Η εκπαιδευτική διάσταση της ρομποτικής. Το παράδειγμα του EduRoboClub Florina Κασκαμανίδης Ιωάννης1, Μπλούχου Στεφανία2 1 2 Σχολικός Σύμβουλος 3ης Εκπαιδευτικής Περιφέρειας Φλώρινας, [email protected] Δασκάλα στο Πρότυπο Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας, [email protected] ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο Όμιλος Εκπαιδευτικής Ρομποτικής του Πρότυπου Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας (EduRoboClub Florina), υιοθετεί τις θεωρητικές παραδοχές του εποικοδομητισμού (Piaget) και του κατασκευαστικού εποικοδομητισμού (Papert). Ο Όμιλος, αξιοποιώντας συστήματα ρομποτικής, σκοπεύει να παρέχει στα παιδιά αυθεντικές δραστηριότητες μοντελοποίησης ενταγμένες σε διαδικασίες επίλυσης ανοιχτών προβλημάτων από τον πραγματικό κόσμο, να ενθαρρύνει την έκφραση και την προσωπική εμπλοκή στη μαθησιακή διαδικασία και να υποστηρίξει την κοινωνική αλληλεπίδραση ωθώντας στη συνεργατική οικοδόμηση της γνώσης. Όσον αφορά τη στοχοθεσία, ο Όμιλος υιοθετεί το διεθνές πρότυπο STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics), αλλά, παράλληλα, επιδιώκει να επεκταθεί και σε άλλα αντικείμενα του ελληνικού αναλυτικού προγράμματος, όπως η Γλώσσα και η Ιστορία. Οι δραστηριότητες του προγράμματος στοχεύουν, εκτός των γνωστικών πεδίων, και στην επίτευξη ψυχοσυναισθηματικών στόχων: την ενδυνάμωση της αυτοεκτίμησης, της αυτοπεποίθησης και την κοινωνικοποίηση των παιδιών. Το πρόγραμμα του Ομίλου, ενστερνιζόμενο τις σύγχρονες παραδοχές για τις βασικές δεξιότητες που θα πρέπει να διαθέτουν τα παιδιά, επικεντρώνεται σε μεθόδους και πρακτικές, όπως: η ομαδική εργασία, η επίλυση προβλημάτων, η καινοτομία, η διαχείριση έργου, ο προγραμματισμός, οι δεξιότητες επικοινωνίας, η αναλυτική και η συνθετική σκέψη, η δημιουργικότητα και η κριτική σκέψη. Οι δραστηριότητες σχεδιάστηκαν έτσι ώστε να έχουν παιγνιώδη χαρακτήρα. Άλλωστε, η διεθνής και εγχώρια εμπειρία δείχνει ότι μόνον σε ένα τέτοιο πλαίσιο η ρομποτική μπορεί να απελευθερώσει τη δημιουργικότητα των παιδιών και να αποτελέσει βασικό πυλώνα της ψυχαγωγικής εκμάθησης. Λέξεις κλειδιά: εκπαιδευτική ρομποτική, κατασκευαστικός εποικοδομητισμός, STEM. 1. Καταγωγικά Η επιλογή του αντικειμένου του Ομίλου ήταν μια αρκετά εύκολη υπόθεση, αφού μεταξύ των δράσεων που μπορεί να αναπτύξει ένα σχολείο, η ρομποτική φέρει χαρακτηριστικά που την καθιστούν: ελκυστική για τα παιδιά, εφόσον πρόκειται για μια καθαρά παιγνιώδη δραστηριότητα –αρκεί να μην αλλοιωθεί η φυσική της αυτή υπόσταση· ωφέλιμη για τους εκπαιδευτικούς, αφού υπόσχεται να καταστεί γνωστικό εργαλείο και συνεπώς να λύσει ζητήματα διδακτικών στρατηγικών και μαθησιακών διαδικασιών· καινοτόμα, τόσο ως τομέας της καθημερινής ζωής, αλλά, κυρίως, ως δράση με εκπαιδευτικό προσανατολισμό· δημιουργική, μιας και ο ανοιχτός χαρακτήρας των προβλημάτων ευνοεί την ανάπτυξη των δημιουργικών ικανοτήτων των παιδιών· διαθεματική αφού δεν παραπέμπει άμεσα σε κανένα γνωστικό αντικείμενο της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης, ούτε και αναπτύχθηκε για κανένα από αυτά. Όμως, αν η επιλογή ήταν μια εύκολη υπόθεση, η οργάνωση της λειτουργίας του Ομίλου δεν ήταν και η δυσκολία αυτή πήγαζε από το γεγονός ότι δεν υπήρχε στον ελλαδικό χώρο αντίστοιχη προσπάθεια, στα χνάρια της οποίας θα μπορούσαμε να χαράξουμε τη δική μας πορεία. Λάβαμε υπόψη μας τις μεμονωμένες με πειραματικό χαρακτήρα δράσεις που είχαν πραγματοποιηθεί σε πανεπιστημιακά τμήματα και σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, τις σχετικές δημοσιεύσεις σε πρακτικά συνεδρίων, αλλά