Ρομποτική: Τι ακριβώς είναι και γιατί πρέπει να εμπλακούν τα παιδιά

Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μία μεγάλη δραστηριοποίηση των παιδιών στην εκπαιδευτική Ρομποτική, τόσο στην Ελλάδα όσο και διεθνώς. Προσπαθώντας να «αποκρυπτογραφήσουμε» το φαινόμενο, ξεκινήσαμε αρχικά ρωτώντας γύρω μας, γονείς και παιδιά, τι είναι αυτό που τελικά αντλούν από τη Ρομποτική.

Για κάθε απάντηση που παίρναμε, μας γεννιόντουσαν πολλαπλές νέες ερωτήσεις! Σαν να μην έφτανε αυτό, για το ίδιο ερώτημα παίρναμε διαφορετικές απαντήσεις, όπου όλες έμοιαζαν σωστές και λογικές αλλά ήταν τελείως διαφορετικές μεταξύ τους! Τι είναι STEM; Τι είναι Ρομπότ; Τι είναι Εκπαιδευτική Ρομποτική;

Γιατί κάποιος να κάνει Ρομποτική, σε ποια ηλικία πρέπει να ξεκινήσει, τι μπορεί να πάει λάθος, πώς καταλαβαίνουν οι γονείς (που κατά κανόνα δεν ξέρουν από αυτά) αν το παιδί μαθαίνει και τι, ποιος και πώς πρέπει να διδάσκει τα παιδιά Ρομποτική, τελικά η Ρομποτική είναι μέθοδος για να δείξουν τα παιδιά τις δεξιότητές τους ή μέσω της Ρομποτικής τα παιδιά δημιουργούν τις δεξιότητές τους;

Σταματάμε εδώ, στο πρώτο κύμα των ερωτήσεων, διότι στην συνέχεια προκύπτουν πολλαπλάσιες. Δέκα φίλους και γνωστούς ρωτούσαμε, δώδεκα διαφορετικές απαντήσεις παίρναμε!

Αποφασίσαμε να ξεμπλέξουμε (κατά το δυνατόν…) το κουβάρι αυτό.

«Τα παιδιά στην Εκπαιδευτική Ρομποτική εκτός από τη γνώση και κατανόηση σε καθένα από τα πεδία του STEM, τελικά μαθαίνουν να κάνουν πράγματα που τα ρομπότ δεν θα κάνουν ποτέ (!) όπως δημιουργικότητα, διαπροσωπικές σχέσεις και επίλυση πρωτότυπων προβλημάτων. Και βέβαια μην ξεχνάμε και τη διασκέδαση!»

Ας ξεκινήσουμε με μερικούς ορισμούς. Τι είναι Ρομποτική;

Ρομποτική είναι η διαθεματική τομή της επιστήμης, της τεχνολογίας και της μηχανικής που παράγει ρομπότ.

Τι, Ρομποτική είναι μόνο αυτό;

Ναι, μόνο αυτό! Εννοείται ότι γνωρίζουμε τι είναι επιστήμη, τεχνολογία και μηχανική. Αναλυτικότερα, στη Ρομποτική, σε ένα διεπιστημονικό πεδίο Μηχανολόγων Μηχανικών, Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστημόνων Πληροφορικής, γίνεται ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η εφαρμογή των Ρομπότ και των σχετικών συστημάτων υπολογιστών για τον έλεγχό τους αλλά και για την επεξεργασία των πληροφοριών τους.

Τέλος, Ρομπότ είναι μηχανές που αλληλοεπιδρώντας με το περιβάλλον τους με προγραμματισμένες εργασίες και μέθοδο, συνήθως αντικαθιστούν/αναπαράγουν ανθρώπινες ενέργειες (ανιαρές, επικίνδυνες, δύσκολες).

Και τι είναι Εκπαιδευτική Ρομποτική;

Είναι ένα σύγχρονο ομαδοσυνεργατικό περιβάλλον μάθησης στο οποίο οι συμμετέχοντες παρακινούνται με το σχεδιασμό και την κατασκευή δημιουργιών σε δραστηριότητες που έχουν νόημα για τους ίδιους. Το Ρομπότ αποτελεί μία ιδανική τέτοια δημιουργία και κατασκευή, με στόχο την ανάπτυξη και εξέλιξη πρακτικών, διδακτικών, γνωσιακών και εφαρμοσμένων δεξιοτήτων από τους κατασκευαστές του.

