UČENJEPROGRAMIRANJAZUPORABOLEGOWEDOpefprints.pef.uni-lj.si/3109/1/ŠpelaŠmitek_diplomsko_delo.pdf · pine: Neverjetni mehanizmi, Divje živali, Igranje nogometa ter Avanturistične

UNIVERZA V LJUBLJANIPEDAGOŠKA FAKULTETA

ŠPELA ŠMITEK

UČENJE PROGRAMIRANJA Z UPORABO LEGO WEDO

DIPLOMSKO DELO

Ljubljana, 2015

UNIVERZA V LJUBLJANIPEDAGOŠKA FAKULTETA

Dvopredmetni učitelj: matematika in računalništvo

ŠPELA ŠMITEK

Mentor: izr. prof. dr. Jože RugeljSomentorica: asist. Špela Cerar

UČENJE PROGRAMIRANJA Z UPORABO LEGO WEDO

DIPLOMSKO DELO

Ljubljana, 2015

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Jožetu Ruglju in somentorici asist. Špeli Cerar,ki sta me pri pisanju diplomskega dela usmerjala in mi dajala strokovne nasvete.

Zahvaljujem se tudi družini in prijateljem, ki so mi skozi celoten študij in v času pisanjadiplomskega dela stali ob strani in mi nudili vso potrebno pomoč.

POVZETEK

V šolskem letu 2014/15 so v drugo triletje osnovne šole vpeljali neobvezni izbirni pred-met Računalništvo.

V prvem delu diplomskega dela je predstavljena konstrukcionistična teorija učenja.Bistvo te je način učenja, pri katerem so učenci zares aktivni in se učijo s tem, ko nekajdelajo. Avtor omenjene teorije je Papert. V diplomskem delu je predstavljen njegov po-gled na učenje.

V nadaljevanju je predstavljeno preprosto orodje LEGO Education WeDo (Legokocke,motorček, senzorji itd.), ki učencu omogoča, da se z njegovo pomočjo nauči glavnih prvinprogramiranja, kar potem prenese v vsakdanje življenje. Z uporabo LEGO Education We-Doja pri učencih spodbujamo sodelovalno učenje ter komunikacijske spretnosti. LEGOEducation WeDo je zelo motivacijsko naravnan za otroke v prvem in drugem triletjuosnovne šole, saj gre za sestavljanje Legokock v različne oblike, nato pa lahko te oblikez uporabo preprostih ukazov v programu Scratch sprogramiramo, da se premikajo, kotželimo.

V diplomskem delu je predstavljen tudi način uporabe LEGO Education WeDoja pripoučevanju drugod po svetu.

Na koncu diplomskega dela je opisan potek učnih ur z uporabo LEGO Education We-Doja, s katerimi si učitelji lahko pomagajo pri snovanju ur pri poučevanju neobveznegaizbirnega predmeta Računalništvo v četrtem razredu osnovne šole.

KLJUČNE BESEDE: konstrukcionistična teorija učenja, LEGO Education WeDo,programiranje, Scratch

ABSTRACT

In the school year 2014/15, a new optional subject, Computer Science, was introducedin the second triennium of elementary school.

In the first part of the diploma thesis, the constructionist teaching method is defined.It is based on teaching in a way that pupils are truly active and learn by actually workingon something. The pioneer of this theory is Papert. His view on teaching is described inthe diploma thesis.

The second part of the thesis presents the simple tool LEGO Education WeDo (LEGObuilding blocks, miniature engines, sensors, . . . ), which helps the pupil learn the basicsof programming and their use in everday life. With the help of LEGO Education WeDO,we encourage cooperative learning and communication skills. LEGO Education WeDo iswell-adjusted to motivate children in the first or second triennium of elementary school,as it involves assembling LEGO building blocks to form various shapes, making it possibleto then programme these shapes to move as wanted by using simple commands in theprogramme Scratch.

In the diploma thesis, teaching methods using LEGO Education WeDo elsewhere aro-und the world are described.

Ultimately, the thesis describes the course of lessons using LEGO Education WeDo,which can be of assitance to teachers planning lessons of Computer Science, an optionalsubject in the 4th year of elementary school.

KEY WORDS: constructionist theory of teaching, LEGO Education WeDo, pro-gramming, Scratch

Kazalo1 UVOD 1

2 KONSTRUKCIONISTIČNA TEORIJA UČENJA 2

3 LEGO EDUCATION 43.1 O LEGO Educationu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.2 LEGO Education WeDo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.2.1 Predstavitev posameznih delov kompleta LEGO WeDo . . . . . . . 53.2.2 Programska oprema za upravljanje konstrukcij iz LEGO WeDoja . 83.2.3 Predstavitev konstrukcij LEGO WeDoja . . . . . . . . . . . . . . . 12

4 UPORABA LEGO WeDoja V IZOBRAŽEVANJU 194.1 Uporaba LEGO WeDoja v tretjem razredu osnovne šole . . . . . . . . . . . 194.2 Uporaba LEGO WeDoja v srednji šoli za slepe in slabovidne otroke . . . . 214.3 Predstavitev uporabe LEGO WeDoja skupini študentov Računalništva . . 22

5 UČNE URE – ZASNOVA 245.1 Priprava prvega sklopa učnih ur na temo Uvod v programiranje . . . . . . 255.2 Priprava drugega sklopa učnih ur na temo Uvod v programiranje . . . . . . 295.3 Priprava tretjega sklopa učnih ur na temo Uvod v programiranje . . . . . . 32

6 ZAKLJUČEK 34

7 VIRI IN LITERATURA 35

Slike1 WeDo USB-priključek [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 WeDo motorček [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 WeDo senzor gibanja [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 WeDo senzor svetlobe [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Legokocke in ostali gradniki [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Zaslonska slika LEGO Education WeDoT M Software [8] . . . . . . . . . . 87 Zaslonska slika Scratcha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Bloki v programu Scratch za programiranje LEGO WeDoja . . . . . . . . . 99 Primer programa v programu LEGO Education WeDoT M Software [15] . 1010 Primer programa v programu Scratch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011 Plešoči ptici [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1212 Pametna vrtavka [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313 Opica, ki bobna [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314 Lačni krokodil [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1415 Rjoveči lev [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1416 Leteča ptica [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1517 Napadalec [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1518 Vratar [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1619 Veseli navijači [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1620 Reševanje letala [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

21 Pobegli velikan [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1722 Jadranje v neurju [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1823 Štiri kreacije študentov za Grad strahov [14] . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Špela Šmitek Učenje programiranja z uporabo LEGO WeDo

1 UVODŽivimo v 21. stoletju, v katerem nas računalniki in moderna tehnologija spremljajo

na vsakem koraku. Otroci se z računalniki in računalniškimi igricami srečajo že zelo zgo-daj; vsi vedo, kako se igrice igrajo, ne vedo pa, koliko dela je potrebnega, da taka igricanastane. Učenci so se do zdaj z računalništvom lahko srečali šele pri izbirnem predmetuRačunalništvo na predmetni stopnji: spoznali so teme, povezane z multimedijo, urejanjembesedil in računalniškimi omrežji. Na gimnazijah in nekaterih srednjih šolah pa so se zračunalništvom srečali pri predmetu Informatika ali pri IKT. V šolskem letu 2014/15 sov drugo triletje osnovne šole vpeljali neobvezni izbirni predmet Računalništvo. V sklopuneobveznega izbirnega predmeta tako učenci spoznajo teme, kot so: algoritmi, programi,reševanje problemov in še nekatere druge.

V diplomskem delu je najprej predstavljena konstrukcionistična teorija učenja, ki jezelo primerna za učenje računalništva v drugem triletju osnovne šole. Učenci so pri takoorganiziranih učnih urah zares aktivni in se učijo s tem, ko nekaj delajo. Nato je pred-stavljeno orodje LEGO Education WeDo, ki ustreza takšnemu načinu učenja, saj učencinajprej sestavijo določeno konstrukcijo, nato pa jo lahko sprogramirajo na različne načine.S tem, ko spreminjajo program in vidijo, kaj se z njihovo konstrukcijo dogaja, se učijoosnov programiranja.

