Ψηφίζω Εκπαιδευτική Ρομποτική!

Δημήτρης Σωτηρόπουλος
Φυσικός με εξειδίκευση στην Εκπαιδευτική Ψηφιακή Τεχνολογία, Υπεύθυνος του Εργαστηρίου Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στο Σχολείο Νέα Γενιά Ζηρίδη

Η εκπαιδευτική ρομποτική είναι ένας τομέας που τα τελευταία χρόνια κερδίζει συνεχώς έδαφος στην εκπαιδευτική πραγματικότητα σε όλον τον κόσμο και φυσικά και στην Ελλάδα.

Αυτό είναι άμεσα συνδεδεμένο από τη μια με το γεγονός ότι οι κατασκευές και οι χρήσεις της ρομποτικής στην κοινωνία τόσο σε επίπεδο διασκέδασης όσο και σε επίπεδο παραγωγής, αλλά και σε επίπεδο ιατρικών εφαρμογών για τον άνθρωπο συνεχώς επεκτείνονται και από την άλλη ότι η εκπαιδευτική προσέγγιση S.T.E.M. (Science Technology Engineering Mathematics) αρχίζει να αποτελεί κεντρικό κομμάτι της βασικής εκπαίδευσης στα διάφορα εκπαιδευτικά συστήματα ανά τον κόσμο.

Επιστημονικά η εκπαιδευτική ρομποτική στηρίζεται στους νόμους της Φυσικής, βασίζεται στις αρχές και στις μεθόδους των κατασκευών της Μηχανικής και της Τεχνολογίας, χρησιμοποιεί την Άλγεβρα και τις μεθόδους υπολογισμών από τα Μαθηματικά και εμπεριέχει την αλγοριθμική λογική και τον προγραμματισμό του τομέα της Πληροφορικής.

Εκπαιδευτικά χρησιμοποιεί τις προσεγγίσεις της διερεύνησης, της επίλυσης προβλήματος, των Project, και της ανακαλυπτικής μάθησης, μέσα πάντα από τη συνεργασία σε ομάδες.

Η ίδια η εκπαιδευτική ρομποτική αποτελεί μια καινοτομική προσέγγιση εκπαίδευσης για το Ελληνικό σύστημα, αφού διευρύνει τους μαθησιακούς στόχους, εμπεριέχει τον συνδυασμό διαφορετικών επιστημονικών πεδίων και τεχνικών, προσφέρει δυνατότητες εναλλαγής ρόλων, αναπτύσσει τη συνεργασία και προάγει το θετικό κλίμα στο σχολικό περιβάλλον.

Είναι, νομίζω, σαφές ότι επιχειρηματολογώ υπέρ της εκπαιδευτικής ρομποτικής, ενός αντικειμένου που εν ολίγοις θέτει τη δημιουργικότητα και τη φαντασία στην υπηρεσία της μάθησης και για το λόγο αυτό θα μοιραστώ μαζί σας κάποιες πληροφορίες σχετικά με τη ρομποτική στο σχολείο.

Πώς μπορεί να γίνει εισαγωγή της εκπαιδευτικής ρομποτικής σε ένα εκπαιδευτικό σύστημα που δεν περιλαμβάνει όμως ρητά κάτι τέτοιο στο αναλυτικό του πρόγραμμα;

Στα ιδιωτικά και στα πρότυπα/πειραματικά σχολεία υπάρχει ο θεσμός των Εκπαιδευτικών Ομίλων. Η λειτουργία και το περιεχόμενο του ομίλου θα μπορούσε να αποτελέσει ένα μοντέλο εισαγωγής της Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στην Ελληνική Εκπαιδευτική πραγματικότητα. Παρ” όλο που οι τρόποι προσέγγισης του αντικειμένου του ομίλου, τα υλικά και τα μέσα είναι διαφορετικά και προσαρμόζονται ανάλογα με το θέμα και τον αριθμό των παιδιών που συμμετέχουν, αν θέλαμε να κάνουμε μια γενική αναφορά στους πιθανούς (όχι πάντως αποκλειστικούς) στόχους ενός τέτοιου ομίλου,, θα μπορούσαμε να ορίσουμε τα παρακάτω :

