Robotické hračky pro předškolní vzdělávání Karel Picka XTIp01 Informační technologie Výsledek obrázku pro robot playing Robotická hračka Bee-bot Výsledek obrázku pro Bee bot BeeBot - Pedagogicko-psychologické souvislosti •Hračka je v obecném významu předmět, který podporuje základní dětskou potřebu či činnost – hru. •Bee-bot představuje velmi jednoduchého robota, kterého je nutné naprogramovat. •Program se tvoří stisknutím základních tlačítek na hřbetě hračky, následně se ukládá do paměti robota a dalším příkazem se spustí. •Robot pak vykoná sled zadaných příkazů. •Vytváření programu (například i bezmyšlenkovitým ťukáním do libovolných tlačítek s cílem objevit, co hračka umí) odlišujeme od tvorby algoritmu. •Tvorba algoritmu představuje sled příkazů, které vedou k cíli, k vyřešení určitého problému. •Pokud chceme podpořit rozvoj algoritmických schopností dítěte, je třeba klást před dítě takové úkoly. Výsledek obrázku pro Bee bot BeeBot - Pedagogicko-psychologické souvislosti •Pomocí robotické hračky Bee-bot můžeme rozvíjet algoritmické kompetence: •ověření, že program pracuje správně •navrhování řešení (vybrat vhodnou cestu k cíli) •určení cílového místa, kam daný program včelku doveze •určení počátečního místa, odkud včelka vyjede, aby při daném programu dojela do daného místa •hledání chyby v programu (při jeho vykonávání) •testování programu (najít způsob, jak ověřit, že program pracuje, jak má) •ladění programu (zjednodušení programu nebo jeho úprava, aby správně reagoval v různých situacích) •zapsání programu (např. pomocí šipek na papír) •přečtení programu a jeho vložení do robota •hledání chyby v napsaném programu (šipky na papíře) •optimalizace (úvahy o nejkratším programu nebo o nejkratší cestě na dané místo) •opakování, úvahy o řetězení programů (co se stane, když se program vykoná dvakrát po sobě). Výsledek obrázku pro Bee bot BeeBot - Pedagogicko-psychologické souvislosti •Obecně pak robotická hračka přispívá k rozvoji dalších rozumových schopností dítěte: •prostorové orientaci (pohyb vlevo, vpravo, dopředu, dozadu) •představivosti (umět si promyslet pohyb hračky, kde se bude nacházet, kolik kroků musí udělat k cíli; oddálení vykonání příkazu, kdy není okamžitě vidět pohyb hračky a výsledek je viditelný až po spuštění celého programu) •vyjadřovací schopnosti (popíše pohyb hračky, vymyslí příběh k pohybu hračky, graficky zaznamená pohyb hračky) •zrakové vnímání •časové vnímání •komunikační schopnosti (vysvětluje, hodnotí, komunikuje s kamarády) •tvořivost (vymýšlí úkoly pro spolužáky, zapojuje včelku do svých her) •paměť (musí si pamatovat, které tlačítko a případně kolikrát stisklo). Výsledek obrázku pro Bee bot BeeBot - Pedagogicko-psychologické souvislosti •Robotická hračka je předmět, který mohou děti zapojit do svých her, jež odrážejí jejich představy pohybu (poslouchá je nebo je neposlušná, když udělají v programu chybu). •Hračku lze zapojit do různých témat i jako doplňkovou aktivitu. •Je možné spojit rozvoj algoritmického myšlení dětí a rozvojem znalostí o přírodě (dle tematických karet), povoláních, dopravních prostředcích apod. •Správným sestavením programu pro hračku pak dítě vyjadřuje svoji odpověď. Výsledek obrázku pro Bee bot BeeBot - Pedagogicko-psychologické souvislosti •Z psychologického hlediska představuje robotická hračka určitý mikrosvět, tedy zjednodušené prostředí napodobující reálný svět. •Pro pohyb v tomto prostředí je potřeba pochopit několik základních pravidel. Zde se jedná o čtyři příkazy a způsob, jak program psát (zadávat), spouštět a