Εισαγωγή στο STEM και Εισαγωγικές Παρατηρήσεις
Τι είναι το STEM; Το STEM είναι κάτι περισσότερο από μία διδακτική ενότητα στο σχολείο. Είναι μία ολόκληρη φιλοσοφία και μία νέα προσέγγιση της μάθησης! Είναι μία προσέγγιση του κόσμου, η οποία βοηθά του μαθητές να κατανοήσουν, να εξερευνήσουν και να αλληλεπιδράσουν με τον κόσμο, ώστε να αποκτήσουν τις ικανότητες και τις δυνατότητες να αλλάξουν αυτόν τον κόσμο… Η εκπαίδευση STEM προετοιμάζει τους νέους ώστε να σκέφτονται σε βάθος και να σκέφτονται ορθά, προκειμένου να αναδειχθούν σε καινοτόμους και ηγέτες, έτοιμους και ικανούς να αντιμετωπίσουν τις παγκόσμιες προκλήσεις, τόσο τις σημερινές όσο και τις μελλοντικές.
Σχεδιασμός και Τρισδιάστατη Εκτύπωση - Οπτικοποίηση στα Μαθηματικά
Κύριος στόχος του μαθήματος είναι να βοηθήσει τους μαθητές να οπτικοποιήσουν ιδανικά μαθηματικά αντικείμενα, μέσα από εργασίες που τους κεντρίζουν το ενδιαφέρον. Οι μαθητές εφαρμόζουν τις γνώσεις τους μελετώντας τις ιδιότητες τρισδιάστατων αντικειμένων από τον πραγματικό κόσμο, τα οποία στη συνέχεια σχεδιάζουν και στο τέλος τα εκτυπώνουν. Μέσα από αυτή τη διαδικασία οι μαθητές εμπεδώνουν τις μαθηματικές τους δεξιότητες και χτίζουν γέφυρες ανάμεσα στην εμπειρική και τη θεωρητική φύση της γεωμετρίας. Σε αυτό το πλαίσιο, οι μαθητές διορθώνουν μόνοι τους τα κατασκευαστικά τους λάθη και ανακαλύπτουν τα μαθηματικά μέσα από τρεις γνωσιακές διαδικασίες: την οπτικοποίηση, την κατασκευή και τη δημιουργία λογικών παραδοχών. Όλες οι δραστηριότητες λαμβάνουν χώρα σε ένα ζωντανό κοινωνικό περιβάλλον, στο οποίο η επικοινωνία μεταξύ ισότιμων μελών είναι ενεργή και διαρκής, και διεξάγονται στο στυλ της «επιστημονικής» κουλτούρας, όπου ο μαθητής νιώθει σαν επιστήμονας. Η μάθηση δεν είναι ατομικό αλλά κοινωνικό επίτευγμα. Περαιτέρω, οι μαθητές αντιλαμβάνονται τις εφαρμογές και τις προοπτικές αυτού του είδους της τεχνολογίας και προετοιμάζονται για το αύριο. Σε αυτό το θερινό τμήμα, οι μαθητές θα ασχοληθούν ενεργά με το σχεδιασμό και την εκτύπωση τμημάτων της Ακρόπολης των Αθηνών ή/και φανταστικών αρχαίων ναών και τεχνουργημάτων.
Η Χημεία του Πρωινού
Τα δημητριακά, τα φρούτα και οι χυμοί, τα αρτοσκευάσματα και τα μπισκότα, το μέλι και το γάλα, είναι μερικά από τα πιο συνηθισμένα και βασικά στοιχεία ενός θρεπτικού πρωινού, το οποίο από κάποιους θεωρείται ως «το πιο σημαντικό γεύμα της ημέρας». Η κατανάλωση των τροφών αυτών προσφέρει στον ανθρώπινο οργανισμό μία ποικιλία απαραίτητων χημικών συστατικών, τα οποία απαιτούνται τόσο για την ανάπτυξη όσο και για τη συντήρησή του, και τα οποία βρίσκονται στα τρόφιμα είτε ως κύρια συστατικά είτε ως πρόσθετα τροφίμων. Οι εταιρείες τροφίμων είναι υποχρεωμένες να αναγράφουν τις ονομασίες και τις αντίστοιχες ποσότητες των εν λόγω συστατικών στις συσκευασίες των τροφίμων, ώστε να ενημερώνουν το κοινό για την ύπαρξη και τη διατροφική τους αξία.
Οι μαθητές θα εκτελέσουν μία σειρά αναλυτικών πειραμάτων και θα εξαγάγουν ποιοτικά ή/και ποσοτικά χαρακτηριστικά επί των συστατικών ορισμένων τροφίμων ευρείας κατανάλωσης, τα οποία σερβίρονται συνήθως στο πρωινό. Θα συγκρίνουν τα αποτελέσματά τους με τις πληροφορίες που αναγράφονται στις συσκευασίες των τροφίμων και μέσω στατιστικής ανάλυσης θα αναδειχθεί η ακρίβεια των πειραματικών αποτελεσμάτων. Επιπλέον, οι μαθητές θα εξοικειωθούν με το αριθμητικό σύστημα κωδικοποίησης που φέρει το γράμμα Ε, για ουσίες που επιτρέπεται να χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα στη βιομηχανία τροφίμων. Τέλος, θα χρησιμοποιηθεί προσομοίωση του συστήματος Ιχνηλασιμότητας Τροφίμων, παρόμοια με αυτό που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τροφίμων, σε μία αλυσίδα παραγωγής που θα εκτυλιχθεί στο εργαστήριο.
Εργαστήρια Ψηφιακών Μέσων
Το εργαστήρι ψηφιακών μέσων στοχεύει στη χρήση νέων τεχνολογιών και τεχνολογικών εργαλείων, με διασκεδαστικό και συμμετοχικό τρόπο, για την προσέγγιση θεμάτων της ενότητας STEM. Το εργαστήρι περιλαμβάνει διάφορες αυτόνομες εργασίες ποικίλης διάρκειας. Κατά τη διάρκεια των εργασιών αυτών, οι μαθητές να έχουν την ευκαιρία να πειραματιστούν με διάφορα τεχνολογικά εργαλεία, όπως η πλακέτα makey-makey, το αγώγιμο μελάνι κ.λπ., καθώς και να γνωρίσουν τεχνικές όπως είναι η επεξεργασία βίντεο και ήχου, το stop motion animation, η πράσινη οθόνη, η επεξεργασία εικόνας, η χαρτογράφηση προβολής κ.λπ. Όλες οι εργασίες απαιτούν μία διεπιστημονική προσέγγιση των γνώσεων από τους τομείς των μαθηματικών, των επιστημών και άλλων πεδίων, ενώ εφαρμόζουν αυτές τις γνώσεις στον πραγματικό κόσμο. Στόχος είναι η παροχή μίας πλατφόρμας, στην οποία οι μαθητές θα παίξουν δημιουργικά με τις τεχνολογίες, καλλιεργώντας παράλληλα δεξιότητες όπως η επίλυση προβλημάτων, η δημιουργική, αναλυτική και κριτική σκέψη.
