Diody a tlačítko se třeťáky

Záběry z dnešní hodiny informatiky se 3.C! Děti vyrobily vlastní tlačítko, kterým rozsvěcovali diodu zakomponovanou do obrázku.

💡

Jako zdroj používám Microbit (nemám samostatný kryt na baterie, pin 3V funguje i bez programování jako zdroj napětí), děti samy sestaví obvod s krokosvorkami a zapojí rezistor. Tlačítko vytvoří pomocí přehnutého papíru a alobalu, musí si na postup přijít samy.


Menší projekty pro 3D tisk na ZŠ

O školních projektových dnech jsme také vyzkoušeli další 2 menší nápady na 3D tisk.

Nejdříve jsme se zaměřili na přesnost, koupil jsem do školy posuvné měřítko (šupleru) a žáci měli za úkol s pomocí šuplery co nejpřesněji okopírovat šachovou figurku. Výsledky byly velmi přesné, děti v reflexi uznaly, že netušily, jak přesné dokážou v práci být. Všechno modelování probíhalo v Tinkercadu.

Obrázky z práce s náčrtem…

Jeden z výsledných modelů…

Další úkol byl více kreativní s volnějším zadáním. Žáci si mohli vytvořit vlastní magnetku. Měli k dispozici SVG konvertor: https://picsvg.com/ , který umožňuje převést obrázek JPG na vektorový soubor SVG a ten poté importovat do Tinkercadu. 

Do svého objektu poté museli vložit přesnou mezeru na magnet. Během přípravy objektů pro 3D tisk jsem pak ve sliceru nastavil změnu barvy přesně na danou výšku mezery, tiskárna tak v danou chvíli zastavila tisk, já jsem do modelů položil magnety do připravených děr a tisk obnovil. 

Na obrázku vidíte v jakém místě se mění barvy, vše musí být přesně vyměřené, aby magnet nezavadil o trysku a nebo se v objektu nepohyboval. Je důležité všem jasně zadat přesné rozměry a umístění prostoru pro magnet. (např. válec šířky 27mm a výšky 6 mm ve výšce 1mm nad podložkou) Žáci také nesmí zapomenout během modelování objekt seskupit, jinak se jim model exportuje bez mezery. 

Vznikly tak objekty, které v sobě mají zabudované jeden i více magnetů. Výsledek můžete posoudit sami! 

Postřehová hra s Microbitem

Nedávno jsme během projektových dnů vyzkoušeli další projekt s microbitem. Tentokrát se jednalo o hru postavenou na rychlosti reakcí, originální návod je zde:  https://microbit.org/projects/make-it-code-it/reaction-game/

V zásadě se používá princip tlačítka a uzavření elektrického obvodu, který jsme využívali už v minulém projektu.

Variant provedení je několik, na obrázku níže vidíte variantu se dvěma samostatnými tlačítky pro hráče A (pin 1, červený kabel)  a hráče B (pin 2, žlutý kabel). Oba bíle kabely jsou zapojené do GND a tím uzavírají obvod.

Pokud se obvod uzavře (alobal na horní straně kartonu se dotkne alobalu na dolní straně), microbit ukáže buď A nebo B, v závislosti na tom, který obvod se uzavřel dříve – který hráč tlačítko zmáčknul rychleji. 

Použil jsem jednodušší program, než je zmíněn v originálním popisku. V úplně základní variantě si vystačíte i s tímto jednoduchým programem:

Následně žáci přidávali třeba skóre pro hráče A a hráče B nebo náhodný timer, který hru odstartoval po stisknutí tlačítka na microbitu.

Osvědčila se mi postupná gradace obtížnosti a rozlišení krokosvorek různými barvami, aby bylo jasné, který obvod se uzavírá. 

Žáci si také mohli různě vyzdobit svoje herní pole a najít co nejlepší UX herní design. Na konci projektu všechny hry rozložíme na lavice a žáci si zkoušejí jak fungují projekty ostatních.

Nášlapný alarm a zvonící kelímek s microbitem

Vyzkoušel jsem projekt nášlapného alarmu, inspiraci jsem našel tady: https://microbit.org/projects/make-it-code-it/pressure-switch-alarm/ 


Úkolem žáků je vytvořit pomocí microbita, krokosvorek a papíru nášlapný alarm.

Z hlediska programování se jedná o velmi jednoduchou záležitost, osvědčil se mi tento kód:

Kód znamená: Když se v pinu 0 spojí elektrický obvod, ukaž ikonu srdce a počkej 2 vteřiny, pak vymaž obrazovku. Krokosvorky musí tedy být zapojené do pinu 0 a pinu GND, jakmile se dotknou nebo propojí, program se aktivuje.

