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. 

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.

Vyslání žákovských programů na ISS

Na začátku roku jsme se zapojili do projektu Astro PI Děti měly možnost si projít stručným úvodem do programování v jazyku Python, a pak napsat vlastní krátký program, který se odeslal na mezinárodní vesmírnou stanici ISS.

Program umožnil žákům ovládat speciálního robota, který na vesmírné stanici měří vlhkost vzduchu, zároveň  do programu žáci vkládali vlastní vzkaz, který se posádce zobrazil na displeji. 

Dnes mi na mail přišly certifikáty, které potvrzují spuštění žákovských programů! Mám velkou radost z úspěchu a pokroku našich dětí!


Propojení 3D tisku, programování a angličtiny na ZŠ


S postupující distanční výukou vnímám potřebu občas zařadit nějaký projekt, který je netradiční a pro děti osvěžující.

Proto jsem se rozhodl aplikovat své zkušenosti z hodin informatiky do výuky angličtiny.

Sestavil jsem projektový úkol, na kterém jsme s deváťáky pracovali celý týden. Nejdříve jsem jim v angličtině představil návody na tvorbu vlastní hry v prostředí Makecode Arcade https://arcade.makecode.com/ (tutorials). 

Vybrali jsme hned první návod – jednoduchou hru s názvem Chase the Pizza, ve které žák naprogramuje postavičku, která má sbírat předměty a tím získávat body v určitém časovém limitu. Postup je doprovázený podrobným návodem a žáci si mohou vytvořit vlastní grafiku v jednoduchém “pixelartovém” editoru. Přestože většina her měla stejný kód, každá vypadala jinak.

Díky možnosti vlastní grafiky se nám otevřel prostor pro originální příběh a zde už nastoupila ke slovu angličtina. Žáci měli za úkol sepsat příběh vlastní hry (backstory) minimálně na 80 slov.

Nakonec jsme přidali 3D tisk, respektive 3D modelování. Žáci měli za úkol vymodelovat nějaký předmět, který by se mohl prodávat ve sběratelské edici jejich hry.  K modelování jsme používali jednoduchý a volně dostupný online editor TinkerCAD, vysvětlení jsem jim opět poskytoval pouze v angličtině https://www.tinkercad.com/. Celkem měli žáci vymyslet sběratelské předměty 3 (z toho jeden vymodelovat) a v opět je krátce popsat v angličtině (každý minimálně 20 slovy).

Výsledky mě překvapily. Žáci byli opravdu motivovaní, považovali úkola za zajímavý a kreativní a dali do něj více úsilí, než obvykle. Přikládám několik příkladů, můžu říct, že jsem na své studenty opravdu pyšný.

Příklady studentských prací

Na ukázce prací vidíte výsledky žáků, kteří s programováním v Makecode Arcade i 3D modelováním v TinkerCAD pracovali poprvé.

Cat story
This story is about a cat.She wanted to become a magical animal.Well.. to be a magical animal you need to collect fairy dust.If she collects enough fairy dust she can become one of the most magical animals ever.And you may be asking yourself ..why should i help her?The answer is… because of netflix.. yes netflix.Also if you haven’t noticed this cat is inspired by winx and netflix made a movie based on it.And the movie is trash (in my opinion).So you should help the cat to become a magical cat and maybe she can be casted in a next netflix movie…

Hra: https://makecode.com/_KeFHuu3aF6aC 

3D model: 

Ghost Story
Once upon the time the little ghost spawn on Earth and the little ghost  want to be ritch and faumous, he want to buy a house in ghost town so  he needs to colect all the coins that spawns the more coins he colect he can allow bigger house but he have limited time, if he dont colect at least 1 coint in 10 second he will go back with his coin what he colect and then the other ghost will go 

Game: https://arcade.makecode.com/34428-00283-65922-23417

3D model:

Vytisknuté modely:

Text jsem ponechal v originálním znění, drobné gramatické chyby které nebrání porozumění mě neruší. Žáci dostali zpětnou vazbu do Google učebny, kam také všechny soubory ukládali. (odkazy na 3D model + hru a vlastní text s popisem hry a sběratelských předmětů)

Ve středu výuky byla samotná angličtina, 3D modelování a programovací hříčka daly úkolu hlubší smysl, který ještě podpořil tisk modelů. Místo angličtiny se dá doplnit obsah z jiných vyučovacích předmětů, 3D modelování tak slouží jako nadstavba, která pomáhá s motivací k práci, to je také dle mého názoru jedna z hlavních funkcí 3D tisku na základních školách.  Na ukázce prací vidíte výsledky žáků, kteří s programováním v Makecode Arcade i 3D modelováním v TinkerCAD pracovali poprvé.

