 |
Physical computing –
Wikipedia - en.wikipedia.org |
Κατά τη Microsoft, o όρος Physical Computing αναφέρεται στη χρήση απτών, ενσωματωμένων διαδραστικών συστημάτων (interactive systems) που βασίζονται σε μικροελεγκτές και μπορούν να αισθανθούν τον κόσμο γύρω τους με αισθητήρες (sensors) ή/και να ελέγχουν εξόδους όπως LEDs, οθόνες και κινητήρες (actuators-ενεργοποιητές).
Στο Video που ακολουθεί παρουσιάζεται το ελεύθερο λογισμικό Tracker video analysis and modeling tools. Το συγκεκριμένο λογισμικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους μαθητές, στο πλαίσιο του project Assessment Transversal Skills 2020, για αύξηση της κομβικής δεξιότητας του ψηφιακού γραμματισμού. Η υπολογιστική σκέψη είναι απαραίτητη προϋπόθεση από την πλευρά του εκπαιδευτικού για σχεδιασμό της εφαρμογής που περιγράφεται στο video.
Θα εισαγάγουμε μια νέα ορολογία στην ελληνική πραγματικότητα της εκπαιδευτικής διαδικασίας με μεθοδολογία STEM. Το μοντέλο 5Ε. Τα 5Ε προκύπτουν από τις Αγγλικές λέξεις Engage, Explore, Explain, Elaborate και Evaluate, (σε ελεύθερη μετάφραση: Ενδιαφέρομαι, Εξερευνώ, Εξηγώ, Επεξεργάζομαι, Εκτιμώ).
Στη συνέχεια παρατίθενται σκέψεις του Bloger για τις δυνατότητες που πρέπει να περιλαμβάνουν τα προγράμματα σπουδών STEM :
Αυτά πρέπει να έχουν ως οδηγό την επίλυση προβλήματος, την ανακάλυψη και την διερευνητική μάθηση. Απαιτεί από τους μαθητές να εμπλακούν ενεργά προκειμένου να βρουν λύσεις.
 |
Με αυτήν την ανάρτηση θα προσπαθήσουμε συνοπτικά να απομακρύνουμε τυχόν παρανοήσεις γύρω από την εφαρμογή της καινοτόμου διδακτικής διαδικασίας με προσέγγιση STEM. Με μία απλή αναζήτηση στο διαδίκτυο θα συναντήσετε πολλούς εκπαιδευτικούς πόρους γύρω από αυτήν την μεθοδολογία, θα πρέπει όμως να έχετε υπόψη σας τα παρακάτω: Αν κάποιος αναφέρει ότι αυτό που προτείνει είναι "STEM" ή "STEAM" δεν σημαίνει ότι είναι πραγματικά STEM ή STEAM. Ως παράδειγμα, προτρέπουμε να ρίξετε μια ματιά στην ανάρτησή μας για το αν ότι η ρομποτική είναι STEM: http://sv1ahh1.blogspot.com. Αν εντοπίσετε σε κάποια σελίδα μια ιδέα STEM που κάνει τους μαθητές να μπουν κατευθείαν στην κατασκευή, σίγουρα δεν είναι STEM.
Είμαστε από τους πρώτους στην Ελλάδα και παγκοσμίως που αναφέρουμε τον όρο STEAME, αυτό αποδεικνύεται εύκολα με αναζήτηση στο διαδίκτυο του συγκεκριμένου αρκτικόλεξου.
Το STEAME είναι μία καινοτόμος διδακτική διαδικασία που αναπτύσσει ένα πρωτότυπο σχέδιο σχολικής δράσης συμπεριλαμβάνοντας και ενοποιώντας την Επιχειρηματικότητα στο STEAM, έχοντας την ανάγκη παρουσίασης νέων δυναμικών διαδραστικών αναλυτικών προγραμμάτων σπουδών που θα περιλαμβάνουν καινοτόμες δραστηριότητες δημιουργικότητας.