  • Να εξοικειωθούν οι μαθητές με την κατασκευή ρομποτικών συσκευών.
  • Να μάθουν να προγραμματίζουν σε βασικό επίπεδο στο περιβάλλον προγραμματισμού των συσκευών.
  • Να συνεργάζονται ενεργά και με επιστημονικό τρόπο στα πλαίσια μιας ομάδας με κοινό στόχο.
  • Να βρίσκουν λύσεις σε αυθεντικά προβλήματα.
  • Να ενισχύσουν την διερευνητική στάση σε επίλυση προβλημάτων που τους δίνονται.
  • Να διασκεδάσουν.
  • Να αποκτήσουν εμπειρία σε Μαθητικό Διαγωνισμό.

Στα υπόλοιπα σχολεία υπάρχει η δυνατότητα εισαγωγής του αντικειμένου σε ειδικές ζώνες εκπαίδευσης ή και μαθήματα που τα τελευταία χρόνια έχουν αρχίσει να κάνουν την εμφάνισή τους μέσα στο αναλυτικό πρόγραμμα και στις δύο βαθμίδες εκπαίδευσης. Η ενσωμάτωση των διερευνητικών εργασιών (project) στο αναλυτικό πρόγραμμα μπορούμε να πούμε ότι προσφέρει δυνατότητες εισαγωγής και της εκπαιδευτικής ρομποτικής και έτσι, σε κάποια από αυτά τα σχολεία ήδη έχουν εισαχθεί δραστηριότητες εκπαιδευτικής ρομποτικής αν και μάλλον κάτι τέτοιο οφείλεται κυρίως στο μεράκι και τη διάθεση των εκπαιδευτικών να υποστηρίξουν μια τέτοια διαδικασία και εκτός κανονικού προγράμματος.

Γεννιέται εύλογα το ερώτημα γιατί να «χαθούν» ώρες με την εκπαιδευτική ρομποτική; Τι πραγματικά κερδίζουν οι μαθητές μέσα από την ενασχόλησή τους με αυτήν;

Οι μαθητές που ασχολούνται με την εκπαιδευτική ρομποτική χρησιμοποιούν ενεργά τη φαντασία τους με το να σχηματοποιούν και να υλοποιούν μοντέλα/ κατασκευές, καλλιεργούν τη κριτική τους ικανότητα και αναδεικνύουν τα ιδιαίτερα ταλέντα τους επιλύοντας αυθεντικά προβλήματα και με τη συνεχή χρήση της τεχνικής «δοκιμή και λάθος» ενισχύουν τη δημιουργικότητα τους και αναπτύσσουν τις ιδιαίτερες δεξιότητές τους αναλαμβάνοντας παράλληλα διακριτούς ρόλους μέσα σε μια ομάδα.

Οι μαθητές μαθαίνουν να συνεργάζονται, γίνονται πιο ενεργητικοί και δραστήριοι και τελικά πιο έτοιμοι να ακολουθήσουν στη καθημερινή ζωή τους τις ψηφιακές τεχνολογίες και τέλος και αυτό είναι επίσης πολύ σημαντικό, παίζουν και διασκεδάζουν δημιουργικά και εποικοδομητικά.

