MAKER, ROBOTIIKKA JA OHJELMOINTI, FCLAB TAMPERE
Katsaus Tampereen FCLabin maker-, robotiikka- ja ohjelmointitoimintaan lukuvuonna 2021–2022
Tampereen FCLabissa mietitään maker-toiminnan, robotiikan ja ohjelmoinnin pedagogista toteutusta toimintaedellytysten ja sisältöjen kautta. Aika usein nämä kolme osa-aluetta yhdistyvätkin työskentelyssä yhdeksi laajemmaksi kokonaisuudeksi, eikä niitä tarvitse teräväreunaisesti erotella toisistaan. Kokoavana yläkäsitteenä voidaan käyttää makeria. Resursseja laitteistojen ja materiaalien hankintaan on ollut käytössä melko niukasti, ja valintoja tehdään siksikin erityisesti harkiten. Ajatuksena on toteuttaa robotiikan, ohjelmoinnin ja makerin opetus nimenomaan niin, että toimintamallit ovat monistettavissa ja toteutettavissa missä tahansa peruskoulussa, tätä kautta etsitään kustannustehokkaita valintoja ja keskitytään erityisesti muutamiin välineisiin ja tehtäviin.
MAKER-TILAT
Kun KAKS10 56 -oppimisympäristö oli saatu kuntoon ja nähty tarve maker-tilojen luomiseen, vuonna 2019 toteutimme kouluun ensimmäisen maker-tilan. Se oli samalla alakoulun kuvataideluokka, joten haasteita syntyi lähtien tilan jatkuvasta varaustilanteesta. Saatujen kokemuksien pohjalta päädyttiin varustamaan myös toista maker-tilaa, joka otettiin käyttöön syksyllä 2021. Tämän maker-luokan lähtökohtana taas oli vahva yhteys käsityöhön. Tilassa on käsityön kovien materiaalien opetukseen tarvittava perusvarustus, mutta mukaan tuotiin myös mm. ohjelmointitarpeistoa, erilaisia rakennussarjoja, robotiikkaa, maker-kärry (elektroniikkavarustus), 3D-tulostin, ompelukoneita sekä mediavarustusta greenscreenin ja valaisimien muodossa.
Höyläpenkkien päälle tehtiin omana työnä levyt, jotka mahdollistavat suunnittelutyön höyläpenkkien reikäistä pintaa paremmin. Uudemmassa maker-tilassa on suhteellisen vähän lukujärjestykseen merkittyjä tunteja, joten nyt on saavutettu alkuperäinen ajatus, jossa tila voidaan varata jaksomaisesti erilaisiin maker-projekteihin tai mediatuotantoon aiempaa joustavammin. Samalla on huomattu, että kaksi erilaista maker-tilaa – toinen kuvataidepainotuksella ja toinen käsityöpainotuksella on varsin toimiva yhdistelmä.
INNOKAS-YHTEISTYÖ
Kevään 2022 aika on käynnistetty harjoittelukoulujen ja Innokas-verkoston yhteistyö. Ajatuksena on yhdistää voimia maker-toiminnan kehittämiseksi hiin harjoittelukouluissa kuin seutukunnallisestikin. Tampereen FCLab on aloittanut konkreettisen yhteistyö Tampereen seudun Innokas-verkoston kanssa vastavuoroisilla vierailuilla sekä maker-polun yhteissuunnittelun muodossa.
ROBOTIIKKA, OHJELMOINTI JA TEKNOLOGIAN KÄYTTÖKOKEILUT
Lukuvuoden aikana on päästy tutustumaan ja kokeilemaan muutamiin mielenkiintoisiin uusiin robotiikan ja ohjelmoinnin välineisiin ja ratkaisuihin. Kokeilujen myötä on saatu arvokasta kokemusta siitä, millaiset ratkaisut sopivat millekin ikäluokalla ja millaisiin tarkoituksiin. Suurelta osin kokeilu- ja kehittämistyö on tehty FCLabin ja yrityskumppanien yhteistyönä. Seuraavista tuotteista on toteutettu eri laajuisia kokeiluja ja opetusjaksoja:
Micro:bit: Micro:bitit ovat laajasti tunnetuksi tulleita luottokortin kokoisia minitietokoneita. Niiden hankintahinta on edullinen, ja ne sopivat moniin tarkoituksiin. Led-näytölle voi ohjelmoida sisältöjä ja laitteeseen voi kytkeä ledejä ym. komponentteja. Myös pieniä pelillisiä ohjelmia on helppo luoda. Käyttöönotto on helppoa, varsinkin kun verkosta löytyy paljon ohjeita ja vinkkejä. Micro:bit on helppo liittää osaksi erilaisia rakenteluprojekteja.
