Internet of Things and Robotics: Το Ψηφιακό Μας Μέλλον στο Σημερινό Σχολείο

Το διαδίκτυο των αντικειμένων (Internet of Things, IoT) αποτελείται από ένα σύνολο τεχνολογιών διασύνδεσης «έξυπνων» και ρομποτικών αντικειμένων στο διαδίκτυο. Το ΙοΤ αναμένεται να πολλαπλασιάσει των αριθμό των συνδέσεων στο διαδίκτυο τα επόμενα χρόνια. Μέχρι το τέλος του 2020 αναμένονται 9.9 δισεκατομμύρια ΙοΤ συσκευές να είναι συνδεδεμένες στο διαδίκτυο και μέχρι το 2025 ο αριθμός αυτός αναμένεται να φτάσει τα 25 δις. Επιπλέον η παγκόσμια αγορά ΙοΤ, ως προς τις δαπάνες τελικών χρηστών για λύσεις IoT, το 2020 αναμένεται να διαμορφωθεί στα 280 δισεκατομμύρια δολάρια ενώ μέχρι το 2025 αναμένεται να αυξηθεί στα 1,5 τρις δολάρια.

Είναι λοιπόν σίγουρο ότι το ψηφιακό μας μέλλον έχει ως βασικό συστατικό το ΙοΤ και την ρομποτική, είναι σημαντικό οι τεχνολογίες αυτές να περάσουν γρήγορα και με αποδοτικό τρόπο στο σχολείο ώστε οι σημερινοί μαθητές να αποκομίσουν σημαντικά οφέλη από τον ψηφιακό μετασχηματισμό που θα επιφέρει το ΙοΤ. Το πρόγραμμα είναι δομημένο ώστε να παρέχει όλες τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις, τεχνολογικές και διδακτικές ενώ εστιάζει στην εφαρμοσμένη χρήση και με πληρότητα ένταξη των ΙοΤ και της ρομποτικής σε όλες τις βαθμίδες του σημερινού σχολείου. Η εφαρμογή γίνεται κλιμακωτά και επαγωγικά από το απλό στο σύνθετο και από το Δημοτικό σχολείο στο Γυμνάσιο και στο Λύκειο. Με αυτό τον τρόπο δίνεται η δυνατότητα στους εκπαιδευτικούς να έχουν σφαιρική άποψη για τις δυνατότητες και τα οφέλη των ΙοΤ διδακτικών προσεγγίσεων, αλλά και να μπορούν να αναπτύσσουν τις δικές τους προσεγγίσεις προσαρμόζοντάς τες στις απαιτήσεις και συνθήκες του μαθήματός τους. Επιπλέον η σφαιρική κάλυψη των τεχνολογικών απαιτήσεων αλλά και η κλιμακούμενης δυσκολίας εφαρμογές αποτελούν μια πλήρη εισαγωγή στα ΙοΤ συστήματα για τους επαγγελματίες που θέλουν να ασχοληθούν με το αντικείμενο.

Το πρόγραμμα απευθύνεται εκπαιδευτικούς που επιθυμούν να ενσωματώσουν τεχνολογίες αιχμής στο μάθημά τους και να φέρουν το μέλλον πιο κοντά στους μαθητές τους. Επιπλέον το πρόγραμμα αποτελεί μια πολύ καλή εισαγωγή στο χώρο, για απόφοιτους θετικών σχολών, ηλεκτρολόγους μηχανικούς, μηχανικούς πληροφοριακών συστημάτων και επαγγελματίες του κλάδου της πληροφορικής που θέλουν να επεκταθούν επαγγελματικά στο συγκεκριμένο κλάδο. Η δομή του προγράμματος έχει διαμορφωθεί ώστε να καλύπτει σφαιρικά το αντικείμενο και έτσι απευθύνεται σε οποιονδήποτε σκοπεύει να χρησιμοποιήσει ή χρησιμοποιεί ήδη τεχνολογίες διασυνδεμένων έξυπνων συστημάτων στον επαγγελματικό του ή μη χώρο.

1. εξοικειωθεί και να γνωρίζει τα βασικά μέρη και το πλαίσιο λειτουργίας των ΙοΤ συστημάτων.
2. εμβαθύνει στην κατανόηση της λειτουργίας και των προοπτικών που δημιουργούνται από τη χρήση διασυνδεδεμένων ρομποτικών συστημάτων.
3. ενσωματώνει ΙοΤ και Ρομποτική στην σχολική πραγματικότητα.
4. σχεδιάζει, να προσομοιώνει και να αναπτύσσει ΙοΤ Ρομποτικά συστήματα.
5. αναπτύσσει σχέδια μαθήματος για τη διδασκαλία ΙοΤ συστημάτων.

Διαδικασία Υλοποίησης της Επιμόρφωσης
Online εξ αποστάσεως.

Μέθοδοι Υλοποίησης της Επιμόρφωσης
Το εκπαιδευτικό υλικό θα αποτελείται από σχετικό σύγγραμμα και παρουσιάσεις της κάθε εκπαιδευτικής ενότητας. Θα χρησιμοποιηθούν Ασύγχρονες μέθοδοι Από-Απόστασης-Εκπαίδευσης (ΑΑΕ) με χρήση της πλατφόρμας eclass σε όλες τις διδακτικές ενότητες και επικουρικά στις τρείς τελευταίες ενότητες θα χρησιμοποιηθεί Σύγχρονη ΑΑΕ με χρήση κατάλληλου διδακτικού εργαλείου Zoom/ΒΒΒ, για ενίσχυση της διάδρασης εκπαιδευόμενων και εκπαιδευτών.

Το υλικό θα διατίθεται σταδιακά ανά διδακτική ενότητα.

Μέθοδοι Αξιολόγησης & Κριτήρια Απόδοσης Πιστοποιητικού Επιμόρφωσης
Η μέθοδος αξιολόγησης θα αποτελείται από δύο μέρη:

• Αυτοαξιολόγηση: ασκήσεις πολλαπλής επιλογής, σωστό-λάθος, αντιστοίχιση, κ.τ.λ.
• Αξιολόγηση: 1 εργασία ανάπτυξης κάθε Διδακτική Ενότητα και τελικό τεστ αξιολόγησης

Το πρόγραμμα δεν θα τηρεί απουσιολόγιο.

Κατηγορίες μοριοδότησης βάσει νομοθεσίας.

ΝΟΜΟΣ ΥΠ’ ΑΡΙΘΜ. 4547/2018 ΦΕΚ 102/Α/12-6-2018
Μοριοδότηση στελεχών (Διευθυντές, Προϊστάμενοι, Συντονιστές)
δ) Επιμόρφωση: 1 κατ’ ανώτατο όριο μονάδα
ββ) Βεβαίωση ή πιστοποιητικό ετήσιας επιμόρφωσης Α.Ε.Ι. διάρκειας τουλάχιστον 300 ωρών ή / και εννεάμηνης διάρκειας: 0,5 μονάδες.

4589/2019 – ΦΕΚ 13/Α/29-1-2019
Πρόσληψη εκπαιδευτικών
Προκήρυξη ΑΣΕΠ 2ΓΕ/2019
Πρόσληψη αναπληρωτών
Επιμόρφωση Α.Ε.Ι. ή άλλου φορέα του δημόσιου τομέα που εποπτεύεται από το Υπουργείο Παιδείας και Θρησκευμάτων, διάρκειας τουλάχιστον τριακοσίων (300) ωρών, που πραγματοποιήθηκε σε χρονικό διάστημα τουλάχιστον επτά (7) μηνών.
Δύο (2) μονάδες

