PIT AREA 1
Προγραμματισμός με Python/ Py Games-Car Race & Flappy Bird
Περιγραφή: Στο πλαίσιο του μαθήματος Programming Advanced 1 αποφασίσαμε με τους μαθητές να δημιουργήσουμε το παιχνίδι Race car με αγωνιστικά αυτοκίνητα ανάμεσα στα οποία πρέπει να κινηθεί ο οδηγός μας χωρίς να συγκρουστεί μαζί τους, αλλά και το παιχνίδι Flappy Bird, στο οποίο το Flappy Bird πρέπει να κινηθεί ανάμεσα στους σωλήνες.
Προγραμματιστικές προκλήσεις: οι προκλήσεις που αντιμετωπίσαμε ήταν να μπορούμε με τη χρήση λίστας να εμφανίζουμε τα αμάξια σε τυχαία λωρίδα, επιλέγοντας κάθε φορά τυχαίο αμάξι. Ακόμη, όσον αφορά το Flappy bird, μια πρόκληση ήταν να προγραμματίσουμε τους σωλήνες να κινούνται και το Flappy Bird να φτερουγίζει, δημιουργώντας τα δικά μας συμβάντα, η εκτέλεση των οποίων γινόταν σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα χωρίς το πάτημα συγκεκριμένου πλήκτρου από το χρήστη.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Για να αναπτύξουμε τα παιχνίδια μας χρησιμοποιήσαμε το περιβάλλον Pycharm και την πλατφόρμα Pygame. Ακόμη, η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιήσαμε ήταν η Python.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, χρήση παραμετροποιήσιμων συναρτήσε, χρήση βασικών προγραμματιστικών αρχών(ακολουθιακή εκτέλεση εντολών, επαναλήψεις, επιλογή), διαχείριση λογικών πράξεων και μεταβλητών, δημιουργία και διαχείριση λίστας, δημιουργία συμβάντων από τον χρήστη (USEREVENT), αποσφαλμάτωση
Προγραμματιστικές προκλήσεις: οι προκλήσεις που αντιμετωπίσαμε ήταν να μπορούμε με τη χρήση λίστας να εμφανίζουμε τα αμάξια σε τυχαία λωρίδα, επιλέγοντας κάθε φορά τυχαίο αμάξι. Ακόμη, όσον αφορά το Flappy bird, μια πρόκληση ήταν να προγραμματίσουμε τους σωλήνες να κινούνται και το Flappy Bird να φτερουγίζει, δημιουργώντας τα δικά μας συμβάντα, η εκτέλεση των οποίων γινόταν σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα χωρίς το πάτημα συγκεκριμένου πλήκτρου από το χρήστη.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Για να αναπτύξουμε τα παιχνίδια μας χρησιμοποιήσαμε το περιβάλλον Pycharm και την πλατφόρμα Pygame. Ακόμη, η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιήσαμε ήταν η Python.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, χρήση παραμετροποιήσιμων συναρτήσε, χρήση βασικών προγραμματιστικών αρχών(ακολουθιακή εκτέλεση εντολών, επαναλήψεις, επιλογή), διαχείριση λογικών πράξεων και μεταβλητών, δημιουργία και διαχείριση λίστας, δημιουργία συμβάντων από τον χρήστη (USEREVENT), αποσφαλμάτωση
Programming Beginner - Pirate Platforms
Περιγραφή: Στο πλαίσιο του μαθήματος Programming Beginner αποφασίσαμε με τους μαθητές να δημιουργήσουμε ένα παιχνίδι με πλατφόρμες, στο οποίο ο πειρατής θα πρέπει να αποφύγει τους εχθρούς και να συλλέξει όσα περισσότερα νομίσματα μπορεί μέχρι να φτάσει στον τερματισμό.
Προγραμματιστικές προκλήσεις: οι προκλήσεις που αντιμετωπίσαμε ήταν να μπορούμε να κινούμε τον πειρατή στις πλατφόρμες, οι οποίες άλλαζαν θέση, αλλά και να προγραμματίσουμε τους εχθρούς να εμφανίζονται σε συγκεκριμένες πίστες.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Για το πρόγραμμα μας χρησιμοποιήσαμε το περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού Scratch. Χρησιμοποιήθηκαν επαναλήψεις με συνθήκη, δομές επιλογής και myblock με παραμέτρους για την κίνηση του πειρατή. Ακόμη, χρησιμοποιήσαμε μεταβλητές για να ελέγχουμε το σκορ του παιχνιδιού, τις ζωές του πειρατή αλλά και το επίπεδο της πίστα στην οποία βρισκόμαστε.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, χρήση παραμετροποιήσιμων myblock, χρήση βασικών προγραμματιστικών αρχών (ακολουθιακή εκτέλεση εντολών, επαναλήψεις, επιλογή), διαχείριση λογικών πράξεων και μεταβλητών, αποσφαλμάτωση
Προγραμματιστικές προκλήσεις: οι προκλήσεις που αντιμετωπίσαμε ήταν να μπορούμε να κινούμε τον πειρατή στις πλατφόρμες, οι οποίες άλλαζαν θέση, αλλά και να προγραμματίσουμε τους εχθρούς να εμφανίζονται σε συγκεκριμένες πίστες.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Για το πρόγραμμα μας χρησιμοποιήσαμε το περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού Scratch. Χρησιμοποιήθηκαν επαναλήψεις με συνθήκη, δομές επιλογής και myblock με παραμέτρους για την κίνηση του πειρατή. Ακόμη, χρησιμοποιήσαμε μεταβλητές για να ελέγχουμε το σκορ του παιχνιδιού, τις ζωές του πειρατή αλλά και το επίπεδο της πίστα στην οποία βρισκόμαστε.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, χρήση παραμετροποιήσιμων myblock, χρήση βασικών προγραμματιστικών αρχών (ακολουθιακή εκτέλεση εντολών, επαναλήψεις, επιλογή), διαχείριση λογικών πράξεων και μεταβλητών, αποσφαλμάτωση
Προγραμματισμός στο Minecraft - Φτιάχνοντας τη δική μας πόλη
Περιγραφή: Στο πλαίσιο του μαθήματος Minecraft αποφασίσαμε με τους μαθητές να δημιουργήσουμε την δική μας πόλη από την αρχή με την βοήθεια του πράκτορα και του χτίστη. Κατασκευάσαμε δρόμους, πολυκατοικίες, πάρκο με σιντριβάνι και παγκάκια, ζωολογικό κήπο μέχρι και ανεμογεννήτριες, τις οποίες προγραμματίσαμε να κινούνται.
Προγραμματιστικές προκλήσεις: οι προκλήσεις που αντιμετωπίσαμε ήταν να χωρίσουμε κάθε μέρος του κτιρίου σε διαφορετικά προγράμματα (τοιχώματα, οροφή , πάτωμα, παράθυρα και πόρτα)και να τα προγραμματίσουμε να εκτελούνται σαν ένα πρόγραμμα. Όσο αφορά τους δρόμους, να προγραμματίσουμε τον πράκτορα να ελέγχει αν εντοπίζει συγκεκριμένο μπλοκ (π.χ γκρι σκυρόδεμα) για να τοποθετεί μπλοκ για τις διακεκομμένες γραμμές, διαφορετικά να σταματά να κινείται. Τέλος, να προγραμματίσουμε τις ανεμογεννήτριες να κινούνται και να εμφανίζονται σε συγκεκριμένες συντεταγμένες στον κόσμο του Minecraft.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Το πρόγραμμα κάθε αποστολής αναπτύχθηκε με το προγραμματιστικό περιβάλλον Make Code της Microsoft. Χρησιμοποιήθηκαν επαναλήψεις με συνθήκη, δομές επιλογής και συναρτήσεις για την κατασκευή των κτιρίων. Ακόμη, χρησιμοποιήθηκαν μεταβλητές για την αποθήκευση των συντεταγμένων του παίκτη στον κόσμο του Minecraft και μάθαμε πώς να σπάσε ένα πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα για να επιλυθεί πιο εύκολα.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, χρήση βασικών προγραμματιστικών αρχών(ακολουθιακή εκτέλεση εντολών, επαναλήψεις, επιλογή), διαχείριση λογικών πράξεων , διάσπαση προγράμματος σε υποπρογράμματα, συναρτήσεις, αποσφαλμάτωση
