Radi li se samo o sastavljanju robota?

damjan_erhatic

Damjan Erhatič

U Gimnaziji Franca Miklošiča Ljutomer nastojimo našim učenicima pružiti što više znanja o tehnologijama koje su nove, aktualne i zanimljive. To uključuje 3D modeliranje s Solidworksom, Arduino platformom i senzorima, 3D ispis i skeniranje, virtualnu stvarnost, robotiku i mogućnost dobivanja Cisco CCNA certifikata iz računalnih mreža. Također smo napravili vlastiti 3D printer, stroj za crtanje, CNC uređaj i hologram. Robotika se ukorijenila u mnogim industrijskim procesima posljednjih desetljeća, a u novije vrijeme i kao dio našeg svakodnevnog života. Koristi znanje iz mnogih područja, kao što su senzori, mjerenja, pogoni, obrada signala, kinematika, dinamika i kontrola robota, virtualno okruženje, robotski vid, informatičke i računalne tehnologije itd. (Robotika itd.).

Ključne riječi: robotika, tehnologija, Lego Mindstorms Education EV3.

Zbog toga koristimo Lego Mindstorms Education EV3 kao izborni predmet iz informatike. EV3 softver angažira i motivira učenike, omogućuje im dizajniranje i programiranje, istovremeno im pružajući mogućnost eksperimentiranja bez prethodnog znanja ili iskustva u programiranju ili dizajnu. To je programski jezik, prilagođen za upotrebu, kojeg učenici vrlo brzo nauče i razumiju. Intuitivni programski jezik, u kombinaciji s pratećim materijalom, omogućava studentima brz i jednostavan prijelaz na robotiku. Ovo je područje, koje nam pruža mnogo mogućnosti za povezanost s ostalim predmetima poput matematike, fizike i engleskog jezika. Početni učitelji u ovom polju mogu se poslužiti priručnikom Uvod u robotiku, koji je dostupan u sklopu njihove verzije obrazovanja.

Sadrži i nastavni plan i primjere različitih vježbi. Duljina svake vježbe prilagođava se u kontinuitetu i ovisi o težini vježbe. Vježbe su dugačke od 45 do 180 minuta, a podijeljene su u različite kategorije: vježbanje, vježbanje i izazov za učenje, majstorski izazov i izazov za dizajn. Kroz udžbenike učenici uče o različitim senzorima, koje koriste na svojim robotima. Osnovni senzori u kompletu su ultrazvučni senzor, žiroskop, senzor osjetljiv na dodir i senzor u boji. Pored toga, može se kupiti infracrveni senzor i temperaturni senzor. Potrebni su nam i dodatni materijali (papir, ljepljiva vrpca, olovke od filca, kutomjer itd.), da napravimo različite staze odnosno pruge, koje sadrže različite prepreke i izazove za studente, koji ih nakon toga pokušavaju uspješno riješiti. Softverski koncept Lego Mindstorms Education EV3 uključuje nekoliko načina za ocjenu rada učenika. Praktičan pristup na osnovu izazova, koji nudi jednostavnu metodu promatranja, je li robot sposoban izvršiti zadatak, učinkovit je način izazivanja vještina rješavanja problema učenika i integriranja alata za ocjenu učenika i nastavnika. Kada učenici imaju poteškoće u ispunjavanju izazova upotrebe svog robota, motivirani su, da poboljšaju svoj dizajn ili program i na taj način mogu uspješno upravljati nečim, što su sami izradili. To je proces, pojačan povratnim informacijama (Uvod u robotiku, b.d.). Učenici stalno dokumentiraju svoj rad. Ovako razmišljaju i dokumentiraju ono, što su naučili i kako se mogu izraziti tijekom komunikacije. Za dokumentiranje toga postoji nekoliko različitih načina:

  • opišu svoje radne procese,
  • naprave slike i videozapise robota u akciji,
  • naprave snimak zaslona softvera EV3.

Nakon vježbi odabiremo tim učenika, koji će predstavljati našu školu na natjecanju Lego Masters. Ovo je natjecanje, koje organizira Laboratorij za automatizaciju i kibernetiku na Elektrotehničkom fakultetu Sveučilišta u Ljubljani. Tamo se suočavaju s drugim timovima iz cijele Slovenije.

Postoje i druga natjecanja, poput. FLL – Prva Lego liga. FIRST LEGO liga je program, koji značajno doprinosi i pomiče granice u obrazovanju.

To je obrazovni i istraživački program, koji svake godine ima nove izazove – projekt, koji opskrbljuje djecu i mlade s znanjem i kompetencijama 21. stoljeća, upoznaje ih sa znanošću i tehnologijom i završava turnirima. Program temelji na robotiziranju i istraživanju. Svake godine tim stručnjaka odabire novu temu izazova, što je jedan od trenutnih globalnih problema.

Ciljevi:

  • potaknuti djecu i mlade da uče o nauci i tehnologiji, približiti STEAM (znanost, tehnologiju, inženjerstvo, umjetnost i matematiku),
  • opremiti sudionike idejom timskog duha,
  • potaknuti djecu i mlade za rješavanje složenih zadataka na kreativan način.

Prijavljeni timovi mogu sudjelovati na regionalnim turnirima nakon otprilike 10 tjedana rada, predstavljajući svoj rad i sebe i tako dobiju korisne povratne informacije.Turniri se održavaju u posebnoj, pozitivnoj atmosferi. Timovi trebaju riješiti složenu misiju uz pomoć robota, predstaviti svoj istraživački put, koji su prošli u posljednjih nekoliko mjeseci uz pomoć pripremljenog materijala. Posebno su naglašene vrijednosti, koje su prisutne svuda i svugdje.

U školama i organizacijama, koje rade u okviru programa FIRST LEGO League, mladi ljudi imaju priliku iskusiti i naučiti sve korake stvarnog procesa razvoja proizvoda: rješavanje problema pod vremenskim pritiskom, s nedovoljnim resursima i nepoznatim konkurentima. (Što je FLL, b.d.)

Da bi ovaj skup predavanja imao smisla, možemo se povezati s bilo kojom tvrtkom, koja se bavi automatizacijom u industrijskim procesima i usavršavanjem svog osoblja. To studentima olakšava predstavu o tome, kako se roboti i senzori koriste u drugim područjima. Studenti, koji pokažu veliku količinu znanja, mogu također sudjelovati s njima, prvo počevši s podučavanjem ostalih, a kasnije tako, da dobiju priliku za posao.

Literatura

  1. Robotika. (b. d.) Na fe.uni-lj.si. Pridobljeno dne 22. 3. 2019: http://www.fe.uni-lj.si/izobrazevanje/2_stopnja/elektrotehnika/predstavitev/robotika
  2. Uvod v robotiko (b. d.) Na ucilnice.arnes.si. Pridobljeno dne 22. 3. 2019: https://ucilnice.arnes.si/pluginfile.php/1033269/mod_resource/content/0/Uvod%20v%20robotiko%20EV3.pdf
  3. Kaj je FLL? (b.d.) Na fll.si. Pridobljeno dne 14. 4. 2019: http://www.fll.si/program/kaj-je-fll

Programiranje za najmlađe – I. dio

kristina_slisuric
Kristina Slišurić

Uvod

Tijekom listopada obilježava se raznim aktivnostima Europski tjedan programiranja, a cijeli listopad radi se na promicanju programiranja i davanju poticaja učenicima za aktivnim uključivanjem u različite vidove programiranja i povezivanje s drugim ljudima zaljubljenima u programiranje. U okviru projekta Meet and Code udruge, u ponedjeljak 12. 10. 2020. održana je online interaktivna radionica Programiranje za najmlađe koji je održala učiteljica Kristina Slišurić. U radionici su sudjelovali je učenici trećeg razreda Osnovne škole u Ogulinu sa svojom učiteljicom Valentinom Blašković.

Ključne riječi: programiranje, djeca, Meet and Code, code, EU Code Week

Središnji dio

Aktivnosti:

  • Uvod – Tko je programer?
  • Uvod u programiranje – grafičko programiranje
  • Algoritamske strukture u programiranju
  • Završno ponavljanje
  • Samovrednovanje

Interaktivna online radionica  se održala korištenjem alata MS Teams. U njemu smo koristili mogućnost videoprijenosa u realnom vremenu te istovremene komunikacije slikom i govorom koristeći kameru i mikrofon te pisanjem koristeći mogućnosti Čavrljanja.


Nakon uvodnog pozdrava učiteljica je koristeći prezentaciju (slika 1.) pitala učenike jesu li se ikad susreli s pojmom programiranja i prepoznaju li osobu koja je programer na slici. Učenici su koristeći pripremljenu digitalnu ploču (slika 2), označili sliku na kojoj je programer. Digitalnu ploču učiteljica je pripremila koristeći alat Padlet i nalazi se ovdje.


Koristili smo je za komunikaciju i kao mjesto sa svim poveznicama koje su tijekom webinara potrebne. Nakon što smo ponovili što znači programirati, što je program i tko su programeri, krenuli smo u svoje prve programerske korake. Za to je učiteljica odabrala mrežnu stranicu code.org (slika 3.) i Tečaj 2 (slika 4.). Tečaj je zamišljen za samostalni rad učenika koji znaju čitati, a nemaju prethodnog programerskog iskustva. Učiteljica je učenika vodila kroz nivoe tečaja u kojem su kroz igru i pomaganje likovima iz priče, naredbama u obliku blokova koristili različite algoritamske strukture: slijed, ponavljanje i grananje.

Za uvođenje u rad napravili smo nekoliko zadataka grafičkog programiranja i algoritama iz svakodnevnog života (slika 5.).

Nakon toga započeli smo sa slijednim naredbama gdje su učenici poput slagalici tehnikom  „povuci i spusti“ nizali svoje prve naredbe u slijed, a pritom vježbali orijentaciju u prostoru i pomagali ptičici kako bi stigla do svinje (slika 6.), i pčelici kako bi stigla do cvijeta i pokupila nektar.

Nakon toga uveli smo algoritamsku strukturu ponavljanja i blok za ponavljanje uz pomoć koje su učenici uvidjeli da njome mogu skratiti sami program  (slika 7.).

Na kraju smo u naše programe uveli i  odluke te algoritamsku strukturu grananja, kada je pčelica provjeravala ima li na cvijetu nektara i samo ako ga ima (ako je nektar=1) onda je pokupila isti sa cvijeta (slika 8.).