Budu rád, pokud Vás tento mini projekt inspiruje k vytvoření vlastního, moc mě potěší, když mi nasdílíte vlastní tvorbu na můj email jan.juricek(zavináč)zsstross.cz!

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!

4 weby umožňující programování hrou na ZŠ

V prosinci jsme se odhodlali se žáky třetí třídy překročit od programování fixou (barevné příkazy pro Ozoboty) k opravdovému blokovému programování.

Děti byly nadšené! V článku shrnu 4. různé weby, které provedou děti principy programování už na prvním stupni základní školy.

1. Ozoblockly

Naše děti plynule přešly z ozobota na programování v Ozoblockly. Konkrétně začínáme jednoduchými zadanými úkoly ve hře Shape tracer. 

Shape Tracer: https://games.ozoblockly.com/shapetracer-basic?lang=en 

Děti mají za úkol v simulaci donutit robota projet různě tvarované trasy. Sice není k dispozici česká lokalizace, ale s krátkou přípravou do začátku a společným překladem jsme orientaci v prostředí zvládli bez problému. (a jak už jsem říkal, roboti tak jako tak česky nemluví).

Pokud máte k dispozici ozobota i fyzicky, můžete do něj vytvořený kód přeblikat (flashing) a převést tak kód do reálného světa.

2. Run Marco

Run Marco je kompletně přeloženo do češtiny, proto můžete dětem web představit zcela bez přípravy: https://runmarco.allcancode.com/ 

Úkolem je dostat Marca nebo Sophii skrze stanovenou trasu, časem se začnou postupně objevovat překážky, ale vše na sebe plynule navazuje a programování tak působí intuitivně.

3. Robomise.cz 

Jak už napovídá název domény, s aplikací https://robomise.cz/ nepotřebujete ovládat žádný cizí jazyk. Jde o další simulátor, ve kterém se učíme programovat skrze blokové programování (nemusíme příkazy umět psát, pouze je umísťujeme do správného pořadí). Naším úkolem je vždy dostat raketu do koncového modrého pásma.

Výhoda robomise je, že nabízí čím dál tím složitější programátorské koncepty a vy si můžete sami vybírat, na které se zaměříte. 

4. Hour of code

Hour of Code z webu code.org https://code.org/hourofcode/overview je celosvětová iniciativa, která se snaží do základních škol dostat výuku programování. Zpracovává populární témata jako Minecraft nebo Ledové království a nabízí i metodiku pro učitele. Navíc má českou lokalizaci a jako jediná zmíněná aplikace mi šla ovládat skrze dotykový allinone bez nutnosti využívat myš. Hour of Code jsem zmínil už v předchozím článku:  https://ucimesroboty.cz/index.php/2019/12/09/jak-zacit-s-programovanim-ve-treti-tride-v-deseti-krocich/ 

Ze všech zmíněných webů je tento nejpropracovanější a díky populárním licencím, které využívá, je pro děti opravdu atraktivní.

Všechny odkazy, které jsem zmínil jsou do velké míry soběstačné – děti se s nimi zabaví samostatně. Pokud ale my jako učitelé dokážeme uvést žáky do problematiky programování i nějakou aktivitou bez počítače https://code.org/curriculum/unplugged, zdůrazníme jak je důležité pracovat v týmu a dáme dětem role, a pak navíc vše zakončíme smysluplnou reflexí, kde získané dovednosti ukotvíme – dokážeme získat ze zmíněných webů opravdu užitečné nástroje pro školu v 21. století.