και τις συμμετοχές ομάδων παιδιών και 282 Πρακτικά 1ου Πανελληνίου Συνεδρίου ΠΠΣ Α/θμιας και Β/θμιας Εκπαίδευσης καθηγητών πληροφορικής σε πανελλήνιους και διεθνείς διαγωνισμούς ρομποτικής, οι οποίες ήταν περισσότερο ατομικές πρωτοβουλίες. Βέβαια, το διαδίκτυο μας έφερε μπροστά σε πολλά παραδείγματα από άλλες χώρες, αλλά κι αυτά ήταν περισσότερο αποσπασματικές δράσεις, πιο πολύ της δευτεροβάθμιας και της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, με στοχοθεσία που αφορά άλλες κοινωνίες με διαφορετικό πλαίσιο αναφοράς. Πιο χρήσιμο αποδείχτηκε το εκπαιδευτικό υλικό από αντίστοιχες πρωτοβουλίες εκπαιδευτικών, οι οποίοι ενσωμάτωσαν τα ρομπότ στη διδακτική πρακτική τους. Μαζί με αυτά, αξιοποιήσαμε την προηγούμενη δική μας εμπειρία από την πραγματοποίηση τρίωρων εργαστηρίων εκπαιδευτικής ρομποτικής σε διαφορετικά σχολεία και τάξεις της περιοχής Φλώρινας. Αφού, λοιπόν, λάβαμε υπόψη τα παραπάνω προχωρήσαμε στη σύνταξη του οδηγού λειτουργίας του Ομίλου και του αναλυτικού προγράμματος, τα οποία θα παρουσιαστούν εκτενώς στις επόμενες ενότητες, 2 και 3. 2. Στοιχεία λειτουργίας Το προσωπικό του Ομίλου αποτελούσαν δύο εκπαιδευτικοί. Ο πρώτος, σχολικός σύμβουλος πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης, ανέλαβε τη σύνταξη του οδηγού και του αναλυτικού προγράμματος, την εκπόνηση του εκπαιδευτικού υλικού, την οργάνωση και διεξαγωγή των δραστηριοτήτων σε κάθε συνάντηση. Η δεύτερη, δασκάλα στο ίδιο σχολείο, είχε την ευθύνη καταγραφής των δεδομένων κάθε συνάντησης, με τη μέθοδο της συμμετοχικής παρατήρησης, έτσι ώστε στο τέλος το καταγεγραμμένο υλικό να μπορεί να δώσει χρήσιμα στοιχεία για την αξιολόγηση της λειτουργίας του Ομίλου, αλλά και την ανασύνταξη και επέκταση του αναλυτικού προγράμματος για μελλοντικές χρήσεις. Προβλέφθηκαν και συνεργασίες με το Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης Φλώρινας, στο οποίο υπάρχει μάθημα Εκπαιδευτικής Ρομποτικής σε μεταπτυχιακό επίπεδο, καθώς και με καθηγητές Πληροφορικής της περιοχής οι οποίοι συμμετείχαν με δική τους πρωτοβουλία σε διαγωνισμούς ρομποτικής. Αλλά, η πραγματικότητα αποδείχτηκε αδυσώπητη: η έγνοια και η προετοιμασία για την κάθε συνάντηση του Ομίλου και η δυσκολία στον συντονισμό λόγω των σφιχτών χρονοδιαγραμμάτων, δεν επέτρεψε την ουσιαστική συνεργασία, παρά μόνο στην προετοιμασία των παιδιών του Ομίλου για τη συμμετοχή στον διαγωνισμό εκπαιδευτικής ρομποτικής. Λαμβάνοντας υπόψη τις εκπαιδευτικού χαρακτήρα δυσκολίες του εγχειρήματος, τις αυξημένες οικονομικές απαιτήσεις λόγω του ακριβού εξοπλισμού και υπό το βάρος της αβεβαιότητας, αποφασίστηκε ο αριθμός των παιδιών που θα συμμετείχαν στον Όμιλο να είναι μικρός, ώστε να εξασφαλιστεί, στο μέτρο του δυνατού, η εύρυθμη λειτουργία του, αλλά κυρίως να παραμείνει ανέπαφος και αυθεντικός ο παιγνιώδης χαρακτήρας της ρομποτικής. Με βάση αυτά, στον Όμιλο συμμετείχαν 16 παιδιά της πέμπτης και έκτης τάξης δημοτικών σχολείων της περιοχής Φλώρινας. Προγραμματίστηκαν 30 δίωρες συναντήσεις, κατανεμημένες σε τέσσερις ενότητες, από τον Οκτώβριο του 2012 μέχρι και τον Μάιο του 2013. Η διάρκεια καθορίστηκε τόσο από το διαθέσιμο συνολικά χρόνο, όσο και από το διδακτικό σχεδιασμό. Κατά τη διάρκεια της υλοποίησης, διαπιστώθηκε ότι η 3η ενότητα (βλ. στο επόμενο κεφάλαιο, περιγραφή ενοτήτων), αν και θα προσέφερε πολλαπλά οφέλη, ωστόσο θα εξέτρεπε τη φυσιογνωμία του ομίλου προς άλλη κατεύθυνση. Γι’ αυτό αποφασίστηκε η απαλοιφή της και ο διαμοιρασμός των ωρών της μεταξύ των ενοτήτων 2 και 4. 