Η Φιλοσοφία Ίδρυσης του Εργαστηρίου

Νέοι στόχοι (για το διάστημα 2006 - 2009) - Υπηρεσίες & Προϊόντα

A. Συστήματα και Έλεγχος. Θεωρία και Μεθοδολογίες

• Εκπαίδευση με την χρήση Τεχνολογίας & Πληροφορίας Επικοινωνιών (Τ.Π.Ε.)

• Μοντελοποίηση για την Τεχνητή Νοημοσύνη

• Μοντελοποίηση, Ελεγχος και Προγραμματισμός Εκπαιδευτικών Αυτοκινουμένων (Ρομπότ)

• Δυναμικά Συστήματα Διακριτών Γεγονότων: Μοντελοποίηση και Έλεγχος

• Δομημένη Μοντελοποίηση, Έλεγχος & Εκτίμηση

• Ανάλυση μη Γραμμικών Γνωσιακών Συστημάτων

• Δημιουργία αφηρημένων πρωτοτύπων (patterns)

• Τρόποι και επισημάνσεις δημιουργίας μετα-δεδομένων και μετα-γνωστικών ικανοτήτων

• Νέες εκπαιδευτικές αρχιτεκτονικές

Β. Βιομηχανικά Συστήματα και Εργαλεία

• Εργαλείο αξιολόγησης της υπάρχουσας κατάστασης

• Εργαλεία γνωστικής αξιολόγησης

• Ενσωμάτωση ευφυών αισθητήρων και συστημάτων συλλογής  δεδομένων στα  υπάρχοντα κέντρα ελέγχου

• Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές

• Προσαρμοζόμενοι, Προγραμματιζόμενοι, Προβλεπτικοί, Ασαφείς και Νευρωνικοί Ελεγκτές για βιομηχανικό έλεγχο

• Προτυποποίηση του Υλικού και Λογισμικού σε Διασυνδεδεμένα Συστήματα

Γ. Ανάπτυξη Λογισμικού                

• Συστήματα Εποπτικού Ελέγχου, Συλλογής Πληροφοριών, και Διαχείρισης Ενέργειας με χρήση ΤΠΕ για την Εκπαίδευση και την Βιομηχανία

• Διαχείριση Παραγωγής με τη βοήθεια Υπολογιστή και Ποιοτικός Ελεγχος στην Εκπαίδευση

***

Τα κριτήρια επιλογής των ανωτέρω τομέων επιστημονικής διερεύνησης και μελέτης ήταν τα ακόλουθα:

• Είναι νέοι επιστημονικοί τομείς, πλημμελώς ή καθόλου ανεπτυγμένοι – θεραπευόμενοι στον Ελληνικό χώρο και προσφέρουν ακριβώς την βασική απαίτηση της Κοινωνίας της Γνώσης, για διεπιστημονική προσέγγιση της έρευνας, αλλά και προσφορά στην κοινωνική ανάπτυξη στο σύνολό της, με άξονα το ανθρώπινο κεφάλαιο και τις ανθρώπινες πηγές.

Με σκοπό την αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων που προκύπτουν από την εισαγωγή των νέων ανακαλύψεων στην επιστημονική έρευνα, το εργαστήριο έχει ως αντικείμενο, στο πλαίσιο της Ανάπτυξης Βασικής και Εφαρμοσμένης Έρευνας, με έμφαση σε εφαρμογές σε τομείς γενικότερου ανθρωπιστικού ενδιαφέροντος τα ακόλουθα:

• Α) το σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων ερευνητικών-μεθοδολογικών «εργαλείων», με σκοπό τη διερεύνηση των δυνατοτήτων που παρέχει η χρήση των ΤΠΕ στην περιοχή των ανθρωπιστικών ερευνών και της διεπιστημονική προσέγγισης γενικά.

• Β) στη δημιουργία νέων ευκαιριών για πρόσκτηση και αφομοίωση εννοιών, που προέρχονται από άλλους κλάδους (knowledge transfer), με δυνατότητες οργάνωσης, συστηματοποίησης και περαιτέρω ανάπτυξης της μεθοδολογίας, που έχει ήδη κριθεί ως αποτελεσματική από τις ανθρωπιστικές επιστήμες.

• Γ) στην αξιοποίηση των βέλτιστων πρακτικών (best practice), που προέκυψαν από την επιτυχημένη ενσωμάτωση των ΤΠΕ στην έρευνα και τη διεπιστημονική προσέγγιση, συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς μεθοδολογιών και κριτηρίων έρευνας από τους τομείς των θετικών επιστημών σε εκείνους των ανθρωπιστικών.

