STEAM μέσω BBC microbit. Αρχαίες κατασκευές, σύγχρονες υλοποιήσεις.

STEAM via BBC micro:bit. Ancient devices, modern implementations. (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Αλχαζίδου, Θεοφανώ
  3. Μεταπτυχιακή Εξειδίκευση στα Πληροφοριακά Συστήματα (ΠΛΣ)
  4. 25 Σεπτεμβρίου 2022 [2022-09-25]
  5. Ελληνικά
  6. 211
  7. Λαζαρίνης, Φώτιος
  8. Λαζαρίνης, Φώτιος | Φωκά, Αμαλία
  9. STEM | microbit:bbc | εκπαίδευση | σχέδια δράσης | εκπαιδευτική ρομποτική | αρχαίες κατασκευές
  10. 3
  11. 3
  12. 89
  13. Φωτογραφίες, πίνακες, διαγράμματα, προγραμματιστικός κώδικας
    • Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό να αναδείξει μέσω μιας βιβλιογραφικής ανασκόπησης, την ιστορία του όρου STEM, τα κίνητρα πίσω από την πλέον διαδεδομένη εισαγωγή του στα εκπαιδευτικά συστήματα πολλών χωρών ανά τον κόσμο, καθώς και τον τρόπο που οι ειδικοί της εκπαίδευσης προσεγγίζουν μια STEM διδασκαλία. Παρουσιάζονται οι διάφορες παραλλαγές του όρου STEM και παρατίθεται ο τρόπος που η STEM εκπαίδευση συσχετίζεται με την εκπαιδευτική ρομποτική. Παράλληλα, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του microbit:bbc μικροϋπολογιστή και των δυνατοτήτων του και τα οφέλη της χρήσης τους με αναφορά σε σχετικές έρευνες. Ακόμα, σκοπός της εργασίας είναι η παράθεση τεσσάρων εκπαιδευτικών σχεδίων δράσης, με γενικό θέμα την υλοποίηση ρομποτικών κατασκευών με τη χρήση του μικροϋπολογιστή microbit:bbc, εμπνευσμένες από συγκεκριμένες κατασκευές της αρχαιότητας. Ο κοχλίας του Αρχιμήδη, η Κούπα του Πυθαγόρα, ο Υδραυλικός Τηλέγραφος και το Ανεμολόγιο του Τιμοσθένη είναι οι τέσσερεις αρχαίες κατασκευές τις οποίες οι μαθητές καλούνται να γνωρίσουν και να μελετήσουν, παρατηρώντας τις STEM διαστάσεις τους. Κάθε σχέδιο δράσης αντιστοιχεί σε μία από τις κατασκευές και συνοδεύεται από την επεξήγηση και την ανάλυση της κατασκευής σε σχέση με τους δημιουργούς του, το ιστορικό τους πλαίσιο και τη χρησιμότητά τους. Περιγράφεται ακόμη, ο τρόπος με τον οποίο θα χρησιμοποιηθούν ένα ή δύο microbit:bbc προς μια σύγχρονη υλοποίηση των κατασκευών, αξιοποιώντας τόσο την ίδια την πλακέτα του μικροϋπολογιστή όσο και κάποια από τα πρόσθετα σε αυτήν εξαρτήματα. Γίνεται αναλυτική περιγραφή των σχεδίων δράσης των 7 διδακτικών ωρών το καθένα, με αναλυτικές λεπτομέρειες που αφορούν τον τρόπο, τον χώρο, το χρόνο, τις ενδεχόμενες δυσκολίες καθώς και τις υποκείμενες κάθε φορά θεωρίες μάθησης. Οι 3 πρώτες διδακτικές ώρες αφορούν τη γνωριμία των μαθητών με το ρομποτικό κόσμο, την εκπαιδευτική ρομποτική και το microbit:bbc. Ακολουθεί η γνωριμία των μαθητών με την κατασκευή και μέσω καθοδήγησης αναδεικνύονται οι συνδέσεις προς τη ρομποτική υλοποίηση. Τέλος, παρατίθενται τα αποτελέσματα της δοκιμής και αξιολόγησης των σχεδίων δράσης με σκοπό να αναδειχθούν τα θετικά αποτελέσματα τόσο της χρήσης του microbit:bbc όσο και της STEM προσέγγισης που ακολουθείται. Τα σχέδια δράσης θα μπορούν να αποτελούν μια επιπλέον προσθήκη στο αποθετήριο των STEM εκπαιδευτικών δημιουργιών.
    • This Diploma Thesis aims to outline through a literature review, the history of the STEM term, the motives behind the now widespread inclusion of STEM practices in the educational systems of many countries in the world, as well as the way that educators approach STEM education. Variations of the STEM term are presented and the way in which STEM education is associated with education robotics is analyzed. Alongside, the microbit:bbc microcomputer is briefly presented, regarding its potentials and the benefits of its use with references to relevant reports. Moreover, this thesis aims to present four educational action plans, under the general subject of robotic implementation with the use of the microbit:bbc microcomputer, inspired by specific ancient devices. Archimedes’ screw, Pythagoras’ Cup, the Windrose of Timosthenes and the Hydraulic Telegraph are the four ancient devices which students are called to get acquainted with and study, by observing the STEM dimension of theirs. Each lesson plan corresponds to one of the devices and is accompanied by the explanation and analysis of the device, in reference to their historical context, their creators and their utility. This analysis is followed by the explanation of the way one or two micro:bits are going to be used towards one contemporary implementation of them, by taking advantage of the microbit:bbc board and some microbit:bbc add-ons as well. A detailed description of the educational action plans consisting of seven teaching hours each is given, regarding the way, space, time and the potential difficulties, as long as the correspondent underlying learning theories. The three first teaching hours concern the acquaintance of students with the robotic world, educational robotics, and the microbit:bbc microcomputer. The rest teaching hours are dedicated to the students’ acquaintance of the ancient device and through guidance, the connections toward the robotic implementations are made. Finally, the results of testing and evaluating the educational plans are presented with the aim of showing the positive results of using the microbit:bbc board and the STEM approach as well. The educational plans are aimed to become an addition in the educational STEM repository.
  15. Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 4.0 Διεθνές