Και το STEM; Τι ακριβώς είναι;

Science, Technology, Engineering, Mathematics: η διεπιστημονική προσέγγιση στις Επιστήμες, την Τεχνολογία τη Μηχανική και τα Μαθηματικά – η προσέγγιση στη μάθηση όπου όλες οι έννοιες παρουσιάζονται και δουλεύονται μαζί, ταυτόχρονα, την ίδια ώρα στο ίδιο διαθεματικό εργαστήριο και σε συνδυασμό με εξεύρεση διαφορετικών λύσεων σε πραγματικά προβλήματα από την καθημερινότητά μας.

Τα παιδιά, πώς τα καταλαβαίνουν αυτά; Δεν είναι εύκολα, σωστά;

Φυσικά και δεν είναι – μάλιστα αποτελεί αυξημένο καθήκον των καθηγητών που διδάσκουν Ρομποτική να τα δώσουν σωστά στα παιδιά. Πώς θα κατορθώσουμε ώστε η Ρομποτική να αποτελέσει την κινητήριο δύναμη που «εξάπτει» τους μαθητές μας για καθένα από τα πεδία του STEM, γνωρίζοντας καθηγητές και παιδιά σε ποιο πεδίο βρίσκονται κάθε στιγμή όταν σχεδιάζουν, δημιουργούν και προγραμματίζουν τις κατασκευές τους; Να τονίσω εδώ ότι το να κατανοηθεί το ερώτημα αυτό είναι δυσκολότερο από την απάντησή του!

Να πούμε ένα παράδειγμα του στόχου των εργαστηρίων;

Στόχος να σχεδιάζουμε εργαστήρια στα οποία τα παιδιά θα ικανοποιούν την εκ φύσεως προδιάθεσή τους να ανακαλύψουν την επιστήμη, την τεχνολογία και τη μηχανική ενώ παράλληλα θα αναπτύσσουν τη δημιουργική τους ευφυία.

Αρχικά, ανατίθεται το project της ημέρας. Γίνεται σχέδιο,project plan, μεθοδολογία, μηχανικά θέματα, ηλεκτρολογικά θέματα, software και όλοι συμμετέχουν ισοδύναμα.

Στη συνέχεια, τα παιδιά δουλεύουν σε ομάδες με συνεχή και ενεργή καθοδήγηση από έμπειρους εισηγητές στον τομέα, κατ’ απόλυτη αναλογία με τη συμμετοχή σε αθλητικές δραστηριότητες (!!!), ασκώντας το μυαλό και τη σκέψη τους σε ένα σωστά σχεδιασμένο περιβάλλον Εκπαιδευτικής Ρομποτικής. Ο εισηγητής φροντίζει ώστε όλες οι ομάδες να δουλεύουν «σαν ρολόι» και όλα τα μέλη τους να είναι ενεργά.

Κατόπιν γίνεται τελικός έλεγχος της κατασκευής. Σταματά η ανάπτυξη (πολύ σημαντικό και πάρα πολύ δύσκολο να το κάνουν τα παιδιά) και δοκιμάζονται οι μηχανικές και οι προγραμματιστικές ιδιότητες του μοντέλου μας πριν το παρουσιάσουμε.

Τέλος, οι ομάδες παρουσιάζουν το έργο τους και έρχονται σε δημιουργική αντιπαράθεση.