opravovat. Výsledek obrázku pro Bee bot Ovládání •Základní vzhled, je možné změnit využitím plastových krytů který mohou děti dále doplnit např. papírovými tykadly, křídly apod. •Vzadu na těle včelky je umístěna přípojka na pohyblivé zařízení, např. vozík. •Včelku je nutné nabít pomocí kabelu. Na spodní straně jsou dva vypínače. Jeden včelku zapne/vypne, druhý zapne/vypne zvuk. •Pokud včelku nevypneme, po určité době se vypne sama. • Ovládání •Včelka Bee-bot se primárně pohybuje po plastové průhledné podložce, která má nakreslenou černou čtvercovou síť o velikosti čtverce 15x15 cm. •Originální plastová podložka je průhledná a je možné do ní vložit tematické karty nebo použít originální tematické podložky dodávané výrobcem nebo jakékoli tematické podložky vlastní výroby Ovládání •Bee-bot se ovládá pomocí několika barevných tlačítek. •Jejich stlačením jsou zadávány jednoduché příkazy pro pohyb nebo otočení. Pohyb dopředu, dozadu a otočení vlevo/vpravo se zadává pomocí čtyř oranžových tlačítek. •Celkově je možné zadat sled maximálně 40 příkazů. Je nutné si uvědomit, že délka kroku i úhel otočení jsou neměnné. Ovládání •Příkaz dopředu/dozadu posune včelku o 15 cm (na sousední pole podložky). •Příkaz otočení vlevo nebo vpravo otočí včelku o 90° a včelka zůstává na místě. Ovládání •Ústřední tlačítko je zelené s nápisem GO a jeho stlačením se spustí posloupnost zadaných příkazů, včelka začne vykonávat zadané příkazy. •Po vykonání celého programu včelka zabliká, pokud je zapnutý též zvuk, tak zahouká. •Na obrázku je znázorněno vykonání programu složeného ze tří příkazů, po stisku tlačítka [GO]. •Tlačítko [CLEAR] [X] slouží k vymazání programu. Dokud se nestiskne, robot si pamatuje předchozí program, lze jej tedy donekonečna opakovat, což je vhodné pro využití v rámci některých typů aktivit. Postřehy z praxe •Z testování aktivit vyplynuly následující postřehy: •při seznamování se včelkou jsou vhodné menší skupinky (cca 4–6 dětí) – děti chtějí hned vše zkusit •nejprve nechat děti “mačkat“ nahodile, bez použití podložky, lépe si zafixují jednotlivá tlačítka •problém – pravolevá orientace u některých dětí •zpočátku bylo nutné děti stále upozorňovat, aby nezapomínaly vymazat předchozí program (tlačítko CLEAR [X]), po nějaké době na toto začaly upozorňovat samy děti ostatní kamarády Postřehy z praxe •hodně jim pomáhalo, když si říkaly úkony nahlas, osvědčilo se stavění šipek – v případě chyby mohly snadněji odhalit chybný krok a napravit jej •častým problémem je to, že děti počítají krok navíc v případě, když se včelka jen otáčí na místě – někdo už tento úkon počítá tak, že včelka přejede •více byli zaujati chlapci, holčičkám bylo třeba volit atraktivní úkoly, chlapcům stačilo cokoli obyčejného •při práci se včelkou se krásně odhalí typy inteligencí dle Gardnera •osvědčila se práce ve dvojicích – jeden druhého kontroloval, děti si navzájem připravovaly různé úlohy. Výsledek obrázku pro typy inteligence gardner Různé podložky • Výsledek obrázku pro bee bot podložka Výsledek obrázku pro bee bot podložka Výsledek obrázku pro bee bot podložka Různé podložky • SouvisejÃcà obrázek Výsledek obrázku pro bee bot podložka Výsledek obrázku pro bee bot podložka Aktivity •Začínáme u základního pohybu dopředu a postupně zvyšujeme obtížnost. •Je nutné, aby se včelka pohybovala pouze po řádcích a sloupcích. •Při nežádoucím šikmém pohybu včelky nejde zkontrolovat program. •Také jízda po úhlopříčce je delší než jedno políčko a počet kroků nesouhlasí s počtem ujetých políček. •Pokud včelka začíná jet šikmo, např. vzhledem