Από τη Μικροβιολογία στην Ανατομία
Οι μαθητές που θα επιλέξουν να παρακολουθήσουν τα συγκεκριμένα μαθήματα ενθαρρύνονται να αναπτύξουν την κριτική τους σκέψη και πνεύμα συνεργασίας και να καλλιεργήσουν δεξιότητες που σχετίζονται με τα εργαστηριακά βιολογικά πειράματα. Πιο συγκεκριμένα, θα αντιμετωπίσουν την πρόκληση να δουλέψουν στο εργαστήριο της Βιολογίας ως μικροβιολόγοι, να χειριστούν μικροσκόπια, να εξασκηθούν στην μικροσκοπική παρατήρηση, καθώς και να προετοιμάσουν τα δικά τους δείγματα. Θα κληθούν να εκτελέσουν ένα συγκεκριμένο επιστημονικό πρωτόκολλο, δουλεύοντας σε ομάδες (σε μία προσομοίωση των ομάδων έρευνας), και να παρουσιάσουν τα αποτελέσματα των πειραμάτων τους στους συμμαθητές τους. Επίσης, θα τους δοθεί η ευκαιρία να μάθουν περισσότερα για την ανατομία και τη φυσιολογία των θηλαστικών, μέσα από μαθήματα ανατομίας. Κατά τη διάρκεια των εργαστηρίων θα προβούν σε ανατομές, με χρήση του κατάλληλου εξοπλισμού, και θα έχουν την ευκαιρία να μελετήσουν τη δομή και τη λειτουργία διαφόρων οργάνων (π.χ. εγκέφαλος, καρδιά, μάτια, νεφρά).
Ιστορίες Ηγεσίας
Σε αυτό το εργαστήρι, οι μαθητές θα λάβουν σπουδαία μαθήματα ηγεσίας, μέσα από τις ιστορίες μεγάλων ηγετών της αρχαίας Ελλάδας. Οι ιστορίες αυτές συνδέουν την εμπειρία των αρχαίων Ελλήνων ηγετών με τη σύγχρονη πραγματικότητα στο εταιρικό περιβάλλον και επιχειρούν να αναδείξουν διάφορα χαρακτηριστικά Ηγεσίας, όπως είναι η δημιουργία ομάδων μεγάλων δυνατοτήτων και η εταιρική κουλτούρα, η ηγεσία σε καταστάσεις κρίσης, ο σχεδιασμός δεξιοτήτων και διαδοχής, οι Γυναίκες Ηγέτιδες και η καινοτομία.
CSI, Εγκληματολογική Επιστήμη
Μιλούν τα οστά; Ποιες πληροφορίες βρίσκονται στο DNA μας; Πόσο μοναδικά είναι τα δακτυλικά μας αποτυπώματα; Οι απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα θα βοηθήσουν τους μαθητές να γνωρίσουν την Εγκληματολογική Επιστήμη. Η σύγχρονη Εγκληματολογική Επιστήμη εμπεριέχει τα επιστημονικά πεδία της Φυσικής, της Χημείας, της Βιολογίας και των Μαθηματικών. Ο συνδυασμός διδασκαλίας και πρακτικής προσέγγισης θα βοηθήσει τους μαθητές να κατανοήσουν τον ουσιαστικό ρόλο των επιστημών αυτών στην εξιχνίαση εγκλημάτων.
Δραστηριότητες που βασίζονται σε πραγματικά σενάρια, στις οποίες οι μαθητές συμμετέχουν ενεργά:
- Λήψη δακτυλικών αποτυπωμάτων από τόπους εγκλήματος, σύγκριση και ταυτοποίηση δακτυλικών αποτυπωμάτων.
- Γενετικό αποτύπωμα DNA, ταυτοποίηση DNA και έλεγχος σχέσεων.
- Ιατροδικαστική ανθρωπολογία, προσδιορισμός φύλου και εκτίμηση ηλικίας με βάση τα οστά.
- Απομόνωση και αναγνώριση ουσιών από τόπους εγκλήματος.
Πέρα από τα οστά, το DNA και τα δακτυλικά αποτυπώματα, το βασικό σκεπτικό αυτό του μαθήματος είναι να φέρει τους μαθητές σε επαφή με την πρακτική εφαρμογή των επιστημών στην επίλυση προβλημάτων στον πραγματικό κόσμο.