Završno ponavljanje napravili smo vježbom na digitalnoj ploči gdje smo ponovili sve tri algoritamske strukture. Učiteljica je postavila slikovno pitanje, a učenici su svoje odgovore pisali u komentare.
Samovrednovanje na kraju webinara provedeno je na način da učenici na digitalnu ploču napišu ili nacrtaju kako se osjećaju nakon webinara. Svi su se osjećali sretno što su napisali, a neki su učenici i nacrtali. (slika 9.)

Zaključak

Uključivanje učenika u ovaj vid suradničkog poučavanja u kojem je jedna učiteljica u razredu s učenicima, a druga učiteljica na udaljenoj lokaciji i kroz online radionicu vodi učenike i razgovara s njima, korak je naprijed prema uspješnoj integraciji informacijsko komunikacijske tehnologije u svakodnevni rad i život učenika. Za učenike je ovaj vid rada bio motivirajuće i  zanimljivo iskustvo. Učenici su također mogli iskusiti kako je programiranje kreativan i nadasve zanimljiv proces koji razvija naš mozak i naše logičko razmišljanje, uči nas postupnosti, sistematičnosti, a uz to se i igramo i zabavljamo te upoznajemo nove ljude i mogućnosti.

Programiranje za najmlađe – prezentacija s interaktivne radionice Programiranje za najmlađe, 1. dio

Programiranje za najmlađe – II. dio

valentina_blaskovic

Valentina Blašković

Sažetak

Prve korake programiranja djeca mogu započeti već u predškolskoj dobi, a istu priliku su dobili učenici Republike Hrvatske od ove školske godine 2020./2021., ulaskom predmeta Informatika u 1. razred osnovne škole. Poanta nije „gurati“ svu djecu u svijet programiranja već je bit zainteresirati ih, pokazati koliko je programiranje zanimljivo i „navući“ ih na programiranje, računalno razmišljanje i logičko zaključivanje i time kod učenika razvijati inovativnost, stvaralaštvo i poduzetnost, te formirati vrijedna znanja koja se mogu ugraditi u budući profesionalni život učenika.

Ključne riječi: programiranje, program, zmije i ljestve, naredbe, igra.

Interaktivna online radionica Programiranje za najmlađe održan je 16. listopada 2020. u organizaciji Udruge Suradnici u učenju , a uvršten je i kao događaj incijative Meet and Code s ciljem da se pokaže učenicima koliko programiranje može biti zabavno i na koji način može pomoći u ostvarivanju i primjeni ideja, a u konačnici ohrabrit će učenike da razvijaju svoje digitalne vještine koje su im potrebne u današnjem svijetu. U spoju klasične igre (Zmije i ljestve) učenici su kroz rješavanje zadataka u suvremenim programima pomoću blokova naredbi razmišljali, rješavali probleme i poticali kreativnost. Programiranjem učenici će se zabavljati i učiti, otkrivati nove načine rješavanja problema i razmišljati izvan okvira. Inovacija i posebnost prikazana je upravo u spoju starih igara na novi/ moderniji način.

Interaktivnu online radionicu vodila je učiteljica Informatike Valentina Blašković iz Prve osnovne škole Ogulin preko online platforme Microsoft Teams. Na radionici su sudjelovali učenici 5. razreda iz Osnovne škole „Matija Gubec“ Cernik sa svojom učiteljicom Informatike Kristinom Slišurić koji su radionicu pratili iz svoje učionice dok su se iz svojih domova kroz online nastavu uključili učenici 5. razreda Osnovne škole Popovača s učiteljem Darkom Rakićem (Slika 1).

Radi lakšeg snalaženja tijekom webinara učiteljica je podijelila s učenicima poveznicu na Padlet ploču na kojoj se nalazi popis svih aktivnosti i pripadajućih poveznica na igru/zadatak. (Slika 2)

U uvodnom dijelu učenici su otkrivali temu sata tako da su slagali puzzle, a time i ovladati vještinom slaganja elemenata koja će im biti potreban u ostalim aktivnostima. Učiteljica Valentina pokazivala im je potom različite oblike labirinta te su zajedno tražili izlaz koristeći se naredbom idi naprijed, okret udesno, okret ulijevo. Sve što su otkrili i isprobali u prethodnim aktivnostima učenici su iste iskazivali u jednostavnom slaganju naredbi zabavne igre programiranja Run Marco. Nakon igre učiteljica je upoznala učenike sa slaganjem programa blokom naredbi u online programu Scratch i Makecode microbit i time ih upoznala kojom lakoćom stvaramo program te kako program možemo „iščitati“ prema redoslijedu slaganja naredbi. Naredbe u jednom i drugom programu prepoznajemo prije svega po boji, kojoj kategoriji pripada a time čemu ona služi – za kretanje, izmjenu izgleda, dodavanje zvuka, upravljanje likom, odnosno osnovne naredbe, ulazne vrijednosti, led svjetleće diode micro:bita i slično.

Upoznavanjem s prethodnim programima učenici su spremno krenuli i u glavni dio sata koji se odnosi na igru Zmije i ljestve izrađenu u alatu Genial.ly (Slika 3).

Igranje igre je zamišljena tako da učiteljica baca kocku i pomiče lika po ploči. Ovisno o tome na koje polje lik stane otvara se pitanje ili se lik penje po ljestvama gore ili se zbog zmije na koju stane spušta dolje. Pitanja se odnose na programe izrađene tokom sata na kojima učenici predviđaju što će lik ili micro:bit učiniti ili npr. na koju stranu će se Marco okrenuti. Učenici prate pitanja a svoje odgovore upisuju preko Tricider ankete. Nakon uspješnog dolaska do kraja igre, učenici su igrali Google igru izrađenu povodom 50 godina dječjeg programiranja.

Učenici zajedno s učiteljicom igraju prva dva nivoa, a nastavak su učenici igrali ili za domaću zadaću ili na sljedećem satu Informatike. Online interaktivna radionica završila je zajedničkim crtanjem u alatu Aggie.io gdje su učenici ostavljali poruke ili crteže kao povratne informacija cjelokupne radionice.

Programiranje danas poprimilo je potpuno noviji, moderniji, zanimljiviji i zabavniji izgled te učenici kroz različite programe na zabavan način koriste naredbe i slažu svoje prve programe. Povezati programiranje s već tradicionalnim igrama je moguće a ova radionica je dokaz toga. Ne treba bježati od starih društvenih igara realnog svijeta i tražiti zabavu isključivo u virtualnom svijetu, već je veća zabava u povezivanju ta dva svijeta zajedno, ravnomjerno ali odgovorno i pažljivo, i naravno, umjereno.

Programiranje za najmlađe (2) – prezentacija s interaktivne radionice Programiranje za najmlađe, 2. dio

Programi(g)ranje – I. dio

kristina_slisuric

Kristina Slišurić

Uvod

Jedna od aktivnosti koju je Udruga suradnici u učenju provela tijekom mjeseca listopada, a povodom obilježavanja Europskog tjedna programiranja bila je i interaktivna online radionica pod nazivom Programi(g)ranje u kojoj su učenici početnici u programiranju koristeći vizualno jednostavno okruženje programirali svoje prve samostalne igre – od početne ideje, razvijanja iste do konačne realizacije,  i uvodili se u zanimljiv i nadasve kreativan proces programiranja.

Interaktivna online radionica je održana u ponedjeljak 19. 10. 2020., a vodila ga je učiteljica Kristina Slišurić, a sudionicu su bili učenici trećeg razreda Osnovne škole u Ogulinu sa svojom učiteljicom Valentinom Blašković.

Ključne riječi: programiranje, igra, Meet and Code, code, EU Code Week, Scratch

Središnji dio

Interaktivna radionica se održala korištenjem alata MS Teams uz pomoć kojeg smo se vidjeli, čuli i uspješno komunicirali i ostvarivali dijalog iako smo se fizički nalazili daleko jedni od drugih.

Glavni cilj ove interaktivne radionice bio je da učenici stvore programe koristeći vizualno okruženje Scratcha, a u kojem će se koristiti slijedom, ponavljanjem i odlukom te ulaznim vrijednostima uz poticanje učenika na kreativnost i inovativnost u rješavanju problemskih zadataka i korištenje informacijsko komunikacijske tehnologije u njihovom rješavanju.
Nakon uvodnog pozdrava učiteljica je ponovila s učenicima tri osnovne algoritamske strukture koje smo naučili i uvježbali  na prošloj online interaktivnoj radionici Programiranje za najmlađe, 1. dio koja je održan tjedan dana ranije. Nakon toga smo koristeći digitalnu ploču zajedno pogledali što će biti cilj današnjeg rada odnosno kako će izgledati program koji ćemo zajedno napraviti. Digitalnu ploču učiteljica je pripremila koristeći alat Padlet i nalazi ovdje.


Učiteljica je pokazala učenicima simulaciju igre koju planiramo izraditi. Igra je dostupna na poveznici.

Nakon pogledane igre učiteljica je učenicima pokazala algoritam za izradu programa uz objašnjavanje zašto se u pojedinim koracima rješavanja problema trebaju koristiti određene algoritamske strukture. Učenici su pratili učiteljicu i odgovarali na pitanja koja je učiteljica postavljala kako bi pratila njihovo razumijevanje algoritma.

Nakon analize algoritma slijedilo je prevođenje algoritma u program, kada smo korak po korak, uz detaljnu analizu, tražili blokove naredbi u skriptama i dovodili ih u naš program, a prije toga odabrali smo željeni lik i pozornicu za provođenje igre.

Posebnu pažnju posvetili smo pojmu ulaznih vrijednosti i varijabli jer je to prvi puta da se učenici susreću s istim. Zamislili smo ih kao kućice u kojima spremamo brojeve koje program mora zapamtiti. Cijeli program može se pogledati i na slici.

Nakon izrade programa slijedilo je njegovo testiranje, a na kraju i izazov. Učiteljica je pozvala učenike da na ovaj način izrade igru s drugačijim pitanjima ili da animiraju svoje ime, izrade priču i animiraju lektiru ili realiziraju neku drugu svoju ideju.

Samovrednovanje na kraju radionice proveli smo čarobnim kotačem u kojem su učenici svaki za sebe zavrtili kotač te redom eliminirali izjave koje su sadržavale aktivnosti provedene tijekom radionice. Učenici su iz kotača eliminirali sve izjave što je značilo da su sve zamišljene aktivnosti uspješno odradili. Posebno bih istaknula kako su svi dobili neku novu ideju za izradu programa.

Zaključak

Početno programiranje u razrednoj nastavi od iznimne je važnosti za stvaranje temelja logičkog razmišljanja i rješavanja problema iz svakodnevnog života koji zahtijevaju preciznost, sustavnost i analizu. Vježbanje računalnog razmišljanja od malih nogu i poticanje učenika na kreativnost u izradi jednostavnih programa kao u ovom slučaju edukativne igre priprema učenike od malih nogu na cjelokupan programerski proces koji uključuje ideju, dizajn, odabir likova i pozornice i sve to uz igru. Učenici uz to razvijaju svoje samopouzdanje, surađuju u online okruženju, testiraju jedni drugima programe i zajednički su usmjereni prema postizanju istog cilja.

