Micro:bit ako technológia vo vzdelávaní na základných školách
Príspevok ku konferencii z predmetu ISKM06 Učící se společnost
V dnešnej digitálnej dobe je nevyhnutné, aby deti získali digitálne kompetencie už od útleho veku. Digitálne kompetencie zahŕňajú schopnosti efektívne a kriticky používať technológie, čo je kľúčové nielen pre budúce kariérne možnosti, ale aj pre každodenný život v modernom svete. Nové rámcové vzdelávacie programy tento trend reflektujú a kladú zvýšený dôraz na rozvoj informatického myslenia a základov programovania už na základných školách. Informatické myslenie, ako základná zložka digitálnej gramotnosti, učí deti logicky analyzovať problémy a vytvárať riešenia pomocou technológií. V tomto kontexte sa technológie ako Micro:bit stávajú neoceniteľným nástrojom, ktorý umožňuje žiakom nielen pochopiť základy programovania, ale aj prakticky aplikovať svoje vedomosti pri riešení reálnych problémov a to všetko hravou a zábavnou formou. Táto esej sa zameriava na význam zapojenia Micro:bitu do výuky na základných školách, pričom zdôrazní jeho prínosy pre rozvoj digitálnych kompetencií a informatického myslenia v súlade s novými rámcovými vzdelávacími programami v Českej republike.
Koncept digitálnej gramotnosti je definovaný na základe všeobecného chápania gramotnosti ako schopnosti identifikovať, porozumieť, interpretovať, vytvárať, komunikovať, počítať a používať tlačené a písomné materiály v rôznych situáciách. Táto gramotnosť umožňuje jednotlivcom dosahovať svoje ciele, rozvíjať svoje vedomosti a potenciál, a plne sa zapájať do života v ich komunitách aj v širšej spoločnosti. Digitálna gramotnosť je úzko spätá s digitálnymi kompetenciami, ktoré pozostávajú zo súboru vedomostí, zručností a postojov, vrátane potrebných schopností, stratégií a hodnôt. Existuje viacero definícií digitálnej gramotnosti a digitálnych kompetencií, ktoré sú popísané napríklad v dokumente Strategie digitální gramotnosti ČR na období 2015 až 2020, Digitální gramotnost podle RVP alebo európsky dokument Rámec digitálnych kompetencií DigComp 2.1. [1]
Deti sú s technológiami v kontakte prakticky už od narodenia a väčšina detí sa s technológiami stretáva bežne v každodennom živote. Na to však netreba nahliadať len negatívne, pretože to vôbec nemusí znamenať, že by s technológiami trávili nadmerný čas alebo že by zanedbávali iné “nedigitálne” aktivity. Na túto skutočnosť je potrebné nahliadať predovšetkým realisticky, pretože návyky a postoje k užívaniu technológií si deti začínajú formovať už v útlom veku. Preto je potrebné do ich vzdelávania čo najskôr zaradiť aj aktivity zamerané na zmysluplnú, tvorivú a najmä bezpečnú prácu s technológiami. [2]
Efektívnym a zároveň zábavným prostriedkom pre rozvoj digitálnych kompetencií a informatického myslenia u detí sú, mimo iné, aj robotické stavebnice, ktorých dnes existuje už niekoľko druhov. Jednotlivé stavebnice sa od seba líšia napríklad obtiažnosťou zostavenia, obtiažnosťou programovania, ale aj výškou obstarávacej ceny a ceny prípadných doplnkov či rozšírení. Medzi najznámejšie varianty patrí okrem micro:bitu predovšetkým LEGO Mindstorms, ktorého cena sa však pohybuje v niekoľkých desiatkach tisícoch korún. Aj z tohto dôvodu sa budem venovať cenovo dostupnejšiemu micro:bitu, ktorý je možné zakúpiť už od menej než 500 korún.
Micro:bit je malý programovateľný mikropočítač, vyvinutý britskou spoločnosťou BBC. V roku 2015 Tony Hall, generálny riaditeľ spoločnosti BBC, prišiel s nápadom rozšíriť programovanie medzi britskú širokú verejnost, vrátane žiakov na základných školách. Za týmto účelom vznikla iniciatíva Make it Digital, ktorá sa dodnes usiluje o podporu rozvoja digitálnej gramotnosti u novej a budúcej generácie programátorov. V priebehu nasledujúcich rokov spoločnosť rozdala micro:bity do viac než 500 škôl v rámci Spojeného kráľovstva, spustila výpožičný systém micro:bitu v knižniciach v Spojenom kráľovstve a následne vytvorila nezávislú neziskovú organizáciu Micro:bit Educational Foundation, vďaka ktorej micro:bit expandoval do zvyšku sveta. Projekt sa ukázal byť veľmi úspešným už po jeho prvom roku priebehu a na základe pozitívnych ohlasov, nízkej ceny a jednoduchej manipulácie sa veľmi rýchlo rozšíril nielen na školách ale aj v domácnostiach. [3]
Micro:bit disponuje maticovým displejom, niekoľkými tlačítkami, reproduktorom, mikrofónom, bluetooth technológiou, a niekoľkými senzormi (akcelerometer, teplotný senzor, senzor svetla, kompas, senzor dotyku). Jeho využitie je tak naozaj široké a vďaka kompaktnej veľkosti aj veľmi jednoduché. Jednoduchú prácu s micro:bitom podporuje aj jeho vizuálne programovacie prostredie Make Code, v ktorom sa mikropočítač programuje pomocou rôznych farebných bločkov. Tieto bločky sú v programovacom prostredí (webová aplikácia alebo aplikácia pre mobilné zariadenia) už predpripravené a užívateľ ich len, ako puzzle, skladá k sebe. Pre zdatnejších žiakov existuje možnosť prepnúť programovacie prostredie do jazyka Python. Po vytvorení programu sa kód pomocou bluetooth alebo USB kábla nahrá do micro:bitu, ktorý je okamžite pripravený funkčnosť kódu a správnosť vášho programovania overiť. Funkcie samotného micro:bitu možno tiež rozšíriť pripojením k externým senzorom.
