Σύγχρονες εκπαιδευτικές προσεγγίσεις στη διδασκαλία της Ρομποτικής
Modern educational approaches to teaching Robotics
Λέξεις-κλειδιά
Υπολογιστική σκέψη ; Arduino ; ArduBlock ; Θεωρίες μάθησης ; STEMΠερίληψη
Στις μέρες μας η Ρομποτική αποτελεί τεχνολογία αιχμής ως μια διεπιστημονική περιοχή στενά εξαρτημένη και αλληλένδετη με την Πληροφορική, τις Επικοινωνίες, την Ηλεκτρονική, την Τεχνητή Νοημοσύνη και άλλα. Αυτή η νέα παγκόσμια πραγματικότητα επέβαλε την ανάγκη προσαρμογής των υπαρχόντων εκπαιδευτικών συστημάτων, κυρίως στο εξωτερικό, ώστε να μπορέσουν να ανταπεξέλθουν τόσο στις σύγχρονες απαιτήσεις μόρφωσης και κατάρτισης όσο και στις ραγδαίες εξελίξεις της αγοράς εργασίας υιοθετώντας το μοντέλο εκπαίδευσης STEM.
Τάση της εκπαίδευσης –σε παγκόσμιο επίπεδο– αποτελεί η εκπαίδευση της Επιστήμης, της Τεχνολογίας, της Μηχανικής και των Μαθηματικών (Science, Technology, Engineering, Mathematics – STEM), που ενοποιεί τα τέσσερα αυτά γνωστικά αντικείμενα. Η Εκπαιδευτική Ρομποτική (ΕΡ) συνδυάζει στοιχεία πολλών επιστημών, καλύπτοντας όλα τα πεδία της εκπαίδευσης STEM. Σύμφωνα με πολλές έρευνες θεωρείται μια καινοτόμα μαθησιακή μεθοδολογία η οποία αναπτύσσει τις δεξιότητες των μαθητών όλων των βαθμίδων της εκπαίδευσης.
Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι:
a. να επιχειρήσει μια βιβλιογραφική ανασκόπηση του πεδίου σε συνδυασμό με τις θεωρίες μάθησης που σχετίζονται με αυτό,
b. ο σχεδιασμός μιας καινοτόμου εκπαιδευτικής προσέγγισης διδασκαλίας του μαθήματος για μαθητές δημοτικής εκπαίδευσης, με άξονα τις τεχνολογίες ανοικτού υλικού – λογισμικού και
c. η προσπάθεια εφαρμογής της παραπάνω εκπαιδευτικής προσέγγισης σε πραγματικές συνθήκες διδασκαλίας για την εξαγωγή συμπερασμάτων της αποτελεσματικότητάς της και σύγκρισής της με ήδη εφαρμοζόμενες εκπαιδευτικές προσεγγίσεις στον ίδιο ή παρόμοιο πληθυσμό.
Πιο αναλυτικά, γίνεται πρώτα μια αναφορά στην Υπολογιστική σκέψη και στην εκπαίδευση STEM. Στη συνέχεια αναφερόμαστε στη Ρομποτική και στην Εκπαιδευτική Ρομποτική. Κατόπιν γίνεται μελέτη των διαφόρων θεωριών μάθησης και πως σχετίζεται η ΕΡ με τις πιο σύγχρονες θεωρίες. Γίνεται μελέτη και παρουσίαση των διάφορων περιβαλλόντων που έχουν αναπτυχθεί, προκειμένου να ενταχθεί η ρομποτική στην εκπαίδευση και επιχειρείται μια συνοπτική σύγκριση και καταλληλόλητά τους σε σχέση και με τις ηλικίες των μαθητών και δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην παρουσίαση του μικροελεγκτή Arduino, που θα χρησιμοποιηθεί και για τη διδακτική μας παρέμβαση. Στη συνέχεια σχεδιάστηκε μία διδακτική παρέμβαση για να φέρει κοντά τους μαθητές δημοτικής εκπαίδευσης στο αντικείμενο της ΕΡ, με όσο το δυνατό πιο απλό κι ευχάριστο τρόπο και με απώτερο σκοπό τη βοήθεια της κατανόησης των προγραμματιστικών τεχνικών, ελπίζοντας και φιλοδοξώντας να γίνουμε πηγή έμπνευσης για μερικούς μελλοντικούς επιστήμονες της Πληροφορικής. Τέλος, αναφέρουμε τα συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε ως εκπαιδευτικοί, εφαρμόζοντας τη διδακτική μας παρέμβαση σε ομάδα μαθητών Δημοτικού Σχολείου.
Περίληψη
Nowadays, Robotics is a state-of-the-art technology as an interdisciplinary field closely interdependent and interconnected with Informatics, Communications, Electronics, Artificial Intelligence and more. This new global reality has necessitated the adaptation of existing education systems, especially abroad, so that they can meet both modern education and training requirements and rapid labor market developments by adopting the STEM education model.
The trend of education - worldwide - is the education of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM), which unites these four disciplines. Educational Robotics (ER) combines elements of many disciplines, covering all areas of STEM education. According to many researches, it is considered an innovative learning methodology which develops the skills of students of all levels of education.
The aim of this dissertation is to:
a. attempt a literature review of the field in conjunction with related learning theories,
b. the design of an innovative educational approach to teaching the course for primary school students, focusing on open source technologies - software and
c. the attempt to apply the above educational approach in real teaching conditions to draw conclusions of its effectiveness and compare it with already applied educational approaches in the same or similar population.
In more detail, a reference is first made to Computational Thinking and STEM training. Next we refer to Robotics and Educational Robotics. Then the various learning theories are studied and how ER is related to the most modern theories. The various environments that have been developed in order to integrate robotics in education are studied and presented, and a brief comparison and their appropriateness in relation to the ages of the students is attempted, with special emphasis on the presentation of the Arduino microcontroller, which will be used for our didactic intervention.
Then a didactic intervention was designed to bring elementary school students closer to the subject of ER, in the simplest and most enjoyable way possible and with the ultimate goal of helping them understand programming techniques, hoping and aspiring to be a source of inspiration for some future Informatics scientists. Finally, we report the conclusions we came to as teachers, applying our didactic intervention to a group of students of Primary School
Αριθμός σελίδων
134Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και ΥπολογιστώνΤίτλος Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών
Επιστήμη και Τεχνολογία της Πληροφορικής και των ΥπολογιστώνΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές