Εκπαιδευτική Ρομποτική Lego Robotics και ΝΧΤ-G Φράγκου Στασινή

Συνοπτικά Εισαγωγή στα συστήματα ρομποτικής Σύστημα Lego Mindstrorms Μικροεπεξεργαστής ΝΧΤ και αισθητήρες Κατασκευή ενός αυτοκινήτου Εισαγωγή στο περιβάλλον προγραμματισμού ΝΧΤ-G Εκπαιδευτική Αξιοποίηση Πειράματα (experiments) Διερευνήσεις (inquiries) Συνθετικές εργασίες (projects)

Συστήματα ρομποτικής

Lego Mindstrorms Edu

Ρομποτικές Κατασκευές Lego Mindstorms Edu NXT Κατασκευάζονται από δομικά στοιχεία και ηλεκτρονικά εξαρτήματα (κινητήρες, αισθητήρες) Προγραμματίζονται με τη βοήθεια κατάλληλου λογισμικού Συλλέγουν από το περιβάλλον και εκτελούν ενέργειες

Αισθητήρες Διαδραστικοί Σερβοκινητήρες Αισθητήρας Αφής ΝΧΤ Αισθητήρας υπερήχων Αισθητήρας Ήχου Αισθητήρας φωτός

Ο μικροεπεξεργαστής ΝΧΤ Άνοιγμα / Κλείσιμο/ Επιλογή Αριστερά Δεξιά Επιστροφή

Κατασκευή

Δομικό Υλικό

Δομικό υλικό

Πίνακες Ταξινόμησης υλικών

Τροχαλία Δοκοί με προεξοχές Δοκοί με γωνία Δοκοί επίπεδοι Τούβλα Άξονες Συνδετήρες Πλάκες Συνδετικοί πείροι Γρανάζια Ροδέλες

Ονομασία ανάλογα με το μέγεθος 2 6 15 Δοκός με προεξοχές 16

Δραστηριότητα 1η Κατασκευή ενός αυτοκινήτου Κατασκευάστε ένα όχημα το οποίο να μπορεί να κινείται και να στρέφεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Συνδέστε αισθητήρα φωτός και αισθητήρα υπερήχων.

με το λογισμικό Lego Mindstorms Edu NXT-G Προγραμματισμός με το λογισμικό Lego Mindstorms Edu NXT-G

Βασικό Μενού ΝΧΤ Software Files NXT Files Sound Files Demo (9,2 KB) Turn off ? NXT Program My files Try me View Settings Bluetooth File1 File2 85kB Run Delete

Βασικό Μενού ΝΧΤ View NXT Program My files Try me Try Touch Try Light Sound dB Sound dBA Reflected light Ambient Light Light sensor* Temperature oC Temperature oF Rotation* Motor Rotations Motor degrees Touch Ultrasonic inch Ultrasonic cm My files Try me Try Touch Try Light Try Sound Try Ultrasonic Try motor Settings Volume Sleep NXT Version Delete Files Bluetooth On/Off

Κίνηση Αυτοκινήτου

ΝΧΤ-G Μενού Οδηγός Όνομα αρχείου Επιφάνεια εργασία Εντολές προγραμματισμού Παλέτες Προγραμματισμού Κουμπιά Ελέγχου Βοήθεια Παράθυρο Παραμέτρων

Εισαγωγή

Αριστερή Στροφή Ι

Αριστερή στροφή ΙΙ

Φύλλο Εργασίας 2: Βασικές δομές Φύλλο Εργασίας 2: Βασικές δομές

Δραστηριότητα 2 Α. Προγραμματίστε το αυτοκίνητο σας έτσι ώστε να κινείται πάνω σε μία ορθογώνια διαδρομή στην οποία οι γωνίες είναι σημειωμένες με μαύρη γραμμή. Επέκταση 1.Τροποποιείστε το πρόγραμμα έτσι ώστε να εμφανίζει στην οθόνη του ΝΧΤ τον αριθμό των περιστροφών του κινητήρα. 2. Τροποποιείστε το πρόγραμμα έτσι ώστε για όσο διαρκεί η στροφή του αυτοκινήτου να παράγει έναν ήχο. Β. Προγραμματίστε το αυτοκίνητο σας έτσι ώστε να προχωρά μπροστά όσο δεν υπάρχει εμπόδιο. Αν εμφανιστεί εμπόδιο σταματά και περιμένει μέχρι αυτό να απομακρυνθεί.