Sphero Bolt: pallorobotit ovat innostavia matalalla kynnyksellä käyttöön otettavia robotteja. Ohjelmointia voi toteuttaa eri tavoin, mutta etenkin graafinen blokki-ohjelmointi mobiililaitteilla sopii opetukseen mainiosti. Sekä liikkumiskäskyt että ohjemalliset perusrakenteet ovat toteutettavissa nopeasti ja helposti. Ohjelmoinnin opiskelussa voi antaa haasteen esimerkiksi teippaamalla radan lattiaan tai vaikkapa antaa vaikeutuvia erilaisia tehtäväkortteja. Spheroja on yhdistetty myös maker-rakenteluun, sillä sen pyörivän ”moottorin” ympärille voi rakentaa esim. maalla tai vedessä liikkuvia kulkuneuvoja. Spheroille on FCLab Tampereessa rakennettu purettava ”areena”, joka lisää käyttömukavuutta.
Hummingbird: Hummingbird Kit on BirdBrain Technologiesin micro:bit-käyttäjille tarkoitettu piirisarja, jonka avulla voit helpottaa ja monipuolistaa mahdollistaa ja monipuolistaa rakentelua. Sarjan ledit, tunnistimet, moottorit ym. komponentit ovat helppokäyttöisiä ja kokeiluihin innostavia. Sarja on monipuolisesti yhdistettävissä erilaisiin maker-projekteihin.
Sphero Indi: Sphero Indit ovat varhaiskasvatukseen ja alkuopetukseen soveltuvia helposti lähestyttäviä liikkuvia robotteja, jotka kannustavat mielikuvitukselliseen ja ongelmanratkaisuun perustuvaan oppimiseen. Indissä on sisäänrakennettu värisensori, jonka avulla robottia voidaan soveltaa leikinomaiseen loogisten ongelmien ratkaisemiseen. Helpoimmillaan Indejä voidaan ohjata värikorteilla ilman päätelaitetta. Laajemmat haasteet voidaan jakaa osaongelmiin, ja niihin on mukava löytää ratkaisuja ja saada Indi liikkumaan halutulla tavalla. Kun aletaan hahmottaa käytettävät vaiheet ja peräkkäisten sääntöjen joukko, ollaan jo hyvässä vauhdissa ohjelmallisen ajattelun perusteissa. Kevään 2022 aikana Tampereen FCLab on myös johtanut Indin opettajan oppaan käännöstyötä – opas julkaistaan vuoden 2022 aikana!
Brick ’R’: Brick ’R’ on joustava ja laajennettavissa oleva elektroninen järjestelmä oppimiseen ja opettamiseen, kokeiluun ja kehittämiseen. Käyttö perustuu siihen, että yksittäiset palat (tiilet) yhdistetään valmiiden liittimien avulla, jolloin jopa monimutkaiset piirit ovat nopeasti rakennettavissa. Järjestelmä perustuu avoimeen lähdekoodiin, joka avaa mahdollisuuden luoda runsaasti omia kokeiluja. Yläkoulun kokeilussa 2022 lähdettiin maker-kulttuurin hengessä ytimekkään perusteisiin tutustumisen jälkeen ratkaisemaan pienin askelin vaikeutuvia ongelmia rakentelun avulla.
