Parousiash arduino

Νικόλαος Μπακόπουλος - Πληροφορικός Ιωάννης Χιωτέλης - Φυσικός

Αικατερίνη - Μαρία Μπακοπούλου - φοιτήτρια, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών

Ρομποτική και Arduino στην διδακτική πράξη του σύγχρονου σχολείου, καλές πρακτικές

Ο μαθητής εμπλέκεται με τον προγραμματισμό και, μέσα από μια ευχάριστη παιγνιώδη διαδικασία, σχεδιάζει και δημιουργεί και τελικά ικανοποιείται, βλέποντας το αποτέλεσμα στην πράξη. Μια τέτοια διαδικασία θεωρείται κατάλληλη για ένταξή της στη διδασκαλία και μικρών σχετικά ηλικιών. Συνολικά και υπό τον κατάλληλο σχεδιασμό και προσοχή, η εκπαιδευτική ρομποτική μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το μαθητή των πρώτων τάξεων του Δημοτικού, έως και το φοιτητή ή τον ειδικευμένο επιστήμονα που εμπλέκεται με σύνθετες καταστάσεις και γλώσσες προγραμματισμού για την επίτευξη της συμπεριφοράς του ρομπότ.

Η επίλυση προβλήματος και η λήψη αποφάσεων σε σχέση με τη συμπεριφορά του ρομπότ με στόχο την ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης που αποτελεί και το υψηλότερο επίπεδο σκέψης.


Η τέχνη του να μπορούμε να γράφουμε τα δικά μας προγράμματα ονομάζεται προγραμματισμός. Η ανάπτυξη κριτικής και δομημένης σκέψης είναι ένα από τα οφέλη του προγραμματισμού, η οποία εφαρμόζεται σε όλες τις δραστηριότητες και σε όλα τα γνωστικά αντικείμενα που εμπλέκεται ο σημερινός πολίτης (Papert, 1980). O προγραμματισμός προσφέρει μια εξωτερική αναπαράσταση του τρόπου σκέψης για την επίλυση ενός προβλήματος, δίνοντας την ευκαιρία αναστοχασμού για τον τρόπο σκέψης ή και για την ίδια την έννοια της σκέψης (Resnick, et al., 2009). Σύμφωνα με τον Piaget η μάθηση προέρχεται κυρίως μέσα από την εμπειρία όπως αναφέρεται στο (Ackermann, 2001).


το Arduino είναι ένας μικροελεγκτής μονής πλακέτας μια απλή μητρική πλακέτα ανοικτού κώδικα με ενσωματωμένο μικροελεγκτή και εισόδους/εξόδους.

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B9%CE%BA%CF%81%CE%BF%CE%B5%CE%BB%CE%B5%CE%B3%CE%BA%CF%84%CE%AE%CF%82

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B7%CF%84%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CF%80%CE%BB%CE%B1%CE%BA%CE%AD%CF%84%CE%B1



https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CE%BD%CE%BF%CE%B9%CE%BA%CF%84%CF%8C%CF%82_%CE%9A%CF%8E%CE%B4%CE%B9%CE%BA%CE%B1%CF%82



https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B9%CE%BA%CF%81%CE%BF%CE%B5%CE%BB%CE%B5%CE%B3%CE%BA%CF%84%CE%AE%CF%82


Το Arduino μπορεί να

προγραμματιστεί με

τη γλώσσα Wiring (ουσιαστικά

πρόκειται για τη γλώσσα

προγραμματισμού C++ και ένα σύνολο

από βιβλιοθήκες, υλοποιημένες

επίσης στην C++

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%93%CE%BB%CF%8E%CF%83%CF%83%CE%B1_%CF%80%CF%81%CE%BF%CE%B3%CF%81%CE%B1%CE%BC%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CF%83%CE%BC%CE%BF%CF%8D

https://el.wikipedia.org/wiki/C++


https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%92%CE%B9%CE%B2%CE%BB%CE%B9%CE%BF%CE%B8%CE%AE%CE%BA%CE%B7_(%CF%85%CF%80%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AD%CF%82)



https://www.arduino.cc/en/Main/Software

https://codebender.cc/

Ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον ανάπτυξης (integrated development environment, IDE) είναι μία σουίτα λογισμικού Που βοηθάει στην ανάπτυξη προγραμμάτων υπολογιστή.