Χρειάζεται να ξέρουν οι μαθητές πριν ξεκινήσουν την ενασχόλησή τους σε έναν τέτοιο όμιλο/μάθημα κάτι συγκεκριμένο;

Η αλήθεια είναι ότι σε πρώτο επίπεδο δε χρειάζεται να γνωρίζουν παρά τα εντελώς γενικά και βασικά για το τι είναι ρομπότ, πως λειτουργεί κλπ. Αν υποθέσουμε πως για πρώτη φορά ασχολούνται με την εκπαιδευτική ρομποτική, αρχικά θα πρέπει να γίνουν εισαγωγικές δραστηριότητες για την ρομποτική και τις εφαρμογές τις εν γένει και μερικές δραστηριότητες για την έννοια της αλγοριθμικής λογικής και του βασικού προγραμματισμού. Όλα αυτά μέσα από ποικίλα βίντεο και δικτυακούς τόπους αλλά και κατάλληλο εκπαιδευτικό λογισμικό για τον βασικό προγραμματισμό. Στη συνέχεια οι μαθητές θα πρέπει να χωριστούν σε ομάδες και να αρχίσουν να λύνουν μικρά αυθεντικά προβλήματα.

Η όλη λειτουργία του ομίλου έχει καινοτομικά χαρακτηριστικά που είναι και το μεγάλο κέρδος από την (προτεινόμενη) εισαγωγή των καθαρά διαθεματικών και διεπιστημονικών δραστηριοτήτων της εκπαιδευτικής ρομποτικής. Αν ο όμιλος έχει λειτουργήσει και άλλες χρονιές, τότε καινοτομικό χαρακτηριστικό αποτελεί το ότι οι μαθητές αλλάζουν ρόλο και γίνονται και οι ίδιοι δάσκαλοι προς τους νέους στον όμιλο μαθητές μεταφέροντας τις εμπειρίες τους με τρόπο περισσότερο προσιτό στους νέους μαθητές του ομίλου. Γενικά πάντως, το γεγονός πως οι μαθητές ορίζουν οι ίδιοι τον χρόνο και τον τρόπο που θα επιλύσουν το πρόβλημα που τους έχει δοθεί ή κάποιο που οι ίδιοι έχουν προτείνει είτε μέσα στα πλαίσια της ώρας του ομίλου είτε και εκτός, τους προσφέρει κίνητρα και διάθεση για να συνεχίζουν. Οι ομάδες των μαθητών μπορούν αν το θελήσουν να συναντηθούν και εκτός της ώρας του ομίλου είτε εντός του σχολείου είτε εκτός και να συνεχίσουν να λύνουν τα ζητήματα που δυναμικά ανακύπτουν και αντιμετωπίζουν με επιτυχία. Μάλιστα, κάθε χρονιά οι συμμετέχοντες μαθητές μπορούν να παρουσιάζουν προς τη σχολική μονάδα και στους γονείς τους σε ειδικές εκδηλώσεις, τις κατασκευές τους, συμβάλλοντας στην δημοσιοποίηση και στη διάχυση των προσπαθειών τους και βελτιώνοντας τις δεξιότητές τους στη παρουσίαση και προβολή ενός θέματος.

Ποια είναι τα ρομποτικά υλικά;

Οι ρομποτικές συσκευές που συνήθως μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα σχολείο είναι αυτές της Lego©.Τα γνωστά τουβλάκια-παιχνίδια των παιδικών μας χρόνων γίνονται με τη βοήθεια ενός προγραμματιζόμενου μικροεπεξεργαστή και του κατάλληλου λογισμικού για τον προγραμματισμό του, εργαλείο δημιουργίας ρομπότ που μπορούν αυτόνομα να εκτελέσουν συγκεκριμένες αποστολές. Σημαντική παράμετρος είναι και η χρήση των αισθητήρων που διαθέτουν αυτές οι συσκευές για τη διεξαγωγή εκπαιδευτικών πειραμάτων στα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών ή και στα πλαίσια μιας εκπαίδευσης προσανατολισμένης σε λογική STEM.

