Η συγκεκριμένη διάταξη δημιουργήθηκε από το σύνολο των μαθητών της Στ’ τάξης του ΔΣ Πορταριάς Χαλκιδικής στα πλαίσια Διαγωνισμού Ανοιχτών Τεχνολογιών του ΑΠΘ. Η επιλογή του θέματος της εργασίας έγινε από τους μαθητές, οι οποίοι προσανατολίστηκαν στο επιστημονικό πεδίο της εκπαιδευτικής ρομποτικής, προκειμένου οι ίδιοι να δημιουργήσουν μία διάταξη για την υπόδειξη των κατάλληλων προς ανακύκλωση απορριμμάτων της σχολικής τους καθημερινότητας. Έπειτα από μία συζήτηση και ανταλλαγή ιδεών (brainstorming), επιλέχθηκε από το σύνολο των συμμετεχόντων μαθητών η δημιουργία ενός ταξινομητή απορριμμάτων, που θα λειτουργεί ως μηχανισμός εξομοίωσης των ρομποτικών διατάξεων, οι οποίες έχουν υιοθετηθεί στις σύγχρονες οργανωμένες κοινωνίες. Η χρησιμοποίηση των συγκεκριμένων μηχανισμών πραγματοποιήθηκε μέσω της συνεργασίας της συγκεκριμένης σχολικής τάξης με το Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών του ΤΕΙ Κρήτης. Οι επιστήμονες αυτού του τμήματος επεξεργάστηκαν μαζί με τους μαθητές την αρχική τους σκέψη και τους καθοδήγησαν στην υλοποίησή της μέσω τηλεδιασκέψεων, που αφορούσαν την επιλογή των κατάλληλων κυκλωμάτων ρομποτικής και τον σκοπό χρήσης καθενός για την πραγματοποίηση του ολικού εγχειρήματος. Παράλληλα, οι μαθητές μυήθηκαν στις βασικές αρχές της εκπαιδευτικής ρομποτικής μέσω της πλατφόρμας, που δημιουργήθηκε για αυτόν τον σκοπό (https://openedtech.ellak.gr/organotiki-epitropi/).
Τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση της εργασίας ήταν μία ηλεκτρονική διάταξη με βάση ένα Raspberry Pi το οποίο θα μας παρέχει την δυνατότητα να προσομοιώσουμε μέσω λογισμικού την εφαρμογή μας, αλλά επίσης μας επιτρέπει να την φέρουμε στον πραγματικό κόσμο χρησιμοποιώντας τις εξόδους του. Το Raspberry Pi® είναι ένας ολοκληρωμένος υπολογιστής σε μέγεθος πιστωτικής κάρτας που αναπτύχθηκε στο Ηνωμένο Βασίλειο από το Raspberry Pi Foundation με σκοπό την τόνωση της διδασκαλίας της βασικής επιστήμης των υπολογιστών στα σχολεία.
Παρά τον ελάχιστον όγκο του, το Raspberry Pi στη μεγαλύτερή του έκδοση διαθέτει τετραπύρηνο επεξεργαστή 1200MHz, διπύρηνη κάρτα γραφικών, 1GB RAM, τέσσερις θύρες USB, έξοδο HDMI, είσοδο κάμερας (CSi), έξοδο οθόνης, τροφοδοτείται μέσω Micro USB, και διαθέτει 40 pins γενικής χρήσης για σύνδεση με άλλα ηλεκτρονικά και περιφερειακά. Το Raspberry Pi χρησιμοποιείται για ένα πολύ ευρύ φάσμα εφαρμογών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν απλός υπολογιστής για περιήγηση στον παγκόσμιο ιστό, μπορεί επίσης να αποτελέσει τον “εγκέφαλο” ενός ρομπότ με σκοπό την επίλυση κάποιων προβλημάτων.