Pri nas je predmet Računalništvo postal neobvezen izbirni predmet v drugem trile-tju v lanskem šolskem letu. Na Slovaškem je Računalništvo obvezen predmet že od leta2008, kjer ga učitelji poučujejo na razredni stopnji, pri tem pa za učenje programiranjauporabljajo tudi LEGO Education WeDo. V diplomskem delu je predstavljenih nekajslovaških primerov uporabe LEGO Education WeDoja. Učenci na Slovaškem so nad njimnavdušeni, saj vsi zelo radi uporabljajo Legokocke. Tudi učitelji se nad LEGO EducationWeDojem ne pritožujejo; menijo namreč, da je primeren za uporabo v šolstvu.

Glede na dober odziv slovaških učiteljev na učenje programiranja z uporabo LEGOEducation WeDoja sem v diplomskem delu pripravila osnutke učnih ur, s katerimi siučitelji lahko pomagajo pri snovanju ur. Te lahko slovenski učitelji uporabijo pri pripravisvojih učnih ur v okviru neobveznega izbirnega predmeta Računalništvo.

1


2 KONSTRUKCIONISTIČNA TEORIJA UČENJABistvo konstrukcionistične teorije je način učenja, pri katerem so učenci zares aktivni in

se učijo s tem, ko nekaj delajo. Papert meni, da moramo učencem ponuditi pripomočkeoziroma razne programe, pri uporabi teh pa morajo uporabiti svoje dosedanje znanje.Učencem te pripomočke oziroma programe najprej predstavimo z uporabo preprostih pri-merov in nalog, nato sledi njihovo samostojno raziskovanje. Učencem je tak način učenjazabaven – ker jih to veseli, se na tak način lahko veliko več naučijo [1].

Papert je nekaj let raziskoval skupaj s Piagetom in tako spoznal njegov pogled nanačine učenja otrok. Otroci so po Piagetovem mnenju aktivni graditelji lastnega znanja,ki ga gradijo s pomočjo staršev in učiteljev. Papert pa priporoča uporabo raznih narav-nih materialov, pri katerih otrok sam in spontano pride do določenih ugotovitev (njegoveugotovitve torej niso cilj nekega namernega poučevanja). Če se bo otrok učil na ta način,da bo sam raziskoval in prišel do ugotovitev, se mu bo to zdelo bolj zanimivo, njegovoznanje pa bo dolgotrajnejše [1].

Pomembno je tudi, da otrok znanje, ki ga na novo odkrije, poveže s predznanjem, kiga ima, na novo pridobljeno znanje pa poskuša uporabiti v že znanih situacijah. Papertpoudarja tudi to, da mora učitelj otroku nuditi pomoč tako, da mu poda kakšne namige,oporne točke ipd., ne sme pa mu povedati rešitev, kot to počnejo učitelji pri tradicional-nem poučevanju. Pri pouku računalništva je to še toliko bolj pomembno: učitelj moraučencu dati le namige, kako lahko poskusi izboljšati program, in potem skupaj z njimpogleda, če je bila sprememba res izboljšava ali če program deluje identično ali še slabšekot prej. Pomembno je tudi, da otrok razume, kaj določen program naredi; če tega nerazume, potem bo težje razmišljal o tem, kako bi ga izboljšal [1].

Piaget spontano pridobivanje novega znanja in povezovanje tega z dosedanjim ime-nuje asimilacija in poudarja, da je to zelo dober način učenja nove snovi. Papert pri temizpostavi še, da je lahko staro znanje v nasprotju z novo pridobljenim, kar otroka lahkozmede. V tem primeru ima učitelj pomembno vlogo, da otroku pojasni, zakaj je do teganasprotja prišlo, in mu pomaga razjasniti stvari [1].

Tradicionalno učenje temelji na tem, da učenci poslušajo razlago učitelja in si jo zapi-sujejo v zvezke. Papert pa spodbuja raziskovalno delo s pomočjo računalnika, kjer učencisami raziščejo, potrdijo ali ovržejo določene trditve. Učiteljeva naloga je, da učencu pred-met, ki ga poučuje, predstavi kot nekaj zanimivega, snov pa kot poučno in ne kot nekaj,kar se mora naučiti, da bo na preverjanju znanja dosegel dobre rezultate. Če učitelj vidi,da učencu nek način učenja ne ustreza, mu mora snov predstaviti na drug način. Papertnavaja primer deklice, ki ni razumela in marala matematike. Učitelj ji je predstavil pro-gram LOGO, v katerem je sprogramirala najrazličnejše stvari. Ko ji je učitelj povedal, daje za to, da je lahko sprogramirala vse te stvari, uporabljala znanje iz matematike, mu niverjela, čez nekaj časa pa je sama ugotovila, da je to res, in pri matematiki ni imela večtežav. Naloga učitelja torej je, da na čim več različnih načinov predstavi snov učencem.Ko vidi, da jim je nekaj všeč in se tako največ naučijo, ta princip poučevanja uporabljaše naprej [1].

Poučevanje in učenje s konstrukcionizmom nista več zgolj samo spoznavanje in usva-

2


janje znanstveno ugotovljenih dejstev, ampak tudi razumevanje medsebojne povezanostirazličnih podatkov. Konstrukcionizem namesto klasično razumljenega znanja postavlja vospredje učenje, ki je nujno vseživljenjsko in tako individualno kot socialen proces [2].

3


3 LEGO EDUCATION3.1 O LEGO Educationu

Več kot 30 let se v podjetju LEGO Education s pomočjo učiteljev in drugih strokov-njakov na področju izobraževanja ukvarjajo s tem, kako narediti učenje bolj zabavno inučinkovito. Strokovnjaki so ugotovili, da bi morali učitelji poudarjati to, da se učenciučijo zato, da bodo svoje znanje lahko uporabili v vsakdanjem življenju, in ne le zato, dabodo pri raznih preizkusih dosegli dobre rezultate. V 21. stoletju se je vloga učiteljev vizobraževanju spremenila. Njihova naloga je, da učencem nudijo pomoč, jih motivirajoin jim dajejo dodatna navodila, medtem ko učenci sami raziskujejo in razvijajo kreativnorazmišljanje s pomočjo raznih pripomočkov. Moderna tehnologija, kot so računalniki,digitalni podatki in podatki na spletu, jim omogoča pridobivati razne informacije in spomočjo teh učinkovito razširiti znanje, ki ga imajo [5].

Podjetje LEGO Education je najprej ustvarilo pripomočke za otroke v vrtcih in osnov-nih šolah. Omenjeni pripomočki pri učencih spodbujajo aktivno, kreativno ter sodelovalnoučenje, kar so glavne karakteristike konstrukcionističnega poučevanja. Tako delo učencemotivira in jih pripravi do tega, da pri reševanju novih nalog uporabljajo do zdaj pri-dobljeno znanje. Tako učenje v podjetju imenujejo LEGOSmartT M , pri katerem učenciuporabljajo Legokocke in digitalne pripomočke za reševanje različnih problemov. Pritakem reševanju problemov učenci razvijajo kritično razmišljanje in poglabljajo svoje ra-zumevanje [5].

Sistem LEGO za učenje je edinstven, saj omogoča kreativnost posameznika in izraža-nje novih idej. Ta sistem nam omogoča, da stvari razumemo in znanje gradimo na razu-mevanju, kar je ključnega pomena pri učenju. Tak sistem spodbuja razvoj sistematičnekreativnosti, pri kateri gre za zmožnost kreativnega učenja in učenja z razumevanjem.Sistem za učenje LEGO je edinstven, saj učencu nudi veliko različnih načinov, s katerimilahko osmislijo stvari in izražajo svoje ideje [6].