Προγραμματιστικές προκλήσεις: οι προκλήσεις που αντιμετωπίσαμε ήταν να χωρίσουμε κάθε μέρος του κτιρίου σε διαφορετικά προγράμματα (τοιχώματα, οροφή , πάτωμα, παράθυρα και πόρτα)και να τα προγραμματίσουμε να εκτελούνται σαν ένα πρόγραμμα. Όσο αφορά τους δρόμους, να προγραμματίσουμε τον πράκτορα να ελέγχει αν εντοπίζει συγκεκριμένο μπλοκ (π.χ γκρι σκυρόδεμα) για να τοποθετεί μπλοκ για τις διακεκομμένες γραμμές, διαφορετικά να σταματά να κινείται. Τέλος, να προγραμματίσουμε τις ανεμογεννήτριες να κινούνται και να εμφανίζονται σε συγκεκριμένες συντεταγμένες στον κόσμο του Minecraft.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Το πρόγραμμα κάθε αποστολής αναπτύχθηκε με το προγραμματιστικό περιβάλλον Make Code της Microsoft. Χρησιμοποιήθηκαν επαναλήψεις με συνθήκη, δομές επιλογής και συναρτήσεις για την κατασκευή των κτιρίων. Ακόμη, χρησιμοποιήθηκαν μεταβλητές για την αποθήκευση των συντεταγμένων του παίκτη στον κόσμο του Minecraft και μάθαμε πώς να σπάσε ένα πρόβλημα σε μικρότερα προβλήματα για να επιλυθεί πιο εύκολα.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: επίλυση προβλημάτων, χρήση βασικών προγραμματιστικών αρχών(ακολουθιακή εκτέλεση εντολών, επαναλήψεις, επιλογή), διαχείριση λογικών πράξεων , διάσπαση προγράμματος σε υποπρογράμματα, συναρτήσεις, αποσφαλμάτωση
PIT AREA 2
High Tech Dolls
Περιγραφή: στο πλαίσιο των μαθημάτων προγραμματισμού με Scratch, τρεις μικρές μαθήτριες συνεργάστηκαν και εφάρμοσαν τις γνώσεις που απέκτησαν, για να μετατρέψουν ένα απλό κουκλόσπιτο σε Έξυπνο Κουκλόσπιτο! Το project συμμετέχει και στον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Ανοιχτών Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση.
Κατασκευές: το δομικό μέρος του κουκλόσπιτου αγοράστηκε έτοιμο ως έπιπλο, όλα τα υπόλοιπα όμως διακοσμητικά και δομικά στοιχεία, έχουν σχεδιαστεί στο Tinkercad και εκτυπώθηκαν σε τρισδιάστατο .
Μηχανικές Προκλήσεις: ο σχεδιασμός των τρισδιάστατων μοντέλων των πλακιδίων στο Tinkercad χρειάστηκε αρκετές δοκιμές και βελτιώσεις μέχρι το τελικό αποτέλεσμα, καθώς δεν υπήρχε έτοιμο υλικό. Επίσης, μία πρόκληση ήταν η διαχείριση του ρεύματος, καθώς η ακανόνιστη παραγωγή τάσης, δεν ήταν εύκολο να τη διαχειριστούν οι μαθητές. Τέλος, πολύ σημαντική ήταν και η προσπάθεια των μαθητών για την διαμόρφωση της συνδεσμολογίας και της κατασκευής, έτσι ώστε τα συνδεδεμένα μεταξύ τους πλακάκια, να δημιουργούν ένα δίκτυο, για να αξιοποιείται το παραγόμενο ρεύμα με τον πιο αποδοτικό τρόπο.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Το πρωτότυπο είναι προγραμματισμένο με στοιχεία οπτικού προγραμματισμού (τύπου Scrach), στην εφαρμογή της Microsoft MicroBit Μakecode. Έχουν αναπτυχθεί απλές ρουτίνες, που ελέγχουν την παραγόμενη τάση, την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση του διακόπτη για τον φωτισμό, τις τιμές των αισθητήρων (αισθητήρας περιβάλλοντος φωτισμού, μετρητής τάσης, κουμπιά). Επίσης, με το ίδιο πρόγραμμα υποστηρίζεται το μενού μέσω του οποίο εμφανίζονται χρήσιμες πληροφορίες στην LCD οθόνη και ανοίγουν/κλείνουν τα φώτα της μακέτας, είτε αυτόματα εάν είναι νύχτα/μέρα, είτε με κουμπιά από τον χειριστή.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: έρευνα, σχεδιασμός – ανάπτυξη συστήματος, business plan, ηλεκτρονική, προγραμματισμός, σχεδιασμός 3d μοντέλων, τεκμηρίωση προϊόντος, προώθηση προϊόντος, design thinking
Κατασκευές: το δομικό μέρος του κουκλόσπιτου αγοράστηκε έτοιμο ως έπιπλο, όλα τα υπόλοιπα όμως διακοσμητικά και δομικά στοιχεία, έχουν σχεδιαστεί στο Tinkercad και εκτυπώθηκαν σε τρισδιάστατο .