ΥΑ 222084/ΓΔ4/27-12-2018 (ΦΕΚ 5919/Β/31-12-2018)
Υπεύθυνος Πληροφορικής και Νέων Τεχνολογιών
Η επιμόρφωση αποτιμάται κατ’ ανώτατο όριο με μία (1) μονάδα
βεβαίωση ή πιστοποιητικό ετήσιας επιμόρφωσης Α.Ε.Ι. διάρκειας τριακοσίων (300) τουλάχιστον ωρών ή και εννεάμηνης διάρκειας, συναφούς με το γνωστικό αντικείμενο της Πληροφορικής: μισή (0,50) μονάδα

Επιπλέον μοριοδότηση εξαρτάται από τα εκάστοτε κριτήρια των προκηρύξεων/προσκλήσεων όπως αυτά καθορίζονται από τους φορείς που τις εκδίδουν κατά τη χρονική στιγμή της έκδοσης τους και οι ενδιαφερόμενοι/ες οφείλουν να επικοινωνούν με τους εν λόγω φορείς για διευκρινίσεις και φέρουν την αποκλειστική ευθύνη για τη διερεύνηση ζητημάτων μοριοδότησης.

Έναρξη – Λήξη: 02/05/2022 – 29/05/2022
Σύνολο φόρτου εργασίας: 40  ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Δημήτριος Σκούτας

Αντικείμενο της πρώτης διδακτικής ενότητας είναι η παρουσίαση των τεχνολογιών ΙοΤ και Ρομποτικής, το πεδίο εφαρμογής τους και των ευκαιριών που παρουσιάζονται από τη χρήση τους.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Εισαγωγή – Βασικές Έννοιες (02/05/2022 – 08/05/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Πυλώνες και πλαίσιο λειτουργίας του ΙοΤ (09/05/2022 – 15/05/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Δομικά Στοιχεία ΙοΤ και Ρομποτικής (16/05/2022 – 22/05/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Ο ρόλος του ΙοΤ και της Ρομποτικής στις μελλοντικές κοινωνίες και πώς θα τις επηρεάσει (23/05/2022 – 29/05/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας

Έναρξη – Λήξη: 30/05/2022 – 26/06/2022
Σύνολο φόρτου εργασίας: 40 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Χαράλαμπος Σκιάνης

Στη Δεύτερη Διδακτική Ενότητα αναλύεται πως τα συστήματα ΙοΤ βρίσκουν εφαρμογή στην εκπαίδευση ως έξυπνο διδακτικό εργαλείο αλλά και πως η διδασκαλία του διδακτικού αντικειμένου ΙοΤ προσφέρεται για  διεπιστημονικές διδακτικές προσεγγίσεις υψηλής προστιθέμενης αξίας.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Εφαρμογή ΙοΤ και Ρομποτικής στο σχολείο ως διαθεματική εκπαιδευτική προσέγγισης υψηλής προστιθέμενης αξίας (30/05/2022 – 05/06/2022)
  Διδάσκων: Θεόδωρος Παναγιωτόπουλος
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: IoT και Ρομποτική στην τάξη, η σύγχρονη STEM προσέγγιση (06/06/2022 – 12/06/2022)
  Διδάσκων: Θεόδωρος Παναγιωτόπουλος
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Οργάνωση διδασκαλίας και σχέδια μαθήματος (13/06/2022 – 19/06/2022)
  Διδάσκων: Θεόδωρος Παναγιωτόπουλος
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Από το Δημοτικό στο Λύκειο, παραδείγματα διεπιστημονικών εφαρμογών για κάθε βαθμίδα (20/06/2022 – 26/06/2022)
  Διδάσκων: Θεόδωρος Παναγιωτόπουλος

Έναρξη – Λήξη: 27/06/2022 – 31/07/2022
Σύνολο φόρτου εργασίας: 50 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Δημήτριος Σκούτας