k určitým nerovnostem podložky, případně šikmému výchozímu postavení, je třeba ji velmi rychle (mezi dvěma kroky) srovnat do správného směru. •Obecně je dobré zejména na počátku nejprve o trasách robotické hračky diskutovat, složit si trasu z šipek, ukázat na podložce. Hledání postupu - Dojeď s včelkou na určité místo •Jedná se o základní pohyb po čtvercích. •Vycházíme z pohybu po řádku. •Hračku je potřeba vždy umístit do středu políčka (čtverce). •U prvních kroků včelky se můžeme setkat s tím, že si děti neuvědomí, že při otočení o 90 zůstává včelka na místě. •Dále je třeba zadaný program vymazat tlačítkem [X], když nový program nenavazuje na již zadaný. • • • • Čtení a psaní programu •Jedná se o pokročilejší činnosti, kdy dítě naplánuje trasu (cestu), spojí odpovídající předměty, zaznamená graficky cestu – program, dokáže najít jinou cestu, dokáže porovnat délku cest na základě programu. •Při aktivitách využíváme námětové obrázky (např. květiny, zvířata, číslice, písmena, karty k jednotlivým povoláním apod.) •Děti pracují s včelkou a také využijeme náměty k vazbě na rozvoj řeči (popiš cestu, zkus vymyslet příběh, pojmenuj zvířata – zvířecí rodinky, kde žijí, čím se živí, co potřebuje včelař ke své práci, co používá švadlena, co může švadlena ušít......). •Při jednotlivých činnostech si povídáme podle námětu obrázků s důrazem na: •určování směru pohybu včelky •určování počtu kroků •určování sledu kroků •určování výchozí a konečné polohy •porovnávání počtu kroků (délky provázku) •Další aktivity je možné tvořit s prázdnou kresbou podložky. Děti mohou vymyslet program, který má kamarád udělat s včelkou, mohou zakreslit objekty a naplánovat trasu včelky, program následně zapsat apod. Ozobot •Vypadá náročně, ale použitelný je i pro školku J Výsledek obrázku pro Ozobot SouvisejÃcà obrázek Ozobot •interaktivní hračka a edukativní pomůcka •vhodná pro děti od 7 let •5 světelných čidel z toho jedno barevné •RGB LED dioda •ochranné „skiny“ •kolečka, motorky •KÓDUJE SE POMOCÍ BAREVNÝCH KÓDŮ • Výsledek obrázku pro Ozobot Výsledek obrázku pro ozobot color codes Ozobot – co umí? •sledování čáry •rychlost pohybu 1,5 – 8,5 cm/s •křižovatky – náhodně vlevo, vpravo nebo rovně •přeskočení na čáru •otáčení, zastavení, krátké čekání •časovač, předprogramované pohyby •může počítat odbočení, změnu barvy dráhy,…. • http://ozobot.sandofky.cz/wp-content/uploads/OZO_oblecky-150x150.png Výsledek obrázku pro ozobot customization Ozobot – programování na papíře •Pomocí barevných kódů na papíře •Využívá se červená, zelená a modrá + černá •Ozobot čáru sleduje a sekvenčně vykonává příkazy •VIDEO ZDE Úkoly s Ozoboty (tiskneme…) •https://ozobot.com/play/construction-kit-games • •https://ozobot.com/play/print-games • Plány do hodin přímo od Ozobota •https://portal.ozobot.com/lessons • • • Ozobot – tablety a Ozoboti •Jde kreslit i jezdit robotem po tabletu, má příslušné aplikace •Aplikace má módy: •Freedraw, Playground a Challenge. •V módu Challenge jsou připravené úkoly k řešení a k nim jsou k dispozici jen příslušné kódy. •Úlohy jsou stupňované a řešení si mohou žáci nechat zobrazit. Tento mód tedy slouží k učení a pochopení filozofie Ozobota. •Je výhodné, že jednotliví žáci mohou postupovat vlastním tempem. •https://play.google.com/store/apps/details?id=com.evollve.ozobot • • • • Ozobot – blokové programování •Ozoboty je možné programovat i na PC pomocí programování v blokovém jazyce (podobné Scratchi) •Pomocí blikání se náš program nahraje do robota a ten následně úkony vykoná •https://ozoblockly.com/# • Výsledek