Στην ανάρτηση αυτή παρουσιάζουμε την πλατφόρμα Europeana ώστε να γίνει γνωστή στη χώρα μας προκειμένου να χρησιμοποιηθεί από τους εκπαιδευτικούς στη μεθοδολογία STEM αφού το υλικό που υπάρχει είναι ελεύθερο για χρήση και σε συνδυασμό με την φαντασία μας μπορεί να είναι ένας πολύ καλός οδηγός για καινοτόμες δράσεις σε πολλά μαθήματα. Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε ιδιαιτέρως για τη ευγενική χορήγηση των πληροφοριών αυτών το Europeana MOOC, i.e., Content provided by the Europeana 'Digital Education with Cultural Heritage': Digital Education with Cultural Heritage Rerun | European Schoolnet Academy
Από τον Οκτώβρη του 2021 έως την 1η Δεκεμβρίου
2021 διεξήχθησαν δύο πολύ σημαντικά και ενδιαφέροντα σεμινάρια, με εξ
αποστάσεως εκπαίδευση, από την Ακαδημία της Κομισιόν, για εκπαιδευτικούς
πρωτοβάθμιας και δευτεροβάθμιας (αντίστοιχα) και τα οποία είχαν ως θέμα
την εφαρμογή της μεθοδολογίας STEM στην εκπαιδευτική διαδικασία. (Με click στις φωτο μεγεθύνονται).
Σε κάθε επαγγελματική δραστηριότητα παράγονται προϊόντα, άυλα ή υλικά. Τα προϊόντα που παράγονται κατά την εκπαιδευτική διαδικασία είναι ακριβώς τα ίδια (άυλα ή υλικά). Η μάθηση μπορεί να είναι ένα φυσικό ή κάποιο ψηφιακό τεχνολογικό αποτέλεσμα που έχει δημιουργηθεί από τους μαθητές/σπουδαστές κατά τη διάρκεια μιας διδασκαλίας με ένα διδακτικό ψηφιακό σενάριο (LS).
Η Συνδυασμένη Εκμάθηση Επιστημονικού Αντικειμένου και Ξένης Γλώσσας (Content and Language Integrated Learning - CLIL) είναι μια προσέγγιση για την εκμάθηση περιεχομένου μέσω μιας πρόσθετης γλώσσας, διδάσκοντας έτσι τόσο το θέμα όσο και τη γλώσσα. Είναι μια διδακτική ιδέα, στην οποία ένα επιστημονικό αντικείμενο διδάσκεται σε ξένη γλώσσα πάντα όμως με μεθοδολογία STEM.
Η διερευνητική μάθηση [Inquiry-Based Science Education (IBSE)] που βασίζεται στην έρευνα είναι ζωτικής σημασίας στη διδασκαλία με μεθοδολογία STEM επειδή οι μαθητές εργάζονται πάνω σε πραγματικές λύσεις, σε προβλήματα, ή ερωτήματα διεξάγοντας έρευνα. (Έχουμε αναφερθεί λεπτομερώς στην ανάρτηση https://sv1ahh1.blogspot.com/2021/04/ibl-vs-ibse.html)
Η εκπαίδευση με μεθοδολογία STEM αναγνωρίζεται ως μια από τις βασικές προτεραιότητες στην Ευρώπη. Προτείνεται, με οδηγίες σε όλα τα κράτη μέλη της κοινότητας, να εφαρμοστούν προγράμματα σπουδών με προσέγγιση STEM.
.jpg)
Καταρχήν λίγα
εισαγωγικά λόγια για τους δυο βασικούς όρους που θα μας απασχολήσουν:
Η εκπαιδευτική
μεθοδολογία STEM ή
πιο απλά εκπαίδευση STEM δηλ. Science Technology Engineering Mathematics (= Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική και Μαθηματικά) είναι
μια ουσιαστική πτυχή της σύγχρονης κοινωνίας.
04/09/2023
Είστε δυναμικός, με κίνητρο και δημιουργικός δάσκαλος ή εκπαιδευτικός; Ενδιαφέρεστε να συμμετάσχετε στο STEM Scientix Ambassadors Panel; Οι αιτήσεις είναι πλέον ανοιχτές.