Program(i)granje – prezentacija s interaktivne radionice Program(i)granje, 1. dio

Program(i)granje – II. dio

valentina_blaskovic
Valentina Blašković

Sažetak

Djeca nove tehnologije primaju na drugačiji način od nas odraslih, jer odrastaju s novim izazovima. Uloga nas učitelja je usmjeriti učenike kako kreativno koristiti informacijsku tehnologiju te njome podignuti razinu obrazovanja u cjelini, a pri tome se zabaviti, uživati i naravno razvijati vještine koje su nužne za cjeloživotno učenje, poput logičkog, stvaralačkog i apstraktnog mišljenja, kreativnosti,… Programiranje nije samo pisanje računalnih programa. Programiranje je rješavanje problema, otklanjanje grešaka, razvijanje logičkog razmišljanja i računalnog razmišljanja, razvoj strategija i upravo zbog toga možemo reći da programiranje mijenja način razmišljanja.

Ključne riječi: programiranje, program, naredbe, micro:bit.

Interaktivna online radionica Program(i)granje održan je 23. listopada 2020. u organizaciji Udruge Suradnici u učenju, a uvršten je i kao događaj incijative Meet and Code. Namijenjen je učenicima koji će raditi s osnovnim edukacijskim materijalima i po prvi put upoznati se s programiranjem i micro:bitom. Polaznici će po principu drag-and-drop izrađivati animacije i igrice, a projekti/programi će se sačuvati. Učenje programiranja pomaže djeci u razvijanju vještine rješavanja problema, logike i kreativnosti, što je ujedno i cilj ovog webinara. Onaj tko zavoli programiranje, možda nastavi učiti i mnogo dulje.

Interaktivnu radionicu vodila je učiteljica Informatike Valentina Blašković iz Prve osnovne škole Ogulin preko online platforme Microsoft Teams. Na radionici su, iz svoje učionice, sudjelovali učenici 5. razreda iz Osnovne škole „Matija Gubec“ Cernik sa svojom učiteljicom Informatike Kristinom Slišurić  (Slika1).

Radi lakšeg snalaženja tijekom webinara učiteljica je podijelila s učenicima poveznicu na Padlet ploču na kojoj se nalazi popis svih aktivnosti i pripadajućih poveznica na igru/zadatak. U uvodnom dijelu učenici su otkrivali temu sata tako da su rješavali križaljku pišući dijelove računala kao i nazive digitalnih uređaja i opreme (Slika2 ). Tema sata je micro:bit odnosno izrada programa za micro:bit uređaj.

Učiteljica je upoznala učenike sa samim uređajem micro:bit – gumbi, izvodi, mjesto za priključivanje baterije, USB utor za spajanje na računalo i ostalo.  Učenici su programe izrađivali i njegov tijek promatrali na simulatoru te nisu prolazili kroz postupak prebacivanja programa na uređaj. Glavni dio interaktivne radionice odvija se u online programu Makecode micro:bit kojeg im je učiteljica na početku kratko objasnila (područje s naredbama, područje gdje se slažu naredbe/programi i mjesto micro:bita). Prvi, jednostavniji, program nosio je naziv Križić kružić i cilj mu je osuvremeniti tradicionalnu i već poznatu igru. Za to je potrebno na 9 micro:bit uređaja prebaciti izrađen program (Slika3).

U drugom programu učenici su izrađivali program pod nazivom Bingo koji pokazuje slučajni broj od 1 do 25 te tražeći iste brojeve u predloženim tablicama, učenici uvode moderne izmjene u već poznatu igru. Treći program je zamjena za tradicionalno bacanje kocke u društvenim igrama s obzirom da se ista često izgubi. Kada se micro:bit protrese on pokazuje brojeve od 1 do 6. Program koji su učenici izrađivali u Makecode microbitu  pod nazivom Kamen, škare i papir izrađen je u svrhu kako bi se već poznata igra osuvremenila, a istovremeno zainteresirala učenike za stvaranje novih programa i kako bi uvidjeli koliko su programiranje i igranje usko povezani i kako većinu već poznatih igara možemo programirati u raznim programima i dobiti jedan drugačiji pristup i uvid u igru. Za kraj programiranja izradili su program pod nazivom Utrka likova a uz nju je vezana PowerPoint prezentacija Utrka likova u kojoj se cjelokupna utrka i odvija.

Učenici su na kraju interaktivne radionice popunili izlaznu karticu (Slika4) u kojoj su odabirali svoje raspoloženje nakon sata, koji program im je bio najlakši a koji najteži za izraditi/ programirati te su obojali uređaj micro:bit i time ostavili poruku.

Programiranje se ne promatra samo kao vještina koju je danas poželjno svladati, već kao alat pomoću kojeg kod učenika razvijamo sposobnosti koje su temelj uspješnosti u daljem školovanju. Učenje programiranja pomoću micro:bita potiče djecu na razmišljanje, kreiranje te oživljavanje i realiziranje svojih ideja, daje im samopouzdanje i vjeru kako mogu postati dizajneri i stvaratelji jer programiranje kao digitalna vještina predstavlja novu pismenost koju je potrebno učiti od malih nogu baš kao učenje čitanja, pisanja i računanja.

Programi(g)ranje – prezentacija s interaktivne radionice

Platforma Arduino iz perspektive učitelja

antonio_svedruzic

Antonio Svedružić

Sažetak

U suvremenom obrazovanju sve je više računalnih alata i platformi za učenje i pomoć u učenju. Međutim, omogućuje li računalna tehnologija optimalno postizanje očekivanih ishoda učenja. Zbog toga je važno vrednovanje računalnih resursa u obrazovanju ponajprije od obrazovnih praktičara. Smatra se da je vrijednost obrazovnog računalnog alata ispunjena ako omogućuje konstruktivističko, samoregulirano, kontekstualno i suradničko učenje, a njeno tehničko oblikovanje podupire navedene oblike učenja. U tom kontekstu u radu se prikazuju didaktičke i tehnološke mogućnosti platforme Arduino za učenje programiranja i korištenja mikrokontrolera iz perspektive učitelja i nastavnika.

Ključne riječi: Arduino, didaktička vrijednosti, tehnička vrijednosti, vrednovanje.

1. Uvod

Vrednovanje računalnih alata koji pomažu učenju općenito se dijele na didaktičke i tehnološke elemente (Matijević i Topolovčan, 2017). U didaktičkom smislu obrazovni alat mora omogućiti konstruktivističko, samoregulirano, kontekstualno i suradničko učenje. Ako računalni alat omogućuje aktivno učenje koje kod učenika potiče interaktivno istraživanje, rješavanje problema, kreiranje nove vrijednosti ili suradničku konstrukciju znanja smatra se da podržava konstruktivističko učenje. Njegovu didaktičku vrijednost dodatno uvećava mogućnost individualizacije rada i samostalnog učenje uz odgovarajuću podršku virtualnog vođenja. Korisno je da računalni alat osigurava poveznicu s realnim okruženjem te da sadržaje prikazuje u stvarnom životnom kontekstu. Konačno, didaktički potencijal računalnog alata je veći ako omogućuju suradničko učenje kroz online aktivnosti u smislu dijeljenja sadržaja i suradnje s korisnicima. Podrška didaktičkim elementima učenja putem računalnog alata su njegova tehnološka obilježja kao što su: interaktivnost, intuitivno oblikovanje, mrežno funkcioniranje, jednostavno upravljanje i nadograđivanje. U tom svjetlu korisno je saznati koje su didaktičke i tehnološke vrijednosti Arduino platforme.

2. O platformi Arduino

Arduino je platforma za učenje programiranja i korištenja mikrokontrolera (Zenzerović, 2016). Osmišljena je kao „open-source“ platforma sa slobodnom razmjenom hardverskih i softverskih komponenti te programskog kôda. Uz mogućnost nadogradnje s modulima, senzorima i tzv. “shields-ovima“ može obavljati različite funkcije te postaje dostupna eksperimentalna oprema za mjerenje. No njena najveća dobrobit platforme je integracija tehničkih i prirodnih znanosti u jedinstvenu cjelinu danas objedinjeni pod pojmom STEM. Rad s platformom zahtjeva međupredmetnu integraciju koja uključuje znanja iz raznih znanstvenih disciplina od elektrotehnike, programiranja do matematike i fizike. Osnova Arduina je mikrokontroler i sklopovlje za komunikaciju dok se programiranje se izvodi pomoću uređivača u koji se unose C/C++ programski kôdovi koji dolaze uz okruženje s mogućnosti modifikacije. Nakon što se upoznaju osnovni principi programiranja uz dostupnost gotovih biblioteka na mreži rad s platformom postaje jednostavan što omogućuje velikom broju učenika rad s platformom. U literaturi postoji značajan broj stručnih radova koji opisuju primjenu platforme Arduino, međutim malo ih je koji evaluiraju njen obrazovni kapacitet. Stoga su ispitani učitelji i nastavnici koji imaju iskustva u radu s platformom o njenim didaktičkim i tehničkim mogućnostima. Vrednovanje je provedeno intervjuom sa STEM učiteljima i nastavnicima prema smjernicama procjene obrazovnog softvera iz literature (Matijević i Topolovčan, 2017).

3. Didaktička vrijednost platforme Arduino

S obzirom na konstruktivistički cilj učenja učitelji ukazuju da platforma Arduino potiče aktivno učenje što smatraju iznimno važnim korakom prema samostalnom učenju. Uz to, dodaju da u aktivnom istraživanju primjenjuju znanja u realnom okruženju čime se ostvaruje dobrobit značenja onoga što se istražuje i uči. Ukazuju na mogućnost istraživanja kroz eksperiment sa svim istraživačkim elementima od opažanja, razumijevanja kako se pojava zbiva i pronalaženja povezanosti između pojava i varijabli. Ukazuju na mogućnost rješavanja problema uz uvjet, poznavanje činjenica o pojavi koja se istražuje i temeljna znanja iz većine STEM disciplina. Što se tiče izrade i dizajna novih materijala ukazuju da je platforma dizajnirana s ciljem modifikacije, poboljšanja postojećih rješenja i realizacije novih ideja. Ipak, smatraju da je za kreiranje autentičnih projekata nužno veće iskustvo u radu s platformom.