K hodině jsme přistupovali badatelsky, žákům jsem napověděl pouze program a dal jim k dispozici papír, lepidlo, alobal, microbit a krokosvorky. Musím dodat, že žáci měli předchozí zkušenost se zapojováním jednoduchého obvodu přes microbit.

Žáci pracovali ve skupinkách po 2 a nakonec všechny skupiny pochopily, že musí alobalem vytvořit otevřený obvod, který se po sešlápnutí uzavře, a tím se aktivuje program v mikrobitu.  Každému jsem rozdal plastovou mazací tabulku, která sloužila jako nášlapná deska. Zařízení museli vložit pod tabulku – microbita připojeného krokosvorkami vedle tabulky. Pak jsem šlapali na tabulku a zkoumali reakce microbita. V ideálním případě se dal alarm použít vícekrát.

Příklad zařízení, které se vložilo pod nášlapnou desku:

Osvědčilo se mi na začátku nedávat žádné nápovědy, radost z úspěšného řešení byla o to větší. Aktivita zabrala zhruba 30 minut, na konci jsme si sedli do kruhu a každý představil svoje řešení a popsal problémy se kterými se potýkal.

Pískací kelímek

V druhé části dvouhodinovky dostali žáci kelímek s vyznačenou ryskou a jejich úkolem bylo za pomocí microbita (nutná verze V2), alobalu a krokosvorek poslepu naplnit kelímek přesně po vyznačenou rysku.

Princip je stejný jako v minulém úkolu, žáci museli alobal umístit do úrovně rysky, na alobal připnout krokosvorky a microbita přeprogramovat na vydání zvukového signálu při spojení obvodu. Jakmile voda stoupla do úrovně alobalu – rysky – obvod se uzavřel a microbit zapípal, to byl signál pro zastavení vody. Podobný princip se v praxi používá s nádobami pro nevidomé nebo s nočníky pro malé děti, které po naplnění zahrajou melodii.

Osvědčilo se mi před projektem zadávat co nejmenší množství nápověd, radost z vyřešení úkolu byla o to větší. Při sdílení jsme si zdůrazňovali důležitost nepovedených pokusů a prototypů, bez nich bychom úspěšný produkt těžko vytvořili. Projekt se dá rozšířit o přeposílání signálu rádiem. U alarmu může jeden mikrobit rozpoznat našlápnutí a hned poslat zprávu o nezvaném hostovi do dalších mikrobitů ve skupině. 

Medaile z 3D tiskárny

Pro letošní školní soutěž v angličtině jsem výhercům připravil medaile z 3D tiskárny s umístěním a vlastním jménem. Nově máme 3D tiskárnu na chodbě, děti chodí nadšeně okukovat, co zrovna tiskárna vyrábí. Když viděly, jak se na medaile nanášejí jména vítězů, hned se zajímaly o další soutěže na prvním stupni. Kdo by také nechtěl mít doma medaili z 3d tiskárny! 

Naše tiskárna umí tiskout vždy pouze jednou barvou závoveň, efekt rozlišení barev u nás vzniká přes rozdílnou výšku jednotlivých vrstev. Konkrétně žlutý podklad má 3 mm, černý základ vlajky a umístění 4 mm a pruhy vlajky se jménem 5 mm. Na obrázku níže vidíte u šipky jednotlivé vrstvy – s každou vrstvou jsem nastavil změnu barvy – vlastnoručně vyměnil filament.

Jako další krok plánujeme celoškolní designovou soutěž o návrh medaile za čtenářství. (čtenářství sledujeme a podporujeme ve všech třídách prvního stupně).

Žáci budou mít za úkol nějprve mediali načrtnout, poté slepit z barevných čtvrtek a následně vymodelovat v programu TInkerCAD. 

Model z barevných čtvrtek bude simulovat rozdílnou výšku vrstev pro 3D tisk, žáci si tak uvědomí, které prvky se budou překrývat a tím vytvoří výsledný barevný efekt. V posledním kroku – modelování v TinkerCAD  žáci budou muset dodržet celoškolní limity pro rozměr medaile a i výška jednotlivých vrstev musí být jednotná, abychom mohli tisknout více medailí současně.

Projekt medaile doporučuji jako zajímavý a funkčně orientovaný vstup do 3D modelování a 3D tisku.

Manuál pro přípravu medaile: https://youtu.be/AmuEfpcoXnw

Náš Padlet: https://padlet.com/prirodnivedyapp/9nl3twor77dme569


Microbit, souřadnice a námořní bitva

V počátečních hodinách s microbitem začínáme s displejem a animacemi. Nejdříve si popovídáme o tom, jak lidské oko vnímá pohyb a jaké jsou způsoby filmového animování. Poté žáci dostanou za úkol vytvořit animaci ze základních příkazů z knihovny “basic”

Pokud chceme zapojit širší kontext, přidáme k samotné animaci třeba krátký příběh nebo popis, odůvodnění zvoleného postupu. Animace může mít také konkrétní zadání – třeba reklamní poutač nebo animace symbolizující varování.