INCLUSIVE STEM LEARNING
ENVIRONMENTS: CHALLENGES AND SOLUTIONS
Μία εξαιρετική συνεργασία 16 επιστημόνων και
ειδικών στο STEM είχε ως αποτέλεσμα το επιστημονικό άρθρο 19 σελίδων που δημοσιεύθηκε φέτος το 2023 και βρίσκεται
στη διεύθυνση: https://www.scientix.eu/
Τα κύρια σημεία που επικεντρώνεται η εργασία αυτή και που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την επίτευξη ενός περιεκτικού περιβάλλοντος μάθησης STEM είναι:
H επιστημονική ομάδα της Πρωτοβουλίας SCIENTIX μας εξέπληξε ακόμη μία φορά ετοιμάζοντας ένα εξαιρετικό 20σέλιδο με πληροφορίες όπως:
Εκδόθηκε πρόσφατα μία υπέροχη εργαλειοθήκη σε ψηφιακή μορφή 61 σελίδων. Διατίθεται δωρεάν και μάλιστα στα ελληνικά με προσεγμένη μετάφραση. Περιέχει παραδείγματα πολλών εργαλείων πληροφορικής που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου δημιουργίας και υλοποίησης των πρωτοβουλιών της επιστήμης των Πολιτών (Citizen Science - CS) στο πλαίσιο της μεθοδολογίας STEM. Η Επιμέλεια του βιβλίου έγινε από το Institute of Geophysiscs, Polish Academy of Sciences.
Λόγω του ότι χρειαζόμαστε πολλές φορές να ανατρέξουμε ή να δώσουμε φωτοτυπίες σε μαθητές για να μπορέσουν να οδηγηθούν στο ψηφιακό διδακτικό σενάριο ή να μελετήσουν στο σπίτι θα πρέπει να έχουμε υπόψη μας μερικά σημαντικά πράγματα για το θέμα των πνευματικών δικαιωμάτων των δημιουργών, συγγραφέων, αρθρογράφων κ.λπ... Το Ευρωπαϊκό Παρατηρητήριο για τις Παραβιάσεις των Δικαιωμάτων Πνευματικής Ιδιοκτησίας είναι ένα δίκτυο εμπειρογνωμόνων και ειδικών ενδιαφερομένων και στη σελίδα του αναφέρει στα ελληνικά ότι πρέπει να γνωρίζουμε «για να έχουμε το κεφάλι μας ήσυχο»… https://euipo.europa.eu/
Το διάσημο πλέον Ινστιτούτο Μηχανικής και Τεχνολογίας με κύρια έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο έχει εξαιρετική ιστοσελίδα στη διεύθυνση: https://education.theiet.org/secondary/
Σε αυτήν διαθέτει δωρεάν εκπαιδευτικά αντικείμενα, σχέδια μαθήματος, εκπαιδευτικούς πόρους διδασκαλίας, φυλλάδια, κλιπ ταινιών και δραστηριότητες για την εκπαιδευτική διαδικασία με μεθοδολογία STEM εντός και εκτός τάξης. Ένα άλλο σημαντικό σημείο είναι ότι όλα αυτά απευθύνονται σε μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης ηλικίας 11-19.
 |
| Κατασκευή Blogger Μοντέλο ανεμογεννήτριας με Arduino. |
Αυτή η ανάρτηση είναι από τις πρώτες αναφορές στην χώρα μας για το θέμα της Επιστήμης των Πολιτών (Citizen Science - C.S.) σε συνδυασμό με το STEM.. Είναι γεγονός ότι υπάρχει έλλειψη ειδικευμένου εργατικού δυναμικού STEM στην Ευρώπη, όπως αναφέρεται στη σελίδα της Κομισιόν, η αναφορά μας γίνεται για τους (STEM Workers). Υπάρχει πραγματική ανάγκη για καινοτόμες προσεγγίσεις για την απομυθοποίηση της επιστήμης, την αύξηση των κινήτρων των μαθητών προς τα μαθήματα STEM και την παροχή κατάρτισης εκπαιδευτικών σε νέους τρόπους εισαγωγής της επιστήμης στην τάξη.
Δεν αναφερόμαστε στην Ελλάδα και την εφαρμογή του STEM για να μην εκτεθούμε...
 |
| Από πειραματισμούς του Blogger. |
Όλες οι φωτογραφίες είναι απo εργασίες του
Blogger με Lego Mindstorms EV3 (541 pcs).
Το ρομπότ μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην εκπαίδευση (Πρωτοβάθμια, Δευτεροβάθμια και Τριτοβάθμια) αλλά και εκτός σχολείου ως ένα αποτελεσματικό εργαλείο για την ανάπτυξη γνωστικών δομών από τα παιδιά.
Το PhotoMath είναι μια δωρεάν εφαρμογή διδασκαλίας μαθηματικών τεχνητής νοημοσύνης (AI) που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στη μεθοδολογία STEM. Στην ΑΙ έχουμε αναφερθεί εκτενώς στην ανάρτησή μας που βρίσκεται στη διεύθυνση: http://sv1ahh1.blogspot.com Με απλά λόγια, φωτογραφίζουμε την εξίσωση με το κινητό ή το tablet και αμέσως έχουμε αναλυτικά τη λύση της στην οθόνη αυτού και μάλιστα με γραφικές παραστάσεις.
