Αλγοριθμική- ο Άγιος Βασίλης μαζεύει τα δώρα

 Βοήθησε τον Άγιο Βασίλη να μαζέψει τα δώρα δημιουργώντας τον αλγόριθμο με τις εντολές που θα τον οδηγήσουν στο δώρο, αποφεύγοντας τα καλικαντζαράκια.

Beebot με συλλαβές- Φτιάχνω λέξεις με συλλαβές

 ΤΠΕ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ – Β΄ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ

Τίτλος Σεναρίου: «Φτιάχνω λέξεις με συλλαβές οδηγώντας το beebot μου»

Θεματικό πεδίο: 1. ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΚΗ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Θεματική ενότητα: 1.1 Αλγοριθμική.

Τάξη: Β’

Απαιτούμενος χρόνος: 1 Διδακτική ώρα

Προσδοκώμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα :

• ·         ακολουθούν απλές εντολές με σειριακό τρόπο
• ·         διατυπώνουν απλές οδηγίες κίνησης με καθορισμένο τρόπο
• ·         αναγνωρίζουν ότι το σύνολο των εντολών που δίνουν είναι αυστηρά καθορισμένο
• ·         αναγνωρίζουν το πρόγραμμα ως ακολουθία εντολών
• ·         διακρίνουν τα επιμέρους στοιχεία του περιβάλλοντος οπτικού προγραμματισμού
• ·         δημιουργούν ένα απλό πρόγραμμα με πλακίδια που περιλαμβάνει εντολές κίνησης και εμφάνισης
• ·         προγραμματίζουν μια απλή ρομποτική συσκευή με σκοπό την κίνησή της στο χώρο

Επιμέρους στόχοι

− Να αναπτύξουν κουλτούρα συνεργασίας μέσα από τις ομαδικές δραστηριότητες.

− Να κατανοούν απλά σύμβολα και σχεδιαγράμματα.

− Να ξεχωρίζουν τη διαδοχική σειρά των γεγονότων

Στρατηγική: Επίλυσης προβλήματος

Προσέγγιση μάθησης: Διερευνητική μάθηση

Αξιολόγηση:  Παρατήρηση εκπαιδευτικού, αυτοαξιολόγηση, συζήτηση

Προαπαιτούμενη γνώση: Οι μαθητές έχουν εξασκηθεί με απλά προβλήματα και εντολές κίνησης στο χώρο με προσομοίωση ή έχουν δει τη λειτουργία του ρομπότ τους ή με δραστηριότητες χωρίς ψηφιακή συσκευή ή ρομπότ (unplugged).

Υλικοτεχνική υποδομή: Η απαιτούμενη υλικοτεχνική υποδομή για την υλοποίηση του σεναρίου περιλαμβάνει την χρήση του εργαστηρίου πληροφορικής με σύνδεση στο Διαδίκτυο. Επίσης χρησιμοποιούνται στα διάφορα στάδια του σεναρίου ο πίνακας του εργαστηρίου, ο βιντεοπροβολέας, διαδραστικός πίνακας (αν υπάρχει), έντυπα με δραστηριότητες, και εφόσον υπάρχουν επιδαπέδια ρομπότ ή/και έξυπνες φορητές συσκευές (ταμπλέτες). Οι δραστηριότητες δίχως την χρήση τεχνολογίας και ιδίως το παιχνίδι ρόλων κατά το οποίο ένα παιδί μιμείται το ρομπότ μπορούν να υλοποιηθούν και εκτός του εργαστηρίου πληροφορικής π.χ. στην αυλή του σχολείου.

Ομάδες: Οι μαθητές/τριες καθόλη την διάρκεια του σεναρίου καλούνται να λειτουργήσουν σε μικρές λειτουργικές ομάδες των 2-3 ατόμων (κατά προτίμηση ετερογενείς ομάδες ως προς την ικανότητα, το φύλο και την εθνικότητα).