U pogledu samostalnog upravljanja učenjem učitelji smatraju da platforma omogućuje individualizaciju rada tako što učenik samostalno odabire njemu interesantne projekte, prilagođava ih svojem predznanju, težini i mogućnosti primjene. Time aktivno upravlja i organizira vlastito učenje kao preduvjet za kvalitetno buduće samoučenje. Međutim, smatraju da je učenje bez vođenja teško ako ne postoji neki oblik podrške bilo informacijama na mreži ili podrškom učitelja. Što se tiče sadržaja i načina istraživanja učitelji ukazuju na bezbrojne mogućnosti odabira sadržaj u bazi projekata na mreži diferenciranih prema temi i složenosti projekta. Tako učenici imaju slobodu u odabiru sadržaja i njihove složenosti. Međutim, u radu s platformom nije moguće preskakanje radnji, kao u edukacijskim softverima, budući da sve radnje čine jedinstvenu cjelinu od konstrukcije i uparivanja npr. senzora i mikrokontrolera do unosa programskog kôda, mjerenja i vrednovanja dobivenih podataka.

Nadalje, učitelji smatraju da platforma ima veliki potencijal kad je u pitanju mogućnost kontekstualnog učenja odnosno povezivanje sa stvarnim situacijama i simuliranje realnih problema u radu s platformom. Potkrepljuju to činjenicom da su kreatori platforme na čelu sa suosnivačem Massimom Banzi zamislili platformu kao jednostavan i pristupačan alat za povezivanje STEM sadržaja sa stvarnim životnim kontekstom. Smatraju da rješavanje problema u stvarnom okruženju motivira učenike pružajući im uvid u rad uređaja koji će imati stvarnu funkciju u realnim životnim okolnostima. Dodaju da tehničke mogućnosti platforme omogućavaju zoran prikaz dobivenih rezultata mjerenja što je osigurano jednostavnim konvertiranjem podataka u druge audio i vizualne aplikacije.

Suvremene metode učenja promiču aktivnosti i komunikaciju manjih skupina učenika kroz interdisciplinarni kontekst. U pogledu suradničkog učenja učitelji smatraju da je platforma upravo osmišljena kako bi afirmirala slobodan pristup sadržajima i aktivnostima, a time i suradnju u učenju. Ističu da je platforma otvorenog tipa čime se potiče dijeljenje podataka o platformi, softverskih komponenti i programskog kôda. Štoviše, otvaranjem korisničkog računa na službenoj internetskoj stranici Arduina projekte je moguće dijeliti sa zajednicom. U to se uključuje još jedan oblik suradničkog učenja kroz rasprave na forumima. Učitelji ukazuju na korisnost tog tipa suradnje kojim se ukazuje na probleme u radu s platformom i moguće modifikacije projekata što budućim korisnicima značajno olakšavaju rad s platformom. O mogućnosti timskog rada učitelji smatraju da je suradnja moguća kroz interdisciplinarne projekte što učenicima pruža razmjenu znanja i iskustva. Pritom predlažu unaprijed formiranje funkcionalnih grupa i pripremu za timski rad kako bi svi učenici bili jednako uključeni u aktivnost. Ukazuju da suradnja pomaže u aktiviranju i motiviranju učenika za rad. Alternativa za rad u timu je suradnja kroz forume i druge oblike online komunikacije.

4. Tehnička vrijednost platforme Arduino

Preduvjet za ostvarivanje didaktičke vrijednosti platforme Arduino određuju njena tehnička (hardverska) obilježja. Neke od preporuke za tehničko oblikovanje su: interaktivnost, jednostavnost upravljanja, dizajn i organizacija programskog sučelja, dostupnost priručnika s uputama, mrežno funkcioniranje, instalacija na razne operativne sustave i uređaje, mogućnost dizajniranja vlastitih sadržaja i nadogradnje programskog sučelja, veliki broj primjera na mreži, niska cijena i jednostavnost nabave. U pogledu tehničke vrijednost platforme intervjuirani učitelji su ukazali na mnoge aspekte tehničkog oblikovanja platforme od kojih izdvajamo samo najzanimljivije. Tako učitelji ukazuju da je programsko sučelje moguće nadograditi za različite mikroupravljače čime je olakšana njihova upotreba i potreba za instalacijom kompajlera i softwarea za programiranje mikroupravljača. Isto tako, ukazuju na slabu procesnu moć Arduina u usporedbi s računalom, ali više mogućnosti u pogledu spajanja senzora kao i podrške periferije (npr. sabirnicu I2C, A/D converter). Što se tiče mrežnog funkcioniranja pokazuju da neke verzije platforme nemaju integrirani mrežni hardver što je potrebno nadomjestiti spajanjem WiFi-a, Ethernet-a ili GSM-gprs modula. U pogledu jednostavnosti rukovanja s platformom smatraju da nije jednostavno za početnike jer treba poznavati programski jezik premda postoje gotove funkcije i biblioteke koje ipak olakšavaju rad. IDE programsko sučelje je primjereno oblikovano premda se i dalje razvija. Na pitanje o primjerima za učenje i bazi projekata na mreži učitelji ukazuju na podršku Arduino Project Huba na kojoj su projekti razvrstani prema kategorijama (projekti s LE diode, svjetlosti, zvukom, razni gadgeti i igre) što predstavlja pomoću u učenju. Na kraju ističu nisku cijenu platforme i njenu dostupnost na tržištu.

Zaključak

U radu su ukratko prikazana iskustva učitelja i nastavnika u radu s platformom Arduino. Kriteriji za evaluaciju računalnog programa bila je njegova didaktička i tehnološka vrijednost. Oba vrednovana elementa pokazuju pozitivnu procjenjuju didaktičkih i tehnoloških vrijednosti platforme. Ukratko, platforma omogućuje:

a) konstruktivističko učenje jer učenik uči aktivno u realnom okruženju uz mogućnost dorade postojećih rješenja,
b) kontekstualno učenje na što ukazuju projekti povezani sa svakodnevnim životom koji pozitivno utječu na motivaciju i interes,
c) suradničko učenje jer se podaci o platformi, programski kôda i softverske komponente mogu dijeliti raznim komunikacijskim kanala što potiče suradnju,
d) samoregulirano učenje što podržava velika baza dostupnih projekata diferenciranih sadržajno i težinski.

Tehničko oblikovanje platforme Arduino smatraju učitelji izvrsno omogućuje ispunjavanje opisanih didaktičkih kriterije učenja. Platforma je kompatibilna s većinom mikroupravljača, posjeduje podršku periferije za spajanje senzora i jednostavno sučelje, upravljiva je na daljinu, posjeduje gotove funkcije, biblioteke i baze projekata, jednostavna je za upravljanje i niske je cijene. Prikazane didaktičke i tehnološke vrijednosti platforme mogu biti korisne informacije ostalim korisnicima u realizaciji projekata s Arduinom.

5. Literatura

  1. Matijević, M., Topolovčan, T. (2017). Multimedijska didaktika. Zagreb: Školska knjiga.
  2. Zenzerović, P. (2016). Arduino kroz jednostavne primjere. Zagreb: Hrvatska zajednica tehničke kulture.

[1] Antonio Svedružić je magistar odgojnih znanosti, profesor fizike, učitelj savjetnik, i doktorand na Učiteljskom fakultetu u Zagrebu. Znanstveni interes vezan mu je uz cjeloživotno obrazovanje i obrazovne znanosti, a stručni uz popularizaciju znanosti. Objavio je više od trideset znanstvenih i stručnih radova u časopisima i drugim publikacijama.

Arduino – proizvodnja parkirnog senzora

igor_pangrcic

Arduino je platforma talijanskog autora otvorenog koda. Razvojna ploča sastoji se od mikrokontrolera obitelji Atmel i nekih bitnih elemenata te je tako spremna za početak rada. Autor kaže da se s Arduinom mogu izrađivati različiti prototipi i može se koristiti u znanstvenim studijama, ali na tržištu svakodnevno postoje krajnji proizvodi koji sadrže Arduino sklopove. Razlog zbog kojeg je prodaja open source razvojnog okruženja snažno porasla je velika softverska platforma koja je prilagođena svim operativnim sustavima. Softverska platforma jednostavna je za korištenje i pristupačna korisniku. Pogodna je za korisnike koji se prvi put susreću s mikrokontrolerima, kao i za one koji pomoću njega žele napraviti vrhunski proizvod. Razvojno okruženje je dizajnirano tako da sadrži samo potrebne elemente dok ostatak periferije dodaje korisnik, ako to želi. Na taj se način moduli proizvode na tržištu, kao što su: relejna ploča, alfanumerički LCD modul, TFT LCD modul, modul SD memorijske kartice, širok raspon modula sa senzorima vlage, temperatura, svjetlo, boja… i još mnogo toga. Vrlo ih je jednostavno vezati na vezivne ploče te su potom spremni za programiranje. Također, jasno je kako je sklop mikrokontrolera potrebno programirati.

Arduino Nano modul jedna je od najmanjih implementacija takvih modula. Sadrži isti procesor kao Arduino Uno, odnosno AtMega328.

image
Slika 1. Arduino Nano

Slika prikazuje da se Arduino Nano sastoji od mini-USB priključka za napajanje i prijenos programa, mikroprocesora AtMega328, ključa RESET, 8 analognih terminala koji služe samo kao ulazi i mjere napon od 0 V do 5 V. Svi analogni pinovi, osim 6 i 7, mogu se koristiti kao digitalni. Konektori 4 (SDA) i 5 (SCL) podržavaju I2C komunikaciju, uzimajući u obzir da nam je za to potrebna odgovarajuća knjižnica. Ploča također ima 14 digitalnih konektora, koji se mogu definirati kao ulazi ili izlazi. Kroz svaki od njih može teći protok do 40 mA. Svaki digitalni pin ima unutarnji pull-up otpornik od 20 do 50 kΩ. Digitalni pinovi 0 (RX) i 1 (TX) također se mogu koristiti za serijsku komunikaciju s računalom. Pinovi 3, 5, 6, 9, 10 i 11 omogućuju i modulaciju širine impulsa.

Na ploči se nalaze četiri LED diode. Dvije RX i TX komunikacije, jedna LED dioda spojena je na pin 13 i aktivira se kada je pin 13 u stanju „HIGH“. Naravno, ploča se nalazi pored pinova s ​​naponom od 5 V ili 3 V i GND sadrži druge igle, primjerice pin „AREF“ povezujemo referentnim naponom za analogne ulaze i druge na njega.

