Βιοφωταύγεια, δραστηριότητα με Lego Wedo 2

H συγκεκριμένη δραστηριότητα είναι εισαγωγική στην πλατφόρμα ρομποτικής Lego Wedo 2, και μπορεί να εφαρμοστεί με μικρές παραλλαγές με την συμμετοχή μαθητών και μαθητριών 7 ετών και πάνω. Βασικός στόχος είναι τα παιδιά να εξοικειωθούν με την συγκεκριμένη πλατφόρμα ρομποτικής και το περιβάλλον προγραμματισμού της, μελετώντας παράλληλα το φαινόμενο της βιοφωταύγειας.

Τα παιδιά εργάζονται σε ομάδες των 4-5 ατόμων και για κάθε ομάδα θα πρέπει να διασφαλίσουμε ότι θα υπάρχει επαρκής χώρος (ένα τραπέζι στο οποίο να κάθονται άνετα) και εξοπλισμός (ένα σετ Lego Wedo 2, ένα laptop ή tablet με εγκατεστημένο το πρόγραμμα Wedo 2). Επίσης για τον εκπαιδευτικό χρειάζεται είτε μια τηλεόραση είτε ένας projector μαζί με υπολογιστή για να μπορεί να προβάλλει σε όλα τα παιδιά.

Έναυσμα

Αρχικά μπορούμε να δείξουμε στα παιδιά ένα σύντομο βίντεο από το youtube στο οποίο να φαίνεται το φαινόμενο της βιοφωταύγειας, χωρίς όμως περιγραφή. Μια καλή περίπτωση είναι το παρακάτω απόσπασμα από μια παραλία της Αυστραλίας στο οποίο η θάλασσα φαίνεται να φωτίζεται με έντονα χρώματα.

Αφού δούμε το βίντεο στοχεύουμε στο να ξεκινήσουμε μια κουβέντα όπου θέλουμε να ακούσουμε τι πιστεύουν τα παιδιά ότι προκαλεί αυτό το αποτέλεσμα. Είναι τρικ, μαγεία; εξωγήινοι;

Στη συνέχεια μπορούμε να αξιοποιήσουμε το πολύ όμορφο βιντεο – animation από το Ted Education το οποίο εξηγεί το φαινόμενο της βιοφωταύγειας. Το βίντεο είναι στα αγγλικά όμως υπάρχουν ελληνικοί υπότιτλοι.

Κύριο μέρος δραστηριότητας

Κάθε ομάδα παίρνει το δικό της φύλλο εργασίας, το οποίο αποτελείται από 6 βήματα.

Βήμα 1ο

Στο πρώτο βήμα τα παιδιά καλούνται να κατασκευάσουν ένα πολύ απλό μοντέλο (Glowing snail) χρησιμοποιώντας το σετ ρομποτικής που διαθέτουν και τις οδηγίες που υπάρχουν στο λογισμικό. Τονίζουμε στα παιδιά ότι κάθε βήμα της κατασκευής το κάνει άλλο παιδί και οι υπόλοιποι ελέγχουν ότι γίνεται σωστά σύμφωνα με τις οδηγίες.

Βήμα 2ο

Στο δεύτερο βήμα τα παιδιά θα πρέπει να συνδέσουν την κατασκευή τους με το λογισμικό μέσω bluetooth και να δημιουργήσουν ένα πολύ απλό πρόγραμμα με δυο εντολές έτσι ώστε να ανάβει το led της κατασκευής.

Βήμα 3ο

Στο τρίτο βήμα ζητάμε από τις ομάδες να τροποποιήσουν το πρόγραμμα τους, έτσι ώστε το led της κατασκευής να αλλάζει χρώματα με ενδιάμεση παύση 1 δευτερολέπτου. Δεν τους δίνουμε σαφείς οδηγίες για το πως θα το πετύχουν και αφήνουμε τις ομάδες να πειραματιστούν.

Βήμα 4ο

Στο τέταρτο βήμα ζητάμε από τις ομάδες να προσαρμόσουν τον αισθητήρα απόστασης στην κατασκευή τους με όποιον τρόπο θέλουν αρκεί να είναι σταθερός.

Βήμα 5ο

Στο πέμπτο βήμα ζητάμε από τις ομάδες να κάνουν μια ελεύθερη κατασκευή χωρίς κινητήρες και αισθητήρες, η οποία θα αντιπροσωπεύει τον μεγαλύτερο εχθρό του σαλιγκαριού μας. Δεν δίνουμε οδηγίες και αφήνουμε τα παιδιά να εργαστούν ελεύθερα. Ενθαρρύνουμε τις ομάδες να ανταλλάσσουν ιδέες και βοηθάμε και εμείς με προτάσεις όπου βλέπουμε ότι τα παιδιά δυσκολεύονται.

Βήμα 6ο

Στο έκτο βήμα ζητάμε από τα παιδιά να προγραμματίσουν το σαλιγκάρι, έτσι ώστε όταν βλέπει κοντά τον εχθρό του να ανάβει το led με έντονα χρώματα έτσι ώστε να τον τρομάξει. Δίνουμε ασαφής οδηγίες και αφήνουμε τις ομάδες να πειραματιστούν.

Αναστοχασμός

Με την ολοκλήρωση της δραστηριότητας, μπορούμε να μοιράσουμε στα παιδιά το ατομικό φύλλο εργασίας, στο οποίο τους ζητάμε να εστιάσουν σε ένα μέρος του εισαγωγικού βίντεο για την βιοφωταύγεια από το Ted Education, στο οποίο αναφέρει τις προσπάθειες των επιστημόνων για να την αξιοποιήσουν μέσα από την γενετική επιστήμη. Τα παιδιά καλούνται να φανταστούν και να σχεδιάσουν προτάσεις για να βοηθήσουν τους επιστήμονες.