Οι μαθητές/-τριες:  επιλύουν προβλήματα κίνησης προς καθορισμένο στόχο χρησιμοποιώντας προκαθορισμένες εντολές

Περιγραφή του σεναρίου

Εισαγωγή- ενεργοποίηση: Ο εκπαιδευτικός συζητά με τους μαθητές σχετικά με τις κινήσεις του ρομπότ και τις εντολές που δέχεται, θυμίζει όπου απαιτείται. Εξηγεί τη δραστηριότητα και τον σκοπό της (5’)

Δραστηριότητα μαθητών: Ο εκπαιδευτικός γυρίζει έναν τροχό λέξεων (δείτε εδώ). Η κάθε ομάδα πρέπει να αναγνωρίσει τις συλλαβές της λέξης, να τις εντοπίσει στο πλέγμα και να δημιουργήσει πρόγραμμα με εντολές που θα οδηγήσουν το beebot στις συλλαβές με τη σωστή σειρά. Η κάθε ομάδα παίρνει μια λέξη σε κάθε γύρο και το αποτέλεσμα ελέγχεται από αυτούς μέσα από μια προσομοίωση ή με το ρομποτάκι τους. Δείτε την προσομοίωση εδώ  (35’)

Αξιολόγηση μαθητών: μέσω των αποτελεσμάτων τους, αυτοαξιολόγηση, διόρθωση λαθών από μαθητές (5’)

Πιθανές προεκτάσεις:

Προγραμματισμός και προγραμματιστικά περιβάλλοντα-  Οι μαθητές υλοποιούν σχέδιο εργασίας με σενάριο κατά το οποίο ο ήρωας (ρομπότ εδάφους) μετακινείται στον χώρο για συγκεκριμένο στόχο. Το beebot ή οποιοδήποτε άλλο ρομπότ τύπου logo, τοποθετείται σε πλέγμα, σε συγκεκριμένο σημείο. Ο εκπαιδευτικός τοποθετεί τις κάρτες με συλλαβές σε διάφορα σημεία μέσα στο πλέγμα. Ο εκπαιδευτικός αξιοποιεί εφαρμογή «τροχός της τύχης» όπου για την κάθε ομάδα αντιστοιχεί μία λέξη. Η κάθε ομάδα, καταγράφει στο φύλλο εργασίας τη λέξη, τις συλλαβές τις και καταγράφει τις εντολές κίνησης για να φτάσει σε καθεμία από αυτές με τη σωστή σειρά. Η ομάδα συνεργάζεται και εκτελεί το πρόγραμμα στο beebot, το ένα μέλος διαβάζει τις εντολές- πλήκτρα και το άλλο μέλος πατάει τα πλήκτρα. Επίσης, αντί για τον τροχό όπου υπάρχουν οι λέξεις, μπορούν οι μαθητές να δημιουργήσουν δικές τους λέξεις με τις συλλαβές που βλέπουν.

Αρχικές δραστηριότητες με το beebot

 Οι μαθητές του 1ου Δημοτικού σχολείου Ορχομενού ξεκίνησαν με το beebot τους. Οι μαθητές οργανώθηκαν σε ομάδες- ζευγάρια και οδήγησαν το beebot τους σε διάφορα σημεία. Σκοπός ήταν η εξοικείωση με το ρομποτάκι τους και την κίνησή του στο πλέγμα. Η/Ο κάθε μαθήτρια/ μαθητής καθοδηγούσε την/τον συμμαθήτριά/ συμμαθητή του στην ομάδα. 

Δείτε και μια παρουσίαση για το beebot με εισαγωγικές ασκήσεις

Ακολουθώ απλές εντολές- βασικές κινήσεις ρομπότ σε δάπεδο

 Σε αυτό το παιχνίδι πάτησε στο ηχείο και άκουσε το σχήμα και χρώμα όπου πρέπει να οδηγήσεις το αυτοκίνητό σου. Προσπάθησε να το οδηγήσεις μέσα από την πιο σύντομη διαδρομή.

