ΣΧΕΔΙΟ ΥΠΟΒΟΛΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

 Σχ. Έτος: 2013-2014                                                                                       ΣΧΟΛΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ: 1^Ο ΕΠΑΛ ΠΕΡΑΜΑΤΟΣ/Τομέας Ηλεκτρονικών/ Β Λυκείου

Ο ΤΙΤΛΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:

«ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΑΝΟΙΧΤΟΥ ΚΩΔΙΚΑ, ARDUINO ΚΑΙ RUSPBERRY PI»

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΥΠΕΥΘΥΝΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ

ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Α. ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ:

Πολλοί μαθητές, ακόμη και σήμερα, πιστεύουν ότι η εκμάθηση των τεχνολογιών ανοιχτού κώδικα είναι δύσκολη υπόθεση, ή ότι μόνο οι ειδικοί μπορούν να καταλάβουν πως λειτουργεί ένα τέτοιο σύστημα. Παρόλο την διαθεσιμότητα ευρείας δημόσιας τεκμηρίωσης, αυτή είναι διασκορπισμένη στον ιστό και συχνά είναι δυσνόητη, αφού συνήθως απευθύνεται σε έμπειρους χρήστες του Linux.

Σήμερα, χάρη στην διαρκή τους ανάπτυξη, οι τεχνολογίες ανοιχτού κώδικα κερδίζουν οπαδούς στην εκπαίδευση, στην εργασία αλλά και στο σπίτι. Ο σκοπός αυτής της έρευνας είναι να δείξει στους μαθητές, και μάλιστα ταυτόχρονα με την πρώτη τους επαφή με την ειδικότητα, ότι οι τεχνολογίες ανοιχτού κώδικα είναι απλές και συναρπαστικές και χρησιμοποιούνται σε όλες τις περιπτώσεις.

Αυτή  η ερευνητική εργασία  σχεδιάστηκε για μια γενική επισκόπηση των τεχνολογιών ανοιχτού κώδικα, και απευθύνεται σε μαθητές νέους χρήστες ως οδηγός εξερεύνησης και εκκίνησης, με σχέδια δράσης και ομαδικές εφαρμογές. Όσο για τους προχωρημένους, αν αυτοί υπάρξουν ανάμεσα στους μαθητές,  αυτό μπορεί να αποτελέσει μια αφετηρία αναφοράς για τις μελλοντικές τους εργασίες, καθώς και μια συλλογή από τις βασικές γνώσεις που χρειάζονται ως προστάδιο προς την διαχείριση και ανάπτυξη προηγμένων ενσωματωμένων υπολογιστικών συστημάτων. 

Σκοπός της ερευνητικής μας κατεύθυνσης είναι να εφαρμοστούν πολλά πραγματικά παραδείγματα ηλεκτρονικών τεχνολογιών ανοιχτού κώδικα.

Ελπίζουμε όσα υλοποιήσουμε να  βοηθήσουν και στην καλύτερη κατανόηση του συστήματος  Linux και να ενθαρρύνουμε τους μαθητές να δοκιμάσουν τις δικές τους ιδέες.

Τα ερευνητικά ερωτήματα που θα μας απασχολήσουν είναι τα ακόλουθα:

• Τι είναι το λειτουργικό σύστημα σε έναν υπολογιστή και ποιες λειτουργίες εκτελεί.
• Εγκατάσταση παραμετροποίηση λειτουργικού συστήματος Linux.
• Διαχείριση Συστήματος.
• Προγραμματισμός στο shell.
• Εφαρμογές ? Υλικό και Λογισμικό ανοιχτού κώδικα (Arduino).
• Εφαρμογή Linux σε Ενσωματωμένα Ηλεκτρονικά Υπολογιστικά Συστήματα Ανοιχτού Κώδικα (Ruspberry Pi)

Β. ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΘΕΜΑΤΟΣ (κριτήρια επιλογής θέματος, συσχέτιση με διδασκόμενα μαθήματα, αναμενόμενα μαθησιακά οφέλη κ.λ.π., ενδεικτικά μέχρι 300 λέξεις).