Micro:bit aktívne prispieva k rozvoju digitálnych kompetencií tým, že umožňuje zbierať, spracovávať a interpretovať dáta z rôznych senzorov a ďalších vstupných zariadení, čím u žiakov rozvíja ich informačnú aj dátovú gramotnosť. Zároveň podporuje komunikáciu a kolaboráciu, keďže žiaci môžu pracovať na rôznych projektoch spoločne, zdieľať nápady či spoluvytvárať kód, čím zlepšujú svoju schopnosť efektívne komunikovať a spolupracovať v digitálnom prostredí. Tvorba digitálneho obsahu je ďalšou oblasťou, v ktorej micro:bit exceluje. Žiaci s jeho pomocou môžu vytvárať jednoduché interaktívne hry či animácie, zostavovať rôzne meracie prístroje (napr. teplomer, hodiny) a vytvárať ďalšie digitálne projekty, ktoré podporujú rozvoj širokého spektra kreatívnych schopností. Kreatívne myslenie a analytické schopnosti žiaci rozvíjajú aj prostredníctvom rôznych experimentov, testovania a hľadania riešení. Žiaci sa pri práci s micro:bitom učia taktiež základy kybernetickej bezpečnosti a ochrany súkromia, čo im pomáha rozvíjať schopnosť chrániť sa pred prípadnými kybernetickými hrozbami. Ďalej sa žiaci učia základy programovania pomocou jednoduchého vizuálneho programovacieho jazyka, čo rozvíja ich schopnosť logického myslenia. Žiaci zábavnou formou hry získavajú praktické skúsenosti s reálnymi technologickými prostriedkami, ako je programovateľný hardvér a senzory, čo im pomáha lepšie porozumieť fungovaniu technológií a ich aplikácii v reálnom svete. Pri vytváraní projektov sa stretávajú s rôznymi problémami a výzvami, ktoré musia prekonať, čím sa rozvíja ich schopnosť analyzovať problémy a hľadať kreatívne riešenia. Celkovo micro:bit poskytuje prostredie, v ktorom sa žiaci môžu aktívne zapojiť do procesu učenia sa programovania a digitálnych technológií, čo posilňuje ich digitálne kompetencie a podporuje rozvoj informatického myslenia.
Ďalšou výhodou micro:bitu je jeho široké interdisciplinárne využitie, vďaka čomu ho možno využívať naprieč rôznymi školskými predmetmi. Na informatike sa žiaci zoznámia so samotným programovaním, dozvedia sa o rôznych programovacích jazykoch a rozvinú svoje logické myslenie a zlepšia si schopnosť riešiť problémy. V prírodovedných predmetoch môžu žiaci následne micro:bit využiť pre meranie veličín či monitorovanie prostredia. Pripojením externých senzorov k micro:bitu môžu žiaci merať teplotu ovzdušia a vody, vlhkosť prostredia alebo intenzitu osvetlenia. Následne môžu sledovať premenlivosť meraných parametrov a analyzovať, ako ovplyvňujú rast rastlín alebo správanie živočíchov. V rámci biológie môžu žiaci pracovať na projekte skúmajúcom ekosystémy ako napríklad vtáčie hniezda, rybníky alebo akváriá a skleníky. Na chémii môžu žiaci, opäť s externými senzormi, experimentovať s meraním pH rôznych roztokov. Môžu si vyskúšať meranie pomocou bežne dostupných a stále bežne používaných lakmusových papierikov a následne takéto meranie porovnať s digitálnou pH sondou. Pomocou ďalších senzorov môžu merať napríklad čistotu ovzdušia alebo hodnotu oxidu uhličitého pred a po vyvetraní triedy. Na hodinách matematiky možno micro:bit využiť pre zber reálnych dát (napríklad počítanie krokov alebo meranie času) a ich následné spracovanie a analýzu, čo žiakom umožní praktické využitie štatistických a analytických metód. Pomocou senzorov tiež možno merať uhly a vzdialenosť, čo je praktickým prínosom napríklad v geometrii. Nemožno opomenúť ani umelecky zamerané predmety ako výtvarná a hudobná výchova, kde je využitie micro:bitu tiež pomerne pestré. Na hudobnej výchove môžu žiaci z micro:bitu vytvárať vlastné digitálne hudobné nástroje — napríklad laserovú harfu, ktorá funguje na princípe prerušenia laserových lúčov, simulujúcich struny. Na výtvarnej výchove môžu žiaci programovať micro:bit za účelom vytvorenia jednoduchých LED animácií alebo vizualizácií.