Εισαγωγή στον προγραμματισμό για μικρά παιδιά

Τι είναι ο προγραμματισμός- τι είναι το πρόγραμμα- κώδικας

Το πρόγραμμα είναι μια σειρά από εντολές, τοποθετημένες με τέτοιο τρόπο ώστε να οδηγούν σε ένα επιθυμητό αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, πρόγραμμα ή αλλιώς ακολουθία εντολών, είναι οι οδηγίες που έχουμε, τα βήματα, για να φτιάξουμε ένα κέικ.

1. Ρίξε 330 γραμμάρια ζάχαρη
2. Ρίξε 250 γραμμάρια βούτυρο στο μπολ
3. Χτύπησε τα στο μίξερ για 5 λεπτά, στη γρήγορη ταχύτητα
4. Ρίξε  4 αυγά στο μπολ (χωρίς τα τσόφλια!)
5. Χτύπησέ τα στο μίξερ για 3 λεπτά στη μεσαία ταχύτητα
6. Ρίξε 330 γραμμάρια γάλα στο μπολ
7. Χτύπησέ τα στο μίξερ για 3 λεπτά στη μικρή ταχύτητα
8. Ρίξε 500 γραμμάρια αλεύρι κόκκινο στο μπολ
9. Χτύπησέ τα στο μίξερ για 5 λεπτά στη μικρή ταχύτητα

Αν παραλείψουμε ένα βήμα σίγουρα το αποτέλεσμα θα είναι λάθος και αν αλλάξουμε κάτι σε ένα βήμα, πχ αν βάλουμε 100 γραμμάρια ζάχαρη αντί για 330, τότε το αποτέλεσμα θα είναι διαφορετικό!

Δημιουργώ το φωτιστικό μου με απλά υλικά και ηλεκτρικά εξαρτήματα

Σήμερα ξεκινήσαμε με τους μαθητές της Ε' και Στ' τάξης δραστηριότητες ρομποτικής, κατασκευών και προγραμματισμού. Στόχος μας είναι οι μαθητές να μπορούν να επιλύσουν ένα πρόβλημα. Για παράδειγμα να δημιουργήσουμε ένα οικολογικό φωτιστικό που θα σβήνει όταν υπάρχει αρκετό φως, έναν κάδο που θα ανοίγει χωρίς να τον ακουμπάμε και έτσι να μειώσουμε την μετάδοση των μικροβίων και πολλά άλλα. Μέσα από τις δραστηριότητες αυτές οι μαθητές συνεργάζονται, δουλεύουν σε ομάδες, σκέφτονται και πράττουν ομαδικά.

Επιλέξαμε να δουλέψουμε με τον μικροελεγκτή Arduino αξιοποιώντας πληθώρα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, αισθητήρων αλλά και υλικά κατασκευής που έχουμε όλοι σπίτι μας ή είναι εύκολο να προμηθευτούμε.

Ξεκινώντας, γνωρίσαμε κάποια ηλεκτρονικά εξαρτήματα, όπως το led, το breadboard που βοηθάει να συνδέσουμε όλα τα εξαρτήματα, τα καλώδια, τις αντιστάσεις και χρησιμοποιήσαμε και μπαταρίες.

Δημιουργήσαμε ένα φωτιστικό, ουσιαστικά είναι ένα απλό κύκλωμα με led και αντίσταση. Χρησιμοποιήσαμε χάρτινα ποτήρια, καλαμάκια χοντρά και έτσι κάναμε μια απλή κατασκευή ενός πορτατίφ

.