• Συνήθως ένα IDE περιλαμβάνει κάποιον: επεξεργαστή πηγαίου κώδικα, έναν μεταγλωττιστή,

• εργαλεία αυτόματης παραγωγής κώδικα, • αποσφαλματωτή, • συνδέτη, • σύστημα ελέγχου εκδόσεων και εργαλεία

κατασκευής γραφικών διασυνδέσεων χρήστη για τις υπό ανάπτυξη εφαρμογές







https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9B%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CE%BC%CE%B9%CE%BA%CF%8C

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CF%81%CF%8C%CE%B3%CF%81%CE%B1%CE%BC%CE%BC%CE%B1_%CF%85%CF%80%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AE

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CF%81%CF%8C%CE%B3%CF%81%CE%B1%CE%BC%CE%BC%CE%B1_%CF%85%CF%80%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AE

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CE%B7%CE%B3%CE%B1%CE%AF%CE%BF%CF%82_%CE%BA%CF%8E%CE%B4%CE%B9%CE%BA%CE%B1%CF%82

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B5%CF%84%CE%B1%CE%B3%CE%BB%CF%8E%CF%84%CF%84%CE%B9%CF%83%CE%B7_(%CF%85%CF%80%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AD%CF%82)

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CF%80%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%BB%CE%BC%CE%B1%CF%84%CF%89%CF%84%CE%AE%CF%82

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A3%CF%85%CE%BD%CE%B4%CE%AD%CF%84%CE%B7%CF%82

https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=%CE%A3%CF%8D%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%B1_%CE%B5%CE%BB%CE%AD%CE%B3%CF%87%CE%BF%CF%85_%CE%B5%CE%BA%CE%B4%CF%8C%CF%83%CE%B5%CF%89%CE%BD&action=edit&redlink=1

https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=%CE%A3%CF%8D%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%B1_%CE%B5%CE%BB%CE%AD%CE%B3%CF%87%CE%BF%CF%85_%CE%B5%CE%BA%CE%B4%CF%8C%CF%83%CE%B5%CF%89%CE%BD&action=edit&redlink=1

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%93%CF%81%CE%B1%CF%86%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%83%CF%8D%CE%BD%CE%B4%CE%B5%CF%83%CE%B7_%CF%87%CF%81%CE%AE%CF%83%CF%84%CE%B7

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%93%CF%81%CE%B1%CF%86%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%83%CF%8D%CE%BD%CE%B4%CE%B5%CF%83%CE%B7_%CF%87%CF%81%CE%AE%CF%83%CF%84%CE%B7


Ο συνολικός χρόνος παρουσίασης θα είναι δυόμιση (2,5) ώρες. Οι συμμετέχοντες θα χωριστούν σε ομάδες οι οποίες θα ασχοληθούν με τις ίδιες δραστηριότητες. Κάθε μέλος της ομάδας θα μπορεί να εργαστεί στην κατασκευή του κυκλώματος και στην ανάπτυξη του λογισμικού που θα το υποστηρίξει. Για το Arduino αλλά και για το περιβάλλον προγραμματισμού IDE θα υπάρχει μια εισαγωγή, θα ακολουθήσει η εργασία σε απλό παράδειγμα από όλους. Στη συνέχεια θα εργαστούν πάνω σε πιο σύνθετο πρόβλημα. Θα τους δοθεί έτοιμος κώδικας στον οποίο θα κληθούν να αναγνωρίσουν και να εφαρμοστούν κάποιες διορθώσεις. Στη συνέχεια θα φορτώσουν τον κώδικα στο Arduino.


οι συμμετέχοντες να: • γνωρίσουν το Arduino ως εκπαιδευτικό εργαλείο

• γνωρίσουν περιβάλλοντα προγραμματισμού του Arduino.

•

• πειραματίζονται κάτι που θα τους επιτρέψουν στη συνέχεια (καλές πρακτικές)

• σχεδιάζουν και να υλοποιούν μελλοντικά τις δικές τους εφαρμογές με την χρήση

του Arduino.

• έρθουν σε επαφή με θέματα (κυκλωμάτων, ηλεκτρονικής, προγραμματισμού κ.α.) μέσα

από μία σειρά εφαρμογών, οι οποίες θα υλοποιούνται στο εργαστήριο.

• διαχειρίζονται πραγματικά προβλήματα με διαφορετικό τρόπο (Arduino - ρομποτική).

• προτείνουν στη συνέχεια δικές τους εφαρμογές.

• συνεργαστούν για την κατασκευή (hardware) και ανάπτυξη του λογισμικού (software).

• ενθαρρύνουν τους συναδέλφους και τους μαθητές τους να χρησιμοποιήσουν το Arduino.

• οργανώνουν το μάθημα τους με την χρήση του Arduino – ρομποτική


Δραστηριότητα 1η (40 λεπτά): Θα κατασκευάσουμε κύκλωμα με ένα led στο breadboard, θα ακολουθήσει η ανάπτυξη του κατάλληλου λογισμικού ώστε να ανάβουμε και να σβήνουμε το led. Θα τροποποιήσουμε τον κώδικα. Στη συνέχεια θα τοποθετήσουμε και άλλα led, θα κάνουμε τις απαραίτητες συνδέσεις και τέλος θα αναπτύξουμε τον κατάλληλο κώδικα ώστε να αναβοσβήνουν με συγκεκριμένους τρόπους που θα τους δοθούν (θα γίνεται τροποποίηση του κώδικα). Στόχοι: να εξοικειωθούν με την κατασκευή του κυκλώματος, το περιβάλλον προγραμματισμού και την επικοινωνία του υπολογιστή με το Arduino. Να αποκτήσουν την ευχέρεια να αναγνωρίζουν τον κώδικα και να τον τροποποιούν ώστε να επιλύουν συγκεκριμένα προβλήματα κάθε φορά. Να συνεργαστούν με τα μέλη της ομάδας της ομάδας τους.