Να περιγράψουμε ένα εργαστήριο; Τι κάνουν τα παιδιά, μικρά και μεγάλα;

– Ο Γιώργος, η Ιωάννα και ο Παναγιώτης, 5-7 ετών, κατασκευάζουν μια μηχανική τραμπάλα, η οποία δεν είναι συμμετρική αλλά μετακινείται ανάλογα με το βάρος των παιδιών ώστε να ισορροπεί πάντα. Παρατηρούν ότι …

– Η Δέσποινα, ο Χάρης και ο Ιάσονας, 7 – 9 ετών, ετοιμάζονται για την παρουσίαση του καταπέλτη τους και σε μια απότομη κίνηση, τους κόβεται ο ιμάντας! Χωρίς άγχος, βγάζουν δύο γρανάζια και αντί για τροχαλία …

– Ο Άγγελος, η Νεφέλη, και η Ιωάννα, 8 – 11 ετών, έχουν φτιάξει και παρουσιάσει το Ρομπότ τους που σηκώνει τη γέφυρα όταν περνά το πλοίο. Θέλουν να το βελτιώσουν ώστε αν το πλοίο σταματήσει, ή αν η γέφυρα χαλάσει, να …

– Ο Σταύρος, ο Αναστάσης και η Ευγενία, 12 – 14 ετών, ανακαλύπτουν ότι ο αλγόριθμος για το Ρομπότ τους που βρίσκει την έξοδο από λαβυρίνθους, έχει ένα bug αν οι τοίχοι του λαβύρινθου δεν σχηματίζουν ορθή γωνία, οπότε …

– Ο Γιάννης η Μαρία και ο Δημήτρης, 12-14 ετών, ετοιμάζονται να δοκιμάσουν το δικό τους A.I. Ρομπότ, εναντίον του Ρομπότ της Έφης, του Νίκου και του Γιώργου. Μετά από την «εύκολη νίκη» με τον αναδρομικό αλγόριθμο για την τρίλιζα, τώρα θα αγωνιστούν στο Score4 και ο αλγόριθμός τους με τα binary trees …

– Η Σοφία, ο Νεκτάριος και ο Peter, 13 – 15 ετών, θα αποδείξουν πειραματικά το πυθαγόρειο θεώρημα χρησιμοποιώντας ένα αυτοκίνητο που κινείται στις πλευρές ενός ορθογωνίου τριγώνου. Με τη χρήση τριγωνομετρικών αριθμών και με δεδομένη ταχύτητα, υπολογίζουν την απόσταση …

Τι σκέφτεστε; Σας έχασα.

Εεε, ας αφήσω τα υπόλοιπα. Αυτό με την τραμπάλα, θα το κάνουν εξάχρονα; Πώς γίνεται;

Θέλετε τη λύση, ή να μάθουμε τι κάνουν όλα τα μηχανικά εξαρτήματα πρώτα, μόνα τους και σε συνδυασμό μεταξύ τους; Έτσι θα το μάθουν και έτσι θα το δημιουργήσουν «τα εξάχρονα». Μπείτε στην παρουσίασή τους και θα το διαπιστώσετε!

Πού είναι τα πεδία του STEM στα παραπάνω εργαστήρια;

Έχουμε αφήσει το ερώτημα του τι είναι Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική, και Μαθηματικά. Δεν είναι εύκολη η απάντηση, είναι όμως βασικό να το κατανοήσουν όλα τα παιδιά.

Επιστήμη είναι η γνώση και η συστηματική προσπάθεια απόκτησής της μέσω παρατήρησης και πειραματισμού. Τεχνολογία είναι η συλλογή τεχνικών, δεξιοτήτων, μεθόδων και διαδικασιών που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή αγαθών ή υπηρεσιών ή στην επίτευξη στόχων, όπως η επιστημονική έρευνα. Μηχανική είναι η τέχνη που εφαρμόζει με πειθαρχία την επιστημονική θεωρία για το σχεδιασμό την ανάπτυξη και την ανάλυση τεχνολογικών λύσεων. Μαθηματικά είναι η συστηματική μελέτη και γνώση των αριθμών, των δομών, του χώρου μας και πως αυτά μεταβάλλονται και αλληλεξαρτώνται.

Στα μικρά παιδιά λέμε ότι ο Επιστήμονας παράγει γνώση, ο Τεχνολόγος εργαλεία και ο Μηχανικός τα κάνει όλα πράξη! Στα μεγάλα λέμε ακριβώς τα παραπάνω «πολύπλοκα». Τα εισπράττουν μια χαρά και τα κατανοούν σε βάθος. Και χαίρονται γι’ αυτό γιατί καταλαβαίνουν ότι μαθαίνουν.

