Ingrid Nagyová

Východiska Algoritmizace a programování Náročná oblast Rozvoj myšlení, abstrakce, představivosti apod. Exaktnost Jasnost a srozumitelnost vyjadřování → nezájem studentů, ztráta motivace apod DidactIG

Východiska Algoritmizace a programování Pro studenty Pedagogické fakulty OU Obor Informační technologie ve vzdělávání Programování není prioritou Seznámit s principy Metodika výuky algoritmizace a programování Možnosti práce s žáky na školách Motivace, pestrost a nápaditost výuky, její logická výstavba DidactIG

Předchozí znalosti Bakalářské studiu Základy algoritmizace a programování v Pascalu (prostředí Delphi) Seznámení s jazykem Logo – Imagine, Scrach Základy objektově orientovaného programování Navazující magisterské studiu Objektově orientované programování – Java DidactIG

Důvody výuky algoritmizace Algoritmizace – základní myšlenka informatiky o Ve všech fázích vývoje software o Ve fázi využitelnosti software – pro učitele nezbytné Algoritmický přístup Principy fungování počítače Správa paměti Základní programové struktury apod. o → žák zažívá pocit, že ho počítač „poslouchá“ DidactIG

Důvody výuky algoritmizace Uplatnění v praktickém životě o Čtení návodů a orientaci v nich, formulace vlastních návodů o Rozvoji vlastních schopností a dovedností – trénink inteligence, myšlení apod.; o Při volbě povolání – znalost programátorské práce může ovlivnit výběr povolání. RVP ZV o Informatika – „rozvíjet schopnost formulovat svůj požadavek a využívat při interakci s počítačem algoritmické myšlení“ o Matematika – seznamovat s „písemnými algoritmy početních operací“ DidactIG

LEGO Mindstorms Robotická stavebnice o Centrální jednotka – robotická kostka o Pohyb - servomotory o Komunikace s vnějším prostředím – senzory Ultrazvukový – vzdálenost Zvukový – detekce zvuku, generátor zvuku Tlakový – tlak, zmáčknutí Světelný - barevnost DidactIG

LEGO Mindstorms Programování o Příkazy v robotické kostce o Programové prostředí NXT-G – ikonický jazyk o Java Vývojové prostředí – například Eclipse LeJOS NXT software Firmware pro robotickou kostku DidactIG

Výuka s LEGO Mindstorms Základní myšlenka Vazba programové struktury ↔ činnosti robota Opakování ↔ pohyb robota, servomotory Podmíněné opakování ↔ pohyb robota, dokud nenarazí na překážku – servomotory + tlakový senzor Větvení ↔ reakce na vnímání senzorů Vícecestné větvení ↔ detekce tlačítek na robotické kostce DidactIG

Výuka s LEGO Mindstorms Předpoklady výuky Programování v jazyce Java Základní znalosti a dovednosti v práci v prostředí Eclipse Znalost deklarace a inicializace proměnných; Znalost základů objektově orientovaného programování – deklarace tříd, vytváření objektů, atributy a metody tříd Instalace potřebného software Propojení robota s počítačem – Bluetooth nebo kabel DidactIG

Návrh výuky Lekce 1: Cyklus For, servomotory Lekce 2: Cyklus While, dotykový senzor Lekce 3: Cyklus Do-While, zvukový senzor Lekce 4: Podmínka If, ultrazvukový senzor Lekce 5: Příkaz Switch, tlačítka na kostce Lekce 6: Pole, světelný senzor DidactIG

Příklady k lekcím Lekce 1 Pohyb po n-úhelníku Pohyb po kruhu – nepřesnost Pohyb střídavě vpřed a vzad, přerušovaný pohyb apod. Společný pohyb více robotů DidactIG

Příklady k lekcím Lekce 2 a 3 Pohyb vpřed, dokud nenarazí na překážku Pohyb vpřed, dokud nezazní zvukový signál Opakovaná změna pohybu při vnímání nějakého senzoru DidactIG

E-learningová podpora Kurz na adrese Práce Zdeňka Marosze 9 kapitol Seznámení s LEGO Mindstorms – stavba robota Programování robota v Javě + instalace Lekce 1 až 6 Propojení LEGO WeDo se Scrachem DidactIG

E-learningová podpora Struktura kapitol Motivační interaktivní prvek Cíle kapitoly Čas potřebný ke studiu Klíčová slova Výklad DidactIG

E-learningová podpora Výukové materiály Ve variantě elektronické on-line knihy členěné do podkapitol Textové – ve formě PDF souboru Animovaný video tutoriál DidactIG

Zkušenosti z výuky Předběžné V předmětech zaměřených na výuku informatiky Ukázka v prostředí NXT-G DidactIG

Zkušenosti z výuky Výuka programování v Javě Studenti kombinovaného studia Závěrečný tutoriál – opakování Jeden robot + počítač – zobrazení přes dataprojektor Výuka od začátku Deklarace třídy – inicializace robota, metoda pro pohyb Cyklus For Podmíněné cykly + další podmíněné příkazy Závěrečný projekt DidactIG

Zkušenosti z výuky Hodnocení Výuka od základů Robot jako motivační prvek Využití Javy do budoucna jako základní jazyk pro výuku programování Využití LEGO Mindstorms Požadavek trhu práce DidactIG

Závěr Výhody o LEGO Mindstorms byly navrženy speciálně pro vzdělávání o Roboti jsou svoji stavbou blízcí člověku → řešení reálných situací o Řešení lze snadno zkontrolovat podle aktuálního chování robota o Části robota (kostka, servomotory, senzory) jsou přímo „provázané“ s jednotlivými algoritmickými strukturami (větvením, opakováním apod.) o S robotem vždy pracuje skupina studentů – podpora sociálních vztahů DidactIG

Závěr Problémy Výuka finančně náročná Problém domácí přípravy studentů Skupinová práce přináší i problémy – někteří studenti pouze přihlíží, někdo se cítí hendikepován apod. Java jako základní jazyk pro výuku? DidactIG Děkuji za pozornost