Μηχανικές Προκλήσεις: ο σχεδιασμός των τρισδιάστατων μοντέλων των πλακιδίων στο Tinkercad χρειάστηκε αρκετές δοκιμές και βελτιώσεις μέχρι το τελικό αποτέλεσμα, καθώς δεν υπήρχε έτοιμο υλικό. Επίσης, μία πρόκληση ήταν η διαχείριση του ρεύματος, καθώς η ακανόνιστη παραγωγή τάσης, δεν ήταν εύκολο να τη διαχειριστούν οι μαθητές. Τέλος, πολύ σημαντική ήταν και η προσπάθεια των μαθητών για την διαμόρφωση της συνδεσμολογίας και της κατασκευής, έτσι ώστε τα συνδεδεμένα μεταξύ τους πλακάκια, να δημιουργούν ένα δίκτυο, για να αξιοποιείται το παραγόμενο ρεύμα με τον πιο αποδοτικό τρόπο.
Προγραμματισμός/Λογισμικό: Το πρωτότυπο είναι προγραμματισμένο με στοιχεία οπτικού προγραμματισμού (τύπου Scrach), στην εφαρμογή της Microsoft MicroBit Μakecode. Έχουν αναπτυχθεί απλές ρουτίνες, που ελέγχουν την παραγόμενη τάση, την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση του διακόπτη για τον φωτισμό, τις τιμές των αισθητήρων (αισθητήρας περιβάλλοντος φωτισμού, μετρητής τάσης, κουμπιά). Επίσης, με το ίδιο πρόγραμμα υποστηρίζεται το μενού μέσω του οποίο εμφανίζονται χρήσιμες πληροφορίες στην LCD οθόνη και ανοίγουν/κλείνουν τα φώτα της μακέτας, είτε αυτόματα εάν είναι νύχτα/μέρα, είτε με κουμπιά από τον χειριστή.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: έρευνα, σχεδιασμός – ανάπτυξη συστήματος, business plan, ηλεκτρονική, προγραμματισμός, σχεδιασμός 3d μοντέλων, τεκμηρίωση προϊόντος, προώθηση προϊόντος, design thinking
Space Mission Lab
Περιγραφή: στο πλαίσιο του διαγωνισμού διαστημικής Space Mission Lab που διοργανώνεται από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) κάθε χρόνο, βρίσκονται σε εξέλιξη οι προσπάθειες δύο ομάδων μαθητών γυμνασίου – LevelUP & GreenEYE οι οποίες έχουν φτάσει με επιτυχία μέχρι και την τελευταία φάση του διαγωνισμού. Τα προγράμματά τους έτρεξαν πάνω στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) και πλέον επεξεργάζονται τα δεδομένα που έχουν συλλέξει, προκειμένου να συντάξουν την επιστημονική έκθεση για το πείραμα που επέλεξαν.
Κατασκευές: έχουμε εκτυπώσει σε 3D Printer ένα ακριβές αντίγραφο της συσκευής Mark II που υπάρχει στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για να «τρέξει» τα προγράμματα των ομάδων και να συλλέξει τα ζητούμενα δεδομένα. Στο εσωτερικό της συσκευής υπάρχει ένα Raspberry pi 4, με μία κάμερα υψηλής ανάλυσης, για τη λήψη φωτογραφιών του πλανήτη μας από απόσταση 400 χιλιομέτρων, όπου βρίσκεται η τροχιά του ISS!
Ομάδα LevelUP: το πείραμα της ομάδας LevelUP έχει ως βασικό αντικείμενο τη μελέτη του φαινομένου αύξησης της Άλγης (επιβλαβής χλωρίδα που αναπτύσσεται στην επιφάνεια υδάτινων πόρων, όπως λίμνες, θάλασσες κλπ), συνεπεία της κλιματικής αλλαγής στον πλανήτη μας. Με εργαλεία από τον χώρο του Computer Vision, με τη γλώσσα προγραμματισμού Python, οι μαθητές επεξεργάζονται εικόνες στις οποίες περιλαμβάνονται υδάτινοι πόροι και μετρούν τον Δείκτη Βλάστησης (NDVI), από όπου μπορούν να παραχθούν χρήσιμα συμπεράσματα μεταβολής της χλωρίδας των υδάτων.
