Σχεδίαση, υλοποίηση και αξιολόγηση προγραμματιστικού περιβάλλοντος για την ρομποτική πλατφόρμα Arduino

Abstract

Η παρούσα εργασία αναφέρεται στη σχεδίαση και υλοποίηση ενός εκπαιδευτικού σεναρίου για την εκπαιδευτική ρομποτική με την χρήση της πλατφόρμας Arduino. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια αναφορά στο STEM, στην ιστορία του, και την χρήση του στην εκπαίδευση. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η πλατφόρμα Arduino, η εξέλιξη του, οι λόγοι που το κατέστησαν δημοφιλές στην εκπαιδευτική ρομποτική, ενώ παρουσιάζονται τα κυριότερα περιφερειακά του εξαρτήματα για την υλοποίηση STEM κατασκευών. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα κυριότερα λογισμικά και προγραμματιστικά περιβάλλοντα (IDE). Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση της εφαρμογής, όπου αναφέρονται τα μέσα που χρησιμοποιήθηκαν, τα βήματα κατά την υλοποίηση, η συγγραφή του κώδικα, καθώς και τα μαθησιακά αποτελέσματα από την εμπλοκή των μαθητών με την εκπαιδευτική δραστηριότητα, ενώ στο τέλος αναφέρονται τα αποτελέσματα της αξιολόγησης του εκπαιδευτικού έργου μαθητών-εκπαιδευτικών. Τέλος, ακολουθούν τα συμπεράσματα από την εν λόγο δραστηριότητα, οι δυσκολίες που προέκυψαν κατά την φάση υλοποίησης της εφαρμογής, ενώ στο τέλος συμπεριλαμβάνονται προτάσεις για μελλοντικές βελτιώσεις. This dissertation refers to the design and implementation of an educational scenario for educational robotics with the use of Arduino platform. In the first chapter, there is some reference to STEM, its history and its use in education. The second chapter presents the Arduino platform, its evolution, the reasons why it gained popularity in educational robotics, along with the platform’s main peripheral devices for implementing STEM constructions. The third chapter refers to the main applications and programming environments (IDE). The fourth chapter includes a presentation of the application where the means used, the steps during the implementation, the code written, as well as the learning outcomes from the students’ involvement with the educational activity are described. At the end of the chapter, there are the results of the evaluation of the students and teachers’ work. Finally, in addition to the conclusions drawn from the activity in question, and the difficulties that arose in the implementation stage of the application, there are suggestions for future improvements.