LEGO Education temelji na tem, da učenci nekaj delajo in se prek tega marsikaj nau-čijo, kar je bistvo konstrukcionistične teorije. Nevroznanstveniki so dokazali, da fizično inaktivno vključevanje učenca v učenje stimulira možgane in s tem omogoča kakovostnejšeučenje. Znano je tudi, da se posameznik veliko več nauči skozi lastne izkušnje kot pa zučenjem abstraktnih posplošitev. Za reševanje novih problemov ′′pobrskamo′′ po spominuin poskusimo nalogo rešiti na podlagi naših dosedanjih izkušenj [6].

3.2 LEGO Education WeDoLEGO Education je izdelal veliko različnih pripomočkov za učenje. Podrobneje si bomo

ogledali LEGO Education WeDo (v nadaljevanju LEGO WeDo).

LEGO WeDo je orodje (Legokocke), ki je preprosto za uporabo in učencu omogočaučenje glavnih prvin programiranja, ki jih kasneje lahko prenese v vsakdanje življenje.LEGO WeDo pri učencih spodbuja kreativno razmišljanje, komunikacijo in sodelovalnoučenje. Z njegovo pomočjo učencem pokažemo, kako pomembna je tehnologija v vsak-danjem življenju, ter jih naučimo osnov programiranja, logike, matematike ter drugih

4


predmetov [4].

3.2.1 Predstavitev posameznih delov kompleta LEGO WeDoKomplet LEGO WeDo je sestavljen iz različnih vrst Legokock in različnih senzorjev,

ki so preprosti za uporabo. LEGO je pripravil tudi načrte, s pomočjo katerih lahko izkompleta LEGO WeDo sestavimo 12 različnih konstrukcij, ki jih bom predstavila v nada-ljevanju. Komplet LEGO WeDo sestavljajo WeDo USB-priključek, WeDo senzor gibanja,WeDo senzor svetlobe, WeDo motorček ter Legokocke in ostali gradniki. V nadaljevanjubom pomembnejše komponente kompleta natančneje predstavila.

WeDo USB-priključekUSB-priključek prek dveh vhodov omogoča nadzor senzorjev in motorjev LEGO We-Doja prek programske opreme. Ko je USB-priključek priključen na računalnik, omogočadelovanje senzorja in motorja. Podatki se prek kabla prenašajo z računalnika ter na raču-nalnik. Programa LEGO Education WeDoT M Software in Scratch WeDo USB-priključeksamodejno zaznata, ko ga priključimo na računalnik [7].

Slika 1: WeDo USB-priključek [7]

WeDo motorčekMotorček omogoča premikanje sestavljenih konstrukcij. Lahko se premika v smeri uri-nega kazalca ali v nasprotni smeri, na različnih ravneh moči, odvisno od tega, kako gasprogramiramo. Motorček dobi energijo za premikanje prek WeDo USB-priključka (5 V)[7, 8].

Slika 2: WeDo motorček [7]

5


WeDo senzor gibanjaSenzor gibanja zazna spremembe v štirih različnih smereh (nagib levo, nagib desno, nagibgor, nagib dol). Senzor nagiba priključimo na WeDo USB-priključek, nato pa ga programsamodejno zazna [7].

Slika 3: WeDo senzor gibanja [7]

WeDo senzor svetlobeSenzor svetlobe zazna predmete na razdalji 15 centimetrov oziroma odvisno od zasnovekonstrukcije, ki smo jo sestavili. Senzor svetlobe priključimo na WeDo USB-priključek,nato pa ga program samodejno zazna [7, 8].

Slika 4: WeDo senzor svetlobe [7]

6


Legokocke in ostali gradnikiKomplet LEGO WeDo vsebuje Legokocke različnih barv in oblik, ki nam omogočajogradnjo različnih konstrukcij. Poleg standardnih Legokock komplet vsebuje tudi različneosi, zobata kolesca in razne elastične trakove, s pomočjo katerih učenci lahko sestavijogibljive konstrukcije [7].

Slika 5: Legokocke in ostali gradniki [7]

7


3.2.2 Programska oprema za upravljanje konstrukcij iz LEGOWeDoja

Premikanje naših konstrukcij lahko sprogramiramo z dvema različnima programoma:s programom LEGO Education WeDoT M Software ali s programom Scratch.

LEGO Education WeDoT M SoftwareProgramska oprema LEGO Education WeDoT M Software deluje na principu ′′Povleci inspusti′′ blokov, ki so preprosti za uporabo. Ponuja veliko različnih možnosti: začetekizvajanja programa na tri različne načine (s pritiskom na blok ′′Začni′′, s pritiskom na po-ljubno izbrano tipko na tipkovnici, s prejetjem določenega sporočila), upravljanje motorjana različne načine (zavrti v smeri urinega kazalca, zavrti v obratni smeri urinega kazalcaitd.), dodajanje privzetega zvoka, dodajanje zvoka, ki ga sami posnamemo, dodajanjeozadij, ponovitev izbranih blokov idr. [8].

Slika 6: Zaslonska slika LEGO Education WeDoT M Software [8]

8


ScratchProgramska oprema Scratch nam ponuja razširitev, s katero lahko sprogramiramo premi-kanje naših LEGO WeDo konstrukcij. V Scratchu 2.0 lahko sami dodamo LEGO WeDoskripto, ki jo najdemo v skupini ukazov imenovani ′′več blokov′′, dodamo razširitev inizberemo vtičnik LEGO WeDo. Deluje na principu ′′Povleci in spusti′′ blokov [11].

Slika 7: Zaslonska slika Scratcha

Slika 8: Bloki v programu Scratch za programiranje LEGO WeDoja

9


Primer programa v programu LEGO Education WeDoT M Software in v pro-gramu Scratch

Na spodnjih dveh slikah vidimo primera programov, napisanih v programu LEGOEducation WeDoT M Software in programu Scratch. Oba programa sta napisana za kon-strukcijo Lačnega krokodila. Ko senzor gibanja v krokodilovih ustih zazna premikanje,krokodil štirikrat odpre usta in jih zapre.

LEGO Education WeDoT M SoftwareZ blokom ′′Začni′′ zaženemo program. Peščena ura in pod njo blok s senzorjem gibanjanam povesta, da program čaka toliko časa, dokler ne zazna gibanja. Ko zazna gibanje,zažene motor v nasprotni smeri urinega kazalca. To izvaja pet sekund, nato zažene motorv smeri urinega kazalca, kar spet izvaja pet sekund. Tako gibanje ponovi štirikrat in senato ustavi.

Slika 9: Primer programa v programu LEGO Education WeDoT M Software [15]

ScratchZ blokom ′′Ko je razdalja < 20′′, povemo, da čakamo toliko časa, da senzor zazna gibanje,ki je na razdalji od 0–20 milimetrov. Ko senzor zazna gibanje, določimo smer vrtenjamotorja v obratni smeri, kot se je vrtel prej, in vključimo motor za 5 sekund. Ta korakponovimo osemkrat in naš krokodil bo usta zaprl ter odprl štirikrat, tako kot to stori vprogramu, napisanem v LEGO Education WeDoT M Software.

Slika 10: Primer programa v programu Scratch

Iz zgornjih dveh primerov programov vidimo, da je program LEGO Education WeDoT MSoftware lažji za uporabo v nižjih razredih osnovne šole. Kot vidimo na sliki 9, so blokinarejeni tako, da vsebujejo sličice posameznih komponent kompleta LEGO WeDo. Učencitako točno vedo, kateri blok morajo uporabiti za delovanje določene komponente: npr. zadodajanje zvoka uporabijo blok rdeče barve, na katerem je narisana nota. Dolžino izvaja-nja posameznega bloka določijo tako, da pod izbran blok pripnejo blok, kjer so napisane

10


številke, in vanj napišejo, koliko časa želijo, da se posamezen blok izvaja. Program Scratchje po mnenju slovaških učiteljev zahtevnejši za uporabo kot program LEGO EducationWeDoT M Software [13]. Kot vidimo na sliki 10, bloki v programu Scratch ne vsebujejosličic, ampak vsebujejo besedilo, ki nam pove, kaj naj se z določeno komponento v kon-strukciji zgodi. Ko učenci enkrat osvojijo ukaze posameznih blokov v Scratchu, tudi vnjem (kot v programu LEGO Education WeDoT M Software) sprogramirajo tako premi-kanje konstrukcij kompleta LEGO WeDo.