3. Το εκπαιδευτικό συγκείμενο 3.1. Βασικές διδακτικές αρχές Με βάση τα παραδείγματα που μελετήσαμε και την προηγούμενη μικρή δική μας εμπειρία, ήταν φανερό ότι η φύση και ο χαρακτήρας της εκπαιδευτικής ρομποτικής ευνοούσε την υιοθέτηση εκείνων των διδακτικών αρχών που θα συνέτειναν στην οικοδόμηση της γνώσης από Η εκπαιδευτική διάσταση της ρομποτικής. Το παράδειγμα του EduRoboClub Florina 283 τα παιδιά, μέσα σε ένα περιβάλλον που θα είχε τα ίδια φυσικά χαρακτηριστικά με αυτά των παιγνιωδών εξωσχολικών δραστηριοτήτων των παιδιών. Αποφασίσαμε να εξαφανίσουμε κάθε στοιχείο και διαδικασία που θα συσχέτιζε τη λειτουργία του Ομίλου με τη σχολική πραγματικότητα, πλην του ίδιου του διδακτηρίου εντός του οποίου θα έπρεπε να πραγματοποιούνται οι συναντήσεις μας. Έτσι, υλικά και όροι όπως: μάθημα, δάσκαλος, μαθητής, βιβλίο, «τι θα έχουμε για το σπίτι», διάβασμα, γράψιμο, άσκηση, σελίδα, κτλ., απαλείφθηκαν με σκοπό να εξασφαλίσουμε τη συναίνεση και την εμπιστοσύνη των παιδιών. Επίσης, θα έπρεπε να σκεφτούμε και να οργανώσουμε τις δραστηριότητες κάθε συνάντησης ως παραμέτρους μιας διαδικασίας, την οποία τα ίδια τα παιδιά θα αναγνώριζαν ως παιχνίδι. Όταν στην 5η συνάντηση εισάγαμε φύλλα εργασίας προκειμένου να βελτιώσουμε τις παιγνιώδεις διαδικασίες και να έχουμε και γραπτά τα αποτελέσματά τους, τα παιδιά δυσανασχέτησαν, αφού εξέλαβαν την κίνησή μας ως απειλή για το παιχνίδι τους. Συνεχίσαμε μέχρι και την 17η συνάντηση τη διανομή φύλλων εργασίας, αφού διαπιστώσαμε ότι σταδιακά τα παιδιά εξοικειώθηκαν και κατανόησαν τη λογική των φύλλων αυτών. Παρόλα αυτά, όταν μετά τη συνάντηση αυτή δεν ξαναμοιράστηκαν φύλλα εργασίας, κανένα παιδί δεν αναρωτήθηκε γι’ αυτό. Μέχρι το τέλος της λειτουργίας του Ομίλου δεν ξαναδώσαμε φύλλα εργασίας, αφού στην 4η ενότητα του αναλυτικού προγράμματος επιδιώκαμε την ολοένα και μεγαλύτερη αυτονόμηση των παιδιών και την ανάπτυξη των δημιουργικών τους ικανοτήτων. Σε ένα τέτοιο πλαίσιο τα φύλλα αυτά δεν είχαν θέση. Έτσι, δομήθηκε ένα πλαίσιο ψυχαγωγικής εκμάθησης εντός του οποίου επιδιώχθηκε η επίτευξη συγκεκριμένων κάθε φορά στόχων, γνωστικών, ψυχοσυναισθηματικών και ψυχοκινητικών, αλλά και η απόκτηση δεξιοτήτων, χωρίς να γίνεται καμία ρητή αναφορά σε αυτούς. Απαραίτητη προϋπόθεση γι’ αυτό ήταν η προετοιμασία των κατάλληλων διαδικασιών και δραστηριοτήτων, μέσω των οποίων επιδιώκαμε την επίτευξη των στόχων της κάθε συνάντησης. Από τη στιγμή που επιλέξαμε να λειτουργήσουμε τον Όμιλο σε ένα πλαίσιο ψυχαγωγικής εκμάθησης με κινητήρια δύναμη το παιχνίδι, ήταν απαραίτητο να δούμε το ζήτημα της οργάνωσης των παιδιών. Καταλήξαμε στη δημιουργία τετραμελών ομάδων, σε καθεμιά από τις οποίες υπήρχαν παιδιά από διαφορετικά σχολεία, διαφορετικές τάξεις και διαφορετικό φύλο. Επιλέξαμε η σύσταση των ομάδων να παραμείνει σταθερή σε όλη τη διάρκεια της λειτουργίας του Ομίλου, επιλογή που θα εξασφάλιζε ποιοτικά και ποσοτικά στοιχεία τέτοια που να επιτρέπουν την επιστημονικά ορθότερη αξιολόγηση και ανατροφοδότηση. Λαμβάνοντας υπόψη τη δεδομένη έλλειψη ομαδοσυνεργατικού πνεύματος, αξιοποιήσαμε τις στιγμιαίες αδυναμίες, την ασυμφωνία, ακόμη και τους λεκτικούς διαπληκτισμούς, προσπαθώντας να δείξουμε ότι υπάρχουν συγκεκριμένοι λόγοι για να εργαστούν ομαδικά: από τη στιγμή που θα πρέπει να φτάσουν σε ένα συγκεκριμένο στόχο, να κατασκευάσουν δηλαδή ένα ρομπότ και να το προγραμματίσουν να εκτελέσει μια αποστολή, θα έπρεπε να κάνουν όσο το δυνατόν λιγότερα λάθη, να διορθώνουν τις εσφαλμένες διαδικασίες και να σκέφτονται διαφορετικούς τρόπους επίτευξης του τελικού στόχου. Έτσι, κάνοντας ρητές αναφορές στα παραπάνω, σταδιακά τα παιδιά διαπίστωναν