Älykkäät ympäristöt - koodilla koulu haltuun!

Blogg's framsidan | Visa projekt


LEIKINOMAINEN AUTOMATISOINTI INNOSTAA

(Publicerat 06.04 2016 klo 14:34)

Pohjoismaissa Legot lienevät lähes jokaisessa kodissa tuoneet rutkasti iloa ja inspiraatiota leikkeihin. Legojen tuleminen osaksi oppimista on ollut hidas prosessi, joka on alkanut jo vuosikymmeniä sitten. Palikat ovat löytyneet useimmista kouluista ja niitä on käytetty soveltaen jo kauan. Nyt Legojen käyttö on kokenut uuden tulemisen osin ohjemoinnillisen ajattelun opettamisen tarpeen myötä. Legoja nimittäin pystyy automatioimaan ja liikuttamaan ohjelmoinnin avulla. Siihen tarvitaan erillinen Mindstorms-Legosarja. Helsingin opetusviraston kouluissa Lego Mindstormseja käytetään nyt hyvin laajasti. Yli puolella kouluistamme on käytössään luokallinen (kahdekan) paketteja, joilla voi toimet helposti aloittaa. Opettajien koulutus on laajasti käynnissä.

 
Älykkäät ympäristöt -koodilla koulu haltuun -hankkeessa on Legojen lisäksi kokeiltu muitakin leikinomaisen ja opettavan automatisoinnin ja ohjelmoinnin mahdollistavia alustoja. Alkuopetuksen käyttöön on hankittu mm. Beebot ja Bluebot-roboja. Näiden vahvuus piilee helppokäyttöisyydessä. Ohjaaminen tapahtuu suuntia antamalla, jolloin käyttäjä ymmärtää käskemisen perusidean helposti. Robotti menee sinne, minne käskijä käskee. Saman toki voi tehdä Legoillakin kuten kuvassa oikealla oppilaat tekevät.
 
Lego Mindstormseja käytetään yleisimmin kolmosluokalta lähtien aina yläkoulun puolelle. Haastetaso kasvaa sitä mukaa, kun laitteiston käyttömahdollisuudet avautuvat. Ohjelmoinnin osalta Legojen heikkous lienee juuri siinä, että koodausta ei voi suorittaa millä tahansa ohjelmointikielellä, vaan käyttö rajoittuu Legon omaan EV3 Lab Wiew –pohjaiseen EV3-G ohjelmointikieleen. Toisaalta tämä tekee koulukäytön helpoksi, sillä Legon oma ohjelmointiympäristö on visuaalisuuteen perustuva ja siten selkeä ja helppokäyttöinen. Palikoiden, antureiden ja rakentelusarjan laajentamismahdollisuudet ovat mittavat.
 
Näillä yllämanituilla pääsee koulukäytössä jo pitkälle, mutta jos automatisoinnin maailmaa haluaa avata rajattomaksi, niin täytyy siirtyä mikrokontrollien äärettömään maailmaan. Arduino, Rasperry Pi ja muut mikrokontrollerit (mm. Picaxe, Gogoboard) mahdollistavat lähes kaiken ohjelmoimisen ja automatisoinnin. Näiden välineiden kanssa tekeminen on kiinni ideasta ja osaamisesta. Picaxen rajoituksena on basic-ohjelmointikieleen sitoutuminen. Arduino ja Raspi puolestaan ovat C-kieleen pohajutuvia ja laajennettavissa vaikka mihin. 
 
Arduino taipuu opetuksessa esimerkiksi älyvaatteen tai radio-ohjattavan auton kehittämiseen. Näiden tuominen osaksi perusopetuksen käsityöohjelmistoa ei ole kovin vaativa operaatio. Toki tämä vaatii hiukan sekä teknologia- että ohjelmointiosaamista. Mikrokontrollerien tuleminen on väistämätöntä niiden mahdollisuuksien vuoksi. EIkä ihme, että BBC jakoi muutama vuosi takaperin miljoonalle brittinuorelle oman mikrokontrollerin ja innovaatiokisan tuloksia on luvassa odotella lähivuosina. Samaa voisi vastaavalla konseptilla kokeilla Suomessakin.
 
Mikrokontrollerien tuleminen osaksi opetusta vaatii kuitenkin opettajalta laajaa osaamista mm. teknologiarakentelun saralla. Olisiko tässä erinomainen kohta tehdä ainerajojen välistä yhteistyötä esimerkiksi käsityön, tietotekniikan ja ohjelmoinnin opetuksen välillä? Ja miksipä ei matemaattisia aineita voisi yhdistää samaan kimppaan?

Humanoidirobotit ovat puolestaan äärimmäisen mielenkiintoinen osa-alue. Valmiita humanoideja alkaa olla markkinoilla jo liuta. Hinnat tippuvat romahdusmaisesti lähivuosien aikana. Helsingin kouluilla on ollut kevään ajan mahdollisuus tutustua kahteen humanoidiin, jotka perustuvat Nao-roboihin. Ne ovat Zora-merkkisiä ja nyt ristimänimiltään Tuisku ja Ringo. Kevään 2016 kokemusten innoittamana olemme saaneet iloksemme todeta, että valmiiden jo esiohjelmoitujen humanoidirobojen opetuskäyttö on tuonut uudenlaisia ulottuvuuksia. Niiden sympaattinen inhimillisteknologinen ulottuvuus tuntuu vetoavan sekä oppilaisiin että aikuisiin. Esiohjelmoituja komentomahdollisuuksia on melko rajallisesti, mutta taustalla löytyvä python-kielellä ohjelmoitava Nao-alusta antaa laitteen suomilla rajoilla huomattavasti laajemman toiminta-alueen. 

Humanoidien käyttö onkin koko kevään ollut oppilasvetoista erityisesti Aurinkolahden peruskoululla, jossa punainen humanoidi (Tuisku) asustaa pysyvästi. Sinisen humanoidin (Ringo) kiertäessä kouluilla kahden viikon jaksoissa pyrimme löytämään humanoidin lyhyen tutustumisen aikana tuomat hyödyt. Oppilaiden sitoutuminen humanoidien ohjaamiseen on hämmästyttänyt laajasti. Humanoidi kun ei jätä kylmäksi aikuistakaan!

Humanoidin esiohjelmoiduilla toimilla luodaan opetuksessa helposti mielikuva robottien tulevaisuudesta - siitä mihin robottien automatisointi voi muutaman vuosikymmenen päästä meitä johtaa. Ja tämän mielikuvan kokenut saattaa olla avainasemassa, kun uusia innovaatioita tulevaisuudessa syntyy.

 
Kirjoittaja: Juhani Kärki, Helsingin opetusvirasto, perusopetuslinja
 

Juhani Kärki


Kommentarer (0):


Logga in först för att skriva en kommentar.