Kto z nas, będąc dzieckiem, nie marzył o posiadaniu robota, który reagowałby na polecenia? Dziś można je konstruować i programować w polskich szkołach. Są dostępne na wyciągnięcie ręki.

W dobie popularyzacji nowych technologii coraz większa liczba szkół poszerza swoją ofertę dydaktyczną o naukę programowania i zajęcia z robotyki. Słowo „programowanie” na ogół łączone jest bowiem ze słowem „robotyka” i o tym duecie słyszymy coraz częściej na szkolnych korytarzach. W ubiegłym roku szkolnym ponad 1,5 tys. szkół prowadziło pilotażowy program z programowania. Nauczyciele starali się „oswoić programowanie”, by rozwijać bardzo ważne i pożądane umiejętności uczniów. Statystyki wskazują, że już teraz w naszym kraju brakuje około 50 tys. programistów, zaś firmy informatyczne w Unii Europejskiej wkrótce będą potrzebowały około miliona dodatkowych specjalistów. Za kilka lat firmy będą zabiegać o ITmatyków czy koordynatorów pracy robotów. By dać szansę na pojawienie się na rynku pracy nowych profesjonalistów, konieczne jest wprowadzenie już od września tego roku nauki programowania do polskich szkół.

Roboty w szkole

Na rynku dostępnych jest mnóstwo robotów, które można wykorzystać podczas lekcji. Do wyboru mamy zestawy do samodzielnego montażu oraz gotowe urządzenia. Warto zwrócić uwagę, że te nowoczesne narzędzia edukacyjne świetnie sprawdzają się nie tylko na zajęciach informatyki, ale także na lekcjach języka polskiego, matematyki czy języka obcego. Nauczyciele i rodzice zdają się pochwalać ten trend. Współczesny świat zmienia się tak szybko, że tradycyjne metody nauczania, stosowane w szkołach od lat, przestają się sprawdzać. Dzisiejsze dzieci i młodzież, nazywane pokoleniem XD, nie znają życia bez internetu. Posługują się nim podczas odrabiania pracy domowej, do komunikacji, a także grając w gry. Jedno jest pewne: w dobie komputerów, smartfonów i tabletów wiedza podręcznikowa z niemal każdego zakątka świata dostępna jest obecnie na wyciągnięcie ręki. Zapamiętywanie dużej ilości informacji mija się z celem. Wprowadzanie programowania i robotyki do szkół sprawi, że uczniowie nie będą tylko biernymi odbiorcami nowych technologii – staną się ich twórcami. Poza tym programowanie rozwija kreatywność, zdolność analizowania i analitycznego myślenia oraz umiejętność wspólnego rozwiązywania problemów podczas pracy w grupie. Należy tylko pamiętać o tym, by dostosować narzędzia do wieku i umiejętności uczniów.

Programowanie na start

Na dobry początek przygody z programowaniem warto poznać najpopularniejszy na świecie język programowania Scratch, który służy do tworzenia prostych animacji, gier, interaktywnych historyjek oraz muzyki. Aby rozpocząć, należy założyć darmowe konto na społecznościowym serwisie www.scratch.mit.edu i zalogować się. W ten sposób zyskujemy możliwość tworzenia, publikowania, oglądania lub remiksowania projektów innych użytkowników. Do pisania programu niezbędne są „bloczki”, przypominające wyglądem puzzle, które układamy w określonym porządku. Owe klocki są odczytywane przez duszka, który następnie wykonuje nasze polecenie. Świetną bazą do nauki Scratcha jest projekt Mistrzowie Kodowania realizowany przez firmę Samsung Electronics Polska. To prawdziwa skarbnica wiedzy i godny polecenia bank pomysłów.

Jakiego robota wybrać?

Wykorzystanie robotów na lekcji ma swoich zwolenników i przeciwników. Przeszkodą, z jaką borykają się polskie szkoły, jest brak środków na ich zakup. A wybór jest ogromny. Na szczęście z inicjatywą wychodzą producenci. Niektóre roboty można bezpłatnie wypożyczyć na tydzień lub dwa i przetestować je w szkole. Ze strony producenta można też pobrać gotowe scenariusze lekcji i przystąpić do działania. Przyda się również wyobraźnia i kreatywność nauczycieli oraz uczniów. Dzieci w szkole podstawowej są bardzo ciekawe otaczającego je świata. Pierwszymi lekcjami z robotyki, które warto zorganizować nawet dla sześciolatków, mogą być warsztaty Lego. Na początek wystarczy kupić zestaw Lego Mindstorms. Dzieci z młodszych klas są w stanie zbudować i zaprogramować robota zgodnie z instrukcją, a potem zmodyfikować go, by wreszcie stworzyć konstrukcję według własnego pomysłu.