Čeprav je program LEGO Education WeDoT M Software lažji za uporabo, sem v pri-pravah uporabila program Scratch. Program LEGO Education WeDoT M Software jeplačljiv, z njim lahko sprogramiramo le konstrukcije, narejene iz kompletov LEGO We-Doja. Program Scratch je brezplačen, poleg programiranja LEGOWeDoja pa nam ponujatudi veliko drugih možnosti za učenje programiranja. Priprave so napisane za četrtošolce,ki že znajo brati, tako da ne bi smeli imeli težav z branjem kratkih in razumljivih opisovv blokih. Poleg tega imajo učenci možnost učenja ukazov s pomočjo preverjanja, kaj sezgodi, če uporabiš določen ukaz, zato tudi Scratch ni tako nerazumljiv. Učencem, ki hi-treje usvojijo sestavljanje programov v Scratchu, ponuja tudi dodatne možnosti, kaj lahkos sestavljeno konstrukcijo naredijo. V primeru, da bi delala z učenci, ki imajo težave zbranjem, bi razmislila tudi o uporabi programske opreme LEGO Education WeDoT MSoftware.

11


3.2.3 Predstavitev konstrukcij LEGO WeDojaUčenci lahko z enim kompletom LEGO WeDoja sestavijo 12 različnih konstrukcij (na-

vodila za sestavljanje konstrukcij najdejo na naslovu, navedenem pod virom [10]) in jihnato sprogramirajo, da se premikajo. Če imajo na voljo več različnih kompletov, sevedalahko sestavijo še veliko več konstrukcij. Konstrukcije so razvrščene v štiri različne sku-pine: Neverjetni mehanizmi, Divje živali, Igranje nogometa ter Avanturistične zgodbe.Za vsako konstrukcijo učenci dobijo navodila skupaj s kompletom LEGO WeDo in pro-gramsko opremo. V nadaljevanju so opisane konstrukcije, ki jih lahko sestavimo z enimkompletom LEGO WeDoja (natančneje: WeDo Base Set (9580)) [9].

Neverjetni mehanizmiKonstrukcije so povezane s fizikalnimi in tehničnimi koncepti znanja. Pod ta sklop uvr-ščamo naslednje konstrukcije:

Plešoči pticiPri tej konstrukciji učenci spoznajo osi, zobata kolesa in razne elastične trakove, s katerimipovežemo elemente med seboj [9].

Slika 11: Plešoči ptici [9]

12


Pametna vrtavkaUčenci spoznajo, kako večji in manjši zobniki na kolescih vplivajo na vrtenje vrtavke [9].

Slika 12: Pametna vrtavka [9]

Opica, ki bobnaUčenci spoznajo pomen vzvodov in način gibanja predmetov. Sami lahko nastavijo vre-dnost vzvoda in nato opazujejo, kako se ta premika. Opica lahko premika roke gor in dol,tako da je videti, kot da bobna. Premikanje rok je lahko različno hitro [9].

Slika 13: Opica, ki bobna [9]

13


Divje živaliKonstrukcije in njihovo gibanje temeljijo na konceptu zaznavanja in odzivanja na zunanjedražljaje. Pod ta sklop uvrščamo naslednje konstrukcije:

Lačni krokodilUčenci sprogramirajo krokodila s pomočjo senzorja svetlobe. To naredijo tako, da krokodilzapre usta, ko senzor zazna, da je nekaj v njegovi bližini [9].

Slika 14: Lačni krokodil [9]

Rjoveči levUčenci lahko leva sprogramirajo, da sedi ali leži; zraven lahko tudi rjove [9].

Slika 15: Rjoveči lev [9]

14


Leteča pticaPtico učenci premikajo s pomočjo senzorja za gibanje. S premikanjem senzorja lahkosprožimo premikanje peruti, repa in glave ter čivkanje ptice [9].

Slika 16: Leteča ptica [9]

Igranje nogometaKonstrukcije temeljijo na matematičnem znanju. Pod ta sklop uvrščamo naslednje trikonstrukcije:

NapadalecUčenec mora izmeriti razdaljo od ′′noge igralca′′ do gola, da bo noga lahko brcnila papir-nato žogico na gol. Nato pa morajo to nogo še sprogramirati, da bo ta res brcnila žogico[9].

Slika 17: Napadalec [9]

15


VratarUčenci sprogramirajo vratarja, da se premika levo in desno ob golu in ga brani. Natosi zapisujejo, koliko golov so zadeli in koliko zgrešili, ter posledično izračunajo statistikogolov [9].

Slika 18: Vratar [9]

Veseli navijačiUčenci s pomočjo zobatih koles sprogramirajo navijača, da se dvigujeta in vrtita v krogu.Nato lahko uporabijo numerično glasovanje, da odločijo, kdo je po njihovem mnenjunajboljši [9].

Slika 19: Veseli navijači [9]

16


Avanturistčne zgodbeKonstrukcije temeljijo na poznavanju jezika in pripovedovanju različnih zgodb. Pod tasklop uvrščamo naslednje konstrukcije:

Reševanje letalaUčenci se pri tej konstrukciji naučijo zgradbe intervjuja (kdo, kaj, zakaj, kje in kako) ternapišejo zgodbo o reševanju letala LEGO Maxa. Letalo lahko dodatno sprogramirajo, dase mu vrti propeler [9].

Slika 20: Reševanje letala [9]

Pobegli velikanUčenci lahko napišejo dialog med LEGO Maxom in LEGO Mio, kako sta zbudila spečegavelikana in se potem skrila v gozd. Velikana sprogramirajo, da se premika levo in desno,in s tem ponazorijo premikanje velikana [9].

Slika 21: Pobegli velikan [9]

17


Jadranje v neurjuUčenci opišejo potek dogajanja na LEGO Maxovi jadrnici, ko jo je ujelo neurje sredimorja. Jadrnico sprogramirajo tako, da je videti, kot da jo je res ujelo neurje in pluje porazburkanem morju [9].

Slika 22: Jadranje v neurju [9]

18


4 UPORABA LEGO WeDoja V IZOBRAŽEVANJU4.1 Uporaba LEGO WeDoja v tretjem razredu osnovne šole

Leta 2008 so na Slovaškem sprejeli reformo, da morajo učenci v prvem, tretjem inčetrtem razredu osnovne šole enkrat tedensko imeti uro za izobraževanje z informacijskokomunikacijsko tehnologijo (v nadaljevanju IKT). Učitelji so se odločili, da bodo učencempredstavili naslednje teme: informacije okoli nas; komunikacija z uporabo IKT; metode,reševanje problemov, algoritmično razmišljanje; načela IKT; informacijska družba. Privsaki od petih tem se morajo učenci naučiti, kako lahko določeno snov uporabijo v nadalj-njem izobraževanju. Metode, reševanje problemov in algoritmično razmišljanje je tema,ki vsebuje kompetence, ki jih lahko razvijemo s pomočjo raznih ′′robotskih′′ kompletov[13].

Na trgu je veliko različnih kompletov robotkov. Slovaški učitelji so se odločili, da bodoza poučevanje uporabili LEGO WeDo Resource Set, ki omogoča gradnjo različnih zani-mivih konstrukcij po navodilih ali po lastni želji ter zato uporablja preprosto programskoopremo. LEGO WeDo učencem omogoča tako samostojno delo kot delo v skupini, s tempa spodbuja sodelovalno učenje. Za LEGO WeDo so se odločili tudi zato, ker ga lahkosprogramiramo prek programa Scratch ali prek LEGO Education WeDoT M Software.Tamkajšnji učitelji menijo, da uporaba Scratcha ni primerna za učence v nižjih razredihosnovne šole, zato so se odločili za uporabo programske opreme LEGO WeDo [13].