Δεν Πετάμε Τίποτα
Το Εργαστήρι Δημιουργίας αποτελείται από μία σειρά επιμέρους μικρών εργαστηρίων ενδυνάμωσης ομάδων και διαγωνισμών μεταξύ των μαθητών, που προωθούν την ομαδική εργασία και τη μείωση των απορριμμάτων. Οι μαθητές χωρίζονται σε μικρές ομάδες και κατά τη διάρκεια μίας σύντομης περιόδου θα διαγωνιστούν με άλλες ομάδες και θα συνεργαστούν για την επίτευξη ενός κοινού στόχου. Το πρόγραμμα αυτό έχει σχεδιαστεί κατά τέτοιον τρόπο, ώστε να φέρει τους μαθητές σε επαφή με ένα περιβάλλον φιλικό προς την οικολογία, το οποίο ενθαρρύνει τη συνεργασία και την κριτική σκέψη, ταυτόχρονα με την ανακύκλωση.
Γενικές Αρχές Σχεδίασης μη Επανδρωμένων Αεροσκαφών (Μ.Ε.Α)
Ο σκοπός αυτού του μαθήματος είναι η εξοικείωση των μαθητών με τις γενικές αρχές σχεδίασης Μ.Ε.Α.. Η σχεδίαση Μ.Ε.Α. είναι μια διαδικασία που απαιτεί γνώσεις από πολλά πεδία, όπως Επιχειρησιακή Σχεδίαση, Αεροδυναμική, Δυναμική της Πτήσης, Τεχνολογία Προωθητικών Συστημάτων και Τεχνολογία Πηγών Ενέργειας και Υλικών. Σαν πρώτο βήμα θα ορισθεί μια αποστολή και οι αντίστοιχες απαιτήσεις της. Με βάση αυτό, θα επιλεγούν από τα διαθέσιμα στην ελεύθερη αγορά, όλα τα υποσυστήματα που θα φέρει το σκάφος για την εκτέλεση της αποστολής του. Τα κριτήρια επιλογής αυτών των υποσυστημάτων, που θα αποτελούν το ωφέλιμο φορτίο του σκάφους, θα είναι το σχήμα, το βάρος, οι διαστάσεις, οι ενεργειακές απαιτήσεις τους, το κόστος και η διαθεσιμότητα παράδοσης. Το βάρος του ωφέλιμου φορτίου θα επιτρέψει μια πρώτη προσέγγιση του βάρους απογείωσης του Μ.Ε.Α., που με την σειρά του θα καθορίσει τον τύπο (σταθερών ή περιστρεφόμενων πτερύγων), το σχήμα και τις διαστάσεις του. Με βάση αυτά, θα επιλεγεί από την ελεύθερη αγορά η πηγή ενέργειας και το προωθητικό του σύστημα, με αντίστοιχα κριτήρια με προηγουμένως. Το τελικό προϊόν θα είναι μια πρώτη σχεδιαστική προσέγγιση ενός σκάφους που θα ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της αποστολής που τέθηκε.
Ask Wonder Design
Το module ‘Ask Wonder Design’ εστιάζει στη σύνδεση της ψηφιακής κατασκευής (digital fabrication) με την Επιστήμη, την Τεχνολογία, τη Μηχανική, την Τέχνη και τα Μαθηματικά (STEAM). Οι μαθητές μέσα από συνεργατικά projects και μια διαδικασία που βασίζεται στο design thinking θα έχουν την ευκαιρία να πειραματιστούν με τεχνολογίες CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) και να τις συνδυάσουν με δημιουργικά ηλεκτρονικά, tinkering κατασκευών, κ.ά. για να δώσουν από κοινού λύσεις σε πραγματικά “προβλήματα”. Θα χρησιμοποιήσουν μηχανήματα τελευταίας τεχνολογίας (όπως FDM και SLA 3d printers, laser cutter, CNC Mill, κ.α.) και με κινητήρια δύναμη την περιέργεια θα μπουν σε ένα ταξίδι δημιουργίας και κατασκευής!