Po zvládnutí animace jsme se vydali hlouběji do světa programování, začali jsme s diskuzí na téma souřadnice – kde se s nimi setkáváme a jaké mají využití. Pak jsme si vysvětlili, že každá dioda microbitu má svoje souřadnicové označení viz následující obrázek.

Ukázali jsme si, jakými příkazy můžeme jednotlivé diody rozsvítit na základě jejich souřadnic, vše naleznete v knihovně “led”

Abychom si procvičili orientaci v souřadnicích microbitu, zahráli jsme si hru námořní bitva (battle ships). Na tabuli jsem nakreslil 3 tvary lodí, které žáci umístili v simulátoru na microbit. Zde je ilustrační obrázek: 

Žáci se pak rozdělili do dvojic, a každý navíc dostal malý papírek s hracím polem o velikosti 5×5 čtverečků, na kterém byli označeny souřadnice z Microbitu. 

Námořní bitva probíhala následujícím způsobem. Hráči  stříleli po lodích soupeře a svoje tahy zaznamenávali do papírku a do makecode simulátoru. Pro zjednodušení byl celé jedno kolo jeden z hráčů útočník a druhý obránce. Útočník střílel na lodě soupeře a svoje střely si zaznamenával do připravené souřadnicové sítě na papíru. Obránce pracoval s počítačem. Měl před sebou rozsvícené svoje lodě na simulátoru microbita a soupeřovy výstřely zaznamenával následujícím způsobem:

Po stisknutí tlačítka A na simulátoru tedy při trefené ráně zhasla část jeho vlastní lodě. Hra skončila když na displeji nebyla viditelná žádná část lodi.

Překvapilo mě, že většina žáků znala hru námořní bitva a rádi si tímto způsobem procvičili souřadnice.

Alternativně by mohl útočník zapisovat souřadnice také do simulátoru, zásah by se mohl zapsat maximálním jasem (brightness) a výstřel mimo naopak nižším jasem, tím by se vytvořil obraz zasažených lodí i výstřelů mimo.

Moudrý klobouk s Microbitem

V Halloweenském duchu jsem se rozhodl vyzkoušet aktivitu, ve které vytvoříme z Microbita moudrý klobouk z Harryho Pottera.

K nápadu mě přivedl tento zdroj: https://teachwithict.weebly.com/harry-potter-sorting-hat.html 

Na projekt potřebujeme: Microbit, pouzdro s bateriemi,  nastříhaný karton velikosti přibližně A6, výtvarné potřeby.

Začali jsme tím, že jsme si se třídou (čtvrťáci) pustili známou scénu z Harryho Pottera, ve které moudrý klobouk rozděluje studenty do slavných bradavických kolejí. Odkaz na video: https://www.youtube.com/watch?v=xQZFWA2KDbw 

Následně jsem dětem ukázal vlastní moudrý klobouk vytvořený z Microbita. Microbit je zasazený do kartonu a ukazuje obličej moudrého klobouku. Ve chvíli, kdy si dám klobouk na(d) hlavu, zobrazí Microbit nápis jedné z kolejí (v našem případě ukázal jednu ze školních budov).

Děti využití silného kontextu okamžitě vtáhlo do děje a také si chtěly vyzkoušet, kterou budovu jim klobouk ukáže.

Pak přišla výroba vlastního klobouku, nejprve si každý do kartonu vystřihnul otvor na Microbita (používáme ochranný kryt s bateriemi, se kterým lze tímto způsobem manipulovat) a nakreslil vlastní klobouk.

Pak jsem přešli k programování, v tomto případě jsme používali poměrně pokročilé koncepty, nepředpokládal jsem, že děti získají jejich hluboké porozumění, ale museli program přesně vytvořil dle návodu a zjistili, jaké možnosti Microbit nabízí. 

Program:

Na základě této aktivity jsem si uvědomil, jak důležitý je kontext, ve kterém Microbit používáme – obecně kontext, ve kterém předáváme dětem znalosti a dovednosti. Bez pomoci moudrého klobouku bych děti těžko motivoval k vytvoření podobného projektu, v našem případě bylo však nadšení k práci a soustředěnost dětí opravdové.

Programování her na základní škole a Meowbit

Možnost vytvořit vlastní hru přitáhne k programování všechny žáky a o to nám jde! Skrze robotiku a programování her můžeme u mnoha dětí vzbudit zájem o informatiku, proto jsem začal s tímto blogem a nakoupil Ozoboty, Microbity a Meowbit, ale k tomu se dostaneme až za chvíli.