Primer uporabe LEGO WeDojaUčenci v tretjem razredu osnovne šole Joint Elementary School of Cpt. Nálepka in Stu-pava poznajo veliko različnih robotov: od gospodinjskih (sušilec za lase, mešalnik, različniavtomati itd.) do robotov v transportu (vlak, letalo itd.), za katere se niti ne zavedajo,da so tudi roboti. V šoli so učitelji učencem prek vodenega in strukturiranega pogovorarazjasnili nejasnosti in jim razložili, kje v vsakdanjem življenju srečamo robote.Učitelji so prvo uro pogovor z učenci vodili prek naslednjih vprašanj [13]:

• Kaj je namen robotov?

• Katere robote poznate? Naštejte jih.

• Kje in katere robote ste že srečali?

• Iz kakšnega materiala so roboti?

• Ali lahko roboti mislijo?

Učitelji so učencem poskušali dati dovolj časa, da so lahko razmislili in poiskali odgo-vore na vprašanja. Učenci so potem predstavili svoje ugotovitve. Večina otrok je navedlaprimere robotov, ki pomagajo ljudem pri vsakdanjih opravilih. Nato so učitelji učencevprašali, če si znajo izmisliti kakšen nov primer robota, vendar jim to nikakor ni uspelo.Ko so učenci odgovarjali na vprašanje, iz česa bi lahko bili narejeni roboti, so ugotovili,da bi bili lahko sestavljeni iz nekakšne opeke, lahko tudi iz Legokock. Ker so se prej po-govarjali tudi o robotih kot prevozno sredstvo, so učitelji za dodatno motivacijo učencemnaročili, naj iz Legokock sestavijo letalo [13].

19


Učenci so letalo sestavljali v paru in jim ga je brez večjih težav uspelo sestaviti v15–20 minutah, imeli so le manjše težave pri vstavljanju motorja. Ko so imeli sestavljenoletalo, so se začeli pogovarjati o tem, kako bi lahko letalu povedali, kaj mora narediti.Učitelji so učencem predstavili programski okolji Scratch in LEGO Education WeDoT MSoftware, vendar so kasneje zaradi pomanjkanja časa (šolska ura traja 45 minut) govo-rili le o programski kodi v programu LEGO Education WeDoT M Software. Učitelji sopredstavili različne ukaze in razložili, da se vsak ukaz v tem programu začne tako, dauporabijo rumen gumb, v katerem je narisan zelen znak ′′Začni′′. Ta gumb so primerjali zzačetkom stavka, na podlagi katerega bo robot vedel, kdaj mora začeti poslušati. Ostalegumbe (ukaze) so primerjali z besedami v stavku, s katerimi robotu povemo, kaj moranarediti. Učencem je bila ta razlaga razumljiva. Deset minut pred koncem prve ure sojim dali nalogo, da zaženejo motor letala. Pomagali so jim z naslednjimi ukazi:

• Vključite vrtenje propelerja. Katere ukaze morate uporabiti za to?

• Ali se propeler letala vrti enkrat v eno smer, drugič v drugo?

• Simulirajte situacijo pokvarjenega motorja [13].

Učitelji so manjšim skupinam učencev posebej pojasnili pomen določenih gumbov v pro-gramu. V programu LEGO Education WeDoT M Software je uporabljenih veliko različnihbarv za gumbe, vsaka barva označuje določene vrste ukazov. Učitelji so učencem naročili,naj raziščejo funkcionalnosti posameznih ukazov. Na koncu ure je le dvema dekletomauspelo vključiti propeler letala [13].

Drugo uro so učitelji želeli ugotoviti, na katerih področjih programiranja imajo učencitežave. Učenci so delali v parih, učitelji pa so jim vnaprej pripravili izdelane konstrukcijeletal. Vsak par je dobil delovni list z nalogami ter letalo, ki ga je bilo treba samo še pri-ključiti na računalnik. Naloge na delovnem listu so bile v večini sestavljene po principu′′Poskusi narediti tole′′, poleg napisa pa je bila slika programa, ki so ga učenci moralisestaviti na računalniku in ga preizkusiti. Nato so na delovni list morali zapisati, kaj seje z letalom zgodilo, ko so zagnali program. Izkazalo se je, da so učenci potrebovali velikočasa za razmislek in razumevanje posameznih funkcij; reševanje delovnih listov je trajalodolgo, saj je vsak par potreboval individualno pomoč učitelja. Vsi učenci so imeli težave,kako zapisati svoje ugotovitve na delovni list. Delo v parih pa se je izkazalo za pozitivno,saj je en učenec v paru pisal program na računalnik, drugi je zapisoval ugotovitve nadelovni list. Nato sta vlogi zamenjala. Ko so učenci videli, da so naloge tudi na drugistrani delovnega lista, so bili zelo nezadovoljni – raje bi namreč sestavili še kakšno drugokonstrukcijo robotka, kot pa programirali in reševali delovni list. Učitelji so se spraševali,zakaj učenci raje sestavljajo konstrukcije, kot programirajo robotke, vendar jim na tovprašanje ni uspelo odgovoriti. Ugotovili pa so, da delo v parih motivira učence, da sedeklice lotijo reševanja nalog bolj sistematično in pridejo do rešitve hitreje od fantov terda učenci zelo težko svoje misli in opažanja zapišejo na list papirja [13].

Učitelji so ugotovili, da je učenje programiranja s pomočjo robotkov za učence zelozanimivo in motivacijsko. Na ta način učenci na lahek način spoznajo in razumejo pove-zavo med realnim svetom in abstraktnim svetom programiranja, saj prek programiranjarobotkov najlažje spoznajo in razumejo različne programske jezike [13].

20


4.2 Uporaba LEGO WeDoja v srednji šoli za slepe in slabovidneotroke

Na Slovaškem so sprejeli kurikulum, ki določa, da je Računalništvo obvezen predmetza vse učence od drugega razreda osnovne šole dalje. Srednjo šolo za slepe in slabovidneotroke na Slovaškem poleg slepih in slabovidnih otrok obiskujejo tudi otroci, ki imajo lemanjše poškodbe vida in bi lahko obiskovali splošne srednje šole. Poleg težav z vidomimajo ti otroci večinoma tudi težave pri učenju in vedenjske motnje. Na srednji šoli,kjer pouk poteka prilagojeno učencem s primanjkljaji, je večina učencev že uporabljalaračunalnik. Uporabljali so ga predvsem za brskanje po spletu, pisanje besedil in urejanjeslik. Na šoli so se odločili, da učence naučijo raznih algoritmov, reševanja problemovter osnov programiranja. Prav tako so se odločili, da učence osnov programiranja nau-čijo z uporabo robotkov. Uporabljali so dve vrsti robotkov: Bee-Bot in LEGO WeDo [12].

Primer uporabe LEGO WeDojaDelo je potekalo v ločenih skupinah. Učitelji so se pri slepih otrocih osredotočili le naspoznavanje različnih oblik Legokock in gradnjo preprostih konstrukcij. Za slabovidneotroke so učitelji izbrali konstrukcijo, ki so jo morali zgraditi tako, da so sledili danimnavodilom. Za otroke, ki imajo le manjše okvare vida, so učitelji pripravili delovne liste– na njih so bili napisani krajši programi, da so učenci z njihovo pomočjo raziskovali inugibali, kaj določen program naredi. Na delovnem listu so bile tudi različne aktivnosti,prek katerih so učenci spoznali senzorje ter njihov način delovanja. Učitelji so učencempokazali tudi PDF-datoteko, v kateri so bili načrti konstrukcij, ki jih lahko naredijo zLEGO WeDojem. Učni cilji, ki naj bi jih učenci ob koncu teme dosegli, so:

• Izbrati in zgraditi model v skladu s PDF-navodili.

• Z učiteljevo pomočjo napisati program za konstrukcijo, ki so jo sestavili, in natosamostojno spremeniti program.

• Si izbrati neko drugo konstrukcijo, jo zgraditi in samostojno sprogramirati.

• Izdelati svojo lastno konstrukcijo in jo sprogramirati [12].

Učenci so delali v paru, le nekaterim je uspelo narediti svojo konstrukcijo. Vsem pa jeuspelo sestaviti konstrukcijo po navodilih in jo sprogramirati z učiteljevo pomočjo. Učite-lji so med delom ugotovili, da veliko učencev še nikoli ni uporabljalo Legokock, tako da sozaradi tega pri sestavljanju konstrukcij imeli več težav, kot so pričakovali. Posledično sose odločili, da bodo več časa namenili sestavljanju konstrukcij, da se učenci naučijo sleditinavodilom in sestavijo konstrukcijo Lačnega krokodila. Ko so učenci končali z gradnjokonstrukcije, so začeli s programiranjem. Njihova naloga je bila napisati program, kjerbo krokodil zaprl usta, ko bo senzor zaznal, da so mu nekaj dali v usta, čez nekaj časa pajih bo zopet odprl. Učitelji so videli, da imajo učenci velike težave pri pisanju programa,zato so nudili individualno pomoč vsakemu paru [12].

Učitelji so ugotovili, da se je treba najprej pozanimati, koliko učencev v razredu žepozna Legokocke. Če ugotovijo, da jih večina ne pozna, je na začetku treba več časanameniti sestavljanju konstrukcij, nato pa jim pokazati, kako lahko robotke sprogrami-rajo. Najprej jim pokažemo že nekaj napisanih programov in skupaj razpravljamo, kajdoločen ukaz pomeni. Nato lahko sami poskusijo napisati kakšen program. Če imamo na

21


voljo dovolj časa, lahko proti koncu te teme učencem damo nalogo, da sami naredijo nekokonstrukcijo in jo sprogramirajo [12].

4.3 Predstavitev uporabe LEGO WeDoja skupini študentov Ra-čunalništva

Od leta 2007 naprej se na univerzi v Bratislavi ukvarjajo s tem, kako učence učiti pro-gramiranja s pomočjo robotkov. Odločili so se, da na seminarju svoje ideje predstavijoštudentom Računalništva. Predstavili so jim delo z dvema vrstama robotkov: LEGOMaindstorms NXT in LEGO WeDo. V nadaljevanju bom predstavila učenje z uporaboLEGO WeDoja [14].

Primer uporabe LEGO WeDojaŠtudente so na seminarju razdelili v manjše skupine ali v dvojice. Ker imajo študentježe veliko več predznanja na področju programiranja, kot ga imajo učenci v osnovnih insrednjih šolah, je delo potekalo malo drugače. Študentom so razdelili komplete LEGOWeDo, ti pa so potem sami raziskali, katere konstrukcije lahko sestavijo. Izbrali so si enoizmed konstrukcij, jo sestavili in sprogramirali. Nato so jim dali nalogo, da si izberejoneko konstrukcijo na temo Igrala, jo sestavijo in sprogramirajo. Tudi pri tej nalogi sobili študentje uspešni. Nato so organizatorji preverili znanje in razumevanje jezika, daso videli, ali bodo študentje kasneje to orodje znali predstaviti svojim učencem. Zadnjanaloga na seminarju je bila, da so študentje načrtovali in izdelali svoj ′′velik projekt′′; naizbiro so jim dali temi Inteligentna hiša ali Grad strahov. Odločili so se za Grad strahov.Najprej so se pogovorili o kompletih in programski opremi, ki so jim na voljo, in o tem,kaj jim dopuščajo narediti. Ugotovili so, da bodo lažje naredili konstrukcije, ki se bodopremikale in spuščale strašne glasove. Nato so se lotili dela: na list papirja so zbrali idejeposameznikov iz skupine ter naredili načrt konstrukcije. Izdelali so štiri konstrukcije:predor, okostje, pošast iz piramide ter tuš papirnatih žogic [14].

Slika 23: Štiri kreacije študentov za Grad strahov [14]

Študentje so za svoj projekt potrebovali več kompletov LEGO WeDo, daljše kable,papir, škarje, barve itd. Nekaj materiala so jim priskrbeli organizatorji, neka študentkapa je s seboj prinesla LEGO vlak, da so lahko svoje konstrukcije naredili zanimivejše.Posneli so svoje zvoke in jih kasneje uporabili pri programiranju. Vse konstrukcije sovsebovale senzorje gibanja, tri od njih so imele vgrajene tudi motorje [14].

22


Izobraževanje študentov na tem področju je zelo dobro in priporočljivo. Študentje seseznanijo z različnimi vrstami robotkov ter dobijo ideje, ki jim lahko koristijo pri njihovempoučevanju. Organizatorji menijo, da je treba tako študentom kot učencem v osnovni šolidelo z robotki predstaviti po korakih. Najprej je dobro, da jim prek primerov pokažemo,kakšne vrste robotkov poznamo in kakšne konstrukcije lahko naredimo s posamezno vrsto.Predstaviti jim je treba tudi programsko okolje. Nato učence razdelimo v manjše skupinein jim predstavimo nek večji projekt, ki ga bodo skupaj naredili. Pomembno je, da jih priprojektu opazujemo ter jim v primeru napačnega razmišljanja in težav pomagamo [14].

23


5 UČNE URE – ZASNOVAUčenje programiranja z uporabo LEGO WeDoja bi potekalo v t. i. blok urah, tj. dveh

združenih šolskih urah (90 minut). Na začetku bi učence vprašala, če vedo, kaj so roboti,če so se že kdaj v življenju srečali z njimi ipd. (to bi storila na podoben način, kot jeopisano v prvem primeru zgoraj). Nato bi jim predstavila eno izmed možnih konstrukcijLEGO WeDoja in jih vprašala, če je to tudi robot. Ko bi skupaj prišli do ugotovitve, daje, bi jim predstavila še nekaj drugih primerov konstrukcij LEGO WeDoja.

V nadaljevanju ure bi učenci delali v parih. Razdelila bi jim delovne liste z nalogamiza samostojno raziskovanje programa Scratch s pomočjo izdelane konstrukcije Lačnegakrokodila. Najprej bi učenci morali sestaviti konstrukcijo po danih navodilih. Na delov-nem listu bi bilo napisanih nekaj programov v Scratchu, ki bi jih učenci morali preizkusiti.Na list bi morali zapisati ugotovitve, kaj določen program naredi. Ko bi vsi učenci rešilite naloge, bi se o njihovih ugotovitvah pogovorili, da bi videla, na kakšen način razmi-šljajo. Zadnja naloga bi bila zasnovana tako, da bi učencem povedali, kakšen programnaj napišejo, da bo prej sestavljen krokodil naredil določene premike.

Na naslednjih urah bi delo potekalo na podoben način, le da bi učenci izdelali še drugekonstrukcije in bi s pomočjo delovnega lista spoznavali uporabo drugih ukazov in WeDosenzorjev. Ko bi učenci že dovolj dobro spoznali tako sestavljanje konstrukcij kot tudiuporabo programske opreme, bi jih razdelila v manjše skupine, kjer bi potem skupaj iz-delali svoje konstrukcije, jih sprogramirali in predstavili svojim sošolcem.

V nadaljevanju je predstavljenih nekaj učnih ur, s pomočjo katerih si lahko lažje pred-stavljamo potek učne ure. Priprave niso podrobne, opisan je le okviren potek učne ure.

