008: Δημιουργικές Παρασκευές Εργαστηρίου – Hydrobots

Σχολική/ες Μονάδα/ες: 1^ο Γυμνάσιο Παπάγου
Στοιχεία συμμετεχόντων μαθητών/τριών
Τάξη/τμήμα, αριθμός, φύλο, σύνολο:
Β’ – Γ’ Γυμνασίου : 10 κορίτσια, 50 αγόρια, σύνολο: 60 (για τις δύο σχολικές χρονιές)

Χρονική Περίοδος Υλοποίησης: Φεβρουάριος 2013 – Μάιος 2014 και Φεβρουάριος 2014 – Μάιος 2015

Περιγραφή του έργου

Από τη σχολική χρονιά 2013-2014 στο 1^ο Γυμνάσιο Παπάγου έχουν υλοποιηθεί, εκτός επίσημου αναλυτικού προγράμματος και σχολικού ωραρίου, οι «Δημιουργικές Παρασκευές Εργαστηρίου» στις οποίες για δύο συνεχείς σχολικές χρονιές κατασκευάσθηκε, τροποποιήθηκε και βελτιώθηκε το Hydrobot ή αλλιώς “το ρομπότ του νερού”, το οποίο παρέχεται δωρεάν σε όσα σχολεία ενδιαφέρονται, από το Ίδρυμα Ευγενίδου. Φτιαγμένα από απλά υλικά, τα Ηydrobots (την αρχική ιδέα εισήγαγε το MITμε το SeaPerch) δίνουν την ευκαιρία στους λάτρεις των κατασκευών να φτιάξουν ένα τηλεχειριζόμενο υποβρύχιο όχημαROV (RemoteOperatedVehicle), το οποίο μπορεί να πάει όσο βαθιά επιθυμεί ο κατασκευαστής του, για να εξερευνήσει τον πυθμένα της θάλασσας, της λίμνης ή του ποταμού. Με τη βοήθεια αισθητήρων και άλλων συσκευών που μπορεί να προσθέσει ο δημιουργός του, το Hydrobot μπορεί να κάνει μετρήσεις βάθους, να λάβει δείγματα νερού για ανάλυση, αλλά και να τραβήξει μοναδικές υποθαλάσσιες φωτογραφίες ή video. Παράλληλα πραγματοποιήθηκαν πειράματα σχετικά με την υδροστατική πίεση και την άνωση με χρήση απλών υλικών αλλά και εργαστηριακών οργάνων. Επίσης, οι μαθητές ασχολήθηκαν με την κατασκευή ηλεκτρικών κυκλωμάτων, την χρήση πολυμέτρου την παραγωγή ηλεκτρισμού με τη βοήθεια λεμονιών και αλατόνερου, τις δοκιμές ρομποτικών αμαξιδίων και αντίστοιχων εφαρμογών. Όλα αυτά έγιναν κατόπιν επίδειξης ασφαλούς και ορθής χρήσης των ηλεκτρονικών και μηχανικών εργαλείων με τα οποία οι μαθητές εξοικειώθηκαν και με τα οποία κάποιοι μαθητές έκοψαν, τρύπησαν και συνέδεσαν υλικά, ενώ άλλοι κόλλησαν καλώδια σε ειδικά εξαρτήματα αλλά και μεταξύ τους.

Αποτέλεσμα της προσπάθειας αυτής ήταν η κατάκτηση δύο πρώτων Πανελληνίων νικών για το Hydrobotστις κατηγορίες «Υποβρύχια πρόκληση» και «Βελτίωση του Hydrobot», στον 1^ο Πανελλήνιο Διαγωνισμό Hydrobots. Στη συνέχεια δημιουργήθηκε αναλυτικός οδηγός για τη μετατροπή του Hydrobot σε ψηφιακά ελεγχόμενο Ρομπότ, με ανάπτυξη ειδικού λογισμικού βασισμένο στο Scratch ο οποίος αναρτήθηκε και στην επίσημη σελίδα των Hydrobotsαλλά μπορείτε να δείτε και εδώ: http://www.1gympapagou.gr/files/hydrobots/Hydrobot_RasPi_final.pdf

Αξιολόγηση

Η κατασκευή του οχήματος Hydrobot έδωσε την ευκαιρία στους μαθητές να πειραματιστούν με βασικές επιστημονικές αρχές, να γνωρίσουν τεχνολογικές εφαρμογές, να εξοικειωθούν με την ασφαλή χρήση εργαλείων, να εφαρμόσουν τεχνικές και επιστημονικές διαδικασίες, να συνεργαστούν με τους καθηγητές και τους συμμαθητές τους και να ανακαλύψουν ευκαιρίες για μια συναρπαστική ακαδημαϊκή ή επαγγελματική πορεία.

Το Hydrobot έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να προσφέρει μια διασκεδαστική, δημιουργική, συμμετοχική και συνεργατική εμπειρία μάθησης. Μερικά από τα αντικείμενα, τα οποία οι μαθητές διδάχθηκαν κατά τη διάρκεια της κατασκευής του οχήματος, είναι τα ακόλουθα:

• Σχεδιασμός πλοίων και υποβρυχίων
• Άνωση και εκτόπισμα αντικειμένου
• Πρόωση οχήματος
• Συγκόλληση και ασφαλής χρήση εργαλείων
• Διανύσματα
• Ηλεκτρισμός και ηλεκτρικά κυκλώματα
• Εργονομία
• Τρόποι στεγανοποίησης
• Διαδικασίες λήψης μετρήσεων
• Ροπές και βασικές αρχές μηχανικής
• Επαγγελματικός προσανατολισμός

Παρουσιάστηκαν κάποιες δυσκολίες σε συγκεκριμένα στάδια της κατασκευής όπως στη διαδικασία στεγανοποίησης των κινητήρων, η οποία σε ενδεχόμενη επανάληψη του προγράμματος θα αντικατασταθεί απόνέα βελτιωμένη διαδικασία βασισμένη στην ερευνητική ενασχόληση των συμμετεχόντων στο πρόγραμμα.

Επίσης θα γίνει προσπάθεια να χορηγηθεί το kitHydrosensorγια την ενσωμάτωσή του στο Hydrobotμε στόχο την καταγραφή δεδομένων και την έρευνα του υδάτινου περιβάλλοντος στο οποίο θα καθελκυσθεί.

Βιβλιογραφία, Πηγές, Παραπομπές

• Ο δικτυακός τόπος του MIT για τοSeaPerchhttp://seaperch.mit.edu/
• Ο δικτυακός τόπος του Ιδρύματος Ευγενίδου για τα Hydrobotshttp://hydrobots.gr/index
• Οι «Δημιουργικές Παρασκευές Εργαστηρίου» 2013-2014http://www.1gympapagou.gr/hydrobots
• Οι «Δημιουργικές Παρασκευές Εργαστηρίου» 2014-2015 http://www.1gympapagou.gr/rompotiki/politistika/ekpaideitika-programmata/rompotiki/hydrobots-2014-2015
• Οι βραβεύσεις: http://www.1gympapagou.gr/rompotiki/politistika/ekpaideitika-programmata/rompotiki/2014-dio-prota-brabeia-ston-1o-panellinio-diagonismo-hydrobots
• Τα βίντεο του προγράμματος https://www.youtube.com/playlist?list=PLk_oTIoagpplEs6agRmfw-RGymWZtElAZ
• Ο οδηγός μετατροπής σε ελεγχόμενο από PCρομπότ http://hydrobots.gr/index/?p=4247