Poučavanje programiranja izradom igara

Coding4Girls

martinaHD

Martina Holenko Dlab

Sažetak

U radu su predstavljeni rezultati Erasmus+ projekta Coding4Girls. Projektom se potiče razvoj vještina programiranja kod djevojčica i dječaka izradom igara u programskom jeziku Snap!. Prezentirani su i rezultati istraživanja provedenog u osnovnim školama u Hrvatskoj koji su pokazali primjenjivost ovog pristupa i zadovoljstvo sudionika istraživanja pristupom i razvijenim materijalima.

Ključne riječi: programiranje, obrazovne igre, STEM, Snap!, online nastava.

Uvod

Odjel za informatiku Sveučilišta u Rijeci svojim znanstvenim i stručnim aktivnostima nastoji pridonijeti razvoju računalnog razmišljanja i vještina programiranja kod učenika pristupima koji se temelje na obrazovnim igrama.

Nakon uspješno završenog Erasmus+ projekta GLAT – Games for Learning Algorithmic Thinking koji je Odjel za informatiku koordinirao, Odjel se uključio u Erasmus+ projekt Coding4Girls. Projekt GLAT je bio usmjeren edukaciji učitelja razredne nastave za primjenu inovativnih metoda za razvoj računalnog i algoritamskog razmišljanja kod mlađih učenika u nastavi različitih predmeta, a projekt Coding4Girls (C4G) je usmjeren učiteljima i nastavnicima informatike te učenicima u dobi od 10 do 16 godina.

Glavni cilj projekta C4G je prevladati nerazmjer žena i muškaraca koji se obrazuju te odabiru zanimanja u području računalne znanosti i informacijsko-komunikacijskih tehnologija (IKT). Svrha projekta je uvođenjem atraktivnih metoda učenja i poučavanja potaknuti djevojke da zavole programiranje te da biraju karijere iz ovih područja u kojima tradicionalno prevladavaju muškarci.

Projekt je trajao od rujna 2018. do prosinca 2020. godine. Koordinator projekta je bilo Sveučilište u Ljubljani, a uz Odjel za informatiku Sveučilišta u Rijeci partneri su bili Virtual Campus (Portugal), Sveučilište u Tesaliji (Grčka), EU-Track (Italija), Istanbul Valiligi (Turska) i Jugozapadno sveučilište „Neofit Rilski“ (Bugarska).

Rezultati projekta Coding4Girls

Ostvareni rezultati projekta su navedeni u nastavku.

Metodološki okvir za poučavanje programiranja koji se temelji se na obrazovnim igrama i pristupu design thinking. Učenici se suočavaju s problemima iz stvarnog života koje rješavaju programirajući u vizualnom programskom jeziku Snap! a pritom surađuju i razmjenjuju ideje.

Pristup razvoju vještina programiranja korištenjem i izradom igara koji predviđa da djevojčice i dječaci izrađuju igre koje se odnose na probleme iz stvarnog života, ali i igrajući igre. U tu svrhu je razvijena 3D igra – avantura za igru iz prvog lica u okviru koje se kombinira logičke mini igre koje preferiraju djevojčice (npr. labirinti, slagalice i sl.) i projekti izrade igara u Snap!-u.

Obrazovni sadržaji za nastavnike koji su razvijeni s ciljem olakšavanja integracije predložene metodologije u postojeće prakse. Uključuju vodič za primjenu pristupa Coding4Girls, scenarije učenja, tekstualne priručnike, video upute, materijale za samostalan rad i programski kôd svih projekata.

Istraživanje u hrvatskim školama

S ciljem vrednovanja pristupa za poučavanje programiranja izradom igara na temelju razvijenih scenarija, osmišljene su aktivnosti za implementaciju u školama.

Sudionici

U aktivnostima implementacije je sudjelovalo 8 učitelja informatike iz osnovnih škola na području grada Rijeke koji su imenovani mentorima za nastavnu praksu iz informatike. U izvođenje aktivnosti s učenicima se uz mentore aktivno uključilo i 35 studenata Sveučilišta u Rijeci – budućih učitelja informatike. U istraživanju je ukupno sudjelovalo 773 učenika viših razreda osnovne škole iz razrednih odjela mentora. Najviše učenika bilo je iz 6. razreda (40%). U istraživanju je sudjelovalo i troje vanjskih eksperata kako bi vrednovali korisnost i primjenjivost pristupa.