τα οφέλη που αποκομίζουν κι έτσι εξομαλύνθηκαν οι σχέσεις στο εσωτερικό των ομάδων και δημιουργήθηκε το απαραίτητο δίκτυο επικοινωνίας και συνεργασίας μεταξύ των μελών. Στην επίτευξη του ομαδοσυνεργατικού πνεύματος συνέβαλε και το γεγονός ότι κάθε απόστολή του ρομπότ εκλαμβανόταν από τα παιδιά ως προσωπικό πρόβλημα, ως μια πρόκληση για την ομάδα. Εδώ ήταν εμφανή τα σημάδια της γνωστικής σύγκρουσης: ένταση στο εσωτερικό της ομάδας, γρήγορες κινήσεις στη συναρμολόγηση και τον προγραμματισμό, απογοήτευση όταν το ρομπότ δεν ανταποκρινόταν σωστά, πανηγυρισμοί στις επιτυχίες. Οι προβληματικές καταστάσεις στις οποίες εμπλέκονταν τα παιδιά είχαν στοιχεία αυθεντικότητας, αφού αντιστοιχούσαν σε προβλήματα του πραγματικού κόσμου: διάνυση διαδρομής, παρκάρισμα αυτοκινήτου, ανύψωση αντικειμένων, αποφυγή εμποδίων. Στην προσπάθειά μας να κάνουμε πιο ρεαλιστική την προσομοιωμένη πραγματικότητα, οι χειροπιαστές μοντελοποιημένες κατασκευές, τα ρομπότ δηλαδή, στάθηκαν ισχυρός σύμμαχος, αφού αυθεντικοποιούσαν ακόμη περισσότερο τις δραστηριότητες με την υλική τους υπόσταση. 284 Πρακτικά 1ου Πανελληνίου Συνεδρίου ΠΠΣ Α/θμιας και Β/θμιας Εκπαίδευσης 3.2. Στόχοι Υιοθετήσαμε τη διεθνώς καθιερωμένη ταξινομία στόχων γνωστή ως STEM, αρκτικόλεξο από τις λέξεις Science, Technology, Engineering, Mathematics. Όσον αφορά το πρώτο πεδίο, την Επιστήμη, επιδιώξαμε την εισαγωγή των παιδιών στον επιστημονικό τρόπο σκέψης και τις ερευνητικές διαδικασίες, ενώ στο τομέα της Μηχανικής στόχος ήταν η κατανόηση των τρόπων εφαρμογής των μαθηματικών και τεχνολογικών γνώσεων με σκοπό την αξιοποίηση των παραγόμενων υλικών και των δυνάμεων της φύσης προς όφελος της ανθρωπότητας. Στον τομέα της Τεχνολογίας, προσπαθήσαμε να κάνουμε κατανοητούς τους λόγους ύπαρξης της τροποποίησης του φυσικού κόσμου κατά τρόπο βιώσιμο και αειφορικό, ώστε να εξυπηρετούνται οι ανάγκες των ανθρώπινων κοινωνιών. Για τα Μαθηματικά, εκτός των σκοπών που επιδιώκουν και τα αναλυτικά προγράμματα της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης, η επίτευξη των οποίων, όπως διαπιστώσαμε, είναι αποτελεσματικότερη με τη ρομποτική, επιδιώξαμε να αντιληφθούν τα παιδιά πως τα μαθηματικά είναι η επιστήμη των προτύπων, των προσχεδίων, των σχημάτων, των σχεδίων, των διατάξεων, των σχέσεων, μια ακριβής γλώσσα για τους άλλους τρεις τομείς. Σταδιακά είδαμε ότι μπορούμε να επιδιώξουμε και στόχους που ανήκουν σε γνωστικά πεδία του αναλυτικού προγράμματος όπως η Γλώσσα και η Ιστορία. Έτσι, διαπιστώσαμε ότι η ελκυστικότητα της ρομποτικής και η βιωματική σχέση του παιδιού με αυτό που κάνει, το οδηγούν αβίαστα σε ολοκληρωμένες γλωσσικές πράξεις: φωναχτή σκέψη, συνομιλία, περιγραφή, ανάλυση, ερώτημα, πρόταση, υπόθεση, εκτίμηση, επιχειρηματολογία, κριτική. Επίσης, η κατασκευή μηχανισμών της αρχαιοελληνικής μηχανικής, όπως, λόγου χάρη, ο καταπέλτης του Αρχιμήδη, ή το οδόμετρο του Ήρωνα, δίνουν στα παιδιά την ευκαιρία να γνωρίσουν την ανάπτυξη της τεχνολογίας εκείνης της εποχής, καθώς και το έργο και την προσωπικότητα επιστημόνων της αρχαιότητας. 3.3. Ενότητες Στον οδηγό που συντάξαμε πριν την έναρξη του Ομίλου υπήρχαν τέσσερις ενότητες. Οι τρεις πρώτες καταλάμβαναν το μισό αναλυτικό πρόγραμμα, δηλαδή 15 συναντήσεις: 1. Στην πρώτη ενότητα θεωρήσαμε απαραίτητο να εισαχθούν τα παιδιά στις έννοιες της ρομποτικής και του προγραμματισμού με τη χρήση περιπατητών (floor roamers, όπως τα BeeBot και, κυρίως, τα Pro-Bot) και της γλώσσας logo. 2. Η δεύτερη ενότητα σχεδιάστηκε με βάση τα ρομποτικά πακέτα Lego WeDo και το αντίστοιχο προγραμματιστικό περιβάλλον, ενώ προτείναμε και τη χρήση μιας δωρεάν εφαρμογής (Lego Digital Designer) προκειμένου τα παιδιά να εξασκηθούν στον ψηφιακό σχεδιασμό ρομποτικών συστημάτων. 