δ., Καρατράντου Α., Παναγιωτακόπουλος Χ. Αξιοποίηση του MicroWorlds EX Robotics για την κατανόηση βασικών δομών προγραμματισμού. 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Πάτρα, Μάρτιος 2008. -Ξυνόγαλος Σ. Εκπαιδευτική Τεχνολογία: Ένας Διδακτικός Μικρόκοσμος για την Εισαγωγή στον Αντικειμενοστραφή Προγραμματισμό, Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Μακεδονίας, 2002 -Ματάνας, Ν., Παπαβασιλείου, Α., & Παπαμήτσιου, Ζ. Τα προβλήματα της διδασκαλίας της Πληροφορικής στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. 2ο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Βόλος, Οκτώβριος 2003. Μπέλλου, Ι., & Μικρόπουλος, Α. Τ. Μία Εναλλακτική Πρόταση για την Εισαγωγή στον Προγραμματισμό στο Γυμνάσιο. 3ο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Κόρινθος, Οκτώβριος 2005. -Ξυνόγαλος, Σ., Σατρατζέμη, Μ. & Δαγδιδέλης, Β. Η εισαγωγή στον προγραμματισμό: Διδακτικές Προσεγγίσεις και Εκπαιδευτικά Εργαλεία. 2ο Συνέδριο ΕΤΠΕ, Πάτρα, Οκτώβριος 2000. -Παπανικολάου Κυπαρισσία, Φράγκου Στασινή, Αλιμήσης Δημήτρης. Αναπτύσσοντας ένα πλαίσιο σχεδίασης και εφαρμογής δραστηριοτήτων προγραμματιζόμενων ρομποτικών κατασκευών: το έργο TERECoP. 4ο Συνέδριο Σύρου για τις ΤΠΕ στην Εκπαίδευση, Σύρος, Μάιος 2007
• 15.
  9 Βιβλιογραφία Άρθρα-Τζιμογιάννης, Α. & Κόμης, Β. Επίλυση προβλημάτων σε προγραμματιστικό περιβάλλον: η οικοδόμηση της δομής ελέγχου από τους μαθητές του Ενιαίου Λυκείου. 4ο Συνέδριο Διδακτικής των Μαθηματικών & Πληροφορική στην Εκπαίδευση, Ρέθυμνο 1999. -Τζιμογιάννης, Α., & Γεωργίου, Β. Οι δυσκολίες μαθητών δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στην εφαρμογή της δομής ελέγχου για την ανάπτυξη αλγορίθμων. Μία μελέτη περίπτωσης. 1ο Συνέδριο ΕΤΠΕ, Ιωάννινα, Μάιος 1999. -Τζιμογιάννης, Α. Η διδασκαλία του προγραμματισμού στο Ενιαίο Λύκειο: Προς ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο με στόχο την ανάπτυξη δεξιοτήτων επίλυσης προβλημάτων. 2ο Συνέδριο για τις ΤΠΕ στην Εκπαίδευση, Σύρος, Μάιος 2003. -Τζιμογιάννης, Α. Προς ένα Παιδαγωγικό Πλαίσιο Διδασκαλίας του Προγραμματισμού στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. 3ο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Κόρινθος, Οκτώβριος 2005. -Τσοβόλας Σ., Κόμης Β. Προγραμματισμός ρομποτικών κατασκευών: μελέτη περίπτωσης με μαθητές δημοτικού. 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Πάτρα, Μάρτιος 2008. -Τσοβόλας, Σ., & Κόμης, Β. Διδασκαλία Βασικών Προγραμματιστικών Εννοιών στο Περιβάλλον Οπτικού Προγραμματισμού ROBOLAB. 3ο Συνέδριο Διδακτικής της Πληροφορικής, Κόρινθος, Οκτώβριος 2005. -Τσοβόλας, Σ., Αντωνίου, Α. Το ρομπότ και η χελώνα. 3ο Συνέδριο Σύρου για τις ΤΠΕ στην Εκπαίδευση, Σύρος, Μάιος 2005. -Χαρίσης Χ. και Μικρόπουλος Τ. Α. Ρομποτική, Οπτικός Προγραμματισμός και Βασικές Προγραμματιστικές Δομές. 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτική της Πληροφορικής, Πάτρα, Μάρτιος 2008. - Κυριακού Γεώργιος Διδακτική της Πληροφορικής με εφαρμογές Εκπαιδευτικής Ρομποτικής βασισμένης στην Εποικοδομιστική θεωρία Φλώρινα, Ιούνιος 2010 πηγές http://edurobotics.weebly.com/epsilonkappapialphaiotadeltaepsilonupsilontauiotakappa942-rhoomicronmupiomicrontauiotakappa942.html
• 16.
  10 ΜΕΤΑ ΤΟRCX 1.0 Ευχαριστώ Youtube