Απομνημονεύοντας στιγμές
Κάθε μέρα αντιμετωπίζουμε καταστάσεις που δημιουργούν μια γνωστική βάση εμπειριών στη μνήμη και το μυαλό μας. Αξιοποιώντας ψηφιακά μέσα και εργαλεία, μπορούμε να βοηθήσουμε τη διαδικασία της μνήμης μας να διατηρεί ζωντανές αναμνήσεις και ευρύτερα σημαντικές μας στιγμές. Στο πλαίσιο του εργαστηρίου, οι συμμετέχοντες θα έχουν την ευκαιρία να αξιοποιήσουν μια συγκεκριμένη διαδικτυακή πλατφόρμα και να καθοδηγηθούν – ενθαρρυνθούν, για να δημιουργήσουν ένα ψηφιακό έργο γεμάτο αναμνήσεις από τη συμμετοχή τους στην Pierce Leadership Academy.
Ανάπτυξη Εφαρμογών Διαστήματος
Ελάτε μαζί μας σε ένα συναρπαστικό εργαστήριο που έχει σχεδιαστεί για να μυήσει μαθητές ηλικίας 13-17 ετών στον συναρπαστικό κόσμο της τηλεπισκόπησης και της ανάπτυξης διαστημικών εφαρμογών. Σε αυτό το πρακτικό εργαστήριο, οι συμμετέχοντες θα μάθουν πώς να αξιοποιούν δορυφορικά δεδομένα, εργαλεία λογισμικού και τεχνικές μηχανικής εκμάθησης για τη δημιουργία σημαντικών περιβαλλοντικών χαρτών.
Το εργαστήριο θα ξεκινήσει με μια συναρπαστική εισαγωγή στην τηλεπισκόπηση, εξηγώντας πώς οι δορυφόροι καταγράφουν πολύτιμα δεδομένα για την επιφάνεια της Γης μας από το διάστημα. Οι συμμετέχοντες θα αποκτήσουν γνώσεις για το δορυφορικό πρόγραμμα Sentinel, μια από τις κορυφαίες πηγές δεδομένων παρατήρησης της Γης, και θα μάθουν για τις εφαρμογές του στην περιβαλλοντική παρακολούθηση.
Χρησιμοποιώντας ελεύθερα διαθέσιμα δορυφορικά δεδομένα Sentinel, το εργαστήριο θα επικεντρωθεί σε δύο κρίσιμα σενάρια: χαρτογράφηση καμένων περιοχών και χαρτογράφηση πλημμυρών. Οι μαθητές θα καθοδηγηθούν στη διαδικασία βήμα προς βήμα πρόσβασης και προεπεξεργασίας δορυφορικών εικόνων χρησιμοποιώντας το QGIS, ένα δημοφιλές λογισμικό ανοιχτού κώδικα Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών.
Στη συνέχεια, οι συμμετέχοντες θα βουτήξουν σε τεχνικές ανάλυσης εικόνων και θα εξερευνήσουν πώς να εντοπίσουν γεγονότα όπως καμένες περιοχές και πλημμυρισμένες περιοχές από τα δορυφορικά δεδομένα. Θα μάθουν πώς να εφαρμόζουν αλγόριθμους ταξινόμησης εικόνων και μηχανικής μάθησης, όπως η επιβλεπόμενη ταξινόμηση, για να εξάγουν πολύτιμες πληροφορίες από τις εικόνες.
Στο πλαίσιο του εργαστηρίου, οι μαθητές θα έχουν επίσης την ευκαιρία να εξερευνήσουν την Python, μια ισχυρή γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της τηλεπισκόπησης. Θα ανακαλύψουν πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η Python για την αυτοματοποίηση των εργασιών επεξεργασίας δεδομένων, την εκτέλεση προηγμένων αναλύσεων και την ενίσχυση της κατανόησής τους για τα αποκτηθέντα δορυφορικά δεδομένα.