Δραστηριότητα 2η (40 λεπτά): Θα υλοποιήσουμε ένα κύκλωμα με Φωτοαντίσταση (sensor) χωρίς την χρήση Arduino. Στη συνέχεια θα τροποποιήσουμε το κύκλωμα έτσι ώστε να συνεργαστεί η Φωτοαντίσταση (sensor) με το Arduino. Τέλος θα γίνει παρουσίαση των αισθητήρων. Στόχοι: να έρθουν σε επαφή με τους αισθητήρες και να ανακαλύψουν τις δυνατότητες που δίνονται, με την χρήση του Arduino, για την εφαρμογή αυτοματισμών, να σκεφτούν ιδέες για το μάθημά τους. Να συνεργαστούν με τα μέλη της ομάδας της ομάδας τους.


Δραστηριότητα 3η (50 λεπτά): Οι Φωτεινοί σηματοδότες - φανάρια ελέγχου κυκλοφορίας θα είναι η επόμενη δραστηριότητα που θα υλοποιηθεί. Από τις προηγούμενες δραστηριότητες θα έχουμε τμήματα κώδικα, και led τοποθετημένα στο breadboard. Θα εντοπίσουν τα χρήσιμα τμήματα του κώδικα. Θα εργαστούμε με ένα πιο σύνθετο πρόβλημα όπου θα διαχειριστούμε πιο σύνθετες προγραμματιστικές δομές. Στόχοι: να αναγνωρίσουν χρήσιμα τμήματα κώδικα, να τα χρησιμοποιήσουν για στον νέο κώδικά τους. να απομυθοποιήσουν την λειτουργία του φωτεινού σηματοδότη. Να συνεργαστούν με τα μέλη της ομάδας της ομάδας τους.


Δραστηριότητα 4η (20 - 25 λεπτά): Θα ακολουθήσει παρουσίαση ενδεικτικών κυκλωμάτων με τον αντίστοιχο κώδικα. Θα δοθούν ιδέες για την ένταξη του Arduino στη διαδικασία της διδασκαλίας. Θα ακουστούν προτάσεις για καλές πρακτικές, αναστοχασμός. Θα επισκεφτούμε και θα δοθούν χρήσιμοι σύνδεσμοι για την εύρεση υλικού και την υποστήριξη τους. Στόχοι: να συνεργαστούν με τα μέλη της ομάδας της ομάδας τους.


Εκπαιδευτική Ρομποτική. Από http://goo.gl/wa3b7a . (προσπέλαση 20/5/2016) Ματσαγγούρας, Η. (2002). "Στρατηγικές Διδασκαλίας: Η Κριτική Σκέψη στη Διδακτική Πράξη", Αθήνα, Gutenberg. Μπακόπουλος Νικόλαος (2014). Η συμβολή της γλώσσας προγραμματισμού Scratch, στην οικοδόμηση της δομής επιλογής κατά τη διδασκαλία του προγραμματισμού σε μαθητές του Δημοτικού, στο πλαίσιο της υλοποίησης του Νέου Αναλυτικού Προγράμματος Σπουδών για τις ΤΠΕ. Διπλωματική Τμήμα Επιστημών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία (ΤΕΕΑΠΗ) Πανεπιστήμιο Πατρών. Μπελεσιώτης, Β., Κόκκινος, Δ. (2012) Εκπαιδευτική ρομποτική και Arduino. 4th Conference on Informatics in Education – Η Πληροφορική στην εκπαίδευση (4th CIE 2012). Προγραμματισμός Βικιπαίδεια. Από http://goo.gl/AoE0Jl (προσπέλαση 20/5/2016). Τζιμογιάννης, Α., Γεωργίου, Β. (1999). Οι δυσκολίες μαθητών δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στην εφαρμογή της δομής ελέγχου για την ανάπτυξη αλγορίθμων. Μία μελέτη περίπτωσης. (1ο) Συνέδριο ΕΤΠΕ. Ιωάννινα 01/05/1999. Ackermann, E. (2001). Piaget’s Constructivism, Papert’s Constructionism: What's the Difference.http://learning.media.mit.edu/content/publications/EA.Piaget%20_%20Papert.pdf (προσπέλαση: 20/2/2013). Anderson, L. W., Krathwohl, D. R., Airasian, P. W., Cruikshank, K. A., Mayer,R.E., Pintrich, P. R., Raths,J.,&Wittrock,M. C. (2001). A taxonomy for learning, teaching, and assessing: < revision of Bloom ’s taxonomy of educational objectives. New York:Longman. Arduino wikipedia. . IDE integrated development environment, Βικιπαίδεια integrated development environment, IDE https://goo.gl/QD1DtI (προσπέλαση 20/5/2016).

http://users.sch.gr/adamantiaf/?p=4144







https://goo.gl/QD1DtI

Parousiash arduino

Education

Transcript of Parousiash arduino