Οι Πρεσβευτές STEM της πρωτοβουλίας της Scientix προωθούν τη μεθοδολογία αυτή στην εκπαιδευτική διαδικασία και ενημερώνουν σχετικά τους συναδέλφους τους, εκπαιδευτικούς όλων των ειδικοτήτων σε ολόκληρη την Ευρώπη.
Μετά την εγκατάσταση
του EJS σύμφωνα με τις οδηγίες που δόθηκαν στην ανάρτηση :
"Εγκατάσταση του Ελεύθερου Λογισμικού Easy Java Simulation"
παρουσιάζεται ένα παράδειγμα κατασκευής ενός μοντέλου προσομοίωσης στο Easy Java Simulation. Στο παράδειγμα αυτό υπολογίζεται το εμβαδόν του κύκλου με ακρίβεια δύο δεκαδικών χρησιμοποιώντας σαν δεδομένο την ακτίνα η οποία αυξομειώνεται από ένα γραμμικό ρυθμιστή «σύρτη».
Η τεχνητή νοημοσύνη (ΑΙ = Artificial
Intelligence) γίνεται
όλο και πιο διαδεδομένη στη χώρα μας, όμως στα σχολεία δεν γίνεται ούτε κουβέντα
για το θέμα αυτό.
Η διεθνής ορολογία της εισαγωγής της τεχνητής νοημοσύνης στα σχολεία είναι «AI to Schools». H AI είναι ένας συνδυασμός εκμάθησης μηχανής, ρομποτικής και αλγορίθμων.
Στο Στρατηγικό Σχέδιο Επαγγελματικής Εκπαίδευσης, Κατάρτισης, Δια Βίου Μάθησης και Νεολαίας 2022-2024 διαβάζουμε με έκπληξη στην παρακάτω ενότητα :
«2.3.5.1 Αναβάθμιση εξοπλισμού Ε.Ε.Κ. και Δ.Β.Μ.
Στο πλαίσιο αυτό έχει ήδη συμπεριληφθεί στο Τ.Α.Α. η ανανέωση και ο πλήρης εκσυγχρονισμός της υποδομής εργαστηριακού εξοπλισμού για 117 Εργαστηριακά Κέντρα και Σχολικά Εργαστήρια για την εξυπηρέτηση των Ι.Ε.Κ., ΕΠΑ.Λ., Μεταλυκειακού έτους-τάξης Μαθητείας και Επαγγελματικών Σχολών Κατάρτισης, σύμφωνα με τα ισχύοντα τεχνολογικά πρότυπα.
O Ερατοσθένης είχε υπολογίσει την περίμετρο της Γης πριν από χιλιάδες χρόνια. Έζησε στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου.
Για να επαναλάβουμε με ορθότητα το πείραμα της μέτρησης της περιμέτρου της γης αλλά και της ακτίνας απαιτείται να επιλέξουμε την ημέρα που υπάρχει ισημερία.
Ισημερία συμβαίνει δύο φορές τον χρόνο και ορίζεται ως τις ημέρες που ο άξονας της γης ευθυγραμμίζεται παράλληλα με τον άξονα του ηλίου.
Στο πλαίσιο των ιδεών που θέλουμε να δώσουμε στους εκπαιδευτικούς για εφαρμογή εκπαιδευτικών λογισμικών σε μεθοδολογία STEM στην εκπαιδευτική διαδικασία, παρουσιάζουμε στο video το λογισμικό Mathematica της εταιρείας Wolfram σε μια εφαρμογή που υπολογίζει αυτόματα τον όγκο φορέα καταλύτη και σχεδιάζει το προφίλ δύο ειδών καταλυτικών μετατροπέων, κυλινδρικής και ελλειπτικής μορφής.
Η UbD είναι μια προσέγγιση Εκπαιδευτικού σχεδιασμού, όπου επικεντρώνεται στο σχεδιασμό του προγράμματος σπουδών, των αξιολογήσεων και των οδηγιών στην τάξη κοιτάζοντας το αποτέλεσμα. Είναι και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλα τα πεδία κατά τον προγραμματισμό.
