• Προτυπο Γυμνάσιο Πατρών

  • .

  • .

  • .

  • .

  • .

  • .

  • .

Copyright 2022 - Πρότυπο Γυμνάσιο Πατρών

Ένας ψηφιακός κόσμος γύρω μας

Αστέρια ΑνενεργάΑστέρια ΑνενεργάΑστέρια ΑνενεργάΑστέρια ΑνενεργάΑστέρια Ανενεργά
 

 Οι μαθητές/τριες του γυμνασίου τον ανακαλύπτουν και αναπτύσσουν δικούς τους αυτοματισμούς με την χρήση μικροελεκτών. Το Arduino είναι ένας single-board μικροελεγκτής, δηλαδή μια απλή μητρική πλακέτα ανοικτού κώδικα, με ενσωματωμένο μικροελεγκτή και εισόδους/εξόδους, και η οποία μπορεί να προγραμματιστεί με τη γλώσσα Wiring (ουσιαστικά πρόκειται για τη γλώσσα προγραμματισμού C++ και ένα σύνολο από βιβλιοθήκες, υλοποιημένες επίσης στην C++ ).

Το Arduino μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη ανεξάρτητων διαδραστικών αντικειμένων αλλά και να συνδεθεί με υπολογιστή. Οι περισσότερες εκδόσεις του Arduino μπορούν να αγοραστούν προ-συναρμολογημένες· το διάγραμμα και πληροφορίες για το υλικό είναι ελεύθερα διαθέσιμα.

 Ο όρος STEM

(Science, Technology,

Engineering and Mathematics)

 

 Ακρωνύμιο το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως από άτομα σχετικά με την

εκπαιδευτική πολιτική,για τα πεδία που αναφέρονται στιςΦυσικές Επιστήμες,

την Τεχνολογία,την Επιστήμη των Μηχανικών και τα Μαθηματικά.

 

Εκπαίδευση που σχεδιάζεται ώστε στη διδασκαλία των Μαθηματικών και των Φυσικών Επιστημών, που είναι ζωτικής σημασίας για μια βασική κατανόηση των αυτοματισμών – έξυπνων συστημάτων, να εισαχθούν οι Τεχνολογίες και η Επιστήμη των Μηχανικών, που αποτελούν για τον άνθρωπο τα μέσα ποιοτικής εξυπηρέτησης ων καθημερινών αναγκών με αποτέλεσμα την συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας. Είναι ένας νέος  “μετά – επιστημονικός κλάδος”! Στο Πανεπιστήμιο της Columbia αναφέρεται ότι το βασικό ερώτημα είναι: “Πώς μπορούμε να κάνουμε τη μάθηση να αποκτήσει τέτοιο νόημα για τους μαθητές/τριες ώστε να παραμένουν στο σχολείο, να επιτυγχάνουν υψηλές επιδόσεις, και με επιτυχία να αποφοιτούν από το λύκειο προς την  τριτοβάθμια εκπαίδευση ή προς μια δουλειά της επιλογής τους;”

Οι μαθητές/τριες/τριες θα έρθουν σε επαφή με την σύγχρονη λογική των ψηφιακών κυκλωμάτων, θα εντοπίσουν την χρήση τους στην σημερινή πραγματικότητα που όλα γύρω μας καθημερινά αλλάζουν σε ψηφιακά.

·         Θα αναπτύξουν ιδιαίτερες ικανότητες και δεξιότητες σε θεωρητικές και χειρωνακτικές δραστηριότητες.

·         Θα αντιληφθούν από διαφορετική οπτική γωνία την λειτουργία του ηλεκτρονικού υπολογιστή

·         Θα αποκτήσουν ιδιαίτερες γνώσεις ως προς τον προγραμματισμό υλικού. Αυτοματισμούς – έξυπνα συστήματα.

·         Θα αναπτύξουν απλά ψηφιακά κυκλώματα με την υποστήριξη του arduino.

·         Θα βελτιώσουν project που αναπτύχτηκε από άλλη ομάδα.

·         Θα κατασκευάσουν δικά τους ρομπότ

·         Θα αναπτύξουν το κατάλληλο λογισμικό που θα υποστηρίζει το ρομπότ

·         Θα συνεργαστούν για την ανάπτυξη πραγματικών project.

Ορισμένα από τα project που θα προταθούν στους μαθητές θα είναι: έξυπνο σπίτι, ρομπότ που θα ξεχωρίζει καραμέλες, ρομπότ τύπου ev3, βραχίονες, και άλλα. Θα γίνουν δεκτές και προτάσεις των μαθητών για την κατασκευή κάποιου ρομπότ του δικού τους ενδιαφέρον.

            Ο όμιλος θα αναπτυχθεί σε θεωρητικό και εργαστηριακό μέρος. Οι μαθητές/τριες θα εργαστούν με Arduino, ειδικές βάσεις (breadboard) τοποθέτησης,  και θα μεταβούν από το θεωρητικό μέρος στο σχεδιασμό, και τέλος στην υλοποίηση κυκλωμάτων χρήσιμων στην καθημερινότητά μας.