Όλες η νέες ηλεκτρονικές συσκευές περιέχουν επεξεργαστές και μνήμη, δηλαδή είναι μικρά ή μεγάλα υπολογιστικά συστήματα. Επειδή περιέχουν όλο και περισσότερο σύνθετο λογισμικό υπάρχει σχεδόν πάντα φορτωμένο και ένα λειτουργικό σύστημα, όπου ο τεχνικός πέρα από το υλικό μέρος της συσκευής θα πρέπει να γνωρίζει και το λογισμικό μέρος αν όχι σε επίπεδο εφαρμογής, τουλάχιστον σε επίπεδο συστήματος (Λειτουργικό Σύστημα). Το πλέον διαδεδομένο λειτουργικό Σύστημα με την μεγαλύτερη τάση εξάπλωσης είναι το Linux.

Πολλοί ιδιώτες χρησιμοποιούν το Linux ως σταθμό εργασίας (workstation) και ειδικά οι μαθητές, οι διαχειριστές συστημάτων και οι προγραμματιστές. Το Linux είναι επίσης αρκετά διαδεδομένο στις εταιρείες, οι οποίες το   χρησιμοποιούν για μια πληθώρα υπηρεσιών, όπως e-mail, www, ftp, firewalls, ή ως εξυπηρέτη εφαρμογών. Το Linux είναι ιδιαίτερα διαδεδομένο στους παροχείς  υπηρεσιών Internet και στα Πανεπιστημιακά ιδρύματα. Στη χώρα μας, το Linux χρησιμοποιείται στα εργαστήρια πληροφορικής των δευτεροβάθμιων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων (π.χ. Λύκεια). To ανοιχτό λογισμικό είναι φτηνότερο, γρηγορότερο, πολύ πιο ευέλικτο και πιο προσαρμόσιμο σε σχέση τα Windows.  Είναι φτηνότερο από οποιαδήποτε εμπορική έκδοση Unix. Εύκολη η συντήρησή του από οποιοδήποτε σημείο του Internet. Έχει καλύτερη υποστήριξη υλικού (hardware) από τα FreeBSD, SCO και Solaris/X86. Ο πηγαίος κώδικάς του είναι διαθέσιμος. Οι μαθητές πέρα από την ενεργό συμμετοχή τους στο εργαστήριο θα μπορέσουν να βρουν  δωρεάν υποστήριξη και βοήθεια μέσω των αμέτρητων internet-newsgroups, λιστών ταχυδρομείου,  των ιστοσελίδων. Επίσης, έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνήσουν με e-mail κατευθείαν με τον οποιοδήποτε προγραμματιστή. Θα μάθουν επίσης να αναζητούν βοήθεια στον τοπικό σας Σύλλογο Χρηστών Linux (Linux User Group ή LUG) και αν χρειαστούν υποστήριξη εμπορικού επιπέδου, τότε  θα μπορούν να απευθυνθούν σε κάποιο διανομέα Linux ή σε κάποια εταιρεία που χρησιμοποιεί και παρέχει υποστήριξη.

Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία προγραμμάτων και εργαλείων για το Linux και μάλιστα τα περισσότερα από αυτά είναι ελεύθερα και ανοιχτού κώδικα. Θα παρουσιαστούν επίσης αρκετές σουίτες γραφείου όπως το Staroffice/Openoffice, το Koffice, το Applixware, το WordPerfect κλπ.

Στα πλαίσια του μαθήματος Επικοινωνίες ? Δίκτυα και Τεχνολογία Υπολογιστών και γενικότερα με την κατεύθυνση της ειδικότητας «Ηλεκτρονικός Υπολογιστικών Συστημάτων και δικτύων», η γνωριμία των μαθητών με το λειτουργικό σύστημα που θα επικρατήσει σε όλες της ηλεκτρονικές συσκευές στους τομείς των Επικοινωνίων (Smart Phones, Satellite Receivers), Δικτύωσης (Linux Servers, Routers), Ηλεκτρονικών Υπολογιστών (Tablet PCs), είναι πλέον αναγκαία.

Τα μαθησιακά οφέλη που αναμένονται είναι:

• 1]ενίσχυση της αυτενέργειας των μαθητών και στην παρότρυνσή τους για ανάληψη πρωτοβουλιών,
• 2]εξοικείωση των μαθητών με το ομαδικό πνεύμα, την ενεργό συμμετοχή και την επίτευξη στόχων μέσω συνεργασίας,
• 3]ανάπτυξη της επικοινωνιακής ικανότητας των μαθητών και της ικανότητας στην παρουσίαση εργασιών,
• ανάπτυξη ικανοτήτων όπως:
• 4]αναζήτηση πληροφοριών,
• 5] επεξεργασία και αξιολόγηση στοιχείων,
• 6]σύνθεση απόψεων,
• 7]λήψη αποφάσεων,
• 8]αξιοποίηση θεωρητικών γνώσεων για την επίτευξη πρακτικών αποτελεσμάτων.
• 9]γνωριμία με τεχνολογίες αιχμής υλικού και λογισμικού.
• 10]συνδιασμός γνώσεων από πολλά επιστημονικά πεδία της ηλεκτρονικής