Materijal potreban za stvaranje senzora za parkiranje (ultrazvučni mjerač udaljenosti):

imageimage
Slika 2. Ultrazvučni senzor     Slika 3. Arduino Nano

imageimage
Slika 4. OLED Arduino ekran        Slika 5. Žica M-M

image
Slika 6. Vezivna ploča

Prikaz kako se vežu žice na pločici za povezivanje:

image
Slika 7. Vezivna pločica

Proizvodnja parkirnog senzora

Najprije umetnite Arduino Nano u pločicu. Arduino Nano je mimageikrokontroler pomoću kojega ćemo primiti signal ultrazvučnog senzora i pretvoriti ga u sliku na ekranu.

Ima analogne i digitalne ulaze i ulaze.

Slika 8. Proizvodni proces 1

Zatim OLED zaslon. Ovaj zaslon je jednobojan i ima 4 priključka:

  • GND: negativni pol,image
  • VCC: 3.3 v pozitivni pol,
  • SDA: analogni priključak 4,
  • SCL: analogni priključak 5.

Slika 9. Proizvodni proces 2

imageNaposljetku umetnite ultrazvučni senzor.

Ovaj senzor prenosi ultrazvučni signal i vraća ga natrag na refleksiju te tako izračunava udaljenost.

Slika 10. Proizvodni proces 3

Također ima 4 priključka koja vežemo:

  • GND: negativni pol,
  • VCC: 5 v pozitivni pol,
  • Teig: digitalni 12
  • Echo: digitalni 11

Zatim sve zajedno spojite žicama.

imageSlika 11. Konačni proizvod

Aplikaciju Arduino.ide možete preuzeti na ovoj poveznici.

Programski kod:

imageSlika 12. Programski kod

Sljedeća slika prikazuje knjižnice koje trebate dodati, a ispod su hiperveze za pristupanje njima:

imageSlika 13. Knjižnice programa

https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306
https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

Videomaterijal se nalazi na mrežnoj stranici YouTube-a.

Zaključak

Učenici jako vole stvarati ili programirati proizvode s Arduinom. Zanimljiv im je jer ga mogu koristiti na svim operativnim sustavima, a ne ovisi o brzini, memoriji ili RAM-u računala. U našoj smo školi odlučili djeci ponuditi što više različitih interesantnih aktivnosti kroz Erasmus+ projekt, a jedna od njih je i aktivnost gdje se, osim robota, programiraju i različita vozila LEGO MINDSTORMS Education EV3 i LEGO Education WeDo te programira uz Arduino.

Literatura

  1. https://www.youtube.com/watch?v=tWgmN179GfQ
  2. ttps://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306
  3. https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library
  4. http://www.elektronika-start.com/arduino/
  5. https://www.knjiznica-celje.si/raziskovalne/4201704196.pdf

Micro:bit – zabavno učenje programiranja

tomislavL_tamaraR_teaPZ

Tomislav Leček, Tamara Ređep,  Tea Pavičić Zajec

1. Uvod

Prema prijedlogu nacionalnog kurikuluma nastavnog predmeta Informatike važnost poznavanja temeljnih informatičkih koncepata kao što su programiranje, algoritmi ili strukture podataka postaje neophodno kako učenici ne bili samo korisnici informacijsko-komunikacijske tehnologije (IKT) nego i stvaratelji [1].

Dugi niz godina u III. osnovnoj školi Varaždin provodi se rano učenje informatike u IV. razredima kroz izvannastavnu aktivnost, no unazad dvije godine naglasak je na stjecanju vještine programiranja, obzirom da je škola uključivanjem u projekt BBC micro:bit – STEM revolucija udruge IRIM 2017. godine dobila popularna mikro računala micro:bitove. Radi se o tehnologiji koja je nastala kao suradnja Microsofta, BBC i drugih u svrhu popularizacije STEM-a u školama, ali i lakšeg učenja i razumijevanja teorije programiranja.

Micro:bit je mala pločica s mikrokontrolerom i senzorima poput akcelorimetra, žiroskopa i kompasa koja omogućava početak rada s programiranjem i upoznavanje logike programiranja. Za programiranje se najčešće koristi mrežna stranica https://makecode.microbit.org gdje se slaže programski kod. Putem USB sučelja kod se prebacuje na pločicu čime je uređaj spreman za rad. Osim senzora ima i dva tipkala (treće je kombinirana tipka) te mali 5×5 LED zaslon. Micro:bit omogućuje bežičnu komunikaciju s drugim uređajima koji rade na Bluetooth tehnologiji, ali i s drugim micro:bit uređajima omogućavajući tako međusobnu interakciju uređaja.

2. Rad s micro:bitom

Nakon uvodnog upoznavanja učenika sa samim uređajem, njegovim dijelovima, sastavljanjem i priključivanjem na računalo, slijedi demonstracija sclip_image003učelja za programiranje (Slika 1).

Sučelje je intuitivno te učenici ne moraju pamtiti sintaksu programsko jezika, već po principu puzzla (blokova) grade programski kod, što im omogućuje veću slobodu u kreiranju različitih programskih rješenja. Naredbe su razdijeljene u logičke cjeline ovisno o tome čemu pojedini blok služi. Sve naredbe iz odabrane skupine su vidljive i uz svaku dolazi objašnjenje kako radi, odnosno primjer kako se koristiti.

Slika 1. Upoznavanje s uređajem i sučeljem za programiranje

Ove godine učenici su izrađivali programe za aktiviranje različitih vanjskih uređaja koje su spajali na micro:bit uređaj putem njegovog sučelja. Prva u nizu je bila sveprisutna i popularna kockica za igru „čovječe ne ljuti se“. Slaganje slučajnog pojavljivanja broja od 1 do 6, dopunjeno je mogućnošću da se dobiveni broj reproducira na zvučnik kao broj ponavljanja jednog zvuka image(Slika 2.). Veza pokazanog broja na uređaju i broja ponavljanja istog zvuka vrlo je važna jer povezuje varijablu s brojem ponavljanja pohranjenog broja u toj varijabli. Ta veza često nije jasna u programiranju kod starijih učenika, dok je ovdje učenicima IV. razreda na ovaj način postala logička i jasna.

Slika 2. Spajanje micro:bita s dodatnim elementima (zvučnik)

Osim igre čovječe ne ljuti se, kako bi spoznali kako radi vanjska ulična rasvjeta uključivali su svijetlo u prostoriji ili vanjsku rasvjetu koristeći dostupni senzor jačine svjetlosti. Sličan primjer je uključivanje hlađenja prostorije, tako što micro:bit nakon što temperatura pređe određeni prag samostalno uključuje ventilator i hladi prostoriju.

3. Zaključak

Primjenjujući programiranje kroz primjere iz svakodnevnog života učenici već u ranijoj životnoj dobi shvaćaju da su svi ti uređaji iz našeg okruženja upravljani nekim programskim kodom koji ne mora biti posebno ni kompliciran ni složen.

Ujedno prednost ranijeg učenja programiranja olakšava učenicima lakše savladavanje novih programskih jezika u kasnijem školovanju budući da im je logika programiranja poznata i jasna.

Literatura

  1. Stručna radna skupina Cjelovite kurikularne reforme, „Prijedlog kurikuluma nastavnog predmeta Informatika“, veljača 2016.

Europski tjedan programiranja

Jasmina Purgar, mag.prim.educ.

Europski tjedan programiranja društvena je inicijativa čiji je cilj približiti programiranje i digitalnu pismenost svima a ponajviše djeci. Ove godine u našoj školi inicijativi su se priključili učenici petih razreda. Odabrane aktivnosti bile su relativno jednostavne no upravo je to kod određenih učenika bilo presudno da suzbiju strah od programiranja. Provedene aktivnosti karakteriziralo je stjecanje vještina potrebnih za uspješno učenje programiranja bez uporabe računala. Iako nam se ponekad neke aktivnosti čine prejednostavne za dob učenika, uzmemo li u obzir različitost učenika i njihovih sposobnosti, upravo nam takve aktivnosti pružaju mogućnost da se svaki učenik osjeća uspješnim u rješavanju postavljenih zadataka.

Ključne riječi: EU Code Week, tjedan programiranja, međupredmetne teme, 5.razred

Uvod

Svake godine sve je više učitelja i djece uključeno u obilježavanje Europskog tjedna programiranja. Svaki učitelj koji želi sudjelovati mora se registrirati na stranici inicijative te prijaviti aktivnost koju bi provodio s učenicima. Čak i ako nemate vlastitu ideju za aktivnost koju bi ste proveli, na službenim stranicama inicijative (eucodeweek.com) možete pronaći različite primjere aktivnosti u skladu s dobi učenika. Unutar same inicijative EU Code Week učitelje se potiče na međusobno povezivanje u provođenju istih aktivnosti kroz izazov Code Week 4 All. Učitelji koji se odluče na ovaj izazov te ispune postavljene kriterije bit će nagrađeni Potvrdom o izvrsnosti.

Kako bi učenike uvela u svijet programiranja izabrala sam aktivnosti koje smo proveli bez korištenja računala. U provedbi aktivnosti učenici su povezivali ranije stečena znanja iz više nastavnih predmeta, poput matematike, prirode i društva i engleskog jezika.

Aktivnost Cody-Roby

Učenici su imali zadatak osmišljavati algoritam za prelazak robota od početne točke do cilja. Za izvođenje ove aktivnosti učenici su dobili pripremljene kvadratne mreže na kojima je bio naznačen početni položaj robota, prepreke te cilj. Učenici su vježbu radili u skupinama. Članovi svake skupine zajednički su osmišljavali rješenja te ih na kraju prezentirali. Za ispitivanje točnosti rješenja kreirali smo veliku kvadratnu mrežu na podu učionice. Prilikom prezentiranja rješenja, jedan član skupine preuzeo je ulogu robota te se kretao mrežom prema uputama ostalih članova, odnosno dogovorenog rješenja.

Slika1_CodyRobySlika 1. Početna vježba u aktivnosti Cody-Roby

Nakon što su učenici uspješno riješili početnu vježbu, aktivnost smo obogatili i dodatnim zadacima te tako obuhvatili i druga područja, poput znanja o kulturnim spomenicima našeg grada. U tako nadograđenoj aktivnosti učenici su robota morali dovesti do cilja „posjećujući“ pritom neki od kulturno povijesnih spomenika. Učenici su također trebali reći nešto što znaju o spomeniku koji je robot posjetio.

Slika2_CodyRobySlika 2. Primjer zadatka u kojem Roby posjećuje neki od spomenika

Aktivnost Discover the message

U sklopu izazova Code Week 4 All priključi smo se učiteljima iz Italije, Portugala, Grčke, Malte, Latvije, Rumunjske i Bugarske u provođenju aktivnosti Discover the message. Plan izvođenja aktivnosti predložila je kolegica Maria Macera iz Italije.

