Digioskused kõikidele – eriti lastele!
ProgeTiigri programmi suurimad eesmärgid saadakse Eesti elukestva õppe strateegiast 2020. Seal tuuakse fookusesse õpetamine ja õppimine, mis on saanud lisaväärtuse digitehnoloogia rakendamisest. Erilisel kohal on inseneriteaduste, disaini ja tehnoloogia ning info- ja kommunikatsioonitehnoloogia lõimimine õppetöösse erinevates õppeainetes ning klassivälises tegevuses. Soovitakse tõsta laste ja noorte huvi, oskusi ning kaasatust inseneriteadustesse, suurendades tehnoloogiategevuste kättesaadavust, eesmärgiga toetada laste algoritmilist mõtlemist, probleemilahendamis- ja programmeerimisoskust. Loe ProgeTiigri programmist lähemalt siit: https://harno.ee/progetiigri-programm
ProgeTiigri kogumik, mis avalikustati 2016. aastal, koondab erinevaid digitaalseid õppematerjale tundides kasutamiseks. Kolm valdkonda keskenduvad programmeerimisele ja robootikale, üks disainile ja üks 3D-printimisele.
Kogumik kasvab pidevalt, seega tuleb uusi vahendite tutvustusi iga päev juurde. Vahendid ja keskkonnad on jagatud kasutamiseks erinevatesse vanuseastmetesse, mis näitab, kas need on mõeldud algajatele või edasijõudnutele. Enamik tutvustatavaid keskkondi on tasuta, kuid võib juhtuda, et mõned on kõrgematel astmetel tasulised, samuti on tasulised reaalsed vidinad, mis tuleks poest osta. Haridusasutused saavad Harno ProgeTiigri programmist vidinate soetamiseks ka toetust taotleda. Pered aga saavad muretseda asjad poest, paljud vidinad on ostetavad ka otse tootjatelt või e-poodidest.
Soovitame uurida iga valdkonna ülevaadet, milles jagame ka erinevaid nippe. Samuti saab kohe klõpsata mõne vahendi peale, kust leiate üldise ülevaate, lingid juhenditele, õppematerjalidele, videotele jm vajalikule.
ProgeTiigri kogumikku üles laetud failidele ja lisatud tekstile kehtib CC-BY-SA 3.0 litsents.
Programmeerimise valdkonna all olevad vahendite kirjeldused keskenduvad erinevatele veebikeskkondadele ja arvutisse installeeritavatele programmidele nagu Lego harivad klotsid, MSW Logo, Kodu Game Lab, Scratch, Sonic Pi, Code.org, Codeacademy, CodeCombat, LightBot. Siit leiab ka mobiiliseadmetele sobilikud äpid, millega saab harjutada koodimist (näiteks mängude kaudu jms). Samuti on loodud ja kogutud erinevaid õpilugusid, mis keskenduvad konkreetsete vahendite kasutamisele ainekeskselt või erinevates projektides. Lihtsamate programmide kasutamisel on üsna kerge leida ristkasutust pea iga õppeainega. Kui aga liigume edasi keerulisemate programmide juurde, siis jäävad lauale füüsika, matemaatika, loogika. Samas, kui loodud programm üritab lahendada näiteks ajaloos mõnda sõda puudutavat probleemi (testida erinevaid lahendusi) või seda visualiseerida, siis on jälle piiriks meie enda fantaasia, kus me programmeerimise tulemusi kasutada saame. Programmeerimine programmeerimise pärast ei peaks olema eesmärk omaette, sellega tuleks lahendada erinevaid (õppeainete) sisulisi probleeme.
Samas esimesed sammud programmeerimise valdkonnas võib teha ka ilma tehnikata!
Näiteks saab mõelda läbi, milliste sammudega tassiks robot kõik klassis olevad toolid klassi nurka kokku ehk milliseid instruktsioone peaksime talle selleks andma: liigu otse kolm sammu, võta tool, keera 180 kraadi ning sõida viis sammu tagasi, keera paremale, sõida otse kaks sammu, aseta tool maha. Nii kogutakse kokku kõik klassis olevad toolid. Et asi oleks keerulisem, siis toolide kokku kogumise teekonnale saab panna vahele laudu, millest tuleb mööda põigata. Saab arutada ka seda, millised tegevused on korduvad ning kas toolid peaks kokku koguma süsteemselt või mitte.
Eestikeelsena on leitav Birgy Lorenzi tõlkeülesanne „Programmeerimise kaardimäng algõpetuseks“ (jada, viga). Ingliskeelsena aga soovitame kasutada UNPLUGGED veebilehte, kus tegevuste ehk „activities“ alt leiab kaardi- ja põrandamänge ning palju muud põnevat. Juurde on lisatud selgitused ja enamikele ka illustreerivad videod.
