×

Tämä on käyttäjän Jukka Matias Rauvola suunnitelma. Osa kurssia Robotiikkaa ja ohjelmointia toiminnallisesti.

Ennakkotehtävät

Opiskelijan ohje

Yleistä tietoa

Koulutuksen tehtävänannossa on ennakkotehtäviä, jonka vastaukset ovat alla.

Pääpaino työskentelyssä on kuitenkin tässä samassa Opentunnin kurssin muissa suunnitelmissa. Suunnitelmissa kuvataan myöhemmin ohjeet opettajille, miten voidaan järjestää koulussa esim pajatyyppisesti tutustumispaketit oppilaille ja opettajille ohjelmoinnin, robotiikan ja 3D tulostuksen perusteisiin. Tutustumispaketeissa oppilaiden ohjeissa tulee olemaan pajaohjeet ja opettajan osiossa on ohjeet pajan järjestämiseksi. Pajoista pyritään tekemään escaperoom tyyppinen, jossa yhden asian ratkaisu auttaa seuraavan ongelman ratkaisussa.

Do it yourself ja maker -kulttuurin ennakkotehtävävastaukset

Ennakkotehtävä1

  1. Käytettävät ohjelmat ovat SketchUp Make 2017  mallintamiseen ja Cura 2.31.1 mallin kääntämiseen tulostimen ymmärtämään muotoon. 
  2. Suomenkielisiä ohjeita: https://sketchupakatemia.fi/
  3. Ruskolla SketchUp on aktiivikäytössä käsitöissä (TN+TS). Niissä aineissa käyttö on luonnollisinta ja opsin 7. luokan pakollisuuden vuoksi tulee luonnollisella tavalla kaikille oppilaille. Väkisin 3D-suunnittelua ei kannata muihin aineisiin tunkea, vaan päin vastoin käsitöissä suunnittelun myötä integroituu kätevästi moni oppiaine esim. matematiikka, kuvataide, englanti. Käsitöissä mahdollistuu uudella tavalla oman työn suunnittelu, geometriassa voidaan tutkia kolmiulotteisia kappaleita ja kuvaamataidossa tutustua erilaisiin perspektiiveihin. 3D-suunnitteluohjelmat tukevat oppimisen interaktiivisuutta. Niillä voi mallintaa asioita mahdollisimman realistisesti. Ohjelman avulla on mahdollisuus tutkia, testata ja rakentaa uutta. Voitaisiin suunnitella oppilaiden kanssa uuden koulun tilaratkaisuja. Ohjelmia käytettäessä oppilaat saavat kuvaa arkkitehtien ja graafisten suunnittelijoiden työstä. Turun kouluissa 3D-ohjelmat ovat käytössä vaihtelevasti. TOP-keskus kouluttaa mm. Sketch Up:n ja 3D-tulostuksen saloihin. Syksyllä aloittavien tutor-opettajien olisi tärkeä kertoa 3D-mallintamisen, ohjelmoinnin ja robotiikan perusteista kentälle.
  4. Jos ajatellaan perusopetuksen oppilaita ja pysyvää muutosta, joka olisi osa opetussuunnitelmaa ja vaikuttaisi kaikkiin oppilaiseen, emme rehellisesti sanottuna osaa yhdistää linkattuja asioita kovinkaan lähellä arkista työskentelyä. Kerhotoimintana ko asiat voivat olla ihan hyviä, mutta kyllä ne vaativat harrastuneisuutta sekä oppilailta että opettajilta. Perusopetuksessa enemmänkin meidän mielestä tavoite olisi tutustuttaa oppilaat ohjelmoinnin ja robotiikan perusteisiin ja algoritmiseen ajatteluun.

Ennakkotehtävä 2

  1. SketchUp Maker 2017:lla piirettiin suorakulmainen särmiö
    1. Tallenna SketchUpin omaan muotoon
  2. Export to 3D model, valitse OBJ muoto, jotta Curassa tidoston saa auki
  3. Avaa Curassa, valitse oikea Printteri. Tietokoneeseen liitettiin muistikortin lukija ja Curasta tiedosto tallennettiin tulostimen ymmärtämään muotoon. Cura teki sen automaattisesti.
  4. Muistikortti siirrettiin 3D tulostimelle ja valikosta valittiin oikea tiedosto.
  5. Tulostus kesti noin 20 min.

Testattuamme 3D-tulostusta totesimme, että sitä voi käyttää yksittäisissä opetuskokeiluissa. Tulostus kappaletta kohden kestää vielä liian kauan opetustunteihin nähden. Tulostimet ovat lisäksi vielä todella kalliita. Itse kustannus per tulostettava kappale on muutamia senttejä. PLA-tulostusnauha maksaa n 10e/ 30m. Tulostusprosesissa voi altistua haitallisille kemikaaleille, joten tulostustilassa on oltava hyvä ilmanvaihto. Hyvää on se, että oppilas pystyy tulostamaan ainutlaatuisen kappaleen, jota ei saa mistään muualta. Tuotoksella voisi olla oikea käyttötarkoitus (esimerkiksi nappi tekstiilityössä tehtyyn puseroon) eikä se jäisi vain käyttämättömäksi malliksi.