Σε συνεργασία με κάποια αισθητήρια, κάποιους τελεστές και το ανάλογο λογισμικό είναι δυνατόν να αυτοματοποιήσει πολλές διεργασίες. Όλα αυτά μπορούν να επιτευχθούν από μαθητές λόγο της απλότητας και του μικρού κόστους.
Ένα ακόμη κομμάτι της διάταξης είναι μία διαδραστική οθόνη αφής η οποία θα μας επιτρέπει την ανάδραση με το λογισμικό.
Στη συγκεκριμένη εφαρμογή, σε συνδυασμό με μια οθόνη, χρησιμοποιήσαμε το Raspberry Pi για την προσομοίωση διαλογής αντικειμένων με βάση το υλικό τους σε κατηγορίες ανακυκλώσιμων και μη ανακυκλώσιμων.
Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκε μια 7” οθόνη αφής η οποία συνδέθηκε στο Raspberry Pi και μέσω του λογισμικού που κατασκευάσαμε σε γλώσσα προγραμματισμού Python μπορούμε να περιγράφουμε το αντικείμενο στον αντίστοιχο διάλογο και πατώντας το κουμπί έλεγχος, το λογισμικό κατηγοριοποιεί το αντικείμενο.
Η κατηγοριοποίηση επιτυγχάνεται μέσω μιας λίστας ανακυκλώσιμων αντικειμένων την οποία έχουμε ορίσει στον λογισμικό. Για την ευκολότερη απεικόνιση και χειρισμό, ενσωματώσαμε στο λογισμικό την παρακάτω γραφική διασύνδεση / διεπαφή χρήστη με την χρήση της βιβλιοθήκης Tkinter.
Βασικός στόχος της εργασίας ήταν να διαχωριστούν τα απορρίμματα σε ανακυκλώσιμα και μη ανακυκλώσιμα μέσα από τα πιο προσφιλή στους μαθητές υλικά. Ο ειδικός παιδαγωγικός στόχος αυτής της διάταξης ήταν να καλλιεργηθεί οικολογική συνείδηση στο μαθητικό δυναμικό μέσω ενός ελκυστικού και πιο σύγχρονου τρόπου, όπως είναι η εκπαιδευτική ρομποτική. Παράλληλα, στόχος της εργασίας ήταν να πολλαπλασιαστεί και να θεμελιωθεί η γνώση για τις νέες τεχνολογίες καθώς επίσης να αναπτυχθούν δεξιότητες στη χρήση αυτού του συγκεκριμένου τομέα. Ακόμη, εξίσου βασικός στόχος ήταν να συνδεθούν οι νέες τεχνολογίες με τις ανάγκες της κοινωνικής πραγματικότητας και να καταστεί συνειδητό το γεγονός ότι οι τεχνολογικές εξελίξεις διατηρούν αμφίδρομη σχέση με αυτή. Τέλος, αναπτύχθηκε η ομαδοσυνεργατική μάθηση και κατέστη σαφές στους συμμετέχοντες μαθητές ότι η γνώση προκύπτει μέσα από κοινωνικές διαδικασίες.
2.Βιβλιογραφικές αναφορές
1.https://www.pcsteps.gr/52828- τι-είναι-το-raspberry-pi/ Raspberry Pi – Τι Είναι και Γιατί θα Θέλατε Ένα, Άγγελος Κυρίτσης, 15/05/2016
2.https://www.ardumotive.com/raspberrypigr.html Τι είναι το Raspberry Pi και τα χαρακτηριστικά του RPi 3, 6/11/201
3.https://www.python.org/
4.https://docs.python.org/2/library/tkinter.html
3.Ευχαριστίες
Ευχαριστούμε θερμά το Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών του ΤΕΙ Κρήτης και ειδικότερα τον κ. Κωνσταντίνο Μάζο – προπτυχιακός φοιτητής και τον κ. Κωνσταντάρα Αντώνη – Πρόεδρος Τμήματος Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΤΕΙ Κρήτης, για την αμέριστη συμπαράστασή τους.