Lego Spike Prime: Spike-sarja on suunniteltu ala- ja yläkoulun käyttöön ja sen avulla harjoitellaan ohjelmointia, robotiikkaa ja muita STEAM-sisältöjä. Spike Prime sarjassa tulee mukana legoja, renkaita ja monipuolisesti liittämiseen ja toiminnallisuuksiin tarvittavia osia. Sarjan keskipisteenä ja aivoina toimii ohjelmoitava hubi, jossa on kuusi tulo/lähtöliitäntää, valomatriisi, Bluetooth, kaiutin, gyroskooppi ja ladattava akku. Yksinkertaisimmillaan ohjelmointi on keskusyksikön, yhden tai kahden moottorin liikuttamista käskyjen avulla, mutta Spike-sarja antaa mahdollisuuden hyödyntää myös ohjelmoitavia sensoreita. Paketin mukana tulee kolme ohjelmoitavaa sensoria; etäisyys-, valo- ja voima-anturit. Norssille hankittiin keväällä 2022 kymmenen Lego Spike Prime -robottisarjaa yhteistyössä vanhempainyhdistyksen ja FCLab.fi-hankkeen kanssa., ja ensimmäinen kokeilu toteutettiin kerhomuotoisena.
OHJELMOINTIPOLKU
ENorssin ohjelmointipolku on päivitetty lukuvuonna 2021-2022 (https://enorssi.fi/tvt/ohjelmointipolku/). Tavoitteena on, että tämän dokumentin avulla opettajat saavat valmiita ohjeita ja malleja ohjelmoinnin sekä ohjelmoinnillisen ajattelun opetuksen aloittamiseksi ja jatkamiseksi opetukseen ja löytää käytännön vinkkejä luokassa hyödynnettäväksi. Ohjelmointipolun aineisto jakaantuu kolmeen osaan: 1. –2.lk, 3. –6.lk ja 7. –9.lk. Jokaisessa osiossa on nähtävillä tavoitteet, linkkejä ja vinkkejä toteutettaviksi harjoitteiksi sekä lisämateriaalin löytämiseksi.
Ohjelmointipolun kantavana ajatuksena on helpottaa opettajan työtä opetussuunnitelmaan kirjattujen ohjelmoinnin tavoitteiden täyttymisestä opetuksessa. Ohjelmointi saattaa edelleen näyttäytyä pelottavana ja luotaantyöntävänä, mutta ohjelmointipolku osaltaan pyrkii hälventämään näitä epäluuloja sekä osoittamaan, että ohjelmointi voi olla opettavaista, tärkeää ja ennen kaikkea hauskaa!
MAKER-POLKU, TEHTÄVÄKORTIT JA MAKER-TOIMINNAN LAAJENTAMINEN
Ohjelmointipolusta saadut hyvät kokemukset synnyttivät ajatuksen myös eräänlaisen maker-polun tarpeellisuudesta. Kokeilut, kehittäminen ja innovatiiviset maker-projektit ovat toistaiseksi kohdentuneet vain pienelle joukolle oppilaita ja luokkia. Siksi seuraava luonteva askel onkin rakentaa malli, jolla jalkauttaa toimintaa laajemmin perusopetuksen kaikille luokille.
Harjoittelukoulujen (eNorssi) TVT-ryhmässä on keskusteltu yhteisen maker-polun laatimisesta jo pitkään. Nyt tuo työ on käynnistetty ja se jatkuu lukuvuonna 2022–23. Mukana kehittämistyössä ovat niin eNorssi, FCLab-hanke kuin Innokas-toimijatkin.
Maker-polku tulee kattamaan perusasteen kaikki vuosiluokat. Tavoite on tuoda sisältöjä paitsi opetukseen myös opetusharjoitteluihin ja tuleviin koulutuksiin. Opettajan ja opetuksen tueksi on jo laadittu tehtäväkortteja ja näitä tuotetaan lisää syksyn 2022 aikana. Ajatuksena on varmistaa jokaiselle oppijalle vähintäänkin yksi maker-projekti / luokka-aste, kokoamalla opettajille riittävän kattava ja helppokäyttöinen tukimateriaali. Projekteissa yhdistyy innovointiprosessi, rakentelu, elektroniikka sekä ohjelmointi.
Varsinainen maker-polku julkaistaan kevään 2023 aikana ja sitä tuotetaan yhdessä eNorssin, FCLab-hankkeen ja Innokas-toimijoiden kanssa. Maker-toiminnan jalkauttaminen on yksi erityisistä painopisteistä Tampereen normaalikoulussa ja FCLabissa.
Lisätietoja:
Mikko Horila (mikko.horila@tuni.fi)
Tuomo Tammi (tuomo.tammi@tuni.fi)
Janne Nissinen (janne.nissinen@tuni.fi)