    (μικροεπεξεργαστές, τεχνολογία Η/Υ, ενσωμματωμένα λειτουργικά συστήματα, 

    προγραμματισμός ενσωμματωμένων υπολογιστικών συστημάτων, δίκτυα Η/Υ).

Γ. ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΕΘΟΔΟΥ ΠΟΥ ΘΑ ΑΚΟΛΟΥΘΗΘΕΙ 

Για την υλοποίηση της Ειδικής Θεματικής Δραστηριότητας εφαρμόζεται κατά κανόνα η μέθοδος project, χωρίς να αποκλείονται άλλες συνεργατικές μέθοδοι που ικανοποιούν τους στόχους του μαθήματος. Η μέθοδος project βασίζεται στην μαθητοκεντρική, βιωματική μάθηση και προωθεί τη στοχευμένη και οργανωμένη έρευνα, την ομαδοσυνεργατικότητα και τον εξατομικευμένο ρυθμό μάθησης.Οι ομαδικές συνθετικές-δημιουργικές εργασίες έχουν συνθετικό χαρακτήρα και επιδιώκουν την ανάπτυξη της δημιουργικής ικανότητας του μαθητή και γενικότερα την καλλιέργεια ερευνητικού πνεύματος μέσω της αναζήτησης στοιχείων από διαφορετικές πηγές και την τελική σύνθεση των στοιχείων αυτών.

Σε πρώτο επίπεδο θα γίνει μια αδρή εισαγωγή στη διαχείριση Λειτουργικών Συστημάτων. Θα εστιάσουμε στην περιγραφή Control Panel και σε γενικά εργαλεία εποπτείας του συστήματος που θα μελετήσουμε. Η απόκτηση δεξιοτήτων στο Λ.Σ. Linux στο θεωρητικό μέρος θα στηρίζεται σε διαλέξεις, από τους διδάσκοντες και πιθανός από προσκεκλημένους ομιλητές [ http://hellug.gr/ ] Ένωση Χρηστών και φίλων Λίνουξ Ελλάδος.  Επιπλέον οι μαθητές θα έχουν την δυνατότητα να ερευνήσουν βιβλιογραφικά και εργαστηριακά ένα ή διάφορα θέματα επιλογής τους,  που θα καλύπτουν τις τεχνολογίες αιχμής του ανοιχτού υλικού και λογισμικού από τα άμεσα ενδιαφέροντα τους. Στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος η οργάνωση της ερευνητικής εργασίας θα στηρίζεται στη χρήση και αξιοποίηση των Υποδομών των εργαστηρίων του τμήματος μας και την χρήση της βιβλιοθήκης του σχολείου.

Δ. ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ-ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ (σε περίπτωση κατασκευής)

Αναμενόμενα αποτελέσματα είναι η εξοικείωση με πραγματικές συνθήκες και προκλήσεις της αγοράς εργασίας τις οποίες θα κληθούν να αντιμετωπίσουν οι μαθητές μετά την αποφοίτησή τους. Ήδη σήμερα παρατηρούμε όλες τις συσκευές νέας τεχνολογίας (από κινητά μέχρι  tablets και  ipad) να λειτουργούν αποκλειστικά με ανοιχτό λογισμικό. Θα εγκατασταθεί το Λειτουργικό Σύστημα LINUX σε έξι σταθμούς εργασίας, με δυνατότητα δικτύωσης και θα συνταχθεί ένα εγχειρίδιο εγκατάστασης και διαχείρισης του Λειτουργικού Συστήματος και ανάπτυξης εφαρμογών ανοικτού λογισμικού με το Arduino. Τέλος θα εγκατασταθεί το λειτουργικό Σύστημα LINUX σε Ενσωματωμένο Υπολογιστικό Σύστημα παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποιούν τα Smart Phones (Ruspberry Pi).

Ε. ΠΟΡΟΙ ? ΥΛΙΚΑ ? ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ

ΣΤ. ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ/ΔΙΚΤΥΟΓΡΑΦΙΑ