Przykładem przyjaznego robota jest OzoBot. To mały i bardzo inteligentny robocik, który zachęca dzieci do rysowania, rozwiązywania problemów i pracy w grupie. Im większa wyobraźnia, tym szersze zastosowanie OzoBota. Za pomocą kredek czy flamastrów dzieci rysują na kartce papieru specjalne kolorowe kody (zestaw kodów jest dołączony do robota), które OzoBot odczytuje, jeżdżąc po nich. Ośmiolatek bez problemu może zakodować sposób poruszania się i efekty świetlne OzoBota także za pomocą tabletu lub ekranu monitora (bez żadnych kabli). Program Ozoblockly oferuje pięć poziomów programowania: od początkującego użytkownika aż po mistrza. OzoBoty świetnie sprawdzają się na różnych szczeblach edukacji i na różnych przedmiotach – np. podczas lekcji matematyki robot może pomóc uczniom w nauce tabliczki mnożenia. Jak to możliwe? Otóż mruga on czterema kolorami: czerwonym, niebieskim, żółtym i zielonym. Uczniowie mają za zadanie liczyć mrugnięcia, bo nie wiadomo, które liczby OzoBot każe pomnożyć. Najpierw należy policzyć mrugnięcia w kolorze żółtym, potem mrugnięcia w kolorze czerwonym. Następuje trwająca 8 sekund przerwa, po czym OzoBot podaje wynik: cyfra dziesiątek w iloczynie – liczymy zielone mrugnięcia, cyfra jedności w iloczynie – liczymy mrugnięcia w kolorze niebieskim. Na języku polskim zaś OzoBot świetnie sprawdzi się przy opracowywaniu lektur. Za pomocą kodów oraz kredek lub flamastrów uczniowie sami tworzą opowiadania dotyczące przygód bohaterów czy wyglądu postaci omawianego utworu. Z kolei na lekcjach przyrody czy geografii OzoBot może wcielić się w rolę podróżnika i wraz z dziećmi zwiedzać miasta Polski albo poznawać układ planet.

Najmłodszym członkiem rodziny robotów jest Photon. Zaprojektowany został z myślą o dzieciach w wieku 6–12 lat. Jak przekonują konstruktorzy, studenci Politechniki Białostockiej, to pierwszy na świecie interaktywny robot, który „rozwija się razem z dzieckiem”, tzn. potrafi tyle, ile jego użytkownik, który przez zabawę i zdrową rywalizację uczy się logicznego myślenia i podstaw programowania. Rozwiązując zadania, dziecko otrzymuje specjalne punkty, które pozwalają odblokować kolejne możliwości Photona. Te umiejętności można wykorzystać podczas zabawy na dowolnej lekcji z krzyżówką. Zabawa polega na wpisywaniu haseł ukrytych na planszy, które można odkryć jedynie dzięki Photonowi. Niezbędna do tego jest mata edukacyjna, której niestety nie ma w wersji podstawowej, ale już wkrótce jej sprzedażą zajmie się wydawnictwo MAC. Programujemy trasę robota do konkretnych celów, aby poznać hasło ukryte w krzyżówce. Zabawę tę można poprowadzić dowolnie. Prowadzący może stworzyć krzyżówkę, pokazując dzieciom przedmioty znajdujące się w sali. Zajęcia te wymagają wcześniejszego przygotowania kart z krzyżówkami, które uczniowie dostają do uzupełniania. Photonem sterujemy przy użyciu aplikacji mobilnej.