Και πώς τα καταλαβαίνουν τα παιδιά όλα αυτά σε κάθε πεδίο του STEM;

Είναι παιδιά, οπότε με παραδείγματα για καθένα πεδίο του STEM σε κάθε πείραμά μας!

Science: Υπόθεση και απόδειξη, Πειραματικός σχεδιασμός, παρατήρηση, πρόβλεψη, συλλογή στοιχείων και ερμηνεία, Μετρήσεις απόστασης χρόνου και ταχύτητας, Αλγόριθμοι και Προγραμματισμός.

Technology: Γρανάζια, κίνηση, περιστροφή, δυνάμεις, αισθητήρες κίνησης ήχου φωτός χρώματος, αρχές συναρμολόγησης και κατασκευής μηχανών.

Engineering: Παράθεση δημιουργικών ιδεών, αιτιολόγηση με στοιχεία, ανάλυση, διόρθωση, βελτίωση, σχεδιασμός, προδιαγραφές, διαχείριση έργου, συγγραφή οδηγιών, έρευνα, προετοιμασία για παρουσίαση. (Προσοχή: Άλλο Engineering, άλλο Mechanics!)

Mathematics: Εφαρμογή αριθμητικής, άλγεβρας και γεωμετρίας στην πράξη, με συγκεκριμένες κατασκευές που άλλοτε απαιτούν ακρίβεια, άλλοτε αφηρημένο και άλλοτε ποσοτικό συλλογισμό. Μελέτη τυχαιότητας, χρήση μεταβλητών και συναρτήσεων, στατιστική ανάλυση δεδομένων (για τα μεγάλα παιδιά).

Δεν είναι δύσκολα όλα αυτά; Δεν είναι πολλές οι έννοιες;

Μπείτε σε μια τυχαία παρουσίαση των παιδιών μας, ανεξαρτήτως ηλικιών, και διαπιστώστε το ο ίδιος. Κάντε τους ερωτήσεις και αφήστε να σας κάνουν κι αυτά στη συνέχεια. Θα δείτε πως θα μάθετε ό ίδιος πράγματα για αυτά που βλέπετε γύρω σας. Η δουλειά μας είναι να κάνουμε στα εργαστήριά μας τα δύσκολα εύκολα.

Και πώς «βελτιώνονται» τα παιδιά; Τι πετυχαίνουμε;

Τεράστιο θέμα. Επιγραμματικά, πετυχαίνουμε τα εξής:

– Θεαματική ανάπτυξη της διαίσθησης. Τα παιδιά δρουν ως εφευρέτες και ανακαλύπτουν μέσα από τη δικιά τους προσέγγιση, τις λύσεις σε γνωστά προβλήματα και έργα.

– Τόνωση του ενδιαφέροντος σε εφαρμοσμένες τεχνολογίες Μαθηματικών, Επιστήμης Υπολογιστών και Μηχανικής.

– Ενδυνάμωση δεξιοτήτων έρευνας, επίλυσης πρωτότυπων προβλημάτων, ικανοτήτων παρουσιάσεων, δημιουργικότητας και περιγραφής (γραπτής και προφορικής).

– Ανάπτυξη σε πεδία όπως η Γλώσσα (Γραπτός και προφορικός λόγος), στο Συναισθηματικό πεδίο (βελτίωση της αυτοεκτίμησης και αυτοπεποίθηση) αλλά και στο Κοινωνικό πεδίο (βελτίωση της κοινωνικοποίησης, συνεργασία και ανταλλαγή ιδεών).

Η Ρομποτική έχει τη δυνατότητα να ανέλθει στην κορυφή των μαθησιακών μεθόδων, με αποτέλεσμα να καλλιεργούνται και να αναπτύσσονται δεξιότητες που χρειάζονται όχι μόνο σε πεδία θετικών επιστημών, αλλά απαιτούνται και σε πολλά άλλα επαγγελματικά πεδία. Οι ικανότητες που θα αποκτηθούν, επίσης θα εφαρμόζονται «φυσικά» σε απλά προβλήματα της καθημερινής ζωής!
Όλα αυτά, με την προϋπόθεση να διδάσκεται σωστά, με στόχο τα παιδιά και τίποτε άλλο!