Δραστηριότητα 3 Μέρος Α Εργαστείτε σε ομάδες των δύο ατόμων και συμπληρώστε ατομικά το Φύλλο Εργασίας 3: Λογικές Πράξεις. Ανοίξτε το πρόγραμμα mystery-a και προσπαθήσετε να μαντέψετε τη συμπεριφορά που θα αποκτήσει το αυτοκίνητο σας αν εκτελέσει αυτό το πρόγραμμα. Δοκιμάστε το πρόγραμμα και επιβεβαιώστε ή τροποποιήστε την περιγραφή της συμπεριφοράς που δώσατε. Πως νομίζετε ότι θα τροποποιηθεί η συμπεριφορά του αυτοκινήτου αν αντί για AND επιλέξουμε τη λογική πράξη OR στο εικονίδιο Logic; Κάντε τις απαραίτητες δοκιμές και επιβεβαιώστε ή τροποποιήστε. Μέρος Β Εργαστείτε ατομικά Προτείνεται μία δραστηριότητα (σειρά διδακτικών δράσεων) για να διδάξετε στους μαθητές σας τις διαφορετικές λογικές πράξεις με τη χρήση του NXT. Περιγράψτε συνοπτικά την πορεία της και φτιάξετε ένα φύλλο εργασίας με τα ερωτήματα / εργασίες που θα θέσετε στους μαθητές. Εναλλακτικά: Σχεδιάστε μια δραστηριότητα για να διδάξετε στους μαθητές εντολές επανάληψης (Loop) ή τις εντολές επιλογής (Switch)

Εκπαιδευτική Αξιοποίηση

Μία εικόνα χίλιες λέξεις Εφαρμογή 3ο Γυμνάσιο Γλυφάδα http://3gym-glyfadas.blogspot.com/

Θεωρίες μάθησης και ρομποτική Εποικοδομισμός (constructivism) Όλοι οι άνθρωποι έχουν ένα σύστημα γνώσεων και ερμηνειών που επηρεάζεται από την εμπειρία τους Κάθε νέα γνώση προσαρτάται στο υπάρχον σύστημα γνώσεων Η μάθηση είναι αποτελεσματική όταν ενεργοποιεί το μαθητή και αξιοποιεί την εμπειρία του Κατασκευαστικός εποικοδομισμός (constructionism) Οι μαθητές μπορούν να μάθουν καλύτερα όταν εμπλέκονται στην κατασκευή τεχνουργημάτων τα οποία έχουν για αυτούς νόημα και με την σειρά τους μπορούν να τα μοιραστούν με άλλα μέλη της κοινότητας στην οποία ζουν

Διδακτικές στρατηγικές Αυθεντικά προβλήματα Ενεργή συμμετοχή των μαθητών Σταδιακή μετάβαση του ελέγχου από τον εκπαιδευτικό στο μαθητή Συνεργασία

Κατηγορίες διδακτικών παρεμβάσεων Πειράματα (experiments) Ερώτηση, δοκιμή, αξιολόγηση, συμπέρασμα Διερευνήσεις (inquires) Πρόβλημα, υπόθεση, πειραματισμός, δοκιμή, αξιολόγηση, συμπέρασμα Διαθεματικές συνθετικές εργασίες (projects) ιδέα, ανάλυση, έρευνα και πειραματισμός, σύνθεση και παρουσίαση

Κύκλος λύσης προβλήματος

Στάδια ανάπτυξης συνθετικής εργασίας Ενεργοποίηση Δίνεται ένα ανοιχτό και ημιδομημένο πρόβλημα το οποίο εμπλουτίζεται από τους μαθητές. Διατύπωνεται το προβλήμα και αναλύεται σε επιμέρους ερωτημάτα προς διερεύνηση. Εξερεύνηση Εξοικείωση με τις βασικές δεξιότητες και γνώσεις που απαιτούνται για τη λύση του προβλήματος (επανάληψη ή εισαγωγή νέων εννοιών και δεξιοτήτων) Διερεύνηση Επαναπροσδιορισμός προβλήματος και αρχικών ερωτημάτων Διερεύνηση επιμέρους προβλημάτων σε ομάδες. Κατάθεση εργασιών των ομάδων στην ολομέλεια. Δημιουργία Σύνθεση ενιαίας λύσης για το αρχικό πρόβλημα της εργασίας Παρουσίαση Παρουσίαση – αξιολόγηση λύσεων,

Εφαρμογές Το πρόγραμμα «Κοινότητες μάθησης με τη χρήση ρομποτικής» http://learningwithrobotics.wikispaces.com/ Σεμινάριο επιμόρφωσης εκπαιδευτικών Terecop http://www.terecop.eu/

Ενδεικτικές Πηγές http://dailydiy.com/2006/12/31/light-barrier-using-a-nxt-light-sensor/ http://kisd.de/~krystian/nxt/ http://mindstorms.lego.com/nxtlog/ProjectList.aspx http://www.youtube.com/watch?v=reG9Ok8WxTw Data reader http://www.youtube.com/watch?v=A0TpLKijRIs Output Lego Motor Multiplexor http://www.youtube.com/watch?v=Rjkumu4E3po Lego Mindstorms Chimney Climber NXT version http://www.youtube.com/watch?v=PzZhslIrsE0 Line Follower http://www.youtube.com/watch?v=sAQS4NLEnEw LEGO Mindstorms NXT Hopper http://www.youtube.com/watch?v=RqKV-q4OGbU carier and robotic arm http://www.youtube.com/watch?v=7wkT2xJd-YE LEGO Mindstorms NXT Color Brick Sorter http://www.youtube.com/watch?v=yPzkIH5oEzg LEGO Mindstorms NXT: Gymnastic Robot http://www.youtube.com/watch?v=ax5xqdwo2Oo Lego NXT Compass