Ohjelmointi ja robotiikka

Ennakkotehtävä 1

linkki ei tominut, osoite ehkä vanhentunut, oikea linkki http://koodiaapinen.fi/ops2016/ 

Ovatko ohjelmointitidot tärkeitä? Tärkeitä tai ei, opsissa aika selkeästi luetellaan ohjelmoinnin perusteisiin tutustuttamisen velvoite eri vuosiluokilla. Jos tuo kyseenalaistetaan, voidaan yhtälailla kyseenalaistaa moni muukin sisältö. Se, että onko sisältö sinänsä tärkeää, ei ehkä ole relevanttikysymys, sillä epätärkeilläkin sisällöillä voidaan hajoituttaa tärkeitä taitoja, kuten ohjelmoinnin tapuskessa algoritmista ajattelutaitoa. Algoritminen ajattelu opettaa prosessien ymmärtämistä, joa taas auttaa isojen ongelmien pilkkomista pienempiin palasiin. Se taas auttaa kokonaisuuksien hahmottamisessa, asioiden välisten suhteiden ja riippuvuuksien ymmärtämisessä. IF-THEN-ELSE ja REPEAT-UNTIL ovat siis yllättävän tärkeitä taitoja ja niitä voi soveltaa moniin arjen perusasioihin.

Toiseksi nykykoulussa harjoitellaan jo ohjelmoinnin perustaitoja, vaikka niitä ei ohjelmoinniksi varsinaisesti mielletä. Esim. kielissä ja matematiikassa on paljon algoritmeja, joita ovat hyvinkin läheisiä ohjelmoinnille. Opettajan tulee siis pohtia, mitä ohjelmoinnillisia taitoja on opettanut "tietämättäänkin" ja muokata ja lisätä sisältöjä uuden opsin mukaisesti.

Ohjelmoinnin taitajia tarvitaan tulevaisuuden työelämässä, joten näihin taitoihin on hyvä tutustua jo alakoulussa. Ei kaikista tarvitse tulla koodareita, mutta ei kaikista tule muusikoitakaan, vaikka musiikkia koulussa opetetaan. Jotta tietää haluaako ohjelmoinnista ammatin, pitää tietää mitä se on.

Oppilaiden on saatava ikätasolleen sopivia koodaustehtäviä, jossa kiinnostuneet pystyvät etenemään oman kiinnostuksen mukaan vaikka valinnaisaineissa. Koodaustehtävät voivat aluksi olla myös laitteisiin sitomattomia https://blog.edu.turku.fi/osaavatso/files/2015/10/koodaustailmankonetta.pdf. 

Ohjelmoinnin opetus, kuten muukin tietotekniikka pitäisi saada luontevaksi osaksi oppikokonaisuuksia, eikä se voi olla vain opetettava irrallinen asia.

Ennakkotehtävä 2

Ihan hyviä materiaaleja nopeasti katsottuna. PDF on vain aivan liian pitkä "tavallisen" opettajan luettavaksi (ilman pakollista erko-tehtävää ;)) Näistä pitäisi saada kirjoitettua tiiviimpiä paketteja oppiaineisiin, esim Opentuntiin, jotta opettajat voisivat asioita hyödyntää. Opentunnin kautta paketteihin saisi myös metadatattua sopivat luokka-asteet. Sisällöstä saisi suht. helposti mm seuraaviin oppiaineisiin

  1. s. 24 alakoulun ympäristöoppi
  2. s. 26 uskonto (sovellettuna voisi liittää eettisiä "sensoreita")
  3. s. 28 alakoulun käsityö
  4. s. 40 5-7 lk kuvataide
  5. s. 44 5-6lk matematiikka

Lisämateriaalia: Matikkaa+koodausta -blogi, Helppoa alkeisohjelmointia

Ennakkotehtävä 3

Osasta näistä sivuista saattaa tulla jopa ahdistus normiopeille. Linkkeinä oleva Prezityyppiset esitykset olivat oikein mainioita. Helppoja step by step for beginners tyyppisiä ohjeita tarvitaan ja ne pitäisi olla helposti löydettävissä.

Jotta Prezit voi löytää, yrittäkääs hakea Opentunnista kirjoittamalla hakusanat kohtaan ohjelmoinnin alkeet tai lego mindstorm

Ohjelmoinnin ja robotiikan opetuksessa ollaan vielä kovin eriarvoisessa asemassa. Uusissa kouluissa ja pilottihankkeissa ympäristöt, ohjelmistot ja laitteet voivat olla kunnossa, mutta monessa alakoulussa ei ole edes välineitä rakentaa yksinkertaista virtapiiriä.

Hienolla tavalla Rajakylän koulun teknoluokat käyttävät ohjelmointia ilmiöpohjaisissa ja monialaisissa oppikokonaisuuksissa yhteistyössä paikallisten yritysten ja yliopiston kanssa. Resursseja, koulutusta, rohkeita pilotteja  ja hyviä malleja opentuntiin!

 

Kurssin tavoitteet

Kurssin tarkoitus on tutustuttaa sekä oppilaat että opettajat robotiikkaa, ohjelmointiin ja mahdollisesti myös 3D tulostamiseen.

Kurssin avulla kouluun voidaan rakentaa tutustumispisteitä esimerkiksi teemapäiviin. Pisteissä on tarkoitus tutustuttaa käyttäjät ohjelmointiin ja robotiikkaan käyttäen apuna toiminnallisia menetelmiä.

Kurssi on rakennettu osana Turun yliopiston erikoistumiskoulutuksen tehtävää, tehtävän kuvaus

Linkkejä

  1. Valmiita 3D malleja, https://www.thingiverse.com/ 
  2. Valmiin 3D mallin konvertointi esim. SkecthUpin ymmärtämään muotoon, http://www.greentoken.de/onlineconv/ (valitaan 3DS muoto)