Παρουσιάζονται τα κύρια μέρη ενός διασυνδεδεμένου ΙοΤ υπολογιστικού συστήματος με ρομποτικές δυνατότητες, οι βασικές πλατφόρμες υλοποίησης και ο συνδυασμός τους με υλικό επέκτασης και εξειδικευμένης λειτουργίας καθώς και ζητήματα συμβατότητας διαφορετικών υλικών.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Υλικό και λογισμικό μικροελεγκτών Arduino και Espressif. Μέρος Α (27/06/2022 – 03/07/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Υλικό και λογισμικό μικροελεγκτών Arduino και Espressif. Μέρος Β (04/07/2022 – 10/07/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Υλικό και λογισμικό Raspberry PI (11/07/2022 – 17/07/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Αισθητήρες και ενεργοποιητές, συνδέσεις και συμβατότητες (18/07/2022 – 24/07/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 5: Άλλα συστήματα υλοποίησης, LEGO EV3, Intel Galileo, BeagleBone κ.α. (25/07/2022 – 31/07/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης

Έναρξη – Λήξη: 01/08/2022 – 28/08/2022
Σύνολο φόρτου εργασίας: 40 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Χαράλαμπος Σκιάνης

Η διασύνδεση και η δικτύωση των ΙοΤ συστημάτων εντείνει τις δυνατότητές τους και επεκτείνει τις εφαρμογές τους. Σε αυτή την ενότητα παρουσιάζονται οι κυριότερες τεχνολογίες ενσύρματης και ασύρματης δικτύωσης και πως αυτές επηρεάζουν τη χρήση και τις εφαρμογές των ΙοΤ συστημάτων.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Ενσύρματη Δικτύωση (01/08/2022 – 07/08/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Ασύρματη δικτύωση με συστήματα Χαμηλής Ισχύος Ευρείας Περιοχής (Low Power Wide Area Network, LPWAN), LoRa, SigFox, LTE-M (08/08/2022 – 14/08/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Ασύρματα Προσωπικά Δίκτυα (Wireless Personal Area Networks), Bluetooth, Bluetooth Low Energy (BLE) (15/08/2022 – 21/08/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Κυψελωτά δίκτυα και 5G (22/08/2022 – 28/08/2022)
  Διδάσκων: Δημήτριος Σκούτας

Έναρξη – Λήξη: 29/08/2022 – 25/09/2022
Σύνολο φόρτου εργασίας: 40 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Δημήτριος Σκούτας

Παρουσιάζονται οι απαιτούμενες διαδικτυακές υποδομές υποστήριξης των ΙοΤ συστημάτων, δικτυακές πύλες (Gateways) και εξυπηρετητές (Servers) καθώς και Τεχνολογίες Υπολογιστικού Νέφους (Cloud). Επιπλέον γίνεται αναφορά σε ζητήματα ασφαλείας πληροφοριακών ΙοΤ συστημάτων.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: ΙοΤ Gateways και Servers (29/08/2022 – 04/09/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Τεχνολογίες Υπολογιστικού Νέφους (05/09/2022 – 11/09/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Σημαντικότερα θέματα ασφάλειας ΙοΤ (12/09/2022 – 18/09/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Η προσομοίωση ως βήμα σχεδίασης (19/09/2022 – 25/09/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης

Έναρξη – Λήξη: 26/09/2022 – 30/10/2022
Σύνολο φόρτου εργασίας: 50 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Χαράλαμπος Σκιάνης

Η υλοποίηση του ΙοΤ client απαιτεί βασικές γνώσεις συνδέσεων και προγραμματισμού. Στην παρούσα ενότητα γίνεται εισαγωγή στον προγραμματισμό και τον τρόπο συνδέσεων των εξαρτημάτων στα συστήματα Arduino και Raspberry PI

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Προγραμματισμός Arduino Μέρος Α (26/09/2022 – 02/10/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Προγραμματισμός Arduino Μέρος Β (03/10/2022 – 09/10/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Bασικά σενάρια και παραδείγματα προγραμματισμού Arduino (10/10/2022 – 16/10/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Εισαγωγή στις συνδέσεις και τον προγραμματισμό Raspberry PI ως IoT client (17/10/2022 – 23/10/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 5: Προγραμματισμός με Python στο IoT client Raspberry PI (24/10/2022 – 30/10/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης

Έναρξη – Λήξη: 31/10/2022 – 27/11/2022
Σύνολο φόρτου εργασίας: 40 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Χαράλαμπος Σκιάνης

Στη συγκεκριμένη Διδακτική Ενότητα γίνεται αναφορά στους κυριότερους τρόπους διαδικτυακής υποστήριξης των ΙοΤ συστημάτων, παρουσιάζονται οι κυριότερες έτοιμες πλατφόρμες και στον τρόπο δημιουργίας και σύνδεσης ΙοΤ server. Επιπλέον γίνεται αναφορά στο τρόπο χρήσης των ΙοΤ servers στη διδασκαλία μαθημάτων φυσικών επιστημών.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Διαδικτυακές πλατφόρμες υποστήριξης και ανάπτυξης ΙοΤ (31/10/2022 – 06/11/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Ρύθμιση Εξυπηρετητή (Server) για την υλοποίηση ΙοΤ project – Α’ μέρος (07/11/2022 – 13/11/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Ρύθμιση Εξυπηρετητή (Server) για την υλοποίηση ΙοΤ project – Β’ μέρος (14/11/2022 – 20/11/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Δημιουργία εφαρμογών smartphone για την υποστήριξη ΙοΤ συστημάτων (21/11/2022 – 27/11/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης

Έναρξη – Λήξη: 28/11/2022 – 01/01/2023
Σύνολο φόρτου εργασίας: 50 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Δημήτριος Σκούτας

Στόχος του προγράμματος είναι η ενσωμάτωση με άρτιο τρόπο στην σχολική πραγματικότητα των ρομποτικών ΙοΤ συστημάτων. Στη παρούσα ενότητα γίνεται μια ολοκληρωμένη εφαρμογή του ΙοΤ συστήματος Smart Home στο Δημοτικό σχολείο.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Βασική Σχεδίαση, απαιτούμενα υλικά, οργάνωση του μαθήματος Smart Home (28/11/2022 – 04/12/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Προσομοίωση του συστήματος (05/12/2022 – 11/12/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Υλοποίηση Hardware (12/12/2022 – 18/12/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Υλοποίηση ΙοΤ Client με Arduino (19/12/2022 – 25/12/2022)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 5: Υλοποίηση ΙοΤ Server με διαδικτυακή πλατφόρμα ανάπτυξης ΙοΤ (26/12/2022 – 01/01/2023)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης

Έναρξη – Λήξη: 02/01/2023 – 29/01/2023
Σύνολο φόρτου εργασίας: 50 ώρες
Ακαδημαϊκά Υπεύθυνος: Χαράλαμπος Σκιάνης

Στόχος του προγράμματος είναι η ενσωμάτωση με άρτιο τρόπο στην σχολική πραγματικότητα των ρομποτικών ΙοΤ συστημάτων. Στη παρούσα ενότητα γίνεται μια ολοκληρωμένη εφαρμογή του ΙοΤ συστήματος Smart School στο Γυμνάσιο.

• Εβδομαδιαία συνεδρία 1: Βασική Σχεδίαση, απαιτούμενα υλικά, οργάνωση του μαθήματος Smart School (02/01/2023 – 08/01/2023)
  Διδάσκων: Θεόδωρος Παναγιωτόπουλος
• Εβδομαδιαία συνεδρία 2: Προσομοίωση του συστήματος και παραλλαγές (09/01/2023 – 15/01/2023)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 3: Υλοποίηση ΙοΤ Client με ESP (16/01/2023 – 22/01/2023)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης
• Εβδομαδιαία συνεδρία 4: Υλοποίηση ΙοΤ Server με διαδικτυακή πλατφόρμα ανάπτυξης ΙοΤ (23/01/2023 – 29/01/2023)
  Διδάσκων: Βασίλειος Τάτσης