Ako som sa už pokúsila popísať, micro:bit je naozaj všestranným a finančne dostupným nástrojom. V českom prostredí sa však problémom ukázal byť nedostatok českých metodických podkladov a materiálov pre efektívne a zábavné zapojenie do výuky. Problematické bolo tiež zohnať vhodné, kvalitné a cenovo dostupné príslušenstvo (robotické podvozky, externé senzory, roboti atď.). Na oba problémy včasne zareagovala mladá brnenská firma OMG Robotics a využila ich ako príležitosť. Po skúsenostiach z medzinárodných projektov na podporu digitalizácie na školách začali vyrábať elektroniku a podklady pre výuku tak, aby tieto nové technológie zvládol, na pomerne vysokej úrovni, vyučovať takmer každý. Ich výukové sady a podklady zaujali okrem škôl a pedagógov aj širokú verejnosť, ktorá si vďaka nim môže doma zautomatizovať záhradku či si postaviť rôzne robotické vozítka. Dnes sa firma zaoberá vývojom a návrhom vlastnej kvalitnej elektroniky, ktorá je plne kompatibilná s micro:bitom. Ich elektronické komponenty a micro:bit kombinujú s technológiou 3D tlače, vďaka čomu si stavebnice môže každý zdatnejší užívateľ sám upraviť a vytlačiť. Od toho sa následne odvíja aj samotná veľmi priaznivá cena stavebníc. Zákazník si pri kúpe produktov môže stavebnicu nakonfigurovať podľa vlastných potrieb, napríklad len ako elektroniku, elektroniku s micro:bitom či celý set elektroniky, micro:bitu a 3D tlačených dielikov. Tejto možnosti sa tešia aj mnohé školy, ktoré disponujú vlastnými 3D tlačiarňami a môžu ich týmto spôsobom zapojiť do výuky alebo voľnočasových aktivít a krúžkov. Firma na svojich webových stránkach [4] neustále zverejňuje nové projekty pre prácu s micro:bitom aj so všetkými potrebnými metodickými podkladmi a návodami. Nájdete tam rôzne zábavné projekty na doma aj do školy, ako napríklad robotický tank, jednoduché robotické vozítko, laserovú harfu, retro hry pre micro:bit, elektronickú pokladničku, rátačku mincí, rôzne meracie prípravky a množstvo ďalších. Okrem toho sa zaoberajú organizáciou školení zameraných na micro:bit a 3D tlač, kde pedagógov učia práci s týmito technológiami a poskytujú im nápady na rôzne projekty, vhodné pre široké spektrum žiakov, naprieč rôznymi ročníkmi. Okrem toho organizujú aj projektové dni, na ktorých za učiteľov preberajú výuku a žiakov sami učia, ako micro:bit funguje a následne im prakticky ukážu, čo sa s ním dá robiť.
Myslím si, že micro:bit je medzi žiakmi výborným nástrojom na rozvoj digitálnych zručností a efektívne osvojenie si digitálnych technológií. Jeho využitie vo viacerých predmetoch umožňuje praktické uplatnenie teoretických poznatkov a podporuje kritické myslenie a kreativitu. Micro:bit tiež posilňuje digitálne kompetencie, ako je práca s dátami, komunikácia a riešenie problémov, čo je pre úspech v digitálnom svete kľúčové . A aj vďaka progresívnym firmám, ako je OMG Robotics, sa učiteľom aj širokej verejnosti dostáva potrebnej podpory pre využitie micro:bitu vo výuke aj vo voľnom čase. Myslím, že micro:bit je cenným príspevkom k modernému vzdelávaniu a pripravuje študentov na výzvy digitálneho veku.
Zdroje:
[1] Vymezení digitální gramotnosti. Online. Podpora rozvoje digitální gramotnosti. © 2024. Dostupné z: https://digigram.cz/vymezeni-digitalni-gramotnosti/. [cit. 2024–05–23].
[2] Koncept rozvoje digitální gramotnosti a informatického myšlení dětí a žáků. Online. Národní ústav pro vzdělávání. © 2011–2022. Dostupné z: https://archiv-nuv.npi.cz/t/koncept-rozvoje-digitalni-gramotnosti-a-informatickeho.html. [cit. 2024–05–23].
[3] Milestones for the BBC micro:bit. Online. Micro:bit. Dostupné z: https://microbit.org/impact/case-studies/milestones-for-the-bbc-microbit/. [cit. 2024–05–23].
[4] Projekty OMG Robotics. Online. OMG Robotics. © 2018. Dostupné z: https://omgrobotics.com/projekty/. [cit. 2024–05–23].