Ozobot v Kostkách

3. a 8. třída

V dalších hodinách jsme využili materiály z oficiálního webu. Konkrétně se jednalo o úlohu na následujícím odkazu: 

https://portal.ozobot.com/lessons/detail/cube-challenges

Děti mají za úkol vystřihnout a sestavit několik krychlí. Jedna krychle obsahuje údaje o čase (např. 23-25 s.), další krychle jsou popsány Ozokódy. Žáci poté mají za úkol si hodit všemi kostkami a následně sestavit dráhu, kterou Ozobot projede za daný čas a která bude obsahovat náhodně vržené kódy.

Můžeme buď využít předpřipravené kostky z odkazu nebo si udělat úplně vlastní a pokud chceme větší výzvu lze zabrousit do světa vícestranných útvarů 😉

K robotice určitě patří manuální zručnost, proto vítám, všechny aktivity, kde žáci pracují s různými materiály. Také si společně v hodině zdůrazníme, proč je důležité být v robotice přesný, pečlivý a trpělivý. Ani samotní

Ozoboti nepříjímají odbyté, chlupaté, moc úzké nebo obtloustlé čáry, jsou dost vybíraví a děti se musí s pečlivostí naučit pracovat. 

Samotnou manuální formu práce s Ozoboty vnímám jako velkou přednost zvláště u malých dětí. Stejně jako rozvíjíme spolupráci ve dvojici a společné sdílení, dáváme důraz také na pečlivost a trpělivost, tedy na dovednosti, které byste si asi na první screening s roboty nespojili.

Práce výzkumníků NASA

Cíle hodiny: Žáci si vyzkouší systematickou práci s experimenty; žáci objeví nové možnosti robotů; žáci reflektují svoje pracovní procesy

S osmou třídou mám dvouhodinový blok jednou za 14 dní. V našem druhém projektu jsme se dostali do pozice výzkumníků NASA. Úkol byl záludný – poslat vesmírného robota – Ozobota z výzkumné stanice na povrch jiné planety. Na neznámém povrchu musel robot ujet alespoň 5m. Výzkumníci dostali k dispozici pouze jeden list papíru, lepidlo a fixy. 

K vyřešení problému je třeba opravdu využít “out of the box thinking” (vystoupit ze zajetých kolejí). Žáci totiž doposud byli zvyklí pracovat s robotem pouze na papíře ve 2D prostoru, v tomto projektu museli okolo ozobota vytvořit strukturu – exoskelet 🙂 viz obrázek, aby mu umožnili pohyt po třídě. Krycí jméno tohoto projektu je “ozokřeček”.

Celý projekt jsme pracovali jako výzkumníci NASA – rozdělili jsme se na výzkumné týmy po 3. Žáci měli za úkol vést expediční deník, každý den museli zapsat odpověď na následující otázky – 1. Na čem právě pracujeme 2. Co jsme zjistili. Den trval 5 minut, začátek a konec dne jsem oznamoval zvoněním zvonečku (lze využít timer na mobilu). Expediční deníky sloužily jako podklad pro výsledné hodnocení.

Projekt je opravdu náročný na přemýšlení a následnou realizaci, v první polovině jeden tým přišel na řešení exoskeletu. V závěru první hodiny jsme se tak dohodli, že na projektu exoskeletu budou pracovat již všechny ostatní skupiny.

Dalším velkým úkolem je najít co nejlepší způsob, jak exoskelet vytvořit – důležitá je  tloušťka a šířka papíru, šířka čáry a použité příkazy. Papír nesmí být moc velký a těžký, je nutné správně použít příkazy pro zrychlení aby robot získal dostatečnou hybnost. 

Týmům zabrala tvorba efektivního skeletu několik pokusů a postupně zapisovaly, v čem se zlepšují a co musí změnit – jednalo se tedy o celkem reálnou simulaci práce s prototypem v průmyslovém výzkumu.

Celá hodina se zároveň nesla v duchu CLIL – s prvky angličtiny. Shodli jsme se, že komunikačním jazykem takové organizace bude spíše angličtina, než čeština. Já, coby učitel, jsem týmy obcházel, byl jsem pro ně odborný poradce a naše komunikace probíhala pouze v anglickém jazyce. Týmy byly rozdělené tak, aby v každém byl jeden člověk, který ovládá angličtinu velice dobře, tím jsme podtrhli význam cizího jazyka v nejazykovém předmětu. 

Přeji mnoho úspěchů u vašich vesmírných experimentů!