Αρχικά τα παιδιά σχεδίασαν και χρωμάτισαν το ποτήρι όπως ήθελαν. Στη συνέχεια τρύπησαν το κάτω μέρος του ποτηριού ώστε να μπορεί να περάσει μέσα ένα χοντρό καλαμάκι. Συνδέσανε το led με καλώδια στο κατάλληλο χρώμα (κόκκινο για + και μαύρο για -) και περάσανε τα καλώδια μέσα από το καλαμάκι. Έτσι, δεν φαινόταν τα καλώδια. Ολοκληρώσαμε το κύκλωμα με μια αντίσταση και συνδέσαμε με την μπαταρία.

Πώς φαντάζομαι ένα ρομπότ;

Τι είναι ένα ρομπότ; Πώς το φανταζόμαστε;

 Είναι ένα τενεκεδένιο ασημένιο κουτί, είναι ένα στρογγυλό επίπεδο αντικείμενο, ένα αυτοκινούμενο όχημα ή μήπως είναι ένα μαλλιαρό σκυλάκι; Τι μπορεί να κάνει; Γιατί το κατασκευάζουμε;

Όλες οι παραπάνω είναι μερικές από τις ερωτήσεις που θέτουμε αρχικά στους μαθητές μας σχετικά με τα ρομπότ. Οι μικροί μας μαθητές σκέφτονται και απαντούν στις παραπάνω ερωτήσεις. Οι απαντήσεις καταγράφονται στον παρακάτω πίνακα padlet.

Ένα ρομπότ είναι μια μηχανική συσκευή η οποία μπορεί να υποκαθιστά τον άνθρωπο σε διάφορες εργασίες. Ένα ρομπότ μπορεί να δράσει κάτω από τον απευθείας έλεγχο ενός ανθρώπου ή αυτόνομα κάτω από τον έλεγχο ενός προγραμματισμένου υπολογιστή. Τα ρομπότ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να κάνουν εργασίες οι οποίες είτε είναι δύσκολες ή επικίνδυνες για να γίνουν απευθείας από έναν άνθρωπο. Σε άλλες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται για να εκτελέσουν εργασίες ταχύτερα ή φθηνότερα απ' ότι ο άνθρωπος. Έτσι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αυτόματη παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων κάποιου προϊόντος και με χαμηλότερο κόστος (για παράδειγμα, στις αλυσίδες παραγωγής). 
Η λέξη ρομπότ προέρχεται από το σλαβικό robota που σημαίνει εργασία. Καθιερώθηκε ως όρος με την σημερινή του έννοια το 1920 από τον Τσέχο θεατρικό συγγραφέα Karel Čapek στο έργο του "R.U.R." (Rossum's Universal Robots), όπου σατιρίζει την εξάρτηση της κοινωνίας από τους μηχανικούς εργάτες (ρομπότ) της τεχνολογικής εξέλιξης και που τελικά εξοντώνουν τους δημιουργούς τους. Σε πολλές σύγχρονες σλαβικές γλώσσες (πχ την πολωνική) χρησιμοποιείται σαν έκφραση της καθημερινότητας με την έννοια της σκληρής δουλειάς (αντίστοιχο του χαμαλίκι). Από τα πρώτα ρομπότ που αναφέρονται στη λογοτεχνία είναι ο Τάλως από την ελληνική μυθολογία και οι 20 τρίποδες λέβητες του Ηφαίστου θεωρούμενοι "θαύμα ιδέσθαι" κ.¨α. Με την ανάπτυξη και μελέτη των ρομπότ ασχολείται η ρομποτική, επιστήμη που αποτελεί συνδυασμό πολλών κλάδων άλλων επιστημών, κυρίως δε της πληροφορικής, της ηλεκτρονικής και της μηχανολογίας. Στην επιστημονική φαντασία συνήθως συναντούνται ρομπότ τα οποία έχουν τη μορφή ανθρώπου. Αυτά τα ρομπότ καλούνται ανδροειδή. Τα σημερινά ρομπότ δεν είναι ανδροειδή (androids) που κατασκευάστηκαν για να υποδυθούν ανθρώπινα όντα. Σημαντική συνεισφορά στη φιλολογία για τα ρομπότ είχε ο Ισαάκ Ασίμωφ με τους τρεις νόμους της ρομποτικής που διατύπωσε στα διηγήματά του. Είναι σημαντική η ανάπτυξη ρομπότ που να έχουν τα αναγκαία χαρακτηριστικά ώστε να είναι φιλικά και ωφέλιμα προς τον άνθρωπο. Τα στοιχεία αυτά ονομάζονται στοιχεία κοινωνικής νοημοσύνης. Πηγή: http://el.wikipedia.gr