obrázku pro OzoBlockly Výsledek obrázku pro Ozobot Ozobot – blokové programování Ozobot – zkušenosti přímo na školách Další robotické hračky •Robotických hraček je celá řada, liší náročností, tím co dovedou, možnostmi propojení s další technikou, snímači, aj. The Code-a-Pillar (Housenka) •Hračka má podobu housenky skládající se z osmi článků. •Každý článek housenky zastupuje nějaký příkaz (směr), kam lze housenku poslat. •Tři články značí „rovně“, dva „doleva“, dva „doprava“. •Je možné navolit kombinace směrů a housenku naprogramovat na různé cesty a směry ve zvoleném prostoru. •Děti spojují články a posílají housenku dopředu, dozadu, doleva, doprava nebo kamkoli dle své fantazie a novým spojováním a kombinací článků těla housenky posílají housenku novou cestičkou. •Děti se učí směrům, orientaci v prostoru, sekvenci příkazů a vytváření posloupnosti. Funguje na 4× AA baterie. Hračka je vhodná pro děti od 3 do 6 let. The Code-a-Pillar (Housenka) Code & Go Robot Mouse •Širší verzí Bee-Botu. •Má stejné funkce jako Bee-Bot a děti programují stejným způsobem její kroky. •Děti pro myšku staví bludiště ze zelených polí, což vede k získávání nových zkušeností s budováním prostoru, s rotací plochy a jejích jednotlivých částí a možností pozorovat skladbu prvků na ploše z různých úhlů. •Úkolem je pak myšku naprogramovat tak, aby postaveným bludištěm bez potíží prošla. •Děti se opět učí sekvencím příkazů a posloupnosti plnění zadaných instrukcí. Robotická myška umožňuje dobře rozvíjet algoritmické myšlení již u dětí v předškolním věku. Výsledek obrázku pro Code & Go Robot Mouse Code & Go Robot Mouse Coji Robot •COJI je robot, který učí děti programovat pomocí emotikonů. •Robot také reaguje na fyzické doteky, jako je lechtání nebo třepání. •Pro robota je možné stáhnout vytvořenou aplikaci na míru, skrze kterou je možné robota kontrolovat. •Coji je vzdělávací hračka, která učí základům programování. •Hračka je vhodná pro děti od 4 do 7 let. Výsledek obrázku pro Coji Coji Robot Dash and Dot •Dash a Dot jsou dva malí roboti, kteří dokáží interaktivně reagovat na sebe navzájem a dle příkazů plní naprogramované požadavky. •Roboti splňují nároky efektivní didaktické pomůcky, která dětem pomáhá pochopit principy programování, algoritmů a kybernetiky. •Děti mohou měnit povahu robotů, učit je řešit různé úlohy nebo ovládat jejich pohyby. •Pro Dash a Dot jsou připraveny aplikace pro chytré telefony a tablety, které velmi zábavnou formou umožňují získat první zkušenosti s programováním a robotikou. •Aplikace jsou postaveny tak, aby edukativní hru s roboty mohly zvládnout děti již od 5 let, které se začínají seznamovat s programováním. Dash and Dot Použité zdroje •Arrow Jumping Game [online] Discovered by Tanjo [11-11-2015]. [cit. 05-10-2018]. Dostupný z: https://tanjo.ai/contents/448931 •Bett [online]. London, 2018. [cit. 18-07-2018]. Dostupné z: https://www.bettshow.com/bettproducts-list/dash-and-dot •Internet Mall, a.s. [online] © 2000-2018. [cit. 18-07-2018]. Dostupné z: https://www.mall.cz/hracky-rozvoj-aktivita/fisherprice-ps-housenka-code-apillar?gclid=Cj0KCQjwnZXbB RC8ARIsABEYg6DXsolQnya8mIVO6rrCUZb7v1mdKt_hM5P5f QWAD2vx5f4307do0zgaAgOAEALw_wcB •TTS Group Ltd [online]. 2018. [cit. 18-07-2018]. Dostupné z: https://www.ttsgroup.co.uk/blue-bot-bluetooth-programmable-floor-robot/1007812.html •VANÍČEK Jiří. Robotická hračka Bee-bot: metodická příručka. České Budějovice: PF JU, 2016. •WowWee Group Limited [online]. 2015. [cit. 18-07-2018]. Dostupné z: http://store.wowwee.com/coji/coji-robot.html