3. Η τρίτη ενότητα προέβλεπε τον συνδυασμό Lego WeDo και λογισμικού Scratch, αφού θεωρήσαμε ότι έτσι θα πετυχαίναμε την επέκταση των γνώσεων των παιδιών σε ζητήματα προγραμματισμού με ένα ενδιαφέρον περιβάλλον προγραμματισμού. Αυτή η ενότητα τελικά παραλήφθηκε, αφού στην πράξη αποδείχτηκε ότι τα παιδιά είχαν ήδη εξασκηθεί και έβρισκαν αρκετά ενδιαφέρον το περιβάλλον του Lego WeDo Software. 4. Προκειμένου να αξιοποιήσουμε όσο το δυνατόν περισσότερες δυνατότητες του ρομποτικού πακέτου Lego NXT και του προγραμματιστικού του περιβάλλοντος, κατά το σχεδιασμό αφιερώσαμε το δεύτερο μισό του αναλυτικού προγράμματος σε αυτό, σχεδιασμός που αποδείχθηκε δύσκολος στην εφαρμογή του, αφού η πολυπλοκότητά του μας ανάγκασε πολλές φορές να επανερχόμαστε σε προηγούμενα βήματα και να απλοποιούμε τον αρχικό σχεδιασμό, ιδιαίτερα τις κατασκευές που επρόκειτο να φτιαχτούν. Από το λογισμικό του NXT αξιοποιήσαμε το Lego NXT Edu Programming. 3.4. Μέθοδος αξιολόγησης Η υιοθέτηση των αρχών που προαναφέρθηκαν, επέβαλε και τον τρόπο αξιολόγησης της λειτουργίας του Ομίλου και των επιτευγμάτων των παιδιών: διαρκής διαμορφωτική αξιολόγηση που οδηγούσε στην αναμόρφωση του αναλυτικού προγράμματος και, κατά συνέπεια, στην αναδιάταξη και τον επανακαθορισμό των δραστηριοτήτων της κάθε συνάντησης. Το υλικό με Η εκπαιδευτική διάσταση της ρομποτικής. Το παράδειγμα του EduRoboClub Florina 285 βάση το οποίο γινόταν η αξιολόγηση προερχόταν από τρεις πηγές: τις φόρμες καταγραφής που συμπληρώνονταν από τη δασκάλα για κάθε συνάντηση με τη μέθοδο της συμμετοχικής παρατήρησης, τα φύλλα εργασίας που συμπλήρωναν τα παιδιά και τα ηλεκτρονικά ημερολόγια (eportfolios) των παιδιών στα οποία σημείωναν τις εμπειρίες που αποκόμιζαν από κάθε συνάντηση, αν και σταμάτησαν σιγά σιγά μετά τη 10η συνάντηση να σημειώνουν, κάτι που οφείλεται από τη μια στη σχετική πολυπλοκότητα της διαδικασίας και στη σταδιακή μείωση του ενδιαφέροντος των παιδιών, μιας και τους θύμιζε «σχολείο». Από την άλλη, δεν επιμείναμε σε αυτό για δύο λόγους: το υλικό που συλλεγόταν με τις άλλες δύο μεθόδους ήταν αρκετό και η απόλαυση που αποκόμιζαν τα παιδιά και χωρίς τα ημερολόγια ήταν επίσης πολύ μεγάλη. 4. Τα δεδομένα της αξιολόγησης 4.1. Λειτουργία των ομάδων Στις τέσσερις πρώτες συναντήσεις παρατηρήθηκε έλλειψη ομαδικού πνεύματος συνεργασίας και αδυναμία καταμερισμού ρόλων (ρόλοι όπως του κατασκευαστή, προγραμματιστή, καταγραφέα συμπλήρωσης φύλλων εργασίας και παρουσιαστή της). Οι ομάδες δεν είχαν απόκτήσει συνοχή και τα μέλη εκδήλωναν αυτόνομη δραστηριότητα και ανταγωνιστικές τάσεις. Πιθανώς αυτό οφείλονταν στο ότι δεν είχαν εξοικειωθεί με το συγκεκριμένο τρόπο εργασίας στο σχολικό περιβάλλον. Τα μέλη εξαρχής δε φάνηκε να γνωρίζουν τη διαδικασία της ομαδικής εργασίας. Βασική προϋπόθεση για την ανάπτυξη και λειτουργία των ομάδων εργασίας, είναι η καλλιέργεια γνωστικών και κοινωνικών δεξιοτήτων, οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν στην ενίσχυση της αλληλεπίδρασης μέσα στην ομάδα, στοιχείο απαραίτητο για την αποτελεσματική λειτουργία της. Σταδιακά τα μέλη εξοικειώθηκαν επιδεικνύοντας δεξιότητες διαλόγου και συνεργασίας (6η συνάντηση), αλλά υστερούσαν ακόμη στη διαχείριση προβλημάτων συμπεριφοράς όπως διαπληκτισμοί, αλληλοκατηγορίες για την ανεπιτυχή έκβαση της προσπάθειας και μετάθεση ευθυνών. Παρουσίασαν επίσης και μια απροθυμία στη συμπλήρωση του φύλλου εργασίας που τους μοιράζεται από την 6η συνάντηση, σε αντίθεση με το μεγάλο ενδιαφέρον που έδειξαν σε δραστηριότητες κατασκευής και προγραμματισμού, δραστηριότητες νέες για αυτούς οι οποίες απαιτούν σύνθετες δεξιότητες αλληλεπίδρασης των μελών τόσο με το υλικό όσο και με τις εμπλεκόμενες έννοιες προγραμματισμού και λογικο-μαθηματικής σκέψης. Εικόνα 1: Ρομποτικές κατασκευές των ομάδων. 