Ομάδα GreenEYE: το πείραμα της ομάδας GreenEYE έχει ως βασικό αντικείμενο την ανάπτυξη ενός εργαλείου μελέτης της ιστορικής μεταβολής της ποιότητας και ποσότητας της χλωρίδας στον πλανήτη μας. Στην πράξη, με Computer Vision οι μαθητές επεξεργάζονται τις εικόνες που έχουν λάβει από τον ISS και με αξιοποίηση προγραμματιστικών εργαλείων της Google Earth Engine, πραγματοποιούν μετρήσεις σε εικόνες από παλαιότερες λήψεις (Google Maps) και μελετούν τη μεταβολή της ποιότητας και ποσότητας των δασικών εκτάσεων στον πλανήτη μας, αναδεικνύοντας τις συνέπειες που υφίσταται αυτός από τις ρυπογόνες ανθρώπινες δραστηριότητες.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: Ο διαγωνισμός Space Mission Lab δεν έχει ανταγωνιστικό χαρακτήρα, αλλά έντονο επιστημονικό και τεχνολογικό προσανατολισμό, με έμφαση τη διαστημική και τον προγραμματισμό. Προσφέρει στα παιδιά τη δυνατότητα να αντιμετωπίσουν πραγματικά προβλήματα και να τα λύσουν, χρησιμοποιώντας γνώσεις και τεχνικές που μαθαίνουν στο εργαστήριο. Ειδικά όταν οι διοργανωτές των εκδηλώσεων αυτών είναι διεθνώς αναγνωρισμένες δομές (στη προκειμένη περίπτωση ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος), εύλογα ενισχύεται και το βιογραφικό των μαθητών.
Κατασκευές: έχουμε εκτυπώσει σε 3D Printer ένα ακριβές αντίγραφο της συσκευής Mark II που υπάρχει στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για να «τρέξει» τα προγράμματα των ομάδων και να συλλέξει τα ζητούμενα δεδομένα. Στο εσωτερικό της συσκευής υπάρχει ένα Raspberry pi 4, με μία κάμερα υψηλής ανάλυσης, για τη λήψη φωτογραφιών του πλανήτη μας από απόσταση 400 χιλιομέτρων, όπου βρίσκεται η τροχιά του ISS!
Ομάδα LevelUP: το πείραμα της ομάδας LevelUP έχει ως βασικό αντικείμενο τη μελέτη του φαινομένου αύξησης της Άλγης (επιβλαβής χλωρίδα που αναπτύσσεται στην επιφάνεια υδάτινων πόρων, όπως λίμνες, θάλασσες κλπ), συνεπεία της κλιματικής αλλαγής στον πλανήτη μας. Με εργαλεία από τον χώρο του Computer Vision, με τη γλώσσα προγραμματισμού Python, οι μαθητές επεξεργάζονται εικόνες στις οποίες περιλαμβάνονται υδάτινοι πόροι και μετρούν τον Δείκτη Βλάστησης (NDVI), από όπου μπορούν να παραχθούν χρήσιμα συμπεράσματα μεταβολής της χλωρίδας των υδάτων.
Ομάδα GreenEYE: το πείραμα της ομάδας GreenEYE έχει ως βασικό αντικείμενο την ανάπτυξη ενός εργαλείου μελέτης της ιστορικής μεταβολής της ποιότητας και ποσότητας της χλωρίδας στον πλανήτη μας. Στην πράξη, με Computer Vision οι μαθητές επεξεργάζονται τις εικόνες που έχουν λάβει από τον ISS και με αξιοποίηση προγραμματιστικών εργαλείων της Google Earth Engine, πραγματοποιούν μετρήσεις σε εικόνες από παλαιότερες λήψεις (Google Maps) και μελετούν τη μεταβολή της ποιότητας και ποσότητας των δασικών εκτάσεων στον πλανήτη μας, αναδεικνύοντας τις συνέπειες που υφίσταται αυτός από τις ρυπογόνες ανθρώπινες δραστηριότητες.
Εκπαιδευτικοί Στόχοι: Ο διαγωνισμός Space Mission Lab δεν έχει ανταγωνιστικό χαρακτήρα, αλλά έντονο επιστημονικό και τεχνολογικό προσανατολισμό, με έμφαση τη διαστημική και τον προγραμματισμό. Προσφέρει στα παιδιά τη δυνατότητα να αντιμετωπίσουν πραγματικά προβλήματα και να τα λύσουν, χρησιμοποιώντας γνώσεις και τεχνικές που μαθαίνουν στο εργαστήριο. Ειδικά όταν οι διοργανωτές των εκδηλώσεων αυτών είναι διεθνώς αναγνωρισμένες δομές (στη προκειμένη περίπτωση ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος), εύλογα ενισχύεται και το βιογραφικό των μαθητών.