Za provođenje ove aktivnosti učenici su dobili pripremljene nastavne listiće sa zadacima usmjerenim na kodiranje odnosno dekodiranje određenih poruka. Prije rješavanja zadataka učenicima sam objasnila na koji su način poruke kodirane. Naime, svako slovo abecede zamijenjeno je drugim slovom. Za bolje razumijevanje zajednički smo dekodirali jednu poruku. Učenici su zadatke rješavali samostalno. Jedan zadatak zahtijevao je od učenika da prevedu kodiranu poruku na razumljiv jezik a u drugom su zadatku razumljivu poruku morali kodirati prema zadanim pravilima.

Slika3_Discover the messageSlika 3. Primjeri zadataka za aktivnost Discover the Message

Kroz ovu aktivnost učenici su osvijestili važnost poštivanja dogovorenih pravila te ujedno ponovili stečena znanja o normama. Također, obzirom da smo se povezali i s učenicima drugih zemalja, neke smo poruke pisali na engleskom jeziku.

Zaključak

Uvriježeno je mišljenje da se programiranje uči samo na satovima informatike no to nije istina, pogotovo kada se radi o počecima programiranja. U navedenim aktivnostima je vidljivo kako vrlo lako ovakve aktivnosti možemo provoditi u sklopu gotovo svih nastavnih predmeta. Kroz provedene aktivnosti učenici su usvojili ishode iz više nastavnih predmeta i međupredmetnih tema. Težinu zadatka kroz aktivnost učitelj može jednostavno nadograditi dodatnim zadacima i na taj način aktivno uključiti sve učenike. Dodatna je vrijednost provođenja ovakvih aktivnosti približavanje programiranja svim učenicima na način primjeren njihovoj dobi.

Literatura

  1. Nastavni materijali za aktivnost Cody-Roby

Brojnim programerskim aktivnostima obilježili

Europski tjedan programiranja2019

sanja_PS

Sanja Pavlović Šijanović

Učenici i nastavnici Gimnazije Vukovar brojnim su programerskim aktivnostima obilježili Europski tjedan programiranja2019

3TJEDAN PROGRAMIRANJA 0Europski tjedan programiranja #codeEU društvena je inicijativa promovirana 2013. godine od strane mladih savjetnika za Digitalnu agendu Europske komisije, vode ju volonteri, a podržava Europska komisija.

Svake godine pridružuje se sve veći broj sudionika iz preko 46 zemalja u Europi i šire, koji prijavljuju događanja povezana s programiranjem. Ove godine, posebno je olakšano kreiranje događanja, budući da su sve informacije i edukativni sadržaji, resursi i uputstva bili dostupni i na hrvatskom jeziku.

S obzirom da su i škole mogle organizirati događanja povezana s programiranjem u okviru izazova CodeWeek4All, učenici Gimnazije Vukovar odlučili su sudjelovati u novom izazovu. Do sada su učenici tri puta zahvaljujući svom aktivnom sudjelovanju, uspjeli osvojiti Potvrdu o izvrsnosti u programerskoj pismenosti, te su to pokušali i ove godine.

Učenjem programiranja djeca postaju mislioci, kreatori i inovatori koji svoje ideje i radove oživljavaju i realiziraju te im stečena znanja pomažu u shvaćanju i prihvaćanju svijeta koji se turbulentno mijenja. Programiranjem proširujemo svoje razumijevanje o tome kako funkcionira tehnologija te razvijemo vještine i sposobnosti kako bismo istraživali nove ideje i bili inovativni.

Steve Jobs – poznati vizionar i jedan od osnivača tvrtke Apple u jednom je intervju-u izjavio: „Mislim da svi u zemlji moraju učiti programirati jer na taj način uče razmišljati“. Doista, programiranje djeci daje samopouzd3tjedan programiranja1anje i vjeru kako mogu postati dizajneri i stvaratelji. S obzirom da su današnje generacije od malih nogu okružene tehnologijom, potrebno je iskoristiti njihov interes i podignuti razinu logičkog i apstraktnog razmišljanja, a učenje programskih jezika i programiranja upravo je idealna platforma za ostvarenje toga cilja. Uz sve navedeno, neosporna je činjenica da se stjecanje informatičkih znanja smatra sjajnim ulaganjem u vlastitu budućnost jer se poslovi iz područja informacijskih tehnologija, uključujući programiranje, nameću kao poslovi budućnosti, a opće je poznata i činjenica da na tržištu rada postoji veliki nedostatak stručnjaka iz ovog područja. Zato i ne čudi veliki interes naših učenika da iskoriste svaku ponuđenu aktivnost u ovom području a time i uključivanje u ovaj događaj.

Nakon što smo donijeli odluku o sudjelovanju u Europskom tjednu programiranja, odabrali smo aktivnosti koje ćemo provoditi, i naše planirane događaje prijavili smo na https://codeweek.eu/add#. Ovisno o dobnim skupinama učenika i njihovim predznanjima pripremili smo radionice različitog karaktera. Radionice i predavanja obilježile su period od 9. do 16. listopada.

Za sve učenike i djelatnike pripremljena je interaktvna izložba s kojom smo i započeli Matijaobilježavanje Tjedna programiranja. Projektni tim Gimnazije Vukovar pomoću Arduino komponenti izradio je projekt Seizmograf s kojim je pobijedio na natječaju Hrvatskog Telekoma Generacija Next i projekt Pametni grad s kojim je pobijedio na Arduino Day a koje je predstavio učenicima i nastavnicima u srijedu 9.10. u 9:predstavljanje30. Interaktivnim izlaganjem, demonstriranjem rada i odgovaranjem na pitanja, omogućili su svim učenicima i nastavnicima aktivni angažman i upoznavanje sa područjem Arduino komponenti i programiranja. S projektom Seizmograf i Pametni grad, učenici Matija Karaula i Matko Gašparić pod mentorstvom nastavnika Sanje Pavlović Šijanović i Davora Šijanović, 3izlozba6sudjelovali su na prvom Maker Faire održanom u Zagrebu 12. i 13. listopada, te su za projekt Pametni grad zajedničkim glasovima članova organizacije primili titulu istaknuti maker (Merit of Maker). Titulu ju ponijelo još 5 udruga/škola, a budući da je sudje3izlozba8lovalo preko 200 izlagača sa više od 60 projekata, iznimno smo ponosni na ovo postignuće.

Učenicima svih dobnih skupina ponuđena je radionica u kojoj su putem Scratch-a stvarali igre, priče, animacije i druge interaktivne sadržaje. Scratch je vizulani programski jezik. Programiranje u Scratchu razlikuje se od programiranja u drugim vizualnim programskim okolinama, jer se u njemu rabe naredbene strukture u obliku grafičkih programskih blokova, pa se na taj način eliminira mogućnost sintaksnih pogrešaka. Kroz izradu igri, kvizova, animacija i čestitki učenici su usvajali koncepte petlji, odlučivanja, varijabli i toka programa. Dodatne sadržaje možete pogledati ovdje. Učenici svih dobnih skupina izrazili su želju za kreiranjem vlastitih igara u Scratchu te njihovim dijeljenjem sa drugim sudionicima, što pokazuje da proces igrifikacije u nastavi svakako utječe motivirajuće na učenje, povećava interes, samostalnost, spremnost i sposobnost povezivanja a smanjuje strah od pogrešaka što omogućava svakom pojedinačno osobnu i samokritičnu kontrolu postignuća i napretka. Igrifikacija se tako pokazala kao izvrstan proces integriranja elemenata igre u kurikulum i integriranja umjetnosti i STEMa.

Stoga smo nastavili sa igrifikacijom kreirajući projekte uporabom LttleBits-a. Putem edukacijskih kompleta Little Bits-a učenicima je omogućeno upoznavanje sa svijetom Internet of Things te je potaknut razvoj kreativnosti, kolaboracije, inovativnosti, stjecanje 3tjedan programiranja2korisnih iskustava tijekom učenja, a sve to sa ciljem unapređivanja vještina i stjecanja potrebnih znanja kako bi se pripremili za tržište rada u kojem nedostaje stručnjaka u području programiranja. Komplet se sastoji od elektroničkih “kockica” koje se lako spajaju pomoću ugrađenih magnetića a kako kockice potiču maštu, kreativnost i nadasve inovativnost te je djeci u svijet programiranja najlakše kročiti kroz igru te smo igrajući se kockicama isprogramirali vlastite projekte Spinmate, Spinroller i BitBot u kojima je aktivno sudjelovao i velik broj djevojaka koje su vrlo kreativne i spremne za stvaranje vlastititih mala čuda.

Sudjelovali smo i na događaju uživo: How to Create Your Own Game in One Hour with Matthias Löwe (Code Week Ambassador in Germany) i dizajnirali igre zajedno sa učenicima diljem Europe te ih objavili ovdje.

Učenicima su u sklopu događanja Razvijamo računalno razmišljanje – algoritmi izrađivali algoritme te su ih praktično mogli isprobati u sučelju programskog jezika Python. Python je edukativan i metodičko- didaktički koncipiran programski jezik koji se može prilagoditi različitim uzrastima učenika. Omogućuje stjecanje znanja iz područja različitih 3tjedan programiranja3(jednostavnih i složenih) programskih struktura tako da čini postupak učenja jasnijim i jednostavnijim. Učenici su se upoznali s pojmovima algoritam i binarno pretraživanje te su povezali pojam algoritama sa svakodnevnom aktivnošću kao što je pretraživanje direktorija ili rječnika. Učenici su radom u paru, aktivno sudjelovali u aktivnostima i ispravljali pogreške svojih kolega iz razreda dok su pregledavali njihove algoritme realizirane kodom napisanim u programskom jeziku Python te su primjenjivali binarno pretraživanje (postupak opisan je u videozapisu) Ova aktivnost preuzeta je s CodeWeeka gdje se nalaze sva uputstva potrebna za njenu realizaciju.

Provedene su radionice u kojima su učenici upoznali aplikaciju http://ai2.appinventor.mit.edu ,a koja omogućuje učenicima da na jednostavan način, pomoću slaganja vizualnih blokova (objekata), kreiraju aplikacije za AndroidOS. Učenici su prošli proces spajanja mobilnog uređaja s računalom (preporučena je bežična mreža u učionici iako je spajanje moguće preko USB ulaza) i programirali su svoju prvu aplikaciju koja prevodi glasovnu poruku na odabrane strane jezike pod nazivom TranslateMe. Ponuđen im je i tečaj Intro to App Lab putem kojeg izrađuju vlastitu aplikaciju u JavaScriptu pomoću programiranja temeljenog na blokovima, a dodatno su se mogli upustiti u izradu vlastite aplikacije kroz projekt: Create a new App.

