1+1 Μπορεί να κάνει 10;

Και όμως μπορεί …. , στον κόσμο των ηλεκτρονικών υπολογιστών, των έξυπνων συσκευών και των λογικών κυκλωμάτων.

Τρεις  Δραμινοί μαθητές υπό την επίβλεψη και καθοδήγηση του εκπαιδευτικού Παναγιώτη Παζούλη, υπεύθυνου του ΕΚΦΕ Δράμας, αναζητούν τα θεμέλια της λογικής των έξυπνων συσκευών.  Ερευνούν, πειραματίζονται, επικοινωνούν και συνεργάζονται ως ομάδα και δημιουργούν μία αριθμητική και λογική μονάδα για να λάβουν μέρος στον διαγωνισμό “Generation Next” που διοργανώνουν το Κοινωφελές  Ίδρυμα  Vodafone, η αστική μη κερδοσκοπική εταιρία με την επωνυμία «Επιστήμη Επικοινωνία» και διακριτικό τίτλο «SciCo» και η «Ελληνογερμανική Αγωγή».

Το ερώτημα που απασχόλησε την ομάδα μας είναι η λογική των έξυπνων συσκευών. Πώς είναι δυνατόν ορισμένες συσκευές να είναι τόσο έξυπνες;

Καθημερινά χρησιμοποιούμε έξυπνα κινητά τηλέφωνα (smartphones), ταμπλέτες( tablets), ηλεκτρονικούς υπολογιστές, αλλά και τόσες άλλες συσκευές που εμφανίζουν κάποια λογική, παίρνουν αποφάσεις, και αναρωτιόμαστε πώς είναι δυνατόν η άβια ύλη να εμφανίζει ευφυΐα που είναι χαρακτηριστικό της έμβιας ύλης;

Στην εργασίας μας θα προσπαθήσουμε να ανακαλύψουμε τα θεμέλια της λογικής των έξυπνων συσκευών, να τα κατανοήσουμε και να δημιουργήσουμε τις δικές μας έξυπνες κατασκευές.

Ερευνούμε τα θεμέλια της λογικής των έξυπνων συσκευών. Η έρευνά μας οδήγησε στα λογικά κυκλώματα, στις λογικές πύλες και την άλγεβρα Boole.

Στην αρχή σχεδιάσαμε στο “Phet Colorado”  και μετά κατασκευάσαμε λογικά κυκλώματα με διακόπτες και led υλοποιώντας τις λογικές πύλες NOT, AND και OR. Στη συνέχεια κατασκευάσαμε λογικές πύλες με τα ολοκληρωμένα 7404, 7408 και 7432 αλλά και τις λογικές πύλες NAND με το 7400, XOR με το 7486 και NOR με το 7402. Οι δράσεις αυτές μας βοήθησαν να κατανοήσουμε πως εφαρμόζεται η άλγεβρα Boole σε απλά λογικά κυκλώματα.

Αφού κατασκευάσαμε και κατανοήσαμε την λειτουργία των απλών λογικών πυλών με ολοκληρωμένα κυκλώματα προχωρήσαμε σε πιο σύνθετα έργα. Σχεδιάσαμε στο “TinkerCad” και υλοποιήσαμε σε breadboard ένα κύκλωμα ημιαθροιστή με τα ολοκληρωμένα 7408 και 7486. Η χαρά μας ήταν απερίγραπτη όταν κάναμε την πράξη 1+1=10!

Προχωρήσαμε σε πιο σύνθετα κυκλώματα και σχεδιάσαμε έναν πλήρη αθροιστή στον προσομοιωτή λογικών θυρών (logic.ly) στη συνέχεια τον υλοποιήσαμε στο περιβάλλον του “TinkerCad” και τέλος τον δημιουργήσαμε σε breadboard.

Τέλος σχεδιάσαμε και δημιουργήσαμε μια αριθμητική μονάδα με είσοδο 2 bit. Με μια μικρή τροποποίηση την μετατρέψαμε σε αριθμητική και λογική μονάδα ώστε να μπορεί να εκτελεί και λογικές πράξεις.

Αρχικά παρουσιάσαμε την εργασία μας στο σχολείο μας. Η ανταπόκριση των συμμαθητών μας και των καθηγητών μας ήταν πολύ ενθαρρυντική  και έτσι πήραμε την πρωτοβουλία να το δείξουμε και σε άλλα σχολεία. Ήδη έχουμε κάνει επίδειξη σε τρία σχολεία.

Επίσης, επισκεφτήκαμε τη Διεύθυνση Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης Δράμας και το ΕΚΦΕ Δράμας όπου δείξαμε την εργασίας μας και ανέλαβαν να την προωθήσουν στα υπόλοιπα σχολεία της περιφέρειά μας.

Στο “Youtube” δημιουργήσαμε κανάλι όπου δημοσιεύσαμε βίντεο με την εργασία μας.

Στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης αναρτήσαμε άρθρα, φωτογραφίες και βίντεο από την εργασία μας.

Στο τοπικό τύπο, εφημερίδα, “Συν Εργασία”, αναρτήσαμε άρθρο στις 11/2/2021.

Η εργασία μας αναρτήθηκε στον ιστότοπο του ΕΚΦΕ Δράμας (ekfe.dra.sch.gr) και στο blog “Politics today

Όλο το υλικό της εργασίας θα αποτελέσει την αφορμή για να σχεδιαστεί ένα εκπαιδευτικό σενάριο STEM με τίτλο “Γιατί ορισμένες συσκευές είναι τόσο έξυπνες;”

Η επικοινωνία της ομάδας γινόταν με ψηφιακά εργαλεία επικοινωνίας όπως το messenger και το  email. Στην πρώτη μας τηλεδιάσκεψη αποφασίσαμε το θέμα και πιάσαμε αμέσως δουλειά υπό την καθοδήγηση και την ενθάρρυνση του κ. Παζούλη. Ο Κωνσταντίνος ανέλαβε να κατασκευάσει τα κυκλώματα, ρόλος που πιθανότατα να τον οδηγήσει να γίνει Ηλεκτρολόγος Μηχανικός, η Ελένη και η Κατερίνα ασχολήθηκαν με τη σύνταξη των άρθρων, τη λήψη φωτογραφιών και βίντεο, ρόλοι που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σπουδές στη δημοσιογραφία. Επιπλέον η Κατερίνα συντόνιζε όλη την ομάδα, οργάνωνε τις τηλεδιασκέψεις, φρόντιζε για την ροή των πληροφοριών και των εγγράφων και έκλεινε τα ραντεβού με τους φορείς που θα επισκεπτόμασταν.

Η συνεργασία των μελών της ομάδας ήταν  μια σημαντική παράμετρος. Το υλικό που δημιουργούσαμε αποθηκευόταν σε cloud ( Google Drive) όπου είχαν πρόσβαση όλα τα μέλη της ομάδας. Τα έγγραφα τα αναρτούσαμε σε έναν ψηφιακό πίνακα ανακοινώσεων ( Padlet) και στη συνέχεια τα δημοσιεύαμε σε μέσα κοινωνικής δικτύωσης, στο Youtube, σε blogs και τοπικές εφημερίδες.  Η ομάδα μας, “Big Bang”, συγκροτείται από τρεις μαθητές του 4ου ΓΕΛ Δράμας, τον Κωνσταντίνο Ορφανίδη, την Ελένη Ορφανίδου, την Κατερίνα Παπαδοπούλου, και τον υπεύθυνο καθηγητή κ. Παναγιώτη Παζούλη.