• Δ) στην αξιοποίηση των πολυδύναμων και πολυεπίπεδων δυνατοτήτων που προσφέρουν οι νευροεπιστήμες και οι νέες τεχνολογίες με σκοπό την άρση των περιορισμών και δυσχερειών που παρουσιάζονται στην επικοινωνία μεταξύ ειδικοτήτων και θεματικών αντικειμένων, τόσο ανεξαρτήτων ερευνητικών κλάδων – επιστημονικών τομέων, όσο και ερευνητικών φορέων, οργανισμών κλπ.

• Ε) στη συγκρότηση και λειτουργία ομάδων εργασίας οι οποίες  αναμένεται να λειτουργήσουν ως χώρος εμψύχωσης, αλληλοϋποστήριξης και συνεργασίας των νέων ερευνητών, καθώς και ως μηχανισμός συντονισμού, διευκόλυνσης και διαρκούς ενθάρρυνσης της προσπάθειάς τους, για δημιουργική αξιοποίηση των νέων τεχνολογιών στο θεματικό αντικείμενο της ερεύνης τους,

• ΣΤ) στη συνεκμετάλλευση της πολύτιμης ερευνητικής εμπειρίας, καθώς και των διαφορετικών γνώσεων, αντιλήψεων, δεξιοτήτων και κλίσεων των επιστημόνων που θα εμπλακούν στο εργαστήριο,

• Η) στον σχεδιασμό και την δημιουργία ειδικών καινοτόμων λογισμικών, καθώς και μιας ηλεκτρονικής πλατφόρμας, στην οποία θα ενσωματωθούν σύγχρονες τεχνολογίες και εργαλεία, με στόχο την αποτελεσματική πρόσβαση, παρουσίαση και διαχείριση ψηφιακού υλικού σχετικού με τις διαδικασίες μάθησης (έρευνα, συστηματοποίηση δεδομένων και ανάπτυξη σύγχρονων υπολογιστικών συστημάτων, όπως το διαλογικό σύστημα ανάκτησης σε περιβάλλον πολυμέσων), το οποίο και στην πορεία, θα ενσωματωθεί στις εφαρμογές. Αυτό σημαίνει πως θα στηρίζεται στην συμμετοχή των χρηστών ως πομπών - δεκτών της πληροφορίας. Η διερεύνηση και συστηματοποίηση των δεδομένων θα πραγματοποιείται με την εκπόνηση ερευνητικών προγραμμάτων, μελετών κλπ., αλλά και με συνέδρια, θεματικές επιστημονικές συναντήσεις, ανάπτυξη ερευνητικών προγραμμάτων κλπ.

Αποστολή

• Η κάλυψη σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο των διδακτικών αναγκών του Π.Τ.Δ.Ε., καθώς και άλλων τμημάτων του Πανεπιστημίου Αθηνών, που εμπίπτουν στα γνωστικά αντικείμενα του συγκεκριμένου εργαστηρίου, καθώς και της διεπιστημονικής προσέγγισης αυτών.

• Ανάπτυξη εκπαιδευτικών, ερευνητικών και συναφών δραστηριοτήτων, όπως αυτές περιγράφονται από τις γενικές αρχές και τους κανονισμούς για την έρευνα του ΕΚΠΑ.

• Ανάπτυξη συγκεκριμένων προγραμμάτων έρευνας και διδασκαλίας στο ΠΤΔΕ

• Διεξαγωγή βασικής και εφαρμοσμένης έρευνας στα πλαίσια των γνωστικών αντικειμένων του εργαστηρίου

• Τη συνεργασία με όλα τα ερευνητικά κέντρα και τα εκπαιδευτικά ιδρύματα του εσωτερικού και του εξωτερικού, καθώς και τη συνεργασία με τρίτους (δημόσιους και ιδιωτικούς φορείς), στους τομείς που εμπίπτουν στα ερευνητικά ενδιαφέροντα και τους σκοπούς του παρόντος εργαστηρίου.

• Την οργάνωση και διεξαγωγή σεμιναρίων, συνεδρίων, συμποσίων κλπ, καθώς και τη μετάκληση προσωπικοτήτων και επιστημόνων από την Ελλάδα και το εξωτερικό.