Warto na swoich lekcjach zaplanować również spotkanie z Dashem i Dotem. To interaktywne, nowoczesne roboty. Dash jest większy, ma kółka, reaguje na głos, odnajduje przedmioty, tańczy i śpiewa. Dot reaguje na zmianę położenia (posiada żyroskop), słyszy głos lub klaśnięcie i potrafi mówić, nie ma natomiast kółek, więc nie potrafi się samodzielnie poruszać. Aby poprowadzić zajęcia z ich udziałem, nie potrzeba wiedzy z programowania ani informatyki – wystarczy pobrać aplikacje Go oraz Blockly na tablet i można zaczynać. Sterowanie robotem jest intuicyjne – poradzi sobie z nim nawet pierwszoklasista. Dash i Dot mogą się okazać prawdziwymi pomocnikami nauczyciela np. podczas nauki nazw zwierząt na lekcji języka obcego. Aplikacja Go pozwala wybierać spośród dziewięciu gotowych wgranych dźwięków lub nagrać swój głos, z kolei aplikacje Blockly ukryte są w szufladzie Sound, gdzie dźwięki pogrupowane są w różnych kategoriach. Można dodawać też swoje nagrania.

Uczniowie starszych klas równie chętnie podejmują nowe wyzwania. Zajęcia z wykorzystaniem programowania i robotyki to dla nich strzał w dziesiątkę. Młodzież, która zna już Scratcha, może pójść o krok dalej i poznać roboty takie jak mBot. W intuicyjnym programie opartym na Scratchu można je nie tylko programować, ale także tworzyć proste gry, animacje czy inne programy. Robot jest łatwy do skonstruowania (składa się z 38 części, które można złożyć w 10 minut), a dzięki graficznym układom, które można łączyć, jest nieskomplikowany w obsłudze. Może również zostać rozbudowany o elementy z klocków Lego. Elektroniczne komponenty robota są oparte na systemie Arduino.

Warto zapoznać się też z robotem o imieniu Edison. Z wyglądu przypomina on pomarańczowe auto. Ma wbudowany czujnik światła, wykrywania przeszkód oraz czarnej linii; posiada też dwa niezależne silniki elektryczne. Reaguje na oklaski. Robotem sterujemy za pomocą trzech przycisków (play, stop, wgraj program) lub pilotem TV. Co ciekawe, Edison jest również kompatybilny z klockami Lego. Takie zajęcia to świetna nauka podstaw mechaniki, elektroniki i programowania.

Od czego zacząć?

Umiejętność programowania nie jest zarezerwowana jedynie dla informatyków czy programistów. Poznać i wdrożyć jego podstawy może każdy nauczyciel. Wiadomo, że to, co nowe i nieznane, budzi lęk. Tak samo jest z nauką programowania. Nawet najnowocześniejszy robot czy komputer nie sprawi, że uczniowie opanują podstawowe kompetencje. Kluczową rolę odgrywa nauczyciel i to on musi posiadać niezbędne kwalifikacje, dlatego wdrażanie podstaw programowania musi iść w parze z kształceniem kadry nauczycielskiej. Programowania nie można nauczyć się na pamięć. Trzeba próbować i uczyć się na błędach, błędy nie mogą jednak paraliżować. Warto korzystać z gotowych scenariuszy lekcji i nie bać się szukać informacji w sieci. Można pójść krok dalej, czyli zacząć analizować i ulepszać swoje umiejętności programistyczne na forach dyskusyjnych czy w grupach na portalach społecznościowych. Roboty na lekcji to widoczny efekt zrozumienia sensu programowania.

Oczywiście warto skorzystać z szerokiej oferty szkoleń dla nauczycieli, które organizowane są przez różne firmy zewnętrzne. Wystarczy odbyć weekendowy kurs, by uświadomić sobie, że „nie takie programowanie straszne”. Można zacząć od programowania bez komputera albo podstaw Scratcha. Jedno jest pewne: programowanie obudzi w nauczycielach i uczniach radość ze wspólnego odkrywania czegoś zupełnie nowego. To wspaniała integracja, zabawa i nauka w jednym. Podczas zajęć praktycznych z pewnością sprawdzi się powiedzenie, że jajko jest mądrzejsze od kury. Spokojnie i z dużą dozą cierpliwości dajmy się więc ponieść tej nowej przygodzie.

Anna Maria Bowtruczuk – nauczycielka języka angielskiego i niemieckiego, oligofrenopedagog w Zespole Szkół nr 2 z Oddziałami Integracyjnymi w Hajnówce. Pasjonuje się programowaniem z wykorzystaniem robotów. Realizuje innowacje pedagogiczne oraz autorski projekt eTwinning „Catch Scratch and code a message”. Prowadzi szkolny wolontariat.

Artykuł pochodzi z miesięcznika „Sygnał. Magazyn Wychowawcy” nr 7 (sierpień) 2017)