Programmeerimise õppimise alustamiseks sobivad algajatele ka erinevad arvutiga teostatavad mängud ja tegevused, mis tõstavad õpilaste näpu ja hiire liigutamise osavust, mõtlemist ja loogikat. Kristi Saarpuu ja Kristi Rahn on loonud HITSA toel vastava kogumiku veebilehe: http://progeesimesedsammud.weebly.com/.
Ja pärast seda võibki juba julgelt keerulisemate teemade juurde minna. Lihtsamad võimalused on graafilised, näiteks erinevate klotside kokku vedamine. Keerulisemates tuleb aga juba koodi juurde asuda, selleks on jällegi hulgaliselt valikuid nagu ka võõrkeelte õppimisel ette võib tulla.
Samuti jagame nippe, kuidas programmeerimisõpetust metoodiliselt läbi viia.
METOODIKA:
ÕPETAMISE FAASID
Nutiäppide programmeerimise valdkonna all olevad vahendite kirjeldused keskenduvad võimalusele ise rakendusi luua, kasutades selleks keskkondi nagu MIT App Inventor, Android SDK, Touch Develop, LearningApps, TinyTap, MOBILE Conduit. Samuti on siia loodud ja kogutud erinevaid õpilugusid, mis keskenduvad konkreetsete vahendite kasutamisele ainekeskselt või erinevates projektides. Nutiäppide loomine on lõimitav igasse õppeainesse, sest kes ei tahaks oma ainevaldkonda mõnda lahendat äppi, mis lahendab sisulisi ainevaldkonna probleeme või visualiseerib neid. Paljud äpid, mida kooli erinevatesse ainetesse luuakse, baseeruvad näiteks nuti-testidel või veebilehel, mida kuvatakse nutiseadmetele sobilikus formaadis. Päriselu probleemi lahendamine või tellimustöö tegemine arendab aga samal ajal teisi vajalikke oskuseid nagu disainimine, koodi loomine, arendustegevuste planeerimine ning klientidega suhtlus.
Programme, praegusel juhul nutiseadme aplikatsioone on selliseid, mis installeeritakse seadmesse ega vaja internetti, installeeritakse seadmesse ja vajavad internetti, või jooksevad need otse veebilehel (veebirakendustest äpid). Veebilehel jooksvatest äppidest osad näitavad ennast m-vaatest, teised mitte. Lihtsad näited täisveebipõhistest rakendustest leiab näiteks Learningapps.org.
Äppide temaatika on põnev, sest mobiilsele seadmele loodud programmi saab kanda kaasas oma taskus ning kõikidele pea iga kell ette näidata. Äpi programmeerimine võib tihti välja näha kui veebilehe programmeerimine, aga mitte alati. Mõnes programmis on loogika üsna sarnane - kood kirjutatakse süsteemist ühes kohas, pildid asuvad teises kohas ja andmed kogutakse kokku kolmandasse kohta. Sellise arendamise pluss on see, et kui soovitakse muuta kujundust, siis ei pea selleks kogu lahendust ümber disainima. Disaini ja arenduskeskkondade plussiks on ka see, et nad näitavad teile, kuidas päris seadmes võiks asi välja näha, seega tekib õpilastel tulemusest hea ettekujutus.
Kui äpp on valmis tehtud, siis soovitakse seda kuhugi ka üles laadida. Siin tuleb endale selgeks teha, kuidas töötavad näiteks Google Play või Apple Store ja millistel tingimustel ning summa eest on seda võimalik teha. Androidil töötavates seadmetes on võimalik vastav äpp käivitada ka oma seadmesse kopeerides. Selleks tuleb oma seadmes lubada kolmanda osapoole äpid, mis ei ole seadme meelest turvalised, kuna ei ole läbinud kontrolle kataloogidest leitavate äppide suhtes. Iseenesest ei ole võib-olla teie loodud äpil midagi viga, kuid tuleb teada, et mitte kõik internetist alla laaditavad programmid pole head ega tegutse heal eesmärgil. Osad keskkonnad (lihtsamad ehk täisveebipõhiseid äppe loovad keskkonnad) võimaldavad samas otse näha ja testida, seega nooremate õpilastega tasuks alustada pigem nendest.
Soovitame lisaks uurida ka valdkonna kirjeldust „Programmeerimine“, mille lõpus on metoodilised soovitused.