Καθ’ όλη τη διάρκεια του εργαστηρίου, ο μέντορας θα είναι διαθέσιμος για να παρέχει καθοδήγηση και να απαντήσει σε οποιεσδήποτε ερωτήσεις προκύψουν. Οι συμμετέχοντες θα αποκτήσουν πρακτική εμπειρία δουλεύοντας σε πρακτικές ασκήσεις, επιτρέποντάς τους να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους σε πραγματικό περιβάλλον.
Μέχρι το τέλος του εργαστηρίου, οι μαθητές θα έχουν μια σταθερή κατανόηση των αρχών τηλεπισκόπησης, την ικανότητα επεξεργασίας και ανάλυσης δορυφορικών εικόνων χρησιμοποιώντας QGIS και μια βασική εξοικείωση με τις τεχνικές Python και μηχανικής μάθησης για προηγμένη ανάλυση. Θα αποκτήσουν επίσης γνώσεις σχετικά με τη δημιουργία αποτελεσματικών διαστημικών εφαρμογών για περιβαλλοντική παρακολούθηση.
Είτε είστε παθιασμένοι με το διάστημα, την περιβαλλοντική επιστήμη ή την τεχνολογία, αυτό το εργαστήριο παρέχει μια εξαιρετική ευκαιρία να εξερευνήσετε τη διασταύρωση αυτών των πεδίων και να ανακαλύψετε τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης και της ανάπτυξης διαστημικών εφαρμογών.
Ελάτε μαζί μας σε αυτό το συναρπαστικό ταξίδι στον κόσμο της τηλεπισκόπησης και των διαστημικών εφαρμογών και ξεκλειδώστε τις δυνατότητές σας να συνεισφέρετε στην επίλυση των πραγματικών περιβαλλοντικών προκλήσεων.
Σημείωση: Η διάρκεια του εργαστηρίου, τα συγκεκριμένα εργαλεία και οι τεχνικές που καλύπτονται και τυχόν προαπαιτούμενα μπορούν να προσαρμοστούν με βάση τον διαθέσιμο χρόνο και τις προηγούμενες γνώσεις των συμμετεχόντων.
Kinetic Design
Το Kinetic Design είναι ένα εντατικό εργαστήριο σχεδιασμού και κατασκευής για εφήβους, με στόχο την δημιουργία κινητικών κατασκευών σκίασης σε φυσική κλίμακα. Το εργαστήριο απευθύνεται σε μαθητές και μαθήτριες με ενδιαφέρον για την κατασκευή ή, απλά, με κλίση στις θετικές επιστήμες. Μέσα από ένα σφιχτά δομημένο πρόγραμμα, οι μαθητές/-ιες εξερευνούν σύγχρονα, επαγγελματικά εργαλεία τρισδιάστατου σχεδιασμού (Rhinoceros 3d, Grasshopper) και εξοικειώνονται με τις βασικές τεχνικές ψηφιακής κατασκευής (laser cutting, CNC milling, 3d printing etc). Δουλεύοντας προς την υλοποίηση της κατασκευής, αναπτύσσουν σημαντικές δεξιότητες, όπως η ικανότητα για επίλυση προβλημάτων σε πραγματικό χρόνο, η πρακτική εφαρμογή βασικών εννοιών μαθηματικών και μηχανικής φυσικής και η δημιουργία και ο έλεγχος αυτοματισμών και ηλεκτρονικής.Έτσι, καταφέρνουν να συνδέσουν την αφηρημένη θετική γνώση με πρακτικές εφαρμογές και πλαισιώνουν τη φυσικομαθηματική τους κατάρτιση με βιωμένη εμπειρία.
Το εργαστήριο αποτελεί απλοποιημένη μορφή εργαστηρίου που απευθύνεται σε φοιτητές τρίτου έτους Αρχιτεκτονικής σχολής.
Ημερήσιες Εκδρομές Θερινού Σχολείου
Κατά τη διάρκεια των τριών εβδομάδων του προγράμματος, οι μαθητές θα επισκεφθούν μέρη και τοποθεσίες εντός και εκτός του νομού Αττικής.