Od tvůrců makecode.org vznikl web Makecode Arcade, který se zaměřuje na tutoriály, které vedou k tvorbě vlastních jednoduchých her s pixel artovou grafikou. Vše si můžete vyzkoušet zde: https://arcade.makecode.com/ 

V poslední hodině jeden můj žák vytvořil třeba tuto hru: https://arcade.makecode.com/69537-88333-13723-69869

Sám používám Make Code Arcade k výuce blokového programování v 9. třídě. Úkoly zadávám do Google Classroom, rád nasdílím pro inspiraci některé pracovní listy, které jsem k blokovému programování na tomto webu vytvořil.


Obvykle pracuji induktivní formou, tzn. nechám žáky se do tutoriálu ponořit samostatně a později jim dám pracovní list, ve kterém po nich chci objasnit koncepty, které museli použít.

Např. k tutoriálu “lemon leak” museli vysvětlit následující principy, zaměřil jsem se na proměnnou a události. (proměnnou už znali z minulých hodin)

V dalším tutoriálu “collect the clovers” jsem pracovní list formuloval následovně:

Principiálně se vždy snažím zaměřit pozornost dětí na principy a kroky, které považuji za podstatné. Pokud žáci nerozumí, sami za mnou přijdou a já jim to vysvětlím a požádám je, aby vysvětlení předali vlastními slovy kamarádům.

 Nevysvětluji v informatice nic frontálně, osvědčilo se mi, že žáci potřebují mít vlastní zkušenost toho, že neví jak dál postupovat a potřeba dozvědět se více pak přichází automaticky. Pro mě to znamená, že musím některé věci vysvětlovat několikrát za sebou různým žákům, ale výsledný efekt tj. vyvolání “aha” momentu, mi za to stojí.


A to nejlepší nakonec. Před 2 týdny jsem si objednal z Amazon.co.uk Meowbit. Jedná se o miniaturní herní konzoli, která vám umožní hrát vlastní hry z Make Code Arcade editoru (dokonce podporuje i multiplayer!!). 

Díky Meowbit si žáci mohou svoji vlastní hru fyzicky zahrát mimo simulátor, to je pro ně obrovská motivace a úkoly tak získávají zcela novou hloubku a smysluplnost.

Meowbit mám zatím pouze jeden, osobní a chystám se ho řádně otestovat, budu vás informovat, jak to dopadlo!

Počítadla s Microbitem

V dalším projektu s Microbitem jsme navázali na naše zkušenosti s proměnnou z minulé hodiny. V textu uvidíte 3 různé úlohy, na řešení si žáci museli přijít sami, výsledek vidíte ve formě animace.

Počítadlo 1, Lovci perel. Dva lovci perel mi postupně podají svoje perly. Chci spočítat, kolik mi jich dal první a kolik druhý – obě čísla chci pro kontrolu vidět na displeji. Poté chci spočítat, kolik mi jich přinesli dohromady.

Počítadlo 2, Dlaždičky. Chci spočítat počet dlaždic v kuchyni. Nechci ale počítat a zapisovat každou dlaždičku zvlášť. (nápověda: Nejdřív potřebuji, aby mi Microbit spočítal první horní (vodorovnou) řadu a pak číslo vynásobím svislou řadou. Chci aby mi Microbit ukázal výsledný počet dlaždiček.

Každá úloha obsahovala 3 podbody, první byl doplňovací a další 2 jsem zaškrtával já – učitel, když mi žáci přinesli naprogramovaného Microbita.

  • Jak se jmenují vaše proměnné: __________________
  • Dokončete počítadlo
  • Vložte do počítadla vhodné animace
Tento obrázek nemá vyplněný atribut alt; název souboru je hx-0L21fuOZY1SvAFCyRJR_sE8Ukd4ZM_I-rSjgspH3MsYDXbVbrwAvR-X8FQgj7DDq2G3dv7u-R43-icApDAEsEFEsEJc2M3HFzF3k5eweO4-lP2Si2WXCNm4kTJiYliV6xht5d.

Příklad řešení společně s animací:

Počítadlo 3, Bonbóny. Potřebuji rozdělit bonbony. Chci do Microbita zadat počet bonbónů a následně počet lidí, kteří si je mají rozdělit. Microbit mi musí spočítat, kolik dostane každý bonbónů.

Počítadlo 4: Volná práce.  Vymyslete vlastní počítadlo a jeho účel. Vymyslete k němu vlastní příběh. Využijte rozdílné vstupy (input), nezapomínejte na různé možnosti matematických operací. (sčítání, odčítání, násobení…)

Inspiraci jsem čerpal z následující publikace: https://makecode.microbit.org/courses/csintro