Τι είναι Αυτοματισμοί

Μια προσπάθεια αποσαφήνισης του όρου και της προσέγγισης.

Οι αυτοματισμοί είναι συστήματα που εκτελούν εργασίες αυτόματα, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, βασιζόμενα σε προκαθορισμένες εντολές ή ερεθίσματα.

Τι είναι Αυτοματισμοί

Οι Αυτοματισμοί αποτελούν συστήματα ικανά να εκτελούν ενέργειες αυτόνομα, χωρίς την ανάγκη συνεχούς ανθρώπινης παρέμβασης. Η λειτουργία τους βασίζεται σε προκαθορισμένες εντολές ή στην απόκριση σε ερεθίσματα από το περιβάλλον. Αυτή η ικανότητα της αυτόνομης λειτουργίας είναι που τους καθιστά θεμελιώδεις για την κατανόηση του σύγχρονου τεχνολογικού τοπίου. Για παράδειγμα, ένα φανάρι που ενεργοποιείται με την ανίχνευση κίνησης ή ένα σύστημα άρδευσης που ξεκινά αυτόματα όταν μειωθεί η υγρασία του εδάφους, είναι χαρακτηριστικά δείγματα απλών αυτοματισμών στην καθημερινότητά μας.

Αναφέρεται σε προσεγγίσεις εκπαίδευσης που ενσωματώνουν αλληλοεμπλεκόμενους και τους τέσσερις τομείς: Επιστήμης (Science), Τεχνολογίας (Technology), Μηχανικής (Engineering) και Μαθηματικών (Mathematics), ενθαρύνοντας τη διαθεματική μάθηση, την κριτική σκέψη και την επίλυση προβλημάτων.

Η διάσταση των Αυτοματισμών στην Εκπαιδευτική Πράξη

Στο πλαίσιο της εκπαίδευσης, η κατανόηση των αυτοματισμών δεν περιορίζεται στην απλή αναγνώρισή τους, αλλά επεκτείνεται στην εμβάθυνση των αρχών λειτουργίας τους. Αυτό περιλαμβάνει την εξοικείωση με βασικές έννοιες όπως:

Αισθητήρες (Sensors): Οι συσκευές που ανιχνεύουν και μετατρέπουν φυσικά μεγέθη (π.χ., φως, θερμοκρασία, κίνηση, υγρασία) σε ηλεκτρικά σήματα, παρέχοντας τα απαραίτητα δεδομένα για τη λειτουργία του αυτοματισμού.
Ενεργοποιητές (Actuators): Οι μηχανισμοί που μετατρέπουν τα ηλεκτρικά σήματα σε φυσική κίνηση ή άλλη ενέργεια, εκτελώντας την επιθυμητή λειτουργία (π.χ., ένα μοτέρ που ανοίγει μια βαλβίδα, ένα φως που ανάβει).
Λογική Προγραμματισμού (Programming Logic): Το σύνολο των εντολών και αλγορίθμων που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο ο αυτοματισμός επεξεργάζεται τα δεδομένα των αισθητήρων και ενεργοποιεί τους ενεργοποιητές. Αυτό μπορεί να είναι από απλούς κανόνες “αν-τότε” (if-then statements) έως πιο σύνθετους αλγορίθμους.

Η εκπαίδευση στους αυτοματισμούς, ειδικά στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση, συμβάλλει στην ανάπτυξη της υπολογιστικής σκέψης (computational thinking), της επίλυσης προβλημάτων και της δημιουργικότητας. Οι μαθητές, μέσω πρακτικών εφαρμογών και της χρήσης κιτ ρομποτικής ή απλών μικροελεγκτών (π.χ., Arduino, Raspberry Pi, Micro:bit κ.λπ), μπορούν να σχεδιάσουν, να κατασκευάσουν και να προγραμματίσουν τους δικούς τους αυτοματισμούς, μετατρέποντας αφηρημένες έννοιες σε απτά αποτελέσματα.

Οι αυτοματισμοί ενσωματώνονται στο δημοτικό σχολείο, κυρίως στην Πληροφορική (Ε΄, ΣΤ΄ τάξη) και διαθεματικά (Φυσική, Μαθηματικά, Τεχνολογία, Ευέλικτη Ζώνη), προωθώντας την υπολογιστική σκέψη, την επίλυση προβλημάτων και τη δημιουργικότητα των μαθητών μέσω βιωματικής μάθησης και οπτικοποιημένου προγραμματισμού. Στόχος είναι οι μαθητές να γίνουν δημιουργοί τεχνολογικών λύσεων, όχι απλοί χρήστες.

Αξιοποίηση των Αυτοματισμών στο Ωρολόγιο Πρόγραμμα και στο Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών

Οι αυτοματισμοί μπορούν να ενσωματωθούν με φυσικό και δημιουργικό τρόπο στο καθημερινό σχολικό πρόγραμμα, προσφέροντας στους μαθητές τη δυνατότητα να αποκτήσουν ουσιαστική εμπειρία στη χρήση τεχνολογιών που αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον, ενώ ταυτόχρονα ενισχύονται οι δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων, η κριτική σκέψη και η συνεργασία.

Στο υφιστάμενο ωρολόγιο πρόγραμμα του Δημοτικού, οι αυτοματισμοί μπορούν να αξιοποιηθούν:

Κατά τη διδασκαλία της Πληροφορικής (Γνωριμία με ΤΠΕ και Προγραμματισμός), στις τάξεις Ε΄ και ΣΤ΄ όπου οι μαθητές εξοικειώνονται με τις βασικές έννοιες της αλγοριθμικής σκέψης, των αισθητήρων, της λογικής «αν-τότε» και του δομημένου προγραμματισμού.
Διαθεματικά, εντάσσοντας δραστηριότητες αυτοματισμού:
- Στη Φυσική, για την πειραματική μελέτη φαινομένων όπως το φως, η θερμότητα ή ο ήχος.
- Στα Μαθηματικά, μέσω μετρήσεων από αισθητήρες (π.χ. απόσταση, χρόνος, υγρασία) και δημιουργίας γραφημάτων ή υπολογισμών.
- Στην Τεχνολογία/Κατασκευές, με δημιουργία λειτουργικών κατασκευών που συνδυάζουν μηχανικά και ηλεκτρονικά στοιχεία.
- Στην Ευέλικτη Ζώνη, με προγράμματα που εντάσσονται στη θεματική του περιβάλλοντος ή της κυκλοφοριακής αγωγής (π.χ. κατασκευή «έξυπνης διάβασης» ή «έξυπνης ανακύκλωσης»).

Η αξιοποίηση των αυτοματισμών ευθυγραμμίζεται πλήρως με το Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών Πληροφορικής Δημοτικού, καθώς:

Συμβάλλει στην επίτευξη των ΠΜΑ που σχετίζονται με την προγραμματιστική σκέψη, τον έλεγχο ροής, την είσοδο-έξοδο δεδομένων, και τη χρήση αισθητήρων και ενεργοποιητών σε απλές ρομποτικές ή αυτοματοποιημένες κατασκευές.
Εισάγει βιωματικά τους μαθητές στην υπολογιστική σκέψη και στην ανάλυση προβλήματος – σχεδιασμό λύσης, μέσω projects με νόημα και πρακτική εφαρμογή.
Ενισχύει την αλληλεπίδραση των μαθητών με τον φυσικό κόσμο, συνδέοντας την Πληροφορική με τις Φυσικές Επιστήμες και τον πραγματικό κόσμο.

Η προσέγγιση των αυτοματισμών στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση δεν απαιτεί εξειδικευμένες γνώσεις αλλά αξιοποιεί οπτικοποιημένα περιβάλλοντα προγραμματισμού, όπως το Mind+ ή το MakeCode, που επιτρέπουν στους μαθητές να πειραματιστούν με λογική, διαδοχή, επανάληψη και αισθητήρες με παιγνιώδη τρόπο.

Συνολικά, οι αυτοματισμοί ενισχύουν τη μετάβαση από τον ρόλο του παθητικού χρήστη της τεχνολογίας σε αυτόν του δημιουργού και σχεδιαστή λύσεων. Προωθούν έναν ενεργό, συνεργατικό και παραγωγικό ρόλο του μαθητή μέσα στο σχολείο του 21ου αιώνα.

η ενσωμάτωση των αυτοματισμών χωρίς επιπλέον ώρες δεν σημαίνει απλώς την “προσθήκη” τους, αλλά την “αλλαγή του τρόπου διδασκαλίας” υπαρχόντων θεμάτων, χρησιμοποιώντας τους αυτοματισμούς ως ένα ισχυρό, βιωματικό εργαλείο για την επίτευξη των ήδη καθορισμένων μαθησιακών αποτελεσμάτων. Αυτό απαιτεί ένα σχεδιασμό που εστιάζει στις συνδέσεις μεταξύ των μαθημάτων και στην ανάπτυξη δεξιοτήτων

Ποιο συγκεκριμένα...

Για να εντάξουμε τους αυτοματισμούς στην εκπαιδευτική διαδικασία εντός του Αναλυτικού Προγράμματος Σπουδών (ΑΠΣ) χωρίς την ανάγκη επιπλέον ωρών, απαιτείται μια διαθεματική προσέγγιση και ο εκσυγχρονισμός υπαρχόντων στόχων μάθησης μέσω της χρήσης των αυτοματισμών ως εργαλείου και μεθοδολογίας.

Στη συνέχεια καταγράφονται συγκεκριμένοι τρόποι και στρατηγικές:

Διαθεματική ενσωμάτωση (Cross-Curricular Integration):
- Πληροφορική: Αυτός είναι ο πιο φυσικός χώρος. Στις τάξεις Ε’ και ΣΤ’ Δημοτικού, όπου ήδη διδάσκεται ο προγραμματισμός και η αλγοριθμική σκέψη, οι αυτοματισμοί (μέσω απλών κιτ ρομποτικής, αισθητήρων και ενεργοποιητών) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν τις έννοιες αυτές απτές. Αντί για αφηρημένες ασκήσεις προγραμματισμού, οι μαθητές μπορούν να προγραμματίζουν ένα ρομποτάκι να ακολουθεί μια γραμμή (λογική “αν-τότε” με αισθητήρες φωτός) ή ένα σύστημα που να ανάβει ένα φως όταν σκοτεινιάσει (αισθητήρας φωτός).
- Φυσική: Εδώ οι αυτοματισμοί μπορούν να λειτουργήσουν ως πειραματικό εργαλείο.
  - Φως/Ήχος/Θερμότητα: Χρησιμοποιώντας αισθητήρες, οι μαθητές μπορούν να μελετήσουν πώς αλλάζουν οι εντάσεις φωτός/ήχου/θερμοκρασίας σε διαφορετικές συνθήκες, να καταγράψουν δεδομένα αυτόματα και να τα αναλύσουν. Π.χ., ένας αισθητήρας θερμοκρασίας σε ένα “μίνι θερμοκήπιο” που καταγράφει διακυμάνσεις.
  - Κίνηση: Μελέτη της ταχύτητας ή της απόστασης χρησιμοποιώντας αισθητήρες υπερήχων σε ένα μικρό ρομπότ.
- Μαθηματικά:
  - Μετρήσεις & Δεδομένα: Συλλογή δεδομένων από αισθητήρες (π.χ., υγρασία εδάφους, απόσταση) και χρήση τους για δημιουργία γραφημάτων, υπολογισμό μέσου όρου, εύρους, κ.ά. Αυτό συνδέει τα μαθηματικά με τον πραγματικό κόσμο.
  - Γεωμετρία: Προγραμματισμός ενός ρομπότ να σχεδιάσει συγκεκριμένα γεωμετρικά σχήματα, απαιτώντας από τους μαθητές να υπολογίσουν γωνίες και αποστάσεις.
- Μελέτη Περιβάλλοντος/Γεωγραφία: Κατασκευή μοντέλων “έξυπνων” πόλεων ή αγροτικών περιοχών με αυτοματισμούς για διαχείριση αποβλήτων, άρδευση, φωτισμό, κ.λπ.
- Τεχνολογία/Εικαστικά/Κατασκευές: Σχεδιασμός και κατασκευή λειτουργικών μοντέλων (π.χ., ένα “έξυπνο” σπίτι με αυτόματα φώτα ή πόρτα, ένα σύστημα ανακύκλωσης που διαχωρίζει υλικά), συνδυάζοντας μηχανικά, ηλεκτρονικά και προγραμματιστικά στοιχεία.
Έμφαση στις δεξιότητες (Skills-Based Approach):
- Αντί να βλέπουμε τους αυτοματισμούς ως ένα ξεχωριστό θέμα, να τους χρησιμοποιούμε ως όχημα για την ανάπτυξη δεξιοτήτων 21ου αιώνα, οι οποίες είναι ήδη ενταγμένες στους γενικούς σκοπούς του ΑΠΣ:
  - Υπολογιστική Σκέψη: Μέσω της ανάλυσης προβλημάτων, του σχεδιασμού αλγορίθμων και της υλοποίησης λύσεων με αυτοματισμούς.
  - Επίλυση Προβλημάτων: Αντιμετώπιση πραγματικών προκλήσεων κατά την κατασκευή και τον προγραμματισμό.
  - Κριτική Σκέψη: Αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας ενός αυτοματισμού και βελτίωση του σχεδιασμού.
  - Συνεργασία: Ομαδική εργασία για την κατασκευή και τον προγραμματισμό.
  - Δημιουργικότητα και Καινοτομία: Σχεδιασμός πρωτότυπων λύσεων.
Χρήση κατάλληλων εργαλείων και πλατφορμών:
- Οπτικοποιημένα Περιβάλλοντα Προγραμματισμού: Όπως το Scratch (με επεκτάσεις για υλικό), Mind+, MakeCode, block-based περιβάλλοντα που είναι φιλικά προς τα παιδιά και δεν απαιτούν σύνθετες γνώσεις σύνταξης κώδικα. Αυτά επιτρέπουν στους μαθητές να επικεντρωθούν στη λογική και όχι στη σύνταξη.
- Προσιτά ΙοΤ/Υλικά: Απλά κιτ ρομποτικής (π.χ., Lego WeDo, Mbot, micro:bit, Arduino για πιο προχωρημένους), με φθηνούς και εύκολους στη χρήση αισθητήρες και ενεργοποιητές.
Σενάρια μάθησης και Project-Based Learning (PBL):
- Αντί για μεμονωμένες δραστηριότητες, οι αυτοματισμοί μπορούν να ενταχθούν σε εκτεταμένα projects που διαρκούν αρκετές ώρες μαθήματος (όχι απαραίτητα συνεχόμενες, αλλά κατανεμημένες στο χρόνο).
- Παράδειγμα: Ένα project “Έξυπνο Σπίτι” στην Ευέλικτη Ζώνη ή στην Πληροφορική, όπου οι μαθητές/τριες σχεδιάζουν και κατασκευάζουν ένα μοντέλο σπιτιού με αυτοματισμούς (φώτα που ανάβουν μόνα τους, πόρτες που ανοίγουν, συναγερμός). Αυτό το project μπορεί να αγγίξει έννοιες από Φυσική (κύκλωμα), Μαθηματικά (μετρήσεις), Τεχνολογία (κατασκευή) και Πληροφορική (προγραμματισμός).
Επιμόρφωση εκπαιδευτικών:
- Είναι κρίσιμο οι εκπαιδευτικοί να λάβουν την απαραίτητη επιμόρφωση για να νιώθουν άνετα με τα εργαλεία και τις παιδαγωγικές προσεγγίσεις. Η επιμόρφωση πρέπει να είναι πρακτική και να δίνει έμφαση στην ενσωμάτωση, όχι στην προσθήκη.
Αξιοποίηση της ευέλικτης ζώνης και των Εργαστηρίων Δεξιοτήτων:
- Αν και δεν προσθέτουν ώρες, αυτά τα πλαίσια προσφέρουν μεγαλύτερη ευελιξία για πειραματισμό και ολοκληρωμένα projects που μπορεί να μην “χωρούν” σε ένα αυστηρά ορισμένο μάθημα. Η θεματική του STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) στα Εργαστήρια Δεξιοτήτων είναι ιδανική για την ενσωμάτωση των αυτοματισμών.

Κάλυψη ΑΠΣ και του ωρολογίου προγράμματος χωρίς επιπλέον ώρες:

Η Πληροφορική χρησιμοποιείται για την εισαγωγή στον προγραμματισμό και τη λογική των αυτοματισμών.
Η Φυσική αξιοποιεί τον αυτοματισμό ως πειραματικό εργαλείο για την κατανόηση φαινομένων.
Τα Μαθηματικά επωφελούνται από τα πραγματικά δεδομένα που παράγονται από τους αισθητήρες για την εξάσκηση σε μετρήσεις και γραφήματα.
Η Γλώσσα ενισχύεται μέσω της καταγραφής και παρουσίασης του project.
Τα Εργαστήρια Δεξιοτήτων (ή η Ευέλικτη Ζώνη) παρέχουν τον απαραίτητο χρόνο για project-based προσέγγιση και ανάπτυξη δεξιοτήτων.

Ένα σχετικό παράδειγμα

Για να δώσουμε ένα παράδειγμα ενσωμάτωσης των αυτοματισμών στο Δημοτικό, με κάλυψη Ωρολογίου Προγράμματος και στόχων του Αναλυτικού Προγράμματος Σπουδών (ΑΠΣ) χωρίς επιπλέον ώρες, θα επιλέξουμε ένα σενάριο δραστηριότητας/project που μπορεί να εφαρμοστεί διαθεματικά.

Τίτλος δραστηριότητας/project: “Ο Έξυπνος Κήπος του Σχολείου μας”

Τάξεις: Ε’ & ΣΤ’ Δημοτικού (με δυνατότητα προσαρμογής για Γ’ & Δ’ σε απλούστερο επίπεδο)

Διάρκεια: 4-6 διδακτικές ώρες (κατανεμημένες σε διαφορετικά μαθήματα)

Στόχοι (Βασισμένοι στο ΑΠΣ Δημοτικού):

Πληροφορική (Ε’ & ΣΤ’ – “Γνωριμία με ΤΠΕ και Προγραμματισμός”):
- Να κατανοούν βασικές έννοιες προγραμματισμού (ακολουθία, επανάληψη, συνθήκη “αν-τότε”).
- Να χρησιμοποιούν αισθητήρες (π.χ., υγρασίας εδάφους, φωτός) και ενεργοποιητές (π.χ., αντλία νερού/LED).
- Να αναπτύσσουν αλγοριθμική σκέψη για την επίλυση προβλημάτων.
- Να συνεργάζονται σε ομαδικά έργα προγραμματισμού.
Φυσική (Ε’ & ΣΤ’ – “Φυσικά Φαινόμενα”, “Ενέργεια”):
- Να παρατηρούν και να κατανοούν την έννοια της υγρασίας του εδάφους και την επίδραση του νερού στα φυτά.
- Να αντιλαμβάνονται τη λειτουργία ενός απλού ηλεκτρικού κυκλώματος (με αισθητήρα, μικροελεγκτή, αντλία).
Μαθηματικά (Ε’ & ΣΤ’ – “Μετρήσεις”, “Διαχείριση Δεδομένων”):
- Να συλλέγουν δεδομένα (π.χ., τιμές υγρασίας) από αισθητήρες.
- Να αναπαριστούν δεδομένα σε γραφήματα (π.χ., γραμμές, ράβδους).
- Να κάνουν απλούς υπολογισμούς με βάση τα δεδομένα (π.χ., μέσος όρος υγρασίας).
Γλώσσα (Ε’ & ΣΤ’ – “Παραγωγή γραπτού λόγου”):
- Να καταγράφουν τα βήματα του project και τα συμπεράσματα.
- Να παρουσιάζουν τις εργασίες τους (προφορικά και γραπτά).
Εργαστήρια Δεξιοτήτων (STEM):
- Ανάπτυξη δεξιοτήτων 21ου αιώνα: Επίλυση προβλημάτων, κριτική σκέψη, συνεργασία, επικοινωνία, δημιουργικότητα.

Υλικά που απαιτούνται:

Ένας μικροελεγκτής (π.χ., micro:bit, Arduino Uno, ή ένα απλό κιτ ρομποτικής όπως mBot/Lego WeDo που να περιλαμβάνει αισθητήρες και ενεργοποιητές).
Αισθητήρας υγρασίας εδάφους.
Μικρή αντλία νερού ή LED/ηχείο ως υποκατάστατο αντλίας.
Καλώδια σύνδεσης, πιθανόν breadboard.
Γλάστρα με χώμα και ένα μικρό φυτό.
Υπολογιστές/tablets με εγκατεστημένο οπτικοποιημένο περιβάλλον προγραμματισμού (π.χ., MakeCode για micro:bit, Mind+ για mBot, Scratch με επεκτάσεις).

Ενσωμάτωση στο Ωρολόγιο Πρόγραμμα:

1. Ώρα: Πληροφορική (Ε’ ή ΣΤ’ τάξη – 2 διδακτικές ώρες)

Εισαγωγή (30 λεπτά): Συζήτηση για τους αυτοματισμούς στην καθημερινότητα (φανάρια, συστήματα άρδευσης). Εισαγωγή στην ιδέα του “έξυπνου κήπου”. Παρουσίαση του micro:bit/κιτ ρομποτικής, αισθητήρα υγρασίας και αντλίας (ή LED).
Δραστηριότητα (70 λεπτά):
- “Γνωριμία με τον αισθητήρα”: Οι μαθητές συνδέουν τον αισθητήρα υγρασίας στον μικροελεγκτή και τον προγραμματίζουν να εμφανίζει την τιμή υγρασίας στην οθόνη του υπολογιστή ή του μικροελεγκτή. Πειραματίζονται βυθίζοντας τον αισθητήρα σε στεγνό και υγρό χώμα, παρατηρώντας τις αλλαγές στις τιμές.
- “Λογική άρδευσης”: Σε οπτικοποιημένο περιβάλλον προγραμματισμού, οι μαθητές/τριες δημιουργούν έναν απλό αλγόριθμο: “ΑΝ η υγρασία είναι κάτω από μια συγκεκριμένη τιμή (κατώφλι), ΤΟΤΕ ενεργοποίησε την αντλία (ή άναψε το LED) ΓΙΑ Χ δευτερόλεπτα”.
Συζήτηση/Ανατροφοδότηση (20 λεπτά): Συζήτηση για τη λογική “αν-τότε”, την τιμή “στόχος” (κατώφλι) και πώς ο αυτοματισμός λύνει ένα πρόβλημα (π.χ. το πότισμα).

2. Ώρα: Φυσική (Ε’ ή ΣΤ’ τάξη – 1 διδακτική ώρα)

Εισαγωγή (15 λεπτά): Ανακεφαλαίωση του προγραμματισμού από την Πληροφορική. Συζήτηση για το νερό και τη σημασία του για τα φυτά, την υγρασία του εδάφους.
Δραστηριότητα (30 λεπτά):
- “Πειραματική μελέτη υγρασίας”: Οι μαθητές/τριες χρησιμοποιούν το σύστημα που προγραμμάτισαν στην Πληροφορική. Τοποθετούν το φυτό και τον αισθητήρα στην γλάστρα. Παρατηρούν πώς λειτουργεί ο αυτοματισμός όταν το χώμα στεγνώνει και όταν ποτίζεται. Συζητούν τις φυσικές έννοιες πίσω από τη λειτουργία του αισθητήρα και της αντλίας (κύκλωμα, ροή νερού).
- “Επιρροή φωτός”: Αν υπάρχει αισθητήρας φωτός, μπορούν να τον ενσωματώσουν για να μελετήσουν πώς το φως επηρεάζει τις ανάγκες των φυτών ή να προσθέσουν λογική για το πότε επιτρέπεται το πότισμα (π.χ., όχι στη μέση της νύχτας).
Συζήτηση/Συμπεράσματα (15 λεπτά): Καταγραφή παρατηρήσεων και εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη σχέση υγρασίας, νερού και φυτών.

3. Ώρα: Μαθηματικά (Ε’ ή ΣΤ’ τάξη – 1 διδακτική ώρα)

Εισαγωγή (10 λεπτά): Ανακεφαλαίωση της λειτουργίας του “έξυπνου κήπου”. Συζήτηση για τη συλλογή δεδομένων.
Δραστηριότητα (40 λεπτά):
- “Καταγραφή και αναπαράσταση δεδομένων”: Οι μαθητές/τριες καταγράφουν (χειροκίνητα ή με καταγραφή από το λογισμικό αν υποστηρίζεται) τις τιμές υγρασίας σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα (π.χ., κάθε ώρα για μια σχολική ημέρα). Με βάση αυτά τα δεδομένα, δημιουργούν γραφήματα (π.χ., γραμμικό διάγραμμα της υγρασίας κατά τη διάρκεια της ημέρας) στο τετράδιό τους ή σε ένα απλό λογιστικό φύλλο.
- “Υπολογισμοί”: Υπολογίζουν τη μέση τιμή υγρασίας ή την αλλαγή της υγρασίας σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Συζητούν πώς αυτά τα δεδομένα μπορούν να τους βοηθήσουν να βελτιώσουν τον αυτοματισμό (π.χ., να προσαρμόσουν το κατώφλι ποτίσματος).
Συζήτηση/Επίλυση προβλήματος (10 λεπτά): Πώς τα μαθηματικά βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση και βελτιστοποίηση του αυτοματισμού.

4. Ώρα: Εργαστήρια Δεξιοτήτων / Ευέλικτη Ζώνη (1-2 διδακτικές ώρες)

“Βελτίωση και παρουσίαση” (όπου υπάρχει ευελιξία στο ΑΠΣ):
- “Σχεδιασμός και Κατασκευή”: Οι μαθητές/τριες μπορούν να βελτιώσουν το φυσικό μοντέλο του κήπου, προσθέτοντας αισθητική (π.χ., διακοσμητικά στοιχεία) ή λειτουργικότητα (π.χ., ένα ηχητικό σήμα όταν ποτίζει).
- “Παρουσίαση του έργου”: Οι ομάδες παρουσιάζουν τον “Έξυπνο Κήπο” τους στην τάξη ή σε άλλες τάξεις, εξηγώντας τη λειτουργία του, τον κώδικα και τα συμπεράσματα που έβγαλαν από τα δεδομένα. Αυτό ενισχύει την επικοινωνία και τη δημόσια ομιλία.
- “Σκέψη για το μέλλον”: Συζήτηση για άλλες εφαρμογές αυτοματισμών στην καθημερινότητα και πώς μπορούν να βελτιώσουν τη ζωή μας.

Κάλυψη ΑΠΣ και του ωρολογίου προγράμματος χωρίς επιπλέον ώρες:

Η Πληροφορική χρησιμοποιείται για την εισαγωγή στον προγραμματισμό και τη λογική των αυτοματισμών.
Η Φυσική αξιοποιεί τον αυτοματισμό ως πειραματικό εργαλείο για την κατανόηση φαινομένων.
Τα Μαθηματικά επωφελούνται από τα πραγματικά δεδομένα που παράγονται από τους αισθητήρες για την εξάσκηση σε μετρήσεις και γραφήματα.
Η Γλώσσα ενισχύεται μέσω της καταγραφής και παρουσίασης του project.
Τα Εργαστήρια Δεξιοτήτων (ή η Ευέλικτη Ζώνη) παρέχουν τον απαραίτητο χρόνο για project-based προσέγγιση και ανάπτυξη δεξιοτήτων.

Σχετική βιβλιογραφία

Bell, T. (2016). Computational Thinking for the Ages. Communications of the ACM, 59(8), 56-62. (Αναλύει την έννοια της υπολογιστικής σκέψης και τη σημασία της στην εκπαίδευση, η οποία είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τους αυτοματισμούς και τον προγραμματισμό).
Kafai, Y. B., & Resnick, M. (1996). Constructionism in practice: Designing, thinking, and learning in a digital world. Lawrence Erlbaum Associates. (Αν και παλαιότερο, το έργο αυτό θεμελιώνει την προσέγγιση του κονστρουξιονισμού, όπου η μάθηση επιτυγχάνεται μέσω της κατασκευής και του σχεδιασμού, έννοιες κεντρικές στην εκμάθηση των αυτοματισμών).
Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas. Basic Books. (Ένα κλασικό έργο που εισήγαγε την ιδέα της μάθησης μέσω του προγραμματισμού και της δημιουργίας, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της γλώσσας Logo και των “χελωνών” που αποτελούν έναν απλό τύπο αυτοματισμού).
Resnick, M., Berg, R., & Eisenberg, M. (2000). Beyond Black Boxes: Bringing Robotics to Life in K-12 Classrooms. International Journal of Human-Computer Studies, 53(2), 173-190. (Εστιάζει στο πώς η ρομποτική, ως μια εφαρμογή των αυτοματισμών, μπορεί να ενσωματωθεί στην εκπαίδευση από το νηπιαγωγείο έως το λύκειο, προσφέροντας πρακτικές εμπειρίες).
Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ). Οδηγός για την εκπαιδευτική ρομποτική. (Συχνά, εθνικοί φορείς και ερευνητικά κέντρα δημοσιεύουν οδηγούς και εκπαιδευτικό υλικό για την ενσωμάτωση νέων τεχνολογιών όπως οι αυτοματισμοί και η ρομποτική στην εκπαίδευση. Αναζητήστε ανάλογες εκδόσεις από ελληνικούς φορείς).
Βασίλης Οικονόμου. Τι είναι STEM. https://portal.stem.edu.gr/τι-είναι-stem/
Βασίλης Οικονόμου. Οδηγός S1,S2,ARD:icon, NEZHA, Gigo …με Mind+ https://portal.stem.edu.gr/courses/bo-s1s2-mindplus/

Βασίλης Οικονόμου