286 Πρακτικά 1ου Πανελληνίου Συνεδρίου ΠΠΣ Α/θμιας και Β/θμιας Εκπαίδευσης Μέσα από τις δραστηριότητες που αναπτύχθηκαν στις συναντήσεις του ομίλου, τα παιδιά είχαν ευκαιρίες να εκφραστούν μέσω της προσωπικής ανακάλυψης και δημιουργίας, να καθοδηγήσουν τα ίδια το σχεδιασμό των κατασκευών τους, να δοκιμάσουν τα δικά τους ρομποτικά μοντέλα και να μοιραστούν τις ιδέες τους σε ένα συνεργατικό περιβάλλον μάθησης. Ακόμα οι συγκεκριμένες δραστηριότητες ευνόησαν διαδικασίες που αφορούν το «πώς μαθαίνω» εφόσον τα ίδια τα παιδιά καλούνταν να εξηγήσουν τον τρόπο σκέψης και δράσης τους όχι μόνο στους υπεύθυνους του ομίλου αλλά και στους συνομήλικους τους στο πλαίσιο της πραγμάτωσης κοινών στόχων (Εικόνα 1). Η αποκορύφωση του ενθουσιασμού, της συμμετοχής και της αυτενέργειας των μελών παρατηρήθηκε στη φάση του διαγωνισμού μεταξύ των ομάδων. Τα μέλη αναλάμβαναν πρωτοβουλίες, έπαιρναν γρήγορα αποφάσεις, συνεργάζονταν στα πλαίσια των ομάδων αποδοτικά, αυτενεργούσαν δημιουργικά, αλληλοβοηθιόντουσαν, άκουγαν και σέβονταν τη γνώμη των άλλων, δέχονταν και ασκούσαν κριτική, αναγνώριζαν τα λάθη τους και ήταν έτοιμοι να τα παραδεχτούν και να βοηθήσουν στη διόρθωσή τους, προκειμένου να κερδίσει η ομάδα τους δημιουργώντας πρωτότυπες και καινοτόμες κατασκευές. Με την παρέλευση του χρόνου τα μέλη έμαθαν να εργάζονται ευσυνείδητα, να διαμοιράζουν ρόλους και ιδέες, να πειραματίζονται, να εκφράζουν τις σκέψεις τους με ακρίβεια, να συζητούν εποικοδομητικά, να εξελίσσουν τις κοινωνικές δεξιότητες και τις μεταγνωστικές τους ικανότητες προχωρώντας σε διαδικασίες αναστοχασμού στην προσπάθειά τους να επιλύουν αυθεντικές προβληματικές καταστάσεις (από τη 19η συνάντηση και μετά). Η γνώση που προκύπτει από την επίλυση προβλημάτων, δίνει την ευκαιρία στα μέλη να αναπτύξουν μία ισχυρή εννοιολογική βάση για την ανακατασκευή των γνώσεών τους σε μεταγενέστερο χρόνο. Κατά τη διάρκεια των συναντήσεων ένας «δημιουργικός θόρυβος» κατακλύζει την αίθουσα της ρομποτικής με τα μέλη να κινούνται μέσα στον χώρο, τις περισσότερες φορές να μην κάθονται στις θέσεις τους να ανατρέχουν στο «κατασκευαστικό περιβάλλον» των άλλων ομάδων και να βοηθούν, όταν τους ζητείται. Συνοψίζοντας μπορούμε να πούμε ότι οι τρεις ομάδες παρουσίασαν συνοχή και δομή ενισχύοντας το ομαδικό πνεύμα και την κοινωνικοποίηση των μελών, αισθήματα αλληλοβοήθειας, αλληλεξάρτησης και αλληλεπίδρασης. Η τέταρτη ομάδα όμως, δεν τα κατάφερε και τόσο καλά σε επίπεδο συνεργασίας και καταμερισμό ρόλων. Ίσως αυτό να οφείλονταν στην αδυναμία συντονισμού των ατομικών και κοινωνικών δεξιοτήτων των μελών. 4.2. Περιεχόμενο και στρατηγικές επίλυσης προβλημάτων Η επιλογή της κατάλληλης στρατηγικής είναι μέρος της επίλυσης ενός προβλήματος. Η σταδιακή εξοικείωση των μαθητών με το γνωστικό περιβάλλον και η χρήση διαφορετικών στρατηγικών επίλυσης προβλημάτων βοηθά στη βαθύτερη και αποτελεσματικότερη κατανόηση. Οι διαθεματικές εκπαιδευτικές δραστηριότητες του ομίλου παρέχουν στα μέλη ευκαιρίες επίλυσης προβλημάτων με προσωπικό νόημα για τα ίδια μέσω χειρισμού και κατασκευής πραγματικών αντικειμένων. Επιτρέπουν διαφορετικές στρατηγικές επίλυσης ενός προβλήματος, που υιοθετούνται από τις ομάδες από τις πρώτες