Svim ovim radionicama osnovna ideja bila je potaknuti djecu da istražuju, smišljaju i ostvaruju svoje zamisli, koje zatim mogu pokazati drugima putem interneta, usput usvajajući osnove programiranja, matematike, vizualnog i interaktivnog dizajna. Zajedničkim radom uspjeli smo programiranje učiniti transparentnijim, demistificirati povezane vještine i okupiti sve motivirane učenike u zajedničkom učenju. Učenje programiranja daje mogućnosti iterativnog rješavanja problema i testiranja ideja koje olakšavaju shvaćanje i razumijevanje digitalnog svijeta koji nastanjujemo. Što više znamo, to je znatiželja i želja za prakticiranjem sve veća.

S obzirom na veliku znatiželju i interes za uključivanjem u ovaj događaj, prijavili smo se i na izazov http://codeweek.eu/codeweek4all/, pri čemu smo nakon online registracije dobili jedinstveni kod kojim smo se identificirali u svim organiziranim događanjima i povezali preko 10 aktivnosti. Vjerujemo da će organizatori i za ovu godinu procijeniti da smo zadovoljili uvjete za dobivanje Potvrde o izvrsnosti u programerskoj pismenosti (Certificate of Excellence in Coding Literacy). Nakon svih provedenih aktivnosti zasigurno možemo ustvrditi da je programiranje puno više od pisanja samog programskog koda a novim stečenim znanjima, vještinama, sposobnostima i iskustvima spremniji smo za nove izazove digitalnog doba.

Mjerenje mikroklime u školskome pčelinjaku

zdravko_pavlekovic

Zdravko Pavleković

Sažetak

U prilogu je predstavljen rad skupine učenika Srednje škole Ravne na Koroškem. Riječ je o uređaju za mjerenje mikroklime školskoga pčelinjaka smještenoga na livadi uz šumu iza škole. Učenici su tijekom projektiranja i izrade uređaja pokazali visoku razinu kreativnosti i inovativnosti. S obzirom na to da se naša škola bavi obrazovanjem učenika za različita tehnička zanimanja, projekt je bio zamišljen interdisciplinarno, tako da povezuje učenike iz različitih tehničkih područja. U njega su tako bili uključeni učenici iz područja strojarstva, računalstva i elektrotehnike. Sam sustav za mjerenje mikroklime pčelinjaka temelji se na upotrebi mikroračunala Raspberry Pi na koji su spojeni odgovarajući senzori i mjerni pretvarači potrebni za prikupljanje pčelarima važnih informacija. Sustav mjeri težinu jedne košnice, temperaturu, relativnu vlažnost zraka i CO2 unutar pčelinjaka te temperaturu i vlažnost zraka izvan pčelinjaka. Pomoću tih podataka pčelari mogu pratiti stanje u pčelinjaku, npr. jesu li pčele zdrave i koliko je meda u košnici, sprema li se pčelinja zajednica na rojenje itd. Prikupljeni podatci mogu se vidjeti i analizirati i preko internetske stranice koja je izrađena posebno za tu namjenu i dostupna je svima koje ti podatci zanimaju (adresa je: http://193.2.42.18/cebelnjak). Osim izrade samoga mjernog sustava za uspješno dovršavanje projekta do pčelinjaka je trebalo povući i kablove za napajanje uređaja i pristup internetu, što je također realizirano tijekom izvođenje projektne nastave.

Ključne riječi: motivacija, aktivno učenje, projekti, tehnologije

Uvod

Zbog visokoga stupnja tehnološkoga razvoja i razvoja znanosti stručno-teoretska i praktična znanja koja učenici moraju usvojiti iz godine u godinu postaju sve opsežnija. Tako se učenike sve više opterećuje, ponekad i preko njihovih psihofizičkih mogućnosti, a oni unatoč tome često ne dobiju cjelovito znanje o raznim procesima. Projektno izvođenje nastave izazov je za profesore, ali i prigoda za učenike da znanja usvajaju na njima pristupačniji i zanimljiviji način.

Projektnu nastavu u našoj školi izvodimo na dva načina, izvannastavno, oblikujući grupe zainteresiranih učenika oko pojedinih projekata, te projektnim izvođenjem nastave tijekom dvaju za taj oblik nastave predviđenih tjedana.

U planiranju izvannastavnih projektnih aktivnosti sudjeluju programski stručni aktivi, a u pojedine projekte učenici se uključuju prema vlastitome zanimanju. Ponekad, kao u našem slučaju, oko određene teme povezuju se i interdisciplinarno, tako da se u projekt uključuju učenici iz različitih obrazovnih programa.

Tijekom projektnih tjedana učenici okupljeni oko poSlika1jedinih tema utvrđuju i povezuju znanja usvojena u pojedinim predmetima i područjima te nadograđuju ta znanja aktivnim učenjem u timu. Ta dva tjedna nastave izvode se sadržajno i organizacijski prema godišnjem planu i programu rada škole, a uključuju tematske sklopove i iz obaveznih i iz izbornih predmeta obrazovnoga programa.

Slika 1. Naš školski pčelinjak

Ideja i koncepcija projekta

U okviru projektne nastave timove učenike stavljamo u konkretne životne situacije u kojima zadane probleme rješavaju na temelju stručno-teoretskih spoznaja stečenih u redovnoj nastavi, pri čemu razvijaju pozitivan odnos prema najnovijim tehničkim dostignućima. Osim toga, učenici pritom međusobno razmjenjuju podatke do kojih su došli svojim samostalnim istraživanjem te pokušavaju unaprijediti postojeća tehnička rješenja korištenjem najnovijih informacijskih tehnologija.

Početkom školske godine odlučili smo se za projekt izrade uređaja za mjerenje mikroklime u našemu školskom pčelinjaku. Inicijalnu ideju za izradu ovakvoga uređaja dala je školska ravnateljica koja se godinu dana ranije i pobrinula da škola dobije vlastiti pčelinjak.

Projekt mora biti sadržajno i organizacijski dobro isplaniran kako bi učenike motivirao i poticao na rad. Učenici moraju imati dojam da je projekt u koji će uložiti svoj trud i znanje njihov jer će ga kao takvog na kraju lakše i suvereno predstavljati. Projektu i učenicima treba se maksimalno posvetiti, s vrlo jasnim ciljevima, kriterijima, mjerilima i očekivanjima. Svaki učenik uključen u projekt mora u projektu prepoznati ciljeve svoje aktivnosti, a na kraju i vidjeti rezultate svojega rada. No, to nije moguće bez timskoga rada i suradnje među svima koji sudjeluju u projektu, i profesora, i učenika.

Projekt smo koncipirali interdisciplinarno. Za projektiranje i izradu konstrukcije pčelarske vage bio je zadužen Jernej, učenik iz programa Strojarski tehničar, za projektiranje, izradu i postavljanje mjernoga sustava pobrinuli su se Miha i Anej, učenici iz programa Elektrotehničar, dok su za izradu i postavljanje internetske stranice i podatkovne baze na server bili zaduženi Antonio i Timotej, učenici iz programa Tehničar za računalstvo.

Izrada mjernoga sustava

Učenici zaduženi za izradu mjernoga sustava svoj su posao podijelili u više faza. U fazi pripreme izabrali su elektroničke komponente koje će biti korištene za mjerenje izabranih fizikalnih veličina. Koje će se veličine našim uređajem mjeriti, odredili smo na našem Slika2uvodnom sastanku.

Budući da je jedan od zahtjeva za rad mjernoga sustava bio slanje prikupljenih podataka putem internetske veze u bazu podataka na školskome poslužitelju, za našu je upotrebu bilo najprikladnije mikroračunalo Raspberry Pi.

Slika 2. Mikroračunalo Raspberry Pi 3, model B

Za mjerenje temperature i vlažnosti zraka izabrali smo senzorski modul DHT11, za mjerenje ugljičnoga dioksida izabrali smo modul MG811, dok smo vagu kojom će se mjeriti težina jedne košnice odlučili izraditi sami pomoću 50-kg mjernih elektrootporničkih mjernih traka. Zbog važnosti podataka odlučeno je da će uređaj mjeriti temperaturu i vlažnost zraka i izvan pčelinjaka.

U fazi projektiranja učenici su najprije nacrtali električnu shemu uređaja. Pritom su se koristili programom Eagle koji osim crtanja sheme omogućuje i 3D modeliranje uređaja. Kada je električna shema bila nacrtana s odgovarajućim rasporedom svih komponenata na pločici, uslijedila je izrada tiskane pločice pomoću posebne namjenske CNC glodalice.

Sljedeća je bila faza testiranja i baždarenja pojedinih senzorskih modula te izrada i testiranje vage. Za izradu pčelarske vage upotrijebljene su četiri 50-kg mjerne trake koje su u puni mjerni most povezane pomoću instrumentacijskog pojačala HX711. Budući se sila jednakomjerno razdijeli na sve četiri trake, naša pčelarska vaga ima sposobnost mjerenja do 200 kg.

U završnoj fazi slijedilo je spajanje senzorskih modula i vage Slika3na odgovarajuće priključke mikroračunala i pisanje programa. Budući da su senzori izrazito osjetljivi na vanjske utjecaje, pogreške pri mjerenju trebalo je smanjiti programskim putem upotrebom korekcijskih tablica.

Slika 3. Spoj mjernih traka u Wheatstoneov puni mjerni most

Izrada konstrukcije vage pčelarske košnice

Učenik iz obrazovnog programa Strojarski tehničar konstruirao je i izradio konstrukciju pčelarske vage, a prikupio je i tehničku dokumentaciju za sve nestandardne sastavne dijelove te pripremio montažne nacrte. Svoj je posao podijelio u više faza koje su slijedile odgovarajućim redoslijedom:

Slika 4. Sastavljanje pčelarske vage

Izrada mrežne stranice i programiranje

Program za mikroračunalo Raspberry Pi učenici su napisali pomoću programskoga jezika Python koji je zahvaljujući već pripremljenim programskim funkcijama, koje se mogu skinuti s interneta, vrlo prikladan za brzo pisanje korisničkih aplikacija. Mrežnu stranicu napisali su u PHP i HTML jeziku pri čemu je mikroračunalo Raspberry Pi Slika5upotrijebljeno kao internetski poslužitelj.

Podatci koji se prikupljaju mjernim sustavom pohranjuju se u podatkovnu bazu na školskome poslužitelju. Na internetskoj stranici ispisuju se samo posljednje izmjereni podatci o temperaturi, vlažnosti, ugljičnome dioksidu i težini. Prikupljenim podatcima stranica upozorava pčelara je li vrijeme za vrcanje i jesu li pčele zdrave ili nisu.