Robootika valdkonna all olevad vahendite kirjeldused keskenduvad võimalusele kasutada õppimisel reaalseid lisavahendeid ehk roboteid ja elektroonika konstruktoreid nagu Bee-bot, Blue-bot, MakeyMakey, MeetEdison, LittleBits, LegoWeDo 1 ja 2, Lego Mindstorms EV3, VEX robotid, Arduino, Rasperry Pi, Ozobot ja Robootika kodulabor. Samuti on siia loodud ja kogutud erinevaid õpilugusid, mis keskenduvad konkreetsete vahendite kasutamisele ainekeskselt või erinevates projektides.
Robootika sidumine erinevate ainetega sõltub sellest, kui palju ja milliseid huvitavaid lisaseadmeid olete oma asutusele või koju muretsenud või mida robot ise oma olemasolevate anduritega võimaldab. Väga lihtne on kasutada robootikat füüsikas ja matemaatikas, kunstis ja tööõpetuses saame neid ka disainida. Aga miks ei võiks robot jutustada meile lugu Kalevipojast või küsida meilt mõistatustele vastuseid, mis on hoopis inglise või vene keeles? Või kehalises kasvatuses registreerida ära, kes on finišijoone ületanud? Tööõpetuses saab aga luua näiteks roboti, kes põrandalt tolmu ära pühib.
Robootika ehk robotitehnika (inglise keeles robotics) on teaduse ja tehnika haru, mis käsitleb robotite disaini, ehitust, tootmist ja töötamist. Robootika on tihedalt seotud mehaanika, informaatika, elektroonika ja muude teadusharudega. Oluline on pidada kinni ka põhitõdedest robotite ja robootikaga tegelemisel: robot ei tohi oma tegevuse ega tegevusetusega inimesele kahju teha; robot peab täitma inimese antud korraldusi, kui need pole vastuolus esimese seadusega; robot peab kaitsma oma olemasolu, kuni see ei lähe vastuollu esimese ega teise seadusega.
Suurimad robootikaalased võistlused ja konkursid Eestis on First Lego League noorematele õpilastele (kasutusel Lego robotid) ja Robotex pigem vanematele, kuid samas on viimastel aastatel laiendatud oma tegevust erinevatele sihtgruppidele ja ka erinevatele robotitele, mida Eesti koolides kasutatakse.
Robootika valdkonna arendamisega tegelevad Eestis mitmed organisatsioonid ja toetajad. Lisaks HITSA-le saab välja tuua NutiLaborid, koostööd saab teha ülikoolidega, kursuseid pakub ka TTÜ Mektory. Robootikat tehakse päris paljudes koolides kas õppekavas oleva ainetunnina või ringitundidena. Uus trend on õppimine kodudes ja väikestes gruppides, mille on tinginud odavamate robotite jõudmine Eesti poodidesse. Samuti on aeg-ajalt pakutud koolitusi ka lapsevanematele.
Teisalt on aga tore leida ühisosa robootikas ka mõne teise õppeainega. Matemaatika, füüsika, loodusõpetus, tööõpetus, kunstiõpetus on selleks üsna loogilised valikud. Selleks tuleks aga vaadata koos vastava aine õpetajatega õppekava, et leida ühised huvid. Kui oodata, et tavaaine õpetaja võtab ise oma aines tegevused ette, siis tuleks ta kindlasti enne saata mõnele koolitusele, kus jagatakse peale tehniliste teadmiste ka parimaid praktikaid, sest teiste kasulikud näpunäited tõstavad motivatsiooni edasi tegeleda. Kui aga ei ole võimalust koolitusel käia, siis alustage lihtsatest asjadest ja väiksed võidud viivadki lõpuks suurte asjadeni.
Soovitame lisaks uurida ka valdkonna kirjeldust „Programmeerimine“, mille lõpust leiate metoodilised soovitused.
3D-disaini, modelleerimise ja printimise valdkonna all olevad vahendikirjeldused keskenduvad võimalusele kasutada õppimisel reaalseid lisavahendeid ehk roboteid ja elektroonika konstruktoreid nagu BlockCad, AnkerCad, Tinkercad, Creationist, Beetleblocks, 3D tin, SolidEdge, SketchUp, MakerBot PrintShop, Meshmixer, Cura, Fusion360, Autodesk. Samuti on siia loodud ja kogutud erinevaid õpilugusid, mis keskenduvad konkreetsete vahendite kasutamisele ainekeskselt või erinevates projektides. Üsna lihtne on koostöövõimalusi leida tehnoloogia ja kunstiõpetusega, samas 3D-mudeleid on vaja luua nii loodus- ja teadusainetes kui ka matemaatikas. Kuid ärge piirake enda loovust, miks ei võiks õpilased juppide kaupa realiseerida ka näiteks vanaaegset raudrüüd või kiivrit.