συναντήσεις (1η ενότητα, προγραμματισμός γλώσσας Logo –σχεδιασμός μιας ποικιλίας συμμετρικών σχημάτων με τη χρήση της εντολής επανάληψης ή με την ανάκληση προϋπαρχουσών γνώσεων γεωμετρίας). Η ικανότητα αυτή σταδιακά βελτιώνεται με την πρόοδο των συναντήσεων. Έτσι για παράδειγμα, όταν τους ζητείται να βελτιώσουν την απόδοση ενός γερανού-μοντέλου άλλη ομάδα αυξάνει την ταχύτητα του κινητήρα, άλλη βάζει χοντρότερο σχοινί κι άλλη τροποποιεί τις σχέσεις των τροχαλιών (Εικόνα 2). Η μέθοδος της πρόβλεψης και της εκτίμησης αρχικά δεν εφαρμόστηκε από τα μέλη, γιατί φοβόνταν την περίπτωση του λάθους. Όταν όμως διαπίστωναν ότι οι πρώτες εκτιμήσεις τους προσεγγίζουν και ερμηνεύουν τη συμπεριφορά των κατασκευών-μοντέλων, τότε επιδίδονταν με μεγαλύτερη άνεση στην εφαρμογή της. Η εκπαιδευτική διάσταση της ρομποτικής. Το παράδειγμα του EduRoboClub Florina 287 Εικόνα 2: Διαφορετικές στρατηγικές επίλυσης προβλήματος Ο εντοπισμός των λαθών σε επίπεδο κατασκευής και προγραμματισμού, τις περισσότερες φορές επιτυγχάνονταν μέσα από την επανατοποθέτηση των μελών στο εγχείρημα, δηλαδή αναστοχάζονταν πάνω στις δραστηριότητες που μόλις ολοκλήρωναν, συζητούσαν τις προσπάθειές τους, σκέφτονταν με αναλυτικό τρόπο και δοκίμαζαν τις εργασίες ο ένας του άλλου δίνοντας άτυπη φιλική ανατροφοδότηση μεταξύ τους, η οποία μπορούσε να οδηγήσει σε ενδεχόμενη υιοθέτηση μιας νέας διαδικασίας επίλυσης. Τα ρομπότ πρόσφεραν απτή ανατροφοδότηση για την αποτελεσματικότητα των προγραμμάτων τους. Η δυνατότητα αυτή βοηθούσε τα μέλη να οδηγούνται σταδιακά σε καλύτερες, αποτελεσματικότερες, πληρέστερες και ακριβέστερες λύσεις. Όταν τα μέλη επέλεγαν και εφάρμοζαν μια νέα ιδέα, την ανέπτυσσαν με βάση ήδη αποκτημένες γνώσεις, πειραματίζονταν με νέες δεξιότητες και έννοιες (διαφορετικές τιμές στις μεταβλητές, διαφορετικές ταχύτητες και κινήσεις στο ρομπότ, προσθαφαίρεση εξαρτημάτων), έκαναν σχετικές ερωτήσεις στον καθοδηγητή και πολλές φορές στην προσπάθειά τους να διερευνήσουν «μεγαλύτερες έννοιες» σκέφτονταν πώς να χωρίσουν το έργο τους σε μικρά διαχειρίσιμα τμήματα που μπορούν να εφαρμόσουν και να ελέγξουν λίγο λίγο. Έτσι όταν κλήθηκαν να απεγκλωβίσουν ένα όχημα-ρομπότ από ένα λαβύρινθο έκαναν πρώτα σχεδιασμό της πορείας με προσομοίωση της κίνησης του οχήματος, κατόπιν χρησιμοποίησαν αισθητήρες για να αποφύγουν την πρόσκρουση στα τοιχώματα του λαβυρίνθου, κατέγραψαν με ακρίβεια τη διαδρομή μετρώντας αποστάσεις και προγραμμάτισαν το ρομπότ να ακολουθήσει τη συγκεκριμένη πορεία (Εικόνα 3). Επίσης, η λύση σε ένα πρόβλημα πολλές φορές δίνονταν με βιωματικό τρόπο, δηλαδή τα μέλη αναλάμβαναν ρόλους που παρατηρούσαν στα μοντέλα και προσπαθούσαν να ερμηνεύσουν τη συμπεριφορά τους μέσα από τη δραματοποίηση. Όταν κάποια δραστηριότητα διέθετε ελκυστικό περιεχόμενο («Σώστε το αεροπλάνο», «Καταπέλτης»), τότε ο ενθουσιασμός και το ενδιαφέρον μεγάλωναν, προάγοντας με αυτό τον τρόπο την επίτευξη των διδακτικών στόχων των εμπλεκόμενων κάθε φορά γνωστικών πεδίων και των μεταγνωστικών δεξιοτήτων. Η επίδειξη τρισδιάστατων μοντέλων και η δυνατότητα παρατήρησης και επεξεργασίας αυτών, οδηγούσε τα μέλη στην ταχύτερη κατασκευή και συναρμολόγηση τους σε σχέση με τα εικονικά μοντέλα στην οθόνη του Η/Υ. Για την συμπλήρωση πινάκων τα μέλη διατύπωναν υποθέσεις σχετικές με το ερώτημα και με τη μέθοδο της δοκιμής οδηγούνταν στον έλεγχο των υποθέσεων για μία ή περισσότερες παραμέτρους ενός προβλήματος. 288 Πρακτικά 1ου Πανελληνίου Συνεδρίου ΠΠΣ Α/θμιας και Β/θμιας Εκπαίδευσης Εικόνα 3: Υπόθεση, εκτίμηση, επαλήθευση. 