24


5.1 Priprava prvega sklopa učnih ur na temo Uvod v programi-ranje

Šola: OŠ A. T. Linharta RadovljicaRazred: 4. razredDatum:Predmet: RačunalništvoUčna tema: Uvod v programiranjeUčna enota: Osnove programiranjaUčne oblike: individualna, frontalna, delo v paruUčne metode: razlaga, pogovor, demonstracija, metoda dela z učnim materialom,

delo z računalnikomOperativni učni cilji:Ob koncu učne ure učenec:

- pozna pojem robota in ugotovi, kje v vsakdanjem življenju se sreča z njimi- pozna in uporablja komplet LEGO WeDo- pozna in uporablja program Scratch (orodje za programiranje LEGOWeDoja)- zna slediti postopku za izdelavo konstrukcij LEGO WeDoja(algoritmično razmišljanje)

Učna sredstva: delovni listi, LEGO WeDo, ScratchDidaktične etape učnega procesa: uvajanje, obravnava, preverjanjeMedpredmetne povezave: izbirni predmet RobotikaNovi pojmi: ROBOT - je stroj, ki ga nadzoruje računalnik in ga lahko

programiramo, da samostojno opravlja določeno opraviloLiteratura: [12],[13],[14]

25


Potek dela učne ure

UVAJANJE

ČAS UČITELJ UČENEC UČNEOBLIKE,METODE,TEHNIKE

15 min Za uvodno motivacijo Pozorno si ogledajo film. Frontalna,učencem pokaže nek posnetek Individualno razmislijo razlaga,o robotih z YouTuba. o odgovorih na vprašanja. individualna,Nato z naslednjimi vprašanji Sodelujejo pri pogovoru pogovor.vodi njihovo razmišljanje. o robotih. Po končaniAli ste se že kdaj srečali diskusiji je vsemz robotom? učencem jasen pojemKatere robote poznate? robota in kaj lahkoNaštejte jih. z njim naredimo.Kaj lahko z roboti delamo?Iz kakšnih materialov so robotizgrajeni?Ali bi lahko sami izdelali robota?

Posnetek je na povezavi: https://www.youtube.com/watch?v=X_siyEVTKFQ.

OBRAVNAVA


15 min Učencem pokaže izdelano Učenci si ogledajo konstrukcijo. Frontalna,konstrukcijo (sestavljenega Nekateri so mnenja, da je individualna,vratarja) iz LEGO WeDoja in konstrukcija robot, drugi, da ni. pogovor.jih vpraša, če je tudi to robot? Ko jim učitelj pokaže, daNato posluša odgovore učencev. se lahko premika, so vsiKer vidi, da nekateri učenci mnenja, da je to robot.niso prepričani, da je to Učenci si ogledajo šerobot, jim pokaže, da ostale konstrukcije LEGOse konstrukcija lahko premika. WeDoja.Nato jim pokaže še nekateredruge konstrukcije, ki jih lahkosestavimo z LEGO WeDojem.

26


45 min Učencem naroči, naj se razdelijo Učenci se razdelijo v pare, Frontalna,v pare in rešijo delovni list. vsak par dobi en komplet delo v paru,Vsakemu da komplet LEGO WeDoja in delo zLEGO WeDoja in načrt konstrukcije. Dobijo učnimdelovni list z nalogami tudi delovne liste z dodatnimi materialom,(delovni list je v priponki). navodili in nalogami. Učenci se delo zMed reševanjem delovnega lotijo reševanja nalog. Pri prvi računalnikom,lista hodi po razredu in nalogi morajo sestaviti pogovor.učencem nudi pomoč, če konstrukcijo Lačnega krokodila.jo potrebujejo. Ko vidi, da Če imajo pri sestavljanjuimajo vsi učenci sestavljeno težave, za pomoč prosijokonstrukcijo, jim naroči, naj učitelja. Ko imajo sestavljenoodprejo program Scratch in konstrukcijo, jo priključijo nakonstrukcijo priključijo na računalnik in odprejo programračunalnik. Skupaj z učenci Scratch. Nato skupaj zpogledajo osnovne ukaze, ki učiteljem pogledajo osnovnejih bodo potrebovali. Reče ukaze v programu Scratch.jim, naj zdaj rešijo delovni Ko spoznajo osnovne ukaze,list do konca. Med se lotijo reševanja drugereševanjem delovnega lista naloge na delovnem listu.hodi po razredu in učencem Če imajo težave, za pomočnudi pomoč, če jo prosijo učitelja. Ko končajopotrebujejo. Ko vsi učenci z reševanjem, sodelujejo prirešijo drugo nalogo, jo skupaj pregledovanju naloge. Če jimpregledajo in razjasnijo ni jasno, kako kakšen bloknejasnosti, ki so se pri deluje ali kaj točno se sreševanju pojavile. Učencem konstrukcijo zgodi, učiteljareče, naj rešijo še vprašajo, zakaj je tako. Natotretjo nalogo. Zopet hodi po rešijo še tretjo nalogo. Korazredu in nudi pomoč. končajo, se o rešitvah teKo imajo vsi učenci rešeno naloge zopet pogovorijo.še zadnjo nalogo,jo skupaj pregledajo.

PREVERJANJE


15 min Učencem naroči, naj razdrejo Razdrejo in pospravijo Delo v paru,konstrukcijo in pospravijo Legokocke. Sodelujejo pri pogovor.Legokocke. Nato jih vpraša, pogovoru o tem, kaj so sekaj so se danes novega naučili. pri tej uri novega naučili.Na koncu ure se poslovi Se poslovijo in odidejo izod njih. razreda.

27


PRILOGA

LEGO Education WeDo

LAČNI KROKODIL IME IN PRIIMEK:

1. NALOGA:

Po navodilih, ki so priložene kompletu LEGO WeDo, sestavi konstrukcijo LAČNEGA KROKODILA.

2. NALOGA: Oglej si napisana programa. Prepiši ju v program Scratch in ugotovi, kaj naredi krokodil, ko zaženeš posamezen program. Svoje ugotovitve zapiši na list.

a) UGOTOVITVE: __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

b) UGOTOVITVE: __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

3. NALOGA: Napiši program, pri katerem bo krokodil štirikrat odprl in zaprl usta, potem ko bo senzor zaznal gibanje na razdalji, manjši od 10 mm. Nato bo krokodil rekel živijo. Zvok posnemi sam.

28


5.2 Priprava drugega sklopa učnih ur na temo Uvod v programi-ranje

Šola: OŠ A. T. Linharta RadovljicaRazred: 4. razredDatum:Predmet: RačunalništvoUčna tema: Uvod v programiranjeUčna enota: Osnove programiranjaUčne oblike: frontalna, delo v paruUčne metode: razlaga, pogovor, metoda dela z učnim materialom,


- pozna in uporablja komplet LEGO WeDo- pozna in uporablja program Scratch (orodje za programiranje LEGOWeDoja)- zna slediti postopku za izdelavo konstrukcij LEGO WeDoja(algoritmično razmišljanje)

Učna sredstva: delovni listi, LEGO WeDo, ScratchDidaktične etape učnega procesa: uvajanje, obravnava, preverjanjeMedpredmetne povezave: izbirni predmet RobotikaNovi pojmi: /Literatura: [12],[13],[14]

Opomba: Pri predhodni uri so učenci spoznali orodje LEGO WeDo in program Scratch.Potek ure, ki je opisan v tej blok uri, se lahko ponovi v več blok urah, da bodo učencispoznali še nekatere druge konstrukcije, ki jih lahko sestavijo z enim kompletom LEGOWeDoja in delovanje senzorjev, zobatih koles, raznih osi ter drugih gradbenih elementov,ki jih uporabimo v posamezni konstrukciji. Dobro je, da si učitelj izbere konstrukcijo,ki vsebuje senzor gibanja, da učenci vidijo, na kakšen način deluje. Konstrukcija Letečeptice vsebuje senzor gibanja in senzor svetlobe, zato je dobro, da učenci spoznajo tudi tokonstrukcijo.

29


UVAJANJE


15 min Vpraša jih, če se kdo Učenci poslušajo učitelja Frontalna,spomni, kaj so delali in sodelujejo pri pogovoru. pogovor.prejšnjo uro. Pogovorijose o ukazih v programuScratch, ki so jihdo zdaj spoznali.

OBRAVNAVA


55 min Pove učencem, naj Učenci poiščejo navodila. Frontalnapoiščejo npr. navodila za Sestavijo konstrukcijo in delo v paru,konstrukcijo Reševanje rešijo delovni list. O delo zletala. To konstrukcijo rešitvah nalog se učnim materialom,naj sestavijo in rešijo pogovorijo z učiteljem. delo zdelovni list. Ko končajo računalnikom,z reševanjem, skupaj pogovor.pogledajo rešitve nalog.