Η εκπαιδευτική ρομποτική έχει και την πιο τεχνική της διάσταση με τη χρήση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων Arduino©. Με τη βοήθεια αυτών των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που έχουν μια πολύ μεγάλη ποικιλία σε μορφές και χρήσεις, μαθητές τεχνικών σχολείων (και όχι μόνο φυσικά) με μικρό σχετικά κόστος μπορούν να ασχοληθούν με λειτουργίες και τεχνικές αυτοματισμού και ευρύτερες «έξυπνες» κατασκευές.

Διαγωνισμοί Εκπαιδευτικής Ρομποτικής

Ένα σημαντικό σημείο όπου αξίζει να σταθούμε, και αυτό γιατί αποτελεί ισχυρό κίνητρο ενασχόλησης με την εκπαιδευτική ρομποτική και ενίσχυσης των θετικών στοιχείων που απορρέουν από την ευγενή άμιλλα, είναι αυτό των Διαγωνισμών Εκπαιδευτικής Ρομποτικής.

Στην Ελλάδα εδώ και έξι χρόνια διοργανώνεται ο κεντρικός (διοργανώνονται και περιφερειακοί ανά την Ελλάδα) διαγωνισμός WROHellas που οδηγεί τους νικητές κάθε κατηγορίας (για πρώτη φορά φέτος δύο ομάδες από κάθε κατηγορία λόγω αυξημένης συμμετοχής ομάδων από όλη την Ελλάδα) στον παγκόσμιο διαγωνισμό / Ολυμπιάδα Εκπαιδευτικής Ρομποτικής (WRO.org). Οι κατηγορίες είναι ηλικιακές και αντιστοιχούν σε Δημοτικό, Γυμνάσιο και Λύκειο. Υπάρχει και η open κατηγορία όπου συμμετέχουν φοιτητές. Κάθε ομάδα αποτελείται από 2-3 μαθητές και έναν προπονητή.

Φέτος επίσης διοργανώθηκε και ο διαγωνισμός First Lego League Greece (FLL), ο οποίος επίσης οδηγεί τους νικητές σε έναν παγκόσμιο διαγωνισμό (FLL.org). Οι ομάδες που συμμετέχουν μπορούν να περιλαμβάνουν από τρεις έως δέκα μαθητές και κάθε ομάδα οφείλει να έχει έναν προπονητή. Και οι δυο αυτοί εθνικοί και παγκόσμιοι διαγωνισμοί στηρίζονται στη χρήση προϊόντων Lego© και οι διαγωνιζόμενοι σε ομάδες προσπαθούν με βάση κάποιους κανόνες και μέσα από την επιτυχή ολοκλήρωση μιας ή/και περισσότερων αποστολών να επιτύχουν την καλύτερη βαθμολογία στον μικρότερο δυνατό χρόνο ή κατά περίπτωση να παρουσιάσουν και να βαθμολογηθούν γι’ αυτό με βάση μια συγκεκριμένη θεματική, κάτι εξαιρετικά δημιουργικό και ενδιαφέρον.

Συνολικά, και μετά από μακροχρόνια δραστηριοποίηση στην εκπαιδευτική ρομποτική, έχω προσωπικά πεισθεί πως θα μπορούσε να εισαχθεί υπό όρους και κάποιες προϋποθέσεις σε ένα αναμορφωμένο αναλυτικό πρόγραμμα και αυτό το γεγονός θεωρώ πως θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στην καλλιέργεια πολλών και σύνθετων δεξιοτήτων, στάσεων και αξιών, ενισχύοντας την ολόπλευρη ανάπτυξη των μαθητών του σήμερα για να αντιμετωπίσουν επιτυχώς και επαρκώς τις προκλήσεις του αύριο.

Αναλυτικότερα σχετικά με την εκπαιδευτική ρομποτική, τους διαγωνισμούς και την προσέγγιση STEM, μπορείτε να ενημερωθείτε στις παρακάτω διευθύνσεις:
http://wrohellas.gr/
http://firstlegoleague.gr/
http://arduino.cc/
http://www.eun.org/focus-areas/stem
http://www.ed.gov/stem