Εκπαιδευτικό Ίδρυμα

Δημοτικό Σχολείο «ΔΕΛΑΣΑΛ»

Γνωστικό Αντικείμενο

Εργαστήρια Δεξιοτήτων – Εκπαιδευτική ρομποτική και STEM

 Τίτλος

«Ο πυρηνικός αντιδραστήρας»

 Δημιουργός – Ειδικότητα

Τοπαλίδης Θεόδωρος – Δάσκαλος Δημοτικού

 Συνοπτική Περιγραφή

Μαθητές και μαθήτριες της Ε΄ τάξης καλούνται να δώσουν λύση, σε ένα υποθετικό σενάριο διαρροής ραδιενέργειας από πυρηνικό εργοστάσιο. Επιστρατεύοντας τις κατασκευαστικές τους δεξιότητες, τη δημιουργικότητα και το ομαδικό τους πνεύμα, χρησιμοποιούν ένα ρομποτικό τεχνούργημα, για να απενεργοποιήσουν τον πυρηνικό αντιδραστήρα. Με τον ειδικό ρομποτικό βραχίονα που διαθέτει, το ρομπότ τους καλείται να κινηθεί περιμετρικά του πίνακα ελέγχου, κλείνοντας τους 4 διακόπτες του εκκενωμένου εργοστασίου.

 Σχέση/Σύνδεση με το πρόγραμμα Σπουδών

Το μάθημα συνδέεται με την ενότητα της ενέργειας από το μαθησιακό αντικείμενο της Φυσικής της Ε΄ δημοτικού. Αποσκοπεί στο να εμβαθύνει στην πυρηνική ενέργεια, μέσω της οπτικής του STEM. Μπορεί να αξιοποιηθεί είτε στο μάθημα της Φυσικής, είτε στα πλαίσια του εργαστηρίου δεξιοτήτων.

 Λέξεις – Κλειδιά

Εργαστήρια δεξιοτήτων, εκπαιδευτική ρομποτική, stem, Ε’ τάξη, Lego EV3, προγραμματισμός, φυσική, πυρηνική ενέργεια, πυρηνικός αντιδραστήρας

Παιδαγωγική Προσέγγιση

Διδακτικό μοντέλο: Κοινωνικός Εποικοδομισμός - Κονστραξιονισμός

Διδακτικές μέθοδοι: Διερευνητική/Ανακαλυπτική μάθηση

Διδακτικές Τεχνικές: Συζήτηση, Ερωταποκρίσεις, Ομάδες Εργασίας, Πρακτική εξάσκηση

Πλαίσιο Εφαρμογής Υλοποίησης Σεναρίου

Βαθμίδα Εκπαίδευσης: Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση, Δημοτικό Σχολείο

Τάξη: Ε’ Δημοτικού

Ηλικιακή Ομάδα: 10-11 ετών

Εκτιμώμενος Χρόνος Υλοποίησης: 90 λεπτά

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Οι μαθητές πρέπει να έχουν διδαχτεί στο μάθημα της Φυσικής  το κεφάλαιο με τις μορφές ενέργειας. Επίσης, προϋπόθεση για τη σωστή διαχείριση του χρόνου αποτελεί η γνώση των βασικών προγραμματιστικών εντολών των kit εκπαιδευτικής ρομποτικής EV3 Mindstorms και Lego WeDo 2.

 Απαιτούμενα βοηθητικά υλικά και εργαλεία

1. Ρομποτικά Kit
2. Η/Υ ή τάμπλετ ανά πακέτο
3. Βιντεοπροβολέας
4. Μαρκαδόρος πίνακα
5. Πίστα πυρηνικού αντιδραστήρα

Προετοιμασία

Ο εκπαιδευτικός θα πρέπει να έχει έτοιμα τα εκπαιδευτικά ρομπότ, τα τάμπλετ για τον προγραμματισμό και την πίστα του αντιδραστήρα. Θα πρέπει επίσης να έχει φροντίσει για τον χωρισμό των παιδιών σε ομάδες εργασίας των 3-5 ατόμων. Σε κάθε ομάδα αντιστοιχεί ένα τάμπλετ ή Η/Υ και ένα ρομπότ. Το κάθε τάμπλετ ή Η/Υ θα πρέπει να έχει συνδεθεί με το ρομπότ κάθε ομάδας.

Σκοπός

Σκοπός του εργαστηρίου είναι να λύσουν οι μαθητές το σενάριο απενεργοποίησης του πυρηνικού αντιδραστήρα, αξιοποιώντας τη σωστή ακολουθία εντολών.

Ειδικοί Στόχοι και Προσδοκώμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα:

Γνωστικοί Στόχοι:

• Να μάθουν τη χρήση του μεσαίου κινητήρα.
• Να συνδυάσουν διαφορετικές εντολές προγραμματισμού.
• Να φτιάχνουν μεγάλα προγράμματα εντολών που θα αντιστοιχούν σε συγκεκριμένο σκεπτικό επίλυσης προβλημάτων.

Συναισθηματικοί Στόχοι:

• Να καλλιεργήσουν τη διάθεση για συνεργασία.
• Να αναπτύξουν οικειότητα με τη χρήση του ρομποτικού εξοπλισμού στην εκπαίδευση.
• Να νιώσουν άνεση στον πειραματισμό με μεγαλύτερα προγράμματα.

Διαδικασία:

Αφόρμηση (10 λεπτά)

• Δείχνουμε τον μεσαίο κινητήρα.
• Παρουσιάζουμε την πίστα του πυρηνικού αντιδραστήρα.

1^η Δραστηριότητα (15 λεπτά)

• Εξηγούμε τον προγραμματισμό του μεσαίου κινητήρα.
• Δοκιμάζουμε τον προγραμματισμό του μεσαίου κινητήρα

2^η Δραστηριότητα (55 λεπτά)

• Οι μαθητές, δουλεύοντας συνεργατικά, αξιοποιούν τις προηγούμενες γνώσεις τους στους προγραμματισμό συνδυαστικά με τις σημερινές. Προγραμματίζουν το ρομπότ και δοκιμάζουν βήμα-βήμα τη διαδικασία στην πίστα.

Συμπέρασμα (10 λεπτά)

• Ανακεφαλαιώνουμε τις έννοιες - κλειδιά του μαθήματος.
• Παρακινούμε τους μαθητές να σκεφτούν εναλλακτικές λύσεις προγραμματισμού πέρα από αυτές που χρησιμοποίησαν.

Πρόσθετες πληροφορίες μαθήματος

Η πίστα του αντιδραστήρα μπορεί να κατασκευαστεί είτε με κομμάτια kit εκπαιδευτικής ρομποτικής, είτε με απλά υλικά. Στο συγκεκριμένο βίντεο ο αντιδραστήρας έχει 4 αισθητήρες, που του επιτρέπουν να αλληλεπιδράσει με το περιβάλλον. Για την ομαλή διεξαγωγή του σεναρίου η κάθε ομάδα θα μεταφέρει το ρομπότ της στον αντιδραστήρα και θα κάνει 3 δοκιμές. Στη συνέχεια, θα κάνει αλλαγές στον χώρο εργασίας της, επιτρέποντας στην επόμενη ομάδα να πάρει θέση.