Učenci lahko potem Sestavijo konstrukcijosestavijo še konstrukcijo Leteče ptice in rešijoLeteče ptice. Delo poteka delovni list.tako kot prejšnjo uro.Nato jim učitelj Si izberejo konstrukcijo,naroči, naj si še sami jo sestavijo, sprogramirajoizberejo konstrukcijo, in jo na koncu ureki jo želijo preizkusiti. predstavijo sošolcem.

30


PREVERJANJE


20 min Učencem je dal navodila, Vsak par si je izbral Demonstracija.da si izberejo konstrukcijo. drugačno konstrukcijo izZdaj skupaj z ostalimi posamezne skupineučenci opazuje, katero konstrukcij. Zdaj jokonstrukcijo si je posamezen predstavi sošolcem inpar izbral in kako jo učitelju.je sprogramiral.

31


5.3 Priprava tretjega sklopa učnih ur na temo Uvod v programi-ranje

Šola: OŠ A. T. Linharta RadovljicaRazred: 4. razredDatum:Predmet: RačunalništvoUčna tema: Uvod v programiranjeUčna enota: Osnove programiranjaUčne oblike: frontalna, delo v paruUčne metode: razlaga, pogovor, metoda dela z učnim materialom,


- pozna in uporablja komplet LEGO WeDo- pozna in uporablja program Scratch (orodje za programiranje LEGOWeDoja)

Učna sredstva: LEGO WeDo, ScratchDidaktične etape učnega procesa: obravnava, preverjanjeMedpredmetne povezave: izbirni predmet RobotikaNovi pojmi: /Literatura: [12],[13],[14]

Opomba: Pri predhodni uri so učenci dobili domačo nalogo, da razmislijo o tem, kakšnekonstrukcije bi še lahko izdelali z LEGO WeDojem in kako bi jih sprogramirali. Da vedo,o čem morajo razmišljati, jim lahko damo kakšen namig: orodje za risanje, orodje zagradnjo, igrala itd.

32


OBRAVNAVA


60 min Reče učencem, naj se Učenci se razdelijo v skupine. Delo vrazdelijo v skupine Povedo si svoje ideje in skupini,po 4–5 učencev. se odločijo, kaj bodo naredili. demonstra-Povedo naj svoje ideje Svoje ideje nato predstavijo cija.za konstrukcijo. Jih sošolcem in učitelju.predstavijo ostalim Začnejo z gradnjo konstrukcijesošolcem, nato začnejo in s programiranjem. Če priz izdelavo in s delu naletijo na težave,programiranjem konstrukcije. za pomoč prosijo učitelja.Če pri delu potrebujejopomoč, jim jo nudi.

PREVERJANJE


30 min Vsaka skupina bo predstavila Učenci iz skupine povedo, Demonstra-svoje konstrukcije. kaj njihova konstrukcija cija.

predstavlja. Nato pokažejoše, kako so jo sprogramirali.

33


6 ZAKLJUČEKNamen diplomskega dela je predstaviti konstrukcionistično teorijo učenja in orodje

LEGO WeDo. Kot je bilo že velikokrat omenjeno, konstrukcionistična teorija učenja po-udarja to, da se učenci učijo s tem, ko nekaj delajo. Mogoče se komu v glavi pojavimisel: ′′Če učenci vse delajo sami, zakaj potem sploh potrebujejo učitelja?′′ Čeprav jepomembno, da učenci res sami raziskujejo, potrebujejo tudi nekoga, ki jim pripravi raznepripomočke (delovne liste) ter jih usmerja takrat, ko naletijo na težave. Učiteljem, ki soveliko let poučevali na tradicionalen način, se tak pristop mogoče zdi neuspešen, vendarže iz primerov poučevanja na Slovaškem vidimo, da to ne drži.

Orodje LEGO WeDo pri učencih spodbuja kreativno razmišljanje in sodelovalno uče-nje, ki je pomemben element konstrukcionistične teorije učenja. Skoraj vsi učenci so sev svojem otroštvu zagotovo srečali z Legokockami, ki so jim takrat predstavljale zabavoin jim krajšale čas. Ko učencem v osnovni šoli omenimo, da bomo pri pouku uporabljaliLegokocke, jih zanima, kaj dejansko bodo z njimi počeli. Učencem je dobro najprej po-kazati eno že izdelano konstrukcijo, nato pa lahko sami raziskujejo in sestavijo preostalekonstrukcije.

Aktivnosti, ki so vključene v predstavljene ure, so narejene po principu konstrukcio-nistične teorije učenja. Učenci delajo v paru in v skupini, znotraj katere sami raziskujejoin rešujejo dane naloge. Učitelj jim pomaga le takrat, ko naletijo na težave, in na koncu,ko pregledajo že rešene naloge, da vidijo, kje je bilo njihovo razmišljanje napačno. Kerdelajo v paru, razvijajo tudi komunikacijske spretnosti in se s tem naučijo izraziti svojemišljenje, kar jim bo pomagalo pri nadaljnjem izobraževanju.

34


7 VIRI IN LITERATURA[1] Papert, S. (1980). Mind-Storms Children, Computers and Powerfuk Ideas, Cam-

bridge Massachusetts.

[2] Bečaj, J. (2011). Skupaj mislimo in se pogovarjamo – torej znamo. Sodobna pe-dagogika, 1, str. 56–75.

[3] Bečaj, J. (2003). Socialni konstrukcionizem in socialna psihologija. Psihološkaobzorja, 12, str. 43–64.

[4] LEGO Education WeDo (https://education.lego.com/pl-pl?noredir=true) (datumpridobitve: 2. 5. 2015).

[5] LEGO Education (https://education.lego.com/en-us/lesi/about-us/lego-education-worldwide/our-company) (datum pridobitve: 7. 7. 2015).

[6] A System for Learning, Published by LEGO Education in cooperation with LEGOLearning Institute (https://education.lego.com/en-us/lesi/about-us/lego-education-worldwide/our-company) (datum pridobitve 7. 7. 2015).

[7] Brick Set Introduction (https://education.lego.com/en-us/learn/elementary/wedo/teaching-resources/brick-set/brick-set-introduction) (datum pridobitve: 9. 7. 2015).

[8] WeDo User Guide (https://education.lego.com/nl-nl/lesi/support/product-support/wedo/wedo-base-set-9580/user-guides) (datum pridobitve: 9. 7. 2015).

[9] Construction Set Models (https://education.lego.com/en-us/preschool-and-school/lower-primary/7plus-education-wedo/teaching-resources/brick-set/construction-set-models)(datum pridobitve: 10. 7. 2015).

[10] WeDo Building Instructions (https://education.lego.com/nl-nl/lesi/support/product-support/wedo/wedo-base-set-9580/building-instructions) (datum pridobitve: 10. 7. 2015).

[11] LEGOWeDo Construction Set (http://wiki.scratch.mit.edu/wiki/LEGO%C2%AE_WeDo%E2%84%A2_Construction_Set) (datum pridobitve: 10. 7. 2015).

[12] Kabatova M., Jaškova L., Lecky P., Laššakova V. (2012). Robotic Activities forVisually Impaired Secondary School Children. Comenius University, Department of Infor-matics Education, Comenius University, Department of Applied Informatics, ComeniusUniversity: Slovak Republic.

[13] Mayerova K. (2012). Pilot Activities: LEGO WeDo at Primary School. ComeniusUniversity in Bratislava, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics: RivadelGarda.

[14] Kabatova M., Pekarova J.(2010). Learning how to teach robotics. Dept of Infor-matics Education, Comenius University, Bratislava.

35


[15] LEGOWeDo Robotics Tutorial (https://www.youtube.com/watch?v=4t7gyeR7MUY)(datum pridobitve: 17. 8. 2015).

36

Documents

UČENJEPROGRAMIRANJAZUPORABOLEGOWEDOpefprints.pef.uni-lj.si/3109/1/ŠpelaŠmitek_diplomsko_delo.pdf · pine: Neverjetni mehanizmi, Divje živali, Igranje nogometa ter Avanturistične