Αναμενόμενα Αποτελέσματα

• Η κάλυψη σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο των διδακτικών αναγκών του ΠΤΔΕ

• Η διεπιστημονική και η διαθεματική προσέγγιση στην έρευνα που θα διεξάγεται στους χώρους του εργαστηρίου αναμένεται να εισάγει υψηλής ποιότητας γνωστική πληροφορία και γνώση από διαφορετικές ειδικότητες.

• Η παρακολούθηση και η συμμετοχή των φοιτητών, επιστημόνων κλπ., στις έρευνες του συγκεκριμένου εργαστηρίου, θα παρέχει τη δυνατότητα, για ένταξη σε περαιτέρω ερευνητικά προγράμματα, διεπιστημονικές συναντήσεις, μεταφορά γνώσης, συνεργασίες με την επιστημονική κοινότητα του εσωτερικού, εξωτερικού κλπ.

• Κατανοώντας τον τρόπο με τον οποίο μαθαίνει ο εγκέφαλος, (κατ’ ουσίαν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο νους όχι μόνον του ανθρώπου, αλλά και των υπολοίπων εμβίων όντων), οι εκπαιδευτικοί – φοιτητές ή απόφοιτοι του ΠΤΔΕ – θα έχουν όλα εκείνα τα αναγκαία εφόδια, ώστε να είναι αποτελεσματικότεροι στην εργασία τους, για να αξιοποιούν περαιτέρω όσο το δυνατόν περισσότερες γνωστικές πηγές και δυνατότητες της ανθρώπινης κοινωνίας. Έτσι,

• Τέλος, θα αξιοποιούνται καλύτερα οι εκπαιδευτικές δαπάνες, αλλά και θα εξασφαλίζεται η διαρκής βελτίωση στο πεδίο του – ζωτικής σημασίας για την κοινωνία – εγχειρήματος της αγωγής και εκπαίδευσης των νέων ανθρώπων.

Το νέο περιβάλλον

• Όπως είναι ευρέως γνωστό, η ανάπτυξη της επιστήμης στη Δύση τους τελευταίους αιώνες, οδήγησε σε μια εκρηκτική εμφάνιση και εν τέλει οριστική κατίσχυση της Υψηλής Τεχνολογίας, σε κάθε τομέα της ζωής, καθώς και στην εμφάνιση της Κοινωνίας της Πληροφορίας (ως υποσύνολο της Κοινωνίας της Γνώσης), δίχως να έχει ληφθεί εκ των προτέρων μέριμνα για μία ισόρροπη και αρμονική ανάπτυξη και ταυτόχρονη υιοθέτηση των αξιών που προτάσσει η φύση και ο πολιτισμός του ανθρώπου. Σε αυτή τη νέα κατανομή ρόλων της παγκοσμίου κοινωνίας - που δημιουργούν νέα δεδομένα και νέες ευκαιρίες για την ανάπτυξη, την ευημερία και την ποιότητα ζωής - τα μεγαλύτερα οφέλη έχουν οι κοινωνίες, αλλά και οι φορείς, που επιτυγχάνουν πρώτοι να αξιοποιήσουν τα νέα ερευνητικά δεδομένα και τα νέα εργαλεία παραγωγής, αποσκοπώντας ευρύτερα στο να βελτιώσουν τη ζωή των πολιτών τους και τη θέση τους στο διεθνές οικονομικό και πολιτικό περιβάλλον.

• Η διεπιστημονική έρευνα, που μελετά τον άνθρωπο, τη φύση και τις οικουμενικές αξίες με τελικό αποδέκτη τον ίδιο, δεν περιορίζεται χρονικά ούτε και προσδιορίζεται μέσα σε στενά τοπικά όρια. Η επιλογή των συγκεκριμένων περιοχών ερεύνης, ως θεματικών τομέων παρέμβασης έγινε για να καταδειχθεί αφενός η επίδραση που έχουν ασκήσει και ασκούν μέχρι σήμερα οι ανθρωπιστικές επιστήμες και δη οι Επιστήμες της Αγωγής, στη διαμόρφωση του ανθρώπου, αφετέρου για να εμπλέξει τα πορίσματα των ερευνών των Νευροεπιστημών τόσο στην κοινωνική λειτουργία του ανθρώπου, όσο και στα πολιτισμικά του παραγόμενα (γλώσσα, νόηση κλπ.) και μάλιστα μέσα από το πρίσμα μιας οικουμενικής κοσμοθέασης, όπως επιβάλλει τα νέα επιστημονικά και πολιτικά δεδομένα της παγκόσμιας κοινωνίας. Τόσο οι φυσικές όσο και οι ανθρωπιστικές επιστήμες χρησιμοποιούν τη γλώσσα και κυρίως το λόγο ως εργαλείο ανάλυσης του κόσμου (της φυσικής και κοινωνικής πραγματικότητας).