3D-maailm on jõudnud Eesti koolidesse alles hiljuti, aga vastu võetud on see väga kiiresti. Suurima ressursisüsti said koolid Eesti 2.0 programmi raames, kui 50 kooli said MakerBotid. Ka Tallinn on ostnud kõikidesse linna koolidesse 3D-printeri. Samas saab printimiseks kasutada ka eraettevõtjate teenuseid, mis ei ole ka kuigi kulukad. Kusjuures programmid, milles mudel valmis teha, on tasuta.
3D-maailm areneb tohutus tempos. Juba saab välja printida maju, meditsiinis muutub „varuosade“ ehk luude, kudede jms printimine varsti igapäevaseks ja sõjatööstuses ning lennunduses prinditakse jupp, mis on puudu või katki läinud, lihtsalt välja. Ehk siis disaineri töö, oskused ja loovus muutuvad üha olulisemaks igapäevaelu oskuseks. Kui inimene tahab saada midagi, mida poest osta ei ole võimalik, saab ta selle ise valmis treida. Samuti, kui on olemas mõni toode, mis ei ole disaini poolest kasutatav nagu seda soovitakse, saab selle ise teistsuguseks tuunida. Selline mõtteviis, et meie täna otsustame ja teeme nii, kuidas meile vajalik ja viimegi ideid ellu ega jäta neid teoreetilisele tasemele, on igal juhul maailma muutev.
3D õppimisega alustades on kõige olulisem idee. Vahel saame selleks inspiratsiooni mõnest mitteruumilisest pildist või hoopis vajadusest. Näiteks on vaja luua jõuluehe, mida pole poest võimalik soetada.
Lohutada võib end sellega, et üldiselt esimesel korral ei õnnestu kellelgi printimine ideaalselt ja soovitav on alati oma arvutis olevat mudelit parandada, et viia see oma unistustele vastavaks. Ehk siis 3D-printimine annabki meile võimaluse katsetada oma tooteid, nende toimimist, et saaksime neid vajadusel kiiresti parandada.
Edu modelleerimisel ja printimisel!
Multimeedia valdkond tegeleb erinevate meedia sisude kombineerimisega. Kui arvutigraafikas oleks meil kasutuses ainult tekst või pildid, siis multimeedia puhul lisanduvad video, heli, animatsioon ja interaktiivne sisu. Multimeedia keskkondade ülevaated keskenduvad staatilisele ja dünaamilisele kujundusele ning muule põnevale, mis pakuvad visuaalset naudingut loomisest. Seda aitavad teha sellised programmid nagu Inkscape (vektorgraafika), Gimp (rastergraafika), PhotoShop Online Pixlr (rastergraafika), AudaCity (helitöötlus), MovieMaker (videotöötlus), Scribus (küljendamine), Terragen (3D-maastike loomine), MonkeyJam (ainimeerimine), GoAnimate (animeerimine veebis). Samuti on siia loodud ja kogutud erinevaid õpilugusid, mis keskenduvad konkreetsete vahendite kasutamisele ainekeskselt või erinevates projektides.
Lõimimine erinevate õppeainetega on enamike multimeediumi programmide puhul kerge, sest iga aine vajab mingil hetkel plakatit, videot, pildiülevaate kasutamist või animatsiooni. Multimeediumi või arvutigraafika aine õpetamisel või võimaluste kasutamisel tuleks ülesannete sisendit koguda päriselust (loome näiteks firmale x visuaalse disainikomplekti) või konkreetsetest ainealastest probleemidest. Esitluste loomisel pakub multimeedia vaheldust tavapärasele esitlustarkvarale.
Disainimisalased oskused on päriselus vajalikud just selleks, et inimene oskaks neid kasutada oma toodete ja tegevuse näitlikustamiseks näiteks müügi valdkonnas ning oskaks luua infogramme ning skeeme, et oma mõtteid paremini esitada. Sageli aitab multimeedia kasutamise oskus säästa ka raha ja aega, sest lihtsamate vajalike toiminutega saadakse ise hakkama.
Metoodilised soovitused disainivaldkonnas:
Edu disainimisel!
Õpetajatele mõeldud veebipõhisest ProgeTiigri kogumikust leiab vahendeid õppetöös rakendamiseks. Sobivad vahendid saab õpetaja kätte filtreerimise tööriista kasutades. Materjale leiab järgmistest valdkondadest: programmeerimine, robootika, 3D disain, nutiäpid ja multimeedia. Kogumikus on 60 vahendi kirjeldust ja see täieneb iga-aastaselt.