Slika 5. Mrežna stranica s prikazom zadnjega mjerenja

Slika6Učenici zaduženi za izradu mrežne stranice pobrinuli su se da stranica osim iscrtavanje grafikona sa svim mjerenim veličinama omogućuje i prikaz svake veličine posebno.

Slika 6. Grafikon s prikazom svih mjerenih veličina

 

Zaključak

Radom na projektu s jasnim ciljevima postigli smo vrlo visoku motiviranost učenika koja se manifestirala njihovom kreativnošću i inovativnošću i u samom procesu izrade i tijekom montaže te puštanja uređaja u rad.

Budući da smo u projekt uključili učenike iz različitih tehničkih područja, oni su se međusobno povezali i osvijestili potrebu za timskim radom.

Projektna nastava u odgojno-obrazovnom procesu vrlo je važna jer se u procesima aktivnoga učenja postižu rezultati kakvi su drugim oblicima rada vrlo teško dostižni. U fazi pripreme takav oblik nastave od profesora zahtijeva veliki angažman i dobro planiranje, dok je kod same izvedbe rad profesora usmjeren na poticanje i praćenje procesa učenja, a učenici su ti koji stvaraju i kroz različita predmetna pa i programska područja dolaze do Slika7novoga upotrebljivog znanja.

Evaluacijom projektno koncipirane nastave koju smo provodili u nekoliko proteklih godina vidljivo je da su učenici takvim pristupom nastavi izuzetno zadovoljni, a lakše ih je i motivirati budući da se radi o dinamičkom pristupu u kojem se lakše snalaze i vrlo rado međusobno surađuju. Najviše vole teme iz svakidašnjeg života, dakle one koje su im dobro poznate i u koje se lako mogu uključiti.

Slika 7. Uređaj za mjerenje mikroklime u upotrebi

Sat kodiranja uz BBC micro:bit

ivaN_lidijaM

Iva Naranđa i Lidija Matoša

Uvod

U II. osnovnoj školi Čakovec i Osnovnoj školi “Petar Zrinski” Šenkovec Tjedan informatičke edukacije i Sat kodiranja povezali smo s aktualnim BBC micro:bitom.

IIOS_CakovecU uvodnom dijelu sata učenike smo prisjetile zašto se Tjedan informatičke edukacije (Computer Science Education Week) organizira upravo u ovo doba godine i što je Sat kodiranja. Radi se o tjednu u kojem su rođene Ada Lovelace (rođena 10. prosinca 1815.), britanska matematičarka općeprihvaćena kao prvi programer i Grace Murray Hopper (rođena 9. prosinca 1906.), pionirka računalnih znanosti i američka kontraadmiralka, između ostaloga zaslužna za popularizaciju izraza bug i debugiranje te razvoj programskog jezika COBOL. Globalni edukativni pokret Hour of Code (Sat kodiranja) koji doseže milijune učenika u preko 180 zemalja zamišljen je kao jednosatni uvod u informatiku, oblikovan tako da pojasni programiranje i pokaže da svatko može naučiti osnove.

Na temelju vodiča kojeg su ponudili organizatori Sata kodiranja pod nazivom „Virtual Pet“ i koji je dostupan u inačici za vizualni programski jezik Blockly i inačici za programski jezik Python, za naše učenike prilagodile smo vježbe za izvođenje na Makecode sučelju.

Učenici su upoznati s pojmom ugrađeni uređaji (engl. embedded devices) preko primjera koji su im poznati iz svakodnevnog života, kao što su igračke i igraće konzole (Tamagotchis, Gameboys: sadrže zaslon, gumbe i zvučnike; Nintendo Wii osjeti pokret pomoću akcelerometra i koristi motor za stvaranje vibracija), fitness trackeri (koriste IIOS_Cakovec_microbit_zecakcelerometre kako bi osjetili kretanje), mobilni telefoni (sadrže zaslone i gumbe, magnetometre, akcelerometre, Bluetooth, svjetlosne senzore, biometrijske senzore otiska prsta, kamere…), kućanski aparati (hladnjaci i klima uređaji sa senzorima temperature za automatsko upravljanje temperaturom, mikrovalne pećnice), moderni automobili koji sadrže mnoge značajke kojima upravljaju ugrađeni sustavi (radio, brave vrata, automatsko parkiranje, tempomat, zračni jastuci i protublokirajući kočni sustavi, koriste senzore kao što su rear-view kamere, akcelerometri i senzori tlaka), medicinski uređaji koji mogu pratiti pacijenta, upravljati s pomoći ili upozoriti (pacemaker, inzulinske pumpe), elektronički znakovi za radove na cestama, prikaz cijene benzina i drugo.

Spomenuli smo i aplikacije za ugrađene uređaje u kontekstu interneta stvari (engl. Internet of Things), gdje su uređaji povezani s internetom i mogu međusobno komunicirati. Za neke od sljedećih primjera učenici su već ranije čuli, a neke su sada upoznali: pametne kuće (svjetla koja su spojena na senzore pokreta i uključuju i isključuju rasvjetu ovisno o tome je li soba zauzeta; hladnjaci koji prate svoj sadržaj i datum isteka namirnica, pametni termostati koji kontroliraju rolete, grijače i klima uređaje), dronovi (automatski vas prate i mogu snimiti video i fotografije te isporučiti poštu u vaš dom), predmeti koje ne možete izgubiti (sunčane naočale koje možete pratiti telefonom).

Nakon uvodnog dijela učenike smo upoznale s BBC micro:bitom i kroz nekoliko jednostavnih primjera (animirani smješko, kucanje srca, ispis znakovnog niza, termometar) učenici su usvojili osnove rada s micro:bitom. Slijedio je naš glavni zadatak, stvaranje vlastitog (virtualnog) ljubimca koristeći BBC micro:bit.

BBC micro:bit – moj ljubimac

Naš zadatak bio je napraviti vlastitog virtualnog ljubimca koristeći BBC micro:bit koji će SENKOVECnam reći kako se osjeća kada ga hranimo ili se igramo s njim. Potražili smo sličicu ljubimca i odabrali svojeg po želji (zec, krava, patka, kornjača, leptir, žirafa ili zmija) te pregledali sličice kako se sve naš ljubimac može osjećati (sretan, tužan, zbunjen, glup, ljutit, pospan, iznenađen).

Na red je stiglo i pisanje programa pomoću blokova na Makecode sučelju. Koristili smo se blokovima za odlučivanje, tj. naredbom IF THEN ELSE. Gumb A služio nam je za hranjenje ljubimca. Hrana usrećuje ljubimca i prikazali smo sretno lice kada se pritisne gumb A, a kada nije pritisnut nijedan gumb prikazuje se sličica našeg odabranog ljubimca. Program smo upotpunili dodavanjem naredbi ELSE IF tako da kad smo pritisnuli gumb B naš ljubimac je prikazivao glupo lice kada se igramo s njim. I na kraju, programirali smo našeg ljubimca da prikazuje zbunjeno lice ako istovremeno pritisnemo gumb A i gumb B.

Spojili smo sve zajedno i napravili program koji prikazuje različite sličice za svaki od ovSENKOVEC1a četiri slučaja: oba gumba su pritisnuta, samo gumb A pritisnut, samo gumb B pritisnut i ni jedan gumb pritisnut.

Nakon izrade programa, učenici su iz raznobojnih papira izrezivali i ukrašavali svoje ljubimce izrađujući masku za micro:bit. Ova kreativna radionica učenicima je bila vrlo zanimljiva i dinamična, a najviše im se svidjelo što mogu sami napisati neki program i vidjeti svoje izlazne rezultate na micro:bitu.

U OŠ “Petar Zrinski” Šenkovec na radionici je sudjelovalo 39 učenika 7. b i 7. c razreda. Učenici su aktivno sudjelovali i bili vrlo zainteresirani za rad s micro:bitom, radili sSENKOVEC2u u paru što je bilo vrlo korisno jer su si mogli međusobno pomagati i podijeliti zadatke. Svaki par je prema odabranom ljubimcu izradio papirnatog ljubimca kojeg su izrezivali i ukrašavali. Nastali učenički radovi su kreativni i zanimljivi, a učenici su radionicom bili oduševljeni i jedva čekaju kad će upoznati i druge mogućnosti micro:bita. Nakon izrađenih ljubimaca popunjavali su online anketu putem obrazovne društvene mreže Edmodo.

U II. osnovnoj školi Čakovec u radionici su sudjelovali učenici sedmog razreda i ovo im je SENKOVEC3bilo prvi puta da rade s micro:bitom. Učenici su bili izuzetno zainteresirani i aktivno su sudjelovali u svim dijelovima radionice. Rad u paru omogućio je da svatko pokaže ono u čemu je bolji, neki učenici su brže usvojili rad s micro:bitom, a neki učenici su više došli do izražaja u drugom dijelu radionice prilikom izrade papirnate maske kada su imali priliku izraziti svoju kreativnost. Nakon radionice provedena je anonimna online anketa putem obrazovne društvene mreže Edmodo u kojoj je sudjelovalo 32 učenika.

Anketa

Grafički prikaz rezultata ankete provedene na obje škole, usporedni prikaz:

grafikon_1grafikon_2grafikon_3grafikon_4grafikon_5

Zaključak

Radionica „BBC micro:bit – moj ljubimac“ osim samog rada s micro:bitom obuhvatila je nekoliko povezanih tema. Učenici su upoznali osnove rada s BBC micro:bitom pomoću Makecode sučelja. Naučili su prikazivati sličice na zaslonu micro:bita, upotrebljavati gumbe na micro:bitu, donositi jednostavne odluke pomoću IF THEN blokova, donositi odluke s dvije opcije pomoću IF THEN ELSE blokova i donositi odluke s više opcija pomoću složenih IF THEN ELSE blokova. Naučili su postaviti ponavljanje zauvijek i koristiti logiku i vještine rješavanja problema pri jednostavnim pitanjima. Izradom papirnate maske za micro:bit osvijestili su pojam ugrađenih uređaja. Odabirom životinje koja će predstavljati njihovog ljubimca, te pridruživanjem osjećaja životinjama, obuhvaćeno je i pitanje odnosa prema životinjama kao živim bićima. Učenici su upoznati s nekim povijesnim zanimljivostima iz razvoja programiranja, te s pojmom interneta stvari koji nas je već danas okružio i predstavlja budućnost. Prema rezultatima ankete možemo zaključiti da je radionica bila pozitivno prihvaćena i da je znatan broj učenika zainteresiran za daljnji rad s micro:bitom.