Κάθε μαθητής έχει ήδη προμηθευτεί Arduino, μια σειρά από αισθητήρες τροφοδοτικό, καλώδια, led, αντιστάσεις, πυκνωτές, οθόνη κ.α. Στόχος είναι να συνεχίσουμε τις εργασίες της προηγούμενης σχολικής χρονιάς ομίλου όπου οι μαθητές ήρθαν σε επαφή με το Arduino όπου κατασκεύασαν και ανέπτυξαν αρκετά μικρά project. Οι μαθητές/τριες είναι σε θέση να προγραμματίσουν (software - Λογισμικό) το υλικό (hardware) που θα έχουν αναπτύξει. Όταν υπάρξει το επιθυμητό αποτέλεσμα θα το διαθέσουν προς χρήση όπου αυτό είναι δυνατόν.

 

Περιγραφή του μαθήματος

Θεωρητικό Μέρος Μαθήματος

 Εισαγωγή στη θεωρία ημιαγωγών. Τύποι ημιαγωγών και χαρακτηριστικές τους. Κυκλώματα εφαρμογής. Τρανζίστορς - βασική θεωρία, για τα ψηφιακά ηλεκτρονικά, χαρακτηριστικές λειτουργίας και ισοδύναμα κυκλώματα. Βασική θεωρία για αναλογικά ηλεκτρονικά. Θα γνωρίσουν την γλώσσα προγραμματισμού C, και την wiring. Θα έρθουν σε πρώτη επαφή με το περιβάλλον της γλώσσας προγραμματισμού Karel, ώστε να βοηθήσει τους μαθητές/τριες να προγραμματίσουν σε περιβάλλον C.

Εργαστηριακό Μέρος Μαθήματος

 Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος περιλαμβάνει ασκήσεις εφαρμογής για την καλύτερη κατανόηση των ιδιοτήτων ηλεκτρονικών στοιχείων και διατάξεων που αναλύονται στο θεωρητικό μέρος.

Αναμενόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα η ανάπτυξη ικανοτήτων και δεξιοτήτων ως προς τα ψηφιακά κυκλώματα.

 Μετά το τέλος του μαθήματος οι μαθητές/τριες θα είναι σε θέση :

·         Να κατανοήσουν τις δυνατότητες του Arduino.

·         Να μπορεί να εφαρμόσουν τις γνώσεις αυτές στην πράξη για τη μελέτη, το σχεδιασμό και την κατασκευή ψηφιακών ηλεκτρονικών συστημάτων.

·         Να αποκτήσουν βασικές – πρακτικές γνώσεις ψηφιακών κυκλωμάτων

·         Να γνωρίσουν τη λειτουργία και τον τρόπο σύνδεσης βασικών ψηφιακών

·         Ανάπτυξη έξυπνων συστημάτων με την χρήση του Arduino.

·         Να εργαστούν σε ομάδες πάνω σε πραγματικά προβλήματα.

·         Να σχεδιάσουν, κατασκευάσουν, προγραμματίσουν, διορθώσουν, βελτιώσουν το project που θα επιλέξουν. 

·         Παρουσίαση των εργασιών της κάθε ομάδας.

·         Θα έχουν αναπτύξει τις κοινωνικές τους δεξιότητες.

·         Να χρησιμοποιήσουν διαφορετικούς αισθητήρες για τις ανάγκες του project που θα επιλέξουν.

 

Σκοπός του μαθήματος αυτού είναι  οι μαθητές/τριες να παραμένουν στο σχολείο, να επιτυγχάνουν υψηλές επιδόσεις, και με επιτυχία να αποφοιτούν από το λύκειο προς την  τριτοβάθμια εκπαίδευση και αργότερα στη δουλειά της επιλογής τους.

Στόχος είναι η απόκτηση κατάλληλου υποβάθρου, ώστε να μπορεί ο μαθητής να αξιοποιήσει την γνώση αυτή μελλοντικά σε πεδία εφαρμογής. Η εμπέδωση, εκ μέρους του μαθητή, βασικών εννοιών και αρχών ανάλυσης, σχεδίασης, κατασκευής και προγραμματισμού.

Απευθύνεται στους/τις μαθητές/τριες οι οποίοι/ες παρακολούθησαν τον όμιλο του 2015-16. Θα ενταχθούν και νέοι μαθητές/τριες.

Οι μαθητές θα επιλεγούν από όλες τις τάξεις του Γυμνασίου (Α', Β', Γ') αλλά και από τάξεις Λυκείου. 

Οι ομάδες εργασίας θα είναι ανάμεικτες με βάση την ηλικία αλλά και με το επίπεδο γνώσεων και δεξιοτήτων,

f t g m