Με οδηγό το Mooc: "STEAM_IT, Integrated STEM Teaching for Secondary Schools" θα διευκρινίσουμε τη διαφορά μεταξύ STEAM και STE(A)M. Όλες οι χώρες (ΝΑΙ όλες) έχουν συμπεριλάβει, εδώ και αρκετά χρόνια, τη μεθοδολογία STEM στα προγράμματα σπουδών των βαθμίδων εκπαίδευσης.
Το μοντέλο στη διδακτική είναι ένα εκπαιδευτικό αντικείμενο (φυσικό ή ψηφιακό) που αντιπροσωπεύει ένα σύστημα ενδιαφέροντος. Ένα μοντέλο είναι απλούστερο από το σύστημα που αντιπροσωπεύει, ενώ προσεγγίζει τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά του πραγματικού συστήματος όσο το δυνατόν πιο πλησιέστερα. Ένα καλό μοντέλο είναι μια συνετή ανταλλαγή μεταξύ ρεαλισμού και απλότητας.
Στο κεφάλαιο 1 του παραπάνω ηλεκτρονικού βιβλίου προτείνεται σαν εργαστηριακή άσκηση η χρήση των οργάνων που χρησιμοποιούνται στη διάγνωση βλαβών.
Η δασκαλοκεντρική μέθοδος διδασκαλίας σύμφωνα με τις κρατούσες εκπαιδευτικές αντιλήψεις είναι κάποιες φορές απαραίτητη, αλλά όχι πάντοτε, έτσι ώστε να θεωρηθεί αποκλειστική και αναντικατάστατη. Η νέα τάση στην εκπαίδευση τείνει προς τη διερευνητική και ανακαλυπτική μάθηση έτσι ώστε ο μαθητής να αποκτήσει βαθύτερη κατανόηση στο γνωστικό αντικείμενο το οποίο διδάσκεται. Ειδικότερα τα τεχνικά επαγγέλματα είναι εκ φύσης πολύπλοκα απαιτώντας από το μαθητή ποικίλες γνώσεις και δεξιότητες καθώς πρόκειται να τις χρησιμοποιήσει σε ένα δύσκολο και συχνά αρκετά απαιτητικό επαγγελματικό περιβάλλον.
Η θεωρία της διαφοροποιημένης μάθησης αναφέρεται στη σχετική βιβλιογραφία και την γενικότερη έρευνα για τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου σε σχέση με τη μάθηση. Οι σχετικές έρευνες έχουν δείξει ότι όταν η γνώση παρέχεται μέσα από διάφορες οδούς, τότε αναπτύσσονται περισσότεροι δενδριτικοί ατραποί πρόσβασης εντός του εγκεφάλου.
 |
| Διάγραμμα στην οθόνη του κινητού |
Στο πλαίσιο της μεθοδολογίας STEM μπορεί να χρησιμοποιηθεί application σε κινητό ή Tablet με λειτουργικό android για να γίνει ανάλυση της κίνησης κάποιου αντικειμένου που έχει καταγραφεί σε video. Η εφαρμογή που παρουσιάζεται έχει αναπτυχθεί από τον Blogger. Οι μαθητές βιντεοσκοπούν με το κινητό τους κάποιο σώμα που διαγράφει οποιαδήποτε κίνηση και στη συνέχεια το επεξεργάζονται στο ίδιο το κινητό με το free application "VidAnalysis Free". Η Vernier έχει αναπτύξει εφαρμογή για κινητές συσκευές Apple (iPhone, iPod touch, and iPad) το application αυτό έχει περισσότερες δυνατότητες από αυτό στο οποίο αναφερόμαστε σε αυτή την ανάρτηση για Android.
 |
| Click για μεγέθυνση. Σχεδιασμός προφίλ καταλύτη στο Octave. |
Το ελεύθερο λογισμικό Octave είναι παρόμοιο με το Mathematica. Οι δυνατότητες του είναι λιγότερες αλλά είναι ένα εξαιρετικό λογισμικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί επάξια ποικιλοτρόπως σε μεγάλο εύρος μαθημάτων διαφορετικών ειδικοτήτων. Η φαντασία μας θα πρέπει να δουλέψει...
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα σε υπολογισμούς, μοντελοποίηση ή σχεδιασμό εκπαιδευτικού αντικειμένου για προσάρτηση σε εκπαιδευτική διαδικασία με μεθοδολογία STEM.