• Δύο σύγχρονοι άξονες της επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου, η ανάπτυξη της έρευνας στο χώρο των νευροεπιστημών και η εισαγωγή των νέων τεχνολογιών, διαμορφώνουν νέες προοπτικές στο εκπαιδευτικό περιβάλλον. Προκαλούν τη θέαση των ζητημάτων από διαφορετικές οπτικές και την προσπάθεια εύρεσης λύσεων σε κατευθύνσεις πέραν των παραδοσιακών ψυχολογικών και διδακτικών προσεγγίσεων.

•  Από τη μία μεριά, οι νευροεπιστήμες αγγίζουν τη φυσιολογία των νοητικών και συναισθηματικών λειτουργιών μέσα από τη μελέτη του εγκεφάλου, εξιχνιάζοντας τις βιολογικές βάσεις της μάθησης. Από την άλλη μεριά, οι σύγχρονες τεχνολογίες έρχονται να προσφέρουν σύνθετα και οικονομικά μέσα για την επίτευξη των νέων αναγκών. Τα επιτεύγματα αυτά υποδεικνύουν την ανάγκη επανεξέτασης όλων των μεθόδων διδασκαλίας που χρησιμοποιούνται από τα εκπαιδευτικά συστήματα σε όλο τον ανεπτυγμένο κόσμο. Ιδιαίτερα τις τελευταίες δεκαετίες είμαστε στην αυγή μιας επανάστασης, η οποία αναμένεται να αλλάξει τις πολιτικές σχολικής ένταξης, τις μεθόδους αξιολόγησης, τις στρατηγικές διδασκαλίας, τις προτεραιότητες κατανομής δαπανών, το περιβάλλον μάθησης, τη χρήση των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση και τις αντιλήψεις μας για ό,τι συνιστά αγωγή και μάθηση για τον άνθρωπο.

• Οι γνώσεις που υπάρχουν σήμερα, σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία του εγκεφάλου, τόσο κατά την ανάπτυξη, όσο και κατά την ενηλικίωση υποχρεώνουν να λάβουμε σοβαρά υπόψη τα νέα πορίσματα των νευροεπιστημών, αλλά και άλλων περιοχών ερεύνης. Νέα ερωτήματα τίθενται για τις Επιστήμες της Αγωγής:

• Πώς ένας εκπαιδευτικός μπορεί να διαχειριστεί όλη αυτή την πληροφορία, επ’ ωφελεία της πράξης του εκπαιδεύειν, δηλαδή της μετάδοσης γνώσης και της καλλιέργειας της γνωστικής ικανότητας του εγκεφάλου (κριτική ικανότητα, δημιουργικότητα, problem solving, διαδικασία λήψης αποφάσεων κλπ.)

• Τί διασφαλίζει σε μια εκπαιδευτική στρατηγική τη συμβατότητά της με τον τρόπο που μαθαίνει ο εγκέφαλος;

• Η συγκεκριμένη πρόταση έχει ως αντικείμενο την ανάπτυξη ενός σύγχρονου Εργαστηρίου που θα μελετά τη δυναμική και τις αμοιβαίες σχέσεις που εμφανίζονται από την αλληλεπίδραση του Βιολογικού και Φυσικού Περιβάλλοντος στη μαθησιακή διαδικασία εν γένει.

• Οι κοινωνικές ανάγκες επηρεάζουν αλλά και επηρεάζονται από τις παραπάνω τεχνολογικές – επιστημονικές εξελίξεις. Μία σημαντική έκφανση της διαλεκτικής αυτής σχέσης παρουσιάζεται στο χώρο της Εκπαίδευσης. Στο νέο αυτό περιβάλλον οι συνέπειες αφορούν σε πολλαπλά επίπεδα:

• Διδακτικές μέθοδοι και περιεχόμενα μάθησης: Η διδακτική μεθοδολογία έχει ως αφετηρία την ιδιαιτερότητα και τη μοναδικότητα κάθε μαθητή, όπως αυτή διαμορφώνεται τόσο από τη βιολογική του ικανότητα όσο και την μαθησιακή-κοινωνική του ανάπτυξη. Θέτει το γνωστικό αγαθό ως πρόκληση στο μαθητή, επιτρέποντας στον τελευταίο να ασκήσει όλες του τις νοητικές λειτουργίες σε μια πορεία ανακάλυψης και προσωπικής έκφρασης, που οδηγεί στην πραγμάτωση των δυνατοτήτων του. Η γένεση κινήτρων και η αξιολόγηση ελέγχονται από την ίδια τη μαθησιακή διαδικασία, η οποία παρέχει νόημα στο μαθητή, καλύπτοντας γνωστικές, συναισθηματικές και κοινωνικές του ανάγκες, όπως αυτές προκύπτουν αυθεντικά στη φυσική του επαφή με το περιβάλλον. Σε αυτό το πλαίσιο, τα περιεχόμενα μάθησης προσφέρονται με την ευχέρεια διαθεματικών διασυνδέσεων και ολιστικών προσεγγίσεων, επιτρέποντας έτσι νοητικές διασυνδέσεις και συσχετίσεις, που έχουν νόημα και αποτέλεσμα στο πλαίσιο της εγκεφαλικής λειτουργίας.

• Ρόλος Σχολείου: Το σχολείο πλέον μπορεί να αμφισβητηθεί ως προς το θεσμικό ρόλο και τις λειτουργίες του: ο δάσκαλος και οι πηγές μάθησης που προσφέρει μπορούν να αντικατασταθούν με σύγχρονα πολυμέσα, τα οποία, όπως ίσως κάποιοι θέλουν να μας πείσουν, παρέχουν το γνωστικό αγαθό πιο άμεσα και πιο αποτελεσματικά. Όση, ωστόσο, βοήθεια κι αν μπορεί να προσφέρει η τεχνολογία, το Σχολείο δεν παύει να αποτελεί φορέα Αξιών και κοινωνικοποίησης, από την ποιότητα του οποίου εξαρτάται ο επωφελής ή όχι τρόπος χρήσης της τεχνολογίας.

• Χαρακτήρας της Εκπαίδευσης: Ο προσανατολισμός στην αξιοποίηση των τεχνολογιών τείνει να προσδώσει τεχνοκρατικό χαρακτήρα στην παρεχόμενη εκπαίδευση, αντί του ανθρωποποιητικού χαρακτήρα, που η Γνώση έχει από τη φύση της.

• Ρόλος εκπαιδευτικού και μαθητή: Ο εκπαιδευτικός αναλαμβάνει ρόλο μύστη της μαθησιακής διαδικασίας. Διευκολύνει, προσανατολίζει, συμβουλεύει, ενθουσιάζει, ενθαρρύνει, συμμετέχει στη θέσπιση κριτηρίων και, χωρίς να αποτελεί το όριο του μαθητή του, συμμετέχει στην ανακάλυψη της γνώσης – αντί να την παρέχει έτοιμη – μέσα από τη μαθησιακή διαδικασία. Ο μαθητής ενεργεί με βάση τη βιολογική και ψυχο-κοινωνική του ετοιμότητα, η οποία προσδιορίζει την ανάπτυξη των κινήτρων και τον κατευθύνει σε γνωστική δραστηριοποίηση για να καλύψει τις ανάγκες που του δημιουργεί η μαθησιακή διαδικασία. Άξονας και πηγή της δράσης του είναι έτσι το ενδιαφέρον που του προκαλεί η τελευταία.   

• Εκπαίδευση – Επιμόρφωση εκπαιδευτικών: Στη βασική εκπαίδευση των εκπαιδευτικών αναδύεται η ανάγκη για κατάρτισή τους σε ζητήματα της σύγχρονης γνωστικής νευροεπιστήμης και της βιοκοινωνιολογίας, παράλληλα με τη χρήση των νέων τεχνολογιών. Καθώς τα επιστημονικά αυτά αντικείμενα εξελίσσονται διαρκώς και έχουν ολοένα και βαθύτερες επιπτώσεις στη μαθησιακή διαδικασία, η επιμόρφωση των εκπαιδευτικών αφορά μία δια βίου μάθηση – επανακατάρτιση.

• Διαχείριση οικονομικών πόρων για την Εκπαίδευση: Νέοι άξονες επένδυσης οικονομικών πόρων αναδύονται στο σύγχρονο πεδίο: α) διαρκής επιμόρφωση εκπαιδευτικών, β) παραγωγή κατάλληλου εκπαιδευτικού λογισμικού, γ) ενίσχυση προσχολικής αγωγής, δ) έρευνα στο πλαίσιο της γνωστικής νευροεπιστήμης, ε) ενίσχυση των σχολείων με πρωτογενείς πηγές μάθησης (βιβλιοθήκες, εργαστήρια).