Scenariji učenja

Scenariji učenja uključuju probleme iz stvarnog života koji su interesantni i za djevojčice i za dječake (npr. zbrinjavanje napuštenih životinja, razvrstavanje otpada, planiranje izleta i sl.). Izrađeno je ukupno 22 scenarija a za svaki je navedeno potrebno predznanje te ishodi učenja s popisom koncepata koji se izradom igre savladavaju. Tako nastavnici mogu odabrati scenarije u skladu s ishodclip_image002ima učenja koje žele ostvariti i interesima učenika. U svakom scenariju su opisani su koraci rješavanja problema programiranjem uz prikaze iz sučelja alata Snap!. Učenike se potiče na aktivnost ali i kreativnost. Za neke scenarije su dostupna i polugotova rješenja.

Slika 1. Slikovni prikazi iz igara izrađenih u Snap!-u

Procedura

Aktivnosti implementacije su u svakom razrednom odjelu uključivale:

  • predstavljanje pristupa i motivaciju za rad
  • rješavanje inicijalnog upitnika od strane učenika, uključujući samoprocjenu trenutne razine vještine programiranja
  • učenje programiranja izradom igara u Snap!-u (četiri scenarija po izboru učitelja)
  • rješavanje završnog upitnika s ciljem prikupljanja stavova o provedenim aktivnostima i samoprocjene trenutne razine vještine programiranja
  • prikupljanje komentara učenika, učitelja i eksperata.

U Hrvatskoj je implementacija inicijalno zamišljena za redovnu nastavu u učionicama no uslijed zatvaranja škola pristup je prilagođen za online nastavu. Aktivnosti su se odvijale u virtualnim učionicama te su razvijeni dodatni materijali koji prate scenarije učenja kao što su interaktivni sadržaji i video upute koje su dostupne na web stranici projekta i YouTube kanalu.

Aktivnosti su održane u razdoblju od ožujka do svibnja 2020. te su u pojedinom razrednom odjelu trajale otprilike 5 tjedana.

Rezultati

Rezultati inicijalnog upitnika pokazali su da za učenje programiranja učenike u najvećoj mjeri motivira želja da uspješno savladaju nastavno gradivo (71% djevojčica, 50% dječaka) te što uživaju rješavati logičke zadatke (18% djevojčica, 24% dječaka). Dječake više motivira želja da postanu programeri (23%) nego djevojčice (6%). Prema rezultatima inicijalnog upitnika, dječaci u prosjeku provode više vremena (11 sati tjedno) igrajući video igre nego djevojčice (3 sata). Na temelju tih rezultata se može zaključiti kako je djevojčice potrebno zainteresirati za igranje igara pristupima koji su prilagođeni njihovim preferencijama te kako postoji potreba za razvojem metodologije koja će potaknuti djevojčice da biraju buduće profesije povezane s programiranjem.

Većina učenika je u inicijalnom upitniku svoju razinu vještine programiranja prije sudjelovanja u aktivnostima procijenila razinom 1 – Početnik sam i imam samo osnovna znanja (33%), odnosno 2 – Mogu izraditi samo jednostavne programe (33%). Nešto manje ih je bilo koji su odabrali razinu 3 – Mogu izraditi i nešto složenije programe (21%), a vrlo mali broj razinu 4 – Mogu izraditi program kojim će se riješiti zadani problem (5%). Dio učenika je naveo i kako nikad nisu programirali – razina 0 (8%).

Rezultati završnog upitnika su pokazali ad su učenici (i djevojčice i dječaci) zadovoljni ovakvim načinom učenja programiranja. Naveli kako smatraju ove aktivnosti prikladnima i zabavnima. Izrazili su zadovoljstvo materijalima i načinom prezentacije koncepata koje su trebali savladati. Više od 40% učenika smatra da je napredovalo, najviše njih za jednu razinu (29.39%, i to nešto više djevojčica nego dječaka). U svojim komentarima su naveli: „Sjajno sam se proveo izrađujući ove igre.“, „Nije mi bilo jako teško jer sve je bilo napisano, samo treba pažljivije pročitati i pratiti upute.“, „Meni je bilo puno lakše riješiti zadatak kad je bilo dostupno polugotovo rješenje.“.