Επιμένετε σε αυτό. Τι εννοείτε;

Για να διδάξεις τα πεδία του STEM σωστά σε όλες τις ηλικίες, βασική προϋπόθεση είναι να τα έχεις διδαχθεί ό ίδιος σωστά στην τριτοβάθμια εκπαίδευσή σου, δηλαδή να έχεις κάποιο προπτυχιακό ή μεταπτυχιακό τίτλο σε τουλάχιστον ένα από τα πεδία του STEM και φυσικά να ήθελες συνειδητά να το σπουδάσεις αυτό! Εάν και εφόσον έχεις κατακτήσει τη γνώση, ακολουθεί το επόμενο βήμα: να «έχεις μεταδοτικότητα».
Τέλος ο στόχος είναι να μπορείς κάνεις τα παιδιά δημιουργούς και όχι χρήστες.

Δύσκολο και γι’ αυτό είναι και μαγικό όταν τα παιδιά το καταλαβαίνουν. Γιατί το καταλαβαίνουν μια χαρά, να είστε σίγουρος. Ξέρετε, βασική αιτία που πολλά παιδιά «εγκαταλείπουν» ή «δεν τους αρέσει» η Ρομποτική είναι όταν τα μετατρέπουν σε παθητικούς χρήστες εντυπωσιακών μηχανημάτων και όταν τα παιδιά ανακαλύπτουν ότι ξέρουν περισσότερα από αυτόν που θεωρητικά τους μαθαίνει. Τα παιδιά θέλουν δημιουργία. Δεν τα κοροϊδεύεις!

Δυσκολεύει το θέμα! Οπότε πώς επιλέγουμε που να κάνουμε Ρομποτική;

Ίσα ίσα είναι πολύ εύκολο! Ρωτάτε ποιοι και πως σχεδιάζουν τα εργαστήρια και ποιοι, πώς διδάσκουν και με ποιους ακριβώς στόχους.

Ωραία. Και πώς τελικά θα καταλάβω αν το παιδί μαθαίνει;

Θα το καταλάβει και θα σας το δείξει το παιδί με τον τρόπο του.

Αν παρατηρήσετε ότι στο παιδί σας αλλάζει ο τρόπος σκέψης και θεώρησης του κόσμου και αν ψάχνει να βρει τις αιτίες πίσω από αυτά που συμβαίνουν γύρω του, και σας ρωτά γι’ αυτά, τότε αυτό είναι πολύ καλή ένδειξη.

Κάτι άλλο;

Είναι σημαντικό να κλείσουμε με αυτό: Mέσω της Ρομποτικής τα παιδιά έχουν ένα τρόπο να έλθουν σε επαφή σωστά και ταυτόχρονα με τεχνολογία, επιστήμη, μηχανική και μαθηματικά. Να καταλάβουν τι είναι το καθένα και να το ακολουθήσουν ή να το απορρίψουν συνειδητά σαν ενασχόληση και καριέρα.

Ξέρετε πόσοι δεν διαλέγουν να σπουδάσουν κάτι που πραγματικά θα διέπρεπαν σε αυτό και δεν το κάνουν διότι π.χ. «τους φόβισαν τα Μαθηματικά»

Ξέρετε, πόσοι διαλέγουν να σπουδάσουν κάτι και το εγκαταλείπουν γιατί άλλο νόμιζαν ότι είναι και άλλο βλέπουν στην πράξη;

Γιατί νομίζετε ότι π.χ. υπάρχουν άνεργοι μηχανικοί ενώ υπάρχουν τόσες κενές θέσεις εργασίας για μηχανικούς;

Η ρομποτική αν διδαχθεί σωστά,

– λύνει όλα αυτά τα θέματα και κλείνει το χάσμα δεξιοτήτων που τόσος λόγος γίνεται
– καλλιεργεί σιγά σιγά όλες τις αναγκαίες δεξιότητες του 21ου αιώνα
– προετοιμάζει τα παιδιά για την πολυπλοκότητα των προκλήσεων που τους περιμένουν αλλά και για θέσεις εργασίας που δεν υπάρχουν σήμερα
– μην ξεχνάτε: bonus η διασκέδαση!

Περισσότερα γράφουμε στο https://www.citylab.gr

ΣΧΟΛΙΑ