Workshop εκπαιδευτικής ρομποτικής 14/12/2019

Το Σάββατο 14/12/2019 πραγματοποιήθηκε εργαστήριο Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στους χώρους του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας με τη συμμετοχή εκπαιδευτικών από την περιφέρεια Δυτικής Μακεδονίας. Το εργαστήριο συνδιοργάνωσαν το Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας, το 1ο Εργαστηριακό Κέντρο Κοζάνης και ο WRO Hellas Δυτικής Μακεδονίας και περιελάμβανε τρεις θεματικές ενότητες:

  • Εκπαιδευτική Ρομποτική με Lego Wedo 2 για το Δημοτικό Σχολείο
  • Arduino, TinkerCAD και 3Δ εκτύπωση για Δημοτικό, Γυμνάσιο και Λύκειο
  • Πρακτικά θέματα οργάνωσης εργαστηρίου ρομποτικής
Φωτογραφία από το εργαστήριο

1η θεματική: Εκπαιδευτική Ρομποτική με Lego Wedo 2 για το Δημοτικό Σχολείο.

Απευθύνεται κυρίως σε εκπαιδευτικούς πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης και πώς μπορούν να αξιοποιήσουν τα σετ Lego Wedo 2 που έχουν παραλάβει τα σχολεία της περιφέρειάς μας.

Σχεδίαση – κατασκευή

Χρήσιμες διευθύνσεις για έμπνευση. Σχέδια μαθήματος, οδηγίες κατασκευών και προγράμματα που μπορούν να αποτελέσουν βάση για να χτίσουμε το μάθημά μας στην τάξη.

Φωτογραφία από το εργαστήριο

Προγραμματισμός κατασκευών

Φωτογραφία από το εργαστήριο

Η κεντρική μονάδα που βρίσκεται στο σετ Lego Wedo 2 επικοινωνεί με υπολογιστές, laptop και tablet μέσω bluetooth. Υπάρχει η επίσημη εφαρμογή Lego Wedo 2 που μπορείτε να την κατεβάσετε δωρεάν για να προγραμματίσετε τη μονάδα σας.

Εναλλακτικά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το Scratch, είτε τη νέα έκδοση είτε την έκδοση 2.0. Στην περίπτωση που χρησιμοποιήσουμε την έκδοση 2.0 τότε θα χρειαστούμε και το βοηθητικό πρόγραμμα S2botApp for Scratch. Υπάρχει μια πολύ αναλυτική παρουσίαση από συνάδερφο εκπαιδευτικό με τα βήματα που απαιτούνται.

Φωτογραφία από το εργαστήριο

2η θεματική: Arduino – TinkerCAD – 3D εκτύπωση

Η δεύτερη θεματική του εργαστηρίου απευθύνεται σε εκπαιδευτικούς όλων των βαθμίδων και αφορά την αξιοποίηση της πλατφόρμας. TinkerCAD σε συνεργασία με το Arduino.

3Δ σχεδίαση

Φωτογραφία από το εργαστήριο

Μπορούμε να αξιοποιήσουμε την πλατφόρμα TinkerCAD για να σχεδιάσουμε τα δικά μας αντικείμενα, τα οποία στη συνέχεια μπορούμε να τα εκτυπώσουμε σε 3Δ εκτυπωτή, να τα κόψουμε σε μηχάνημα CNC ή απλά να τα κατασκευάσουμε με απλά υλικά χειροτεχνίας. Το TinkerCAD επίσης μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε μαθητικούς λογαριασμούς και να δημιουργήσουμε τάξεις.

  • Πλατφόρμα TinkerCAD.
  • Λογισμικό Repetier Host για την εκτύπωση 3Δ αντικειμένων σε 3Δ εκτυπωτές τύπου RepRap.
  • Τhingiverse. Δικτυακός τόπος με εκατοντάδες τρισδιάστατα αντικείμενα τα οποία μπορούμε να εκτυπώσουμε απευθείας σε 3Δ εκτυπωτή, ή να τα εισάγουμε στο TinkerCAD και να τα τροποποιήσουμε.
Φωτογραφία από το εργαστήριο

Προγραμματισμός Arduino

Φωτογραφία από το εργαστήριο

Στην πλατφόρμα TinkeCAD, εκτός από την τρισδιάστατη σχεδίαση μπορούμε να σχεδιάσουμε αυτοματισμούς και κυκλώματα με το Arduino, να τα προγραμματίσουμε χρησιμοποιώντας μπλοκ και να παρατηρήσουμε στον προσομοιωτή τη συμπεριφορά τους. Τέλος μπορούμε να κατεβάσουμε το πρόγραμμα στον υπολογιστή μας και να το φορτώσουμε στο Arduino χρησιμοποιώντας το δικό του περιβάλλον.

Βίντεο από το εργαστήριο

Measuring distance with sound

Measuring distances from our robot to other objects, is one of the most common data we want to obtain. For example, if we are building an autonomous vehicle, we want to check it’s distance from obstacles to help it make the right decision about it’s course. There are also many more examples of robots that we want them to activate mechanisms when something or someone gets close to them.

One of the simplest, cheapest and most accurate ways to measure distances, is by using ultrasonic sensors. Their working principle is based on the fact that sound is reflected upon most objects and materials. Continue reading Measuring distance with sound