Στη συνέχεια τα παιδιά σχεδιάζουν το ρομπότ τους και τα ονομάζουν (σύμφωνα με τη φαντασία τους). Τέλος, χρωματίζουν ένα τρισδιάστατο ρομπότ και συνδέουν τα κομμάτια του. Το έντυπο για το 3D ρομπότ μπορείτε να το βρείτε εδώ.

Πώς λειτουργεί το ρομπότ; 

Πώς κάνει αυτά που κάνει; Μα φυσικά με τις οδηγίες που του δώσαμε εμείς (πρόγραμμα) και το προγραμματίσαμε να κάνει αυτά που θέλουμε! Το δικό μου ρομπότ, ο Τάλος έχει πάρει σαφείς οδηγίες από εμένα να βάλει πλυντήριο ρούχων. Να οι οδηγίες που του έδωσα:

• Αν το πλυντήριο δεν είναι στην πρίζα τότε βάλτο στην πρίζα.
• Αν το πλυντήριο είναι στην πρίζα άνοιξε την πόρτα του κάδου.
• Άνοιξε το καλάθι με τα άπλυτα.
• Πάρε όσα ανοιχτόχρωμα ρούχα έχει μέχρι να φτάσεις τα 5 κιλά ρούχα ή να τελειώσουν τα ανοιχτόχρωμα ρούχα.
• Βάλ' τα στον κάδο του πλυντηρίου.
• Ρίξε μια ταμπλέτα απορρυπαντικού μέσα στον κάδο.
• Κλείσε την πόρτα του κάδου.
• Επίλεξε το πρόγραμμα που λέει "ανοιχτόχρωμα".
• Επίλεξε τις 1000 στροφές.
• Επίλεξε 60 βαθμούς θερμοκρασία.
• Πάτησε το πλήκτρο εκκίνησης.
• Όταν τελειώσει το πρόγραμμα και ακούσεις τον ήχο του τερματισμού τότε άνοιξε την πόρτα του κάδου.
• Βγάλε το πλυντήριο από την πρίζα.

Σκεφτείτε και εσείς τι θα θέλατε να κάνει το δικό σας ρομπότ και καταγράψτε τις οδηγίες που θα του δώσετε, για να κάνει τη δουλειά του, σε ένα φύλλο χαρτί. Δοκιμάστε κάποιον άλλο να του δώσετε αυτές τις εντολές ή εκτελέστε τις εσείς και ελέγξτε το πρόγραμμά σας! Δοκιμάστε να κινήσετε έναν συμμαθητή σας μέσα στην αίθουσα, να του δώσετε οδηγίες να γράψει κάτι στον πίνακα ή να σας φέρει ένα αντικείμενο.

Στόχος είναι οι μαθητές να κατανοήσουν ότι τα ρομπότ εκτελούν τις οδηγίες που τους δώσαμε εμείς. Αν αυτές είναι σωστές τότε θα κάνει σωστή δουλειά το ρομπότ μας. Επίσης, θέλουμε οι μαθητές να κατανοήσουν την δομή ακολουθίας, πως ένα πρόγραμμα είναι μια σειρά από εντολές, τοποθετημένες σε σωστή θέση.

Δοκιμάστε τα παραπάνω και σχολιάστε για τα αποτελέσματα