4.3. Δυσκολίες – Προβλήματα Η ανεπάρκεια γνώσεων των μελών σε θέματα κυρίως γεωμετρίας και μελέτης καταγραφής στοιχείων σε πίνακα, πολλές φορές δυσκόλεψε τη διεκπεραίωση των προγραμματισμένων εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων του ομίλου. Ο εντοπισμός των κατάλληλων δομικών υλικών για τη συναρμολόγηση συγκεκριμένων μοντέλων αρχικά προβλημάτιζε τα μέλη, αλλά με την καθοδήγηση του διδάσκοντα και την προσεκτική παρατήρηση και ψηλάφηση τους επιταχυνόταν η εκμάθησή τους. Σε επίπεδο προγραμματισμού δεν σημειώθηκαν ιδιαίτερες δυσκολίες. Τα προγραμματιστικά περιβάλλοντα ήταν αρκετά ελκυστικά και ο ίδιος ο προγραμματισμός βασίζονταν στη συναρμολόγηση ενός κώδικα με εικονίδια που αναπαριστούν εντολές και διαθέτουν παραμέτρους. Ο αναπαραστατικός χαρακτήρας των εντολών βοήθησε τα μέλη να αναγνωρίσουν τη λειτουργία των εντολών από το εικονίδιο τους και να προχωρούν πιο γρήγορα στον προγραμματισμό της εκάστοτε συμπεριφοράς του ρομπότ. Στη φάση της επέκτασης, στις πρώτες συναντήσεις, υπήρχε μια δυσκολία στη σύλληψη της κατασκευής του νέου μοντέλου, αλλά και δυσκολίες στην εκτέλεση του κώδικα, αφού εγγενείς αδυναμίες των ρομποτικών κατασκευών (τζόγος) επηρέαζαν τη συμπεριφορά του μοντέλου. Τεχνικά προβλήματα του τύπου «κόλλησε το πρόγραμμα», έλλειψη οργάνων μέτρησης ακριβείας (χρονόμετρα) και συγχρονισμού μεταξύ του πατήματος του κουμπιού play και του χρονομέτρου από τα μέλη των ομάδων, ξεπεράστηκαν με τη συμπαράσταση και την καθοδήγηση των διδασκόντων. Άλλοτε, όπως στην περίπτωση του «Καταπέλτη», ο αρχικός σχεδιασμός και η χρήση των προτεινόμενων υλικών δυσκόλευε την επιτυχή έκβαση του εγχειρήματος. Δηλαδή η χρήση της χάρτινης μπάλας που εκσφενδονίζονταν ήταν ένας μεταβλητός παράγοντας για την κάθε ομάδα και δυσκόλευε τη δημιουργία κοινού μέτρου σύγκρισης. Αυτό ξεπεράστηκε με την αντικατάσταση της χάρτινης μπάλας με τουβλάκια Lego διαβαθμισμένου βάρους, ώστε να υπάρχει κοινό μέτρο σύγκρισης μεταξύ των ομάδων. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Το κείμενο αφορά την εμπειρία που αποκομίσαμε από τη λειτουργία του Ομίλου και για το λόγο αυτόν δεν υπάρχουν βιβλιογραφικές παραπομπές εντός του κειμένου. Εδώ βιβλιογραφού- Η εκπαιδευτική διάσταση της ρομποτικής. Το παράδειγμα του EduRoboClub Florina 289 με μερικά βασικά κείμενα και εγχειρίδια στα οποία στηρίχθηκε η οργάνωση του Ομίλου και η εκπόνηση του αναλυτικού προγράμματος. Costa, M. F. M. & José F. Fernandes, Growing up with robots. Ανακτήθηκε 29/4/2013, από τη διεύθυνση: http://fw2.gr/l5q Κόμης, Β. & Τσοβόλας, Σ. Ρομποτικές κατασκευές μαθητών δημοτικού: μια ανάλυση με βάση τη Θεωρία της Δραστηριότητας. Ανακτήθηκε 29/4/2013, από τη διεύθυνση: http://fw2.gr/l5r Mataric, M. J. (2010). Βασικές αρχές ρομποτικής. Αθήνα: Κλειδάριθμος. Mikropoulos, T. & Bellou, J. Educational Robotics as Mindtools. Ανακτήθηκε 29/4/2013, από τη διεύθυνση: http://fw2.gr/l5s Παπανικολάου, Κ., Φράγκου, Στ., Αλιμήσης Δ. Αναπτύσσοντας ένα πλαίσιο σχεδίασης και εφαρμογής δραστηριοτήτων προγραμματιζόμενων ρομποτικών κατασκευών: το έργο TERECoP. Ανακτήθηκε 29/4/2013, από τη διεύθυνση: http://fw2.gr/l5t Papert, S. (1991). Νοητικές θύελλες. Παιδιά, ηλεκτρονικοί υπολογιστές και δυναμικές ιδέες. Αθήνα: Οδυσσέας Schunk, D. H. (2009). Θεωρίες μάθησης. Μια εκπαιδευτική θεώρηση. Αθήνα: Μεταίχμιο. Slavin, R. E. (2006). Εκπαιδευτική Ψυχολογία. Θεωρία και πράξη. Αθήνα: Μεταίχμιο. Χριστοφόρου, Κ. (2011). Robot using Mindstorms NXT, διπλωματική εργασία, Πανεπιστήμιο Κύπρου. Ανακτήθηκε 29/4/2013, από τη διεύθυνση: https://194.42.16.6/01598
© Copyright 2024 Paperzz
