Jan Podzimek: Programování na 1. stupni s Code.org

Popis praktických zkušeností s vynikajícím volně dostupným kurzem základů programovaní pro žáky ZŠ, jehož zařazení do výuky lze dalším učitelům ICT jen doporučit.

Tento článek popisuje mé praktické zkušenosti s využitím kurzu Úvod do počítačových věd, za kterým stojí lidé z Code.org, což je asi aktuálně největší globální projekt na podporu výuky programování s mnoha sponzory. Jednou z doprovodných aktivit byla kampaň Computer Science Education Week, jejímž rámci byla realