Χρωματόδρομος για το Περιβάλλον – 1ο Δημοτικό Σχολείο Παπάγου

Χρωματόδρομος για το Περιβάλλον – 1ο Δημοτικό Σχολείο Παπάγου

Σύντομη περιγραφή του project:

Πρόκειται για ένα παιχνίδι ερωτήσεων με απαντήσεις πολλαπλής επιλογής που αφορούν στο περιβάλλον. Ένας παίκτης και δύο παράλληλες κατασκευές (ρομπότ Thymio, ηλεκτρονική κατασκευή με Arduino) καθώς και μια παρουσίαση σε υπολογιστή θα αλληλεπιδρούν μέσω μηνυμάτων χρώματος.

Σκοπός μας ήταν οι μαθητές να ευαισθητοποιηθούν στο θέμα της κλιματικής αλλαγής και να ανακαλύψουν πόσα γνωρίζουν.  Οι ερωτήσεις του Quiz και το παίξιμο του παιχνιδιού «προβληματίζει» τους μαθητές με παιγνιώδη τρόπο. Δοκιμάζοντας το έργο με απλούς «χρήστες», διαπιστώσαμε την ευαισθητοποίηση και τον προβληματισμό.
Η υλοποίησή του, βέβαια, είναι ένα αμιγώς τεχνολογικό project. Η δομή του έργου επέτρεψε να ασχοληθούμε με πολλά αντικείμενα που άπτονται της ρομποτικής, του προγραμματισμού και της επεξεργασίας εικόνας.

Ας δούμε λοιπόν τα δομικά στοιχεία του έργου:
To ρομποτάκι μας, το Thymio, θα περιπλανηθεί σε έναν δρόμο, τον χΡωματόδρομο, έναν μαύρο δρόμο με 10 χρωματιστά εμπόδια. Όσο είναι ελεύθερος ο δρόμος το ρομποτάκι θα κινείται. Όταν συναντήσει εμπόδιο θα σταματά. Σε κάθε εμπόδιο θα αντιστοιχεί μια κάρτα ερώτησης με τέσσερις δυνατές απαντήσεις. Ο παίκτης θα διαβάζει την κάρτα και θα απαντά στην ερώτηση χρησιμοποιώντας τους αριθμούς στο τηλεχειριστήριο του Thymio. Αν το Thymio φωτίσει με το χρώμα του εμποδίου, ο παίκτης έχει απαντήσει σωστά και μπορεί να σηκώσει το εμπόδιο και το ρομποτάκι να συνεχίζει την πορεία του στον χΡωματόδρομο. Αν ο παίκτης καταφέρει να σηκώσει όλα τα εμπόδια, θα είναι ο νικητής. Το ρομποτάκι από εδώ και στο εξής κινείται ελεύθερα.

Παράλληλα με το ρομποτάκι Thymio, θα υπάρχει και μία κατασκευή Αrduino με RGB led και IR sensor, που θα επιβεβαιώνει αν ο παίκτης απάντησε σωστά. Το Αrduino θα διαβάζει το τηλεχειριστήριο του Thymio και αν δοθεί σωστή απάντηση, θα ανάβει στις μονές ερωτήσεις πράσινο και στις ζυγές μπλε (πράσινο και μπλε τα χρώματα της Γης). Αν απαντήσει λάθος, το RGB led θα κοκκινίζει.  Αν ο παίκτης απαντήσει σωστά όλες τις ερωτήσεις,  η κατασκευή «θα πανηγυρίζει» με το RGB led να δείχνει όλα τα χρώματα

 

Μια δεύτερη σκέψη για παράλληλη κατασκευή με Arduino, είναι η χρήση Led Strip. Όταν ο παίκτης απαντά σωστά,  τα leds του Led Strip ανάβουν με το χρώμα που ανάβει και το Thymio. Θα πρέπει να ανάψουν όλα τα leds με όλα τα χρώματα. Αν ο παίκτης απαντήσει λάθος, το Led Strip σβήνει.

Το RGB led εισάγεται μέσα σε μια υδρόγειο σφαίρα, εκτυπωμένη σε 3D – εκτυπωτή. Η σφαίρα αναζητήθηκε στο thingiverse.com

Ένα σημείο που πρέπει να επισημάνουμε, είναι η παραγωγή τυχαίων τετράδων αριθμών που αντιστοιχούν στις τέσσερις επιλογές πλήκτρων που έχει ο παίκτης για κάθε ερώτηση. Με προγραμματισμό σε Python, παραγάγαμε 10 τετράδες αριθμών που αντιστοιχούν στις δυνατές απαντήσεις σε κάθε μια από τις 10 ερωτήσεις. Επιπλέον, η θέση της σωστής απάντησης μέσα στην τετράδα παρήχθη με τυχαίο τρόπο. Δείτε το βίντεο:

 

Πηγές ερωτήσεων για το Quiz

Για το Quiz της κλιματικής αλλαγής, πήραμε (και αλλάξαμε κάπως) τις ερωτήσεις από:

https://www.sfyouth.eu/toolkit/explore_global_issues/climate_change/ClimateChangeQuiz_GR.pdf

και από:

https://www.earthday.org/climate-change-quiz/

 

O σχεδιασμός της πίστας (του χρωματόδρομου) έγινε με το GIMP.

 

Οι μαθητές ήρθαν σε επαφή με τα παρακάτω λογισμικά / μαθησιακά αντικείμενα / έννοιες:

  • Προγραμματιστικό περιβάλλον του Thymio VPL (advanced mode).
  • Arduino
  • Tinkercad: σχεδίαση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
  • Gimp: επεξεργασία εικόνας.
  • Πρόγραμμα λογιστικών φύλλων
  • Ιστοεξερεύνηση για εύρεση κατάλληλων πληροφοριών (ερωτήσεις/απαντήσεις), εικόνες που θα στολίσουμε την πίστα του παιχνιδιού, κλπ.
  • Έννοιες όπως RGB, CMYK (απεικόνιση χρώματος), bit/byte, δυαδικό σύστημα αρίθμησης.
  • Στοιχειώδεις γνώσεις ηλεκτρονικών – led, αντίσταση, breadboard κλπ.
  • Υπέρυθρη ακτινοβολία – αρχή λειτουργίας τηλεχειριστηρίου – ir receiver.
  • Γλώσσα προγραμματισμού Python (παραγωγή τυχαίας τετράδας αριθμών) – μόνο επίδειξη.

 

Σειρά μαθημάτων:

01 RGB – πως παράγονται χρώματα με φως

02 Quiz  – Αναζήτηση ερωτήσεων  δημιουργία quiz πολλαπλών επιλογών

03 Τυχαία τετράδα αριθμών (Python)

04 Gimp – Δημιουργία πίστας χρωματόδρομος

05 Thymio Προγραμματισμος:

α) Χρώματα με το πάτημα τηλεχειριστηρίου,

β) κίνηση στο διάδρομο με εμπόδια

06 Arduino

α) RGB Led με ir sensor

β) Led Strip με ir sensor

07 Εκτύπωση υδρογείου σφαίρας σε 3D εκτυπωτή

Περισσότερες πληροφορίες και βίντεο θα βρείτε στο: github.com/Chromatodromos

Εκπαιδευτικοί:
Αναστασία Κωνσταντέλου, ΠΕ86
Δήμητρα Κλάδη, ΠΕ70

Συμμετείχαν οι μαθητές του τμήματος ΣΤ1