Učitelji i eksperti su ocijenili ovaj pristup primjerenim i pogodnim za više razrede osnovne škole, uključujući primjenu u online okruženju. Smatraju kako su učenici u potpunosti prihvatili metodologiju, naučili predviđene koncepte i bili motivirani riješiti zadatke do kraja kako bi igrali igre koje su izradili. Primijetili su kako se učenicima svidjelo što se u igrama pojavljuju problemi iz stvarnog života. Učitelji planiraju ovaj pristup koristiti i ubuduće. Problem koji je uočen tijekom implementacije u online okruženju je nedostatak aplikacije Snap! za Android tablete pa je zbog otežanog korištenja alata u web pregledniku u zamjenu korišten alat Scratch.

Zaključak

Rezultati provedenog istraživanja u osnovnim školama pokazuju primjenjivost metodologije Coding4Girls u praksi te zadovoljstvo učenika i učitelja aktivnostima i materijalima koji se mogu koristiti i za online nastavu. Razvijeni rezultati su dostupni za korištenje svim zainteresiranim učiteljima.

Znanstvenici s Odjela za informatiku Sveučilišta u Rijeci će i u budućem radu nastojati pridonijeti razvoju obrazovanja potpomognutog IKT tehnologijama te prenijeti hrvatskim učiteljima primjere dobre prakse. Ovo istraživanje će se nastaviti u okviru znanstvenog projekta Digitalne igre na Odjelu za informatiku Sveučilišta u Rijeci koji će rezultirati suvremenim pedagoško-tehnološkim okvirom za primjenu obrazovnih igara za učenje i poučavanje programiranja.

Digitalna igra EMMA zlata vrijedna

sanjaPS_davorS

Sanja Pavlović Šijanović, i Davor Šijanović

Sažetak

INOVA-MLADI, 20. je po redu izložba inovacija učenika osnovnih, srednjih škola i studenata s međunarodnim djelovanjem, koja svojim djelovanjem okuplja i osnažuje učenike i njihove mentore u stvaralačkom, kreativnom i inovativnom radu te nagrađuje najbolje projekte vezane za nastavni proces i nastavni program. Projekt vukovarskih gimnazijalaca EMMA osvojio je zlatno odličje kojim se nagrađuju vrijedne ideje s izraženom kreativnošću. Ovaj uspjeh dokazuje da su permanentno učenje, ustrajnost i rad jamci uspjeha u suvremenom okruženju pri čemu stjecanje novih iskustava pomaže u bržem učenju i suočavanju s novim izazovima.

Ključni pojmovi: INOVA-MLADI 2020., EMMA, Arduino, STEM.

Uvod

Događanja poput Festivala znanosti, Maker Faire-ova, INOVA-MLADI, INOVA-BUDI UZOR, Generacija NEXT i NOW te brojna druga u Republici Hrvatskoj i šire, prilike su za učenike, škole, mentore i mlade ljude da bez obzira na početne izgovore poput manjka iskustva, podrške i znanja, početnog straha od poraza, neuspjeha i konkurencije, nastupaju odvažno i ustrajno pri čemu će zasigurno crpiti snagu za svaki sljedeći korak u nepoznato i nepredvidivo. Da se sudjelovanjem u STEM aktivnostima i projektima, ujedinjuju kreativnost, stvaralaštvo, nove tehnologije i inovativnost, dokazuju i vukovarski gimnazijalci. Novi projekt najmlađih vukovarskih gimnazijalaca izrada je digitalne igre pomoću Lego kockica, Arduino kodova i komponenti dobivenih u projektu Generacija Now. Igra je nazvana EMMA što predstavlja skraćeni naziv za EDUCATIONAL MEMORY MUSICAL ARDUINO game.

EMMA

Učenici 1.C razreda prirodoslovno-matematičkog usmjerenja odlučili su redizajnirati poznatu igru iz 1974. godine pod nazivom: „Touch me“ koju je izradio Atari (tipke Touch Me bile iste boje (crne), proizvedeni zvukovi bile su oštri). Kasnije 1978. Ralph H. Baer i Howard J. Morrison izmislili su novu verziju ove igre pod nazivom: „Simon“. „Simonovi“ su tonovi dizajnirani tako da uvijek budu skladni bez obzira na redoslijed, te se sastojali od glavne trijade u drugoj inverziji.

RedSlika 1 – Digitalna igra Emmaizajnom igre, vukovarski gimnazijalci izradili su edukativnu, didaktičku i zabavnu verziju ove popularne igre izradivši je je u potpunosti od vrlo atraktivnih i šarenih Lego kockica.

Slika 1. Digitalna igra Emma

Uređaj sadrži četiri velike tipke u boji, pri čemu svaki stvara određeni ton nakon aktivacije ili početka igre. Jedan krug u igri sastoji se od toga da uređaj osvijetli jedan ili Slika 2 - Emma - gumbiviše gumba nasumičnim redoslijedom, nakon čega igrač mora reproducirati taj redoslijed pritiskom na gumbe. Kako igra napreduje, povećava se broj odsviranih tonova koje je potrebno ponoviti.

Slika 2. Emma – gumbi

Korištenjem elektroničkih Arduino komponenti međusobno povezanih Arduino kodovima postigla se efikasnost, jednostavnost, ali i edukativni naglasak ove bezvremenske digitalne igre.

Slika 3 - Emma – sastavni dijeloviSlika 4 - Emma – Arduino komponente
Slika 3. Emma – sastavni dijelovi       Slika 4. Emma – Arduino komponente

INOVA-MLADI 2020.

Kako Gimnazija Vukovar nije samo škola u kojoj se provodi učionička nastava već je i škola za život, kroz brojne izvannastavne i projektne aktiSlika 5 - Pripreme za Inovuvnosti, učenici se pripremaju za cjeloživotno učenje koje se nameće kao nužni preduvjet uspješnog djelovanja u budućem društvu znanja, čime svojim učenicima osigurava dobru startnu poziciju za ravnopravno pozicioniranje u utrci za globalno tržište rada.

Slika 5. Pripreme za Inovu

Slika 6 - medalje i priznanjaStoga su i najmlađi vukovarski gimnazijalci krenuli stopama prošlogodišnjih maturanata, nastavljajući raditi na brojnim nedovršenim projektima i razvoju novih ideja pri čemu su osvojili i prvo priznanje i zlatnu medalju na INOVA-MLADI 2020.

Slika 6. Medalje i priznanja

S obzirom na epidemiološku situaciju diljem svijeta i mjere ograničavanja društvenih okupljanja i održavanja raznovrsnih događanja ovogodišnja INOVA-MLADI 2020. održana je 7. studenog 2020. u hibridnom izdanju, dijelom u Narodnom sveučilitu Dubrava-Kulturnom centru i dijelom online.

Učenici: Fran Hutinec, Karlo Žutić, Ema Stankoski Hrgović i Lara Šijanović, predstavili su igru EMMA sa željom i idejom privući zainteresirane te širu javnost upoznati sa svojim radom u području primjene arduino tehnologije.

Bio je ovo njihov prvi javni nastup u kojem su progovorili o aktivnostima kojima svoje ideje pretvaraju u vrijedne projekte. Sama prijava u kategoriji srednje škole, zahtijevala je prilaganje opisa projekta, video zapis i dodatni materijal (digitalni plakat). Projektu Emma moguće je pristupiti putem poveznice: https://inova-croatia.com/product-detail/digitalna-igra-emma-educational-memory-musical-arduino/ . Predstavljeno je 184 izloška od čega je u kategoriji srednje škole prijavljeno 59 projekata. Izbor najuspješnijih i odluke o dobitnicima brončanih, srebrnih i zlatnih medalja, utvrdio je Međunarodni ocjenjivački sud na temelju izravnog pregleda ili putem prezentacije /teksta, slika, videa, prikazanih na internet stranici izložbe a prema odluci Ocjenjivačkog suda ekipa vukovarske gimnazije osvojila je zlatnu medalju i priznanje. Na INOVA-MLADI 2019. maturanti vukovarske gimnazije osvojili su također zlatnu medalju sa svojim projektom Pametni grad Vukovar a najmlađi su učenici dokazali da su spremni na dobrim temeljima, nastaviti graditi, stvarati i biti dio bogate inovatorske kulture prepune kreativnosti, inovativnosti, tehnologije i poduzetništva.

Zaključak

Životno i radno okruženje mijenja se iz dana u dan a STEM pedagogija i metodika rada pridonose implementaciji i povezivanju stečenih znanja potičući kritičko razmišljanje i logičko promišljanje, učenje metodom pokušaja i pogreške i u konačnici, principom „uradi sam“. Jedino kontinuiranom edukacijom i uloženim trudom i naporom, moguće je proporcionalno ojačati samopouzdanje, inovativnost, kreativnost, komunikacijske te prezentacijske vještine učenika i osigurati cjelovit razvoj talenata svakog pojedinca čime će zasigurno povećati i osobnu konkurentnost na tržištu rada.

Literatura

  1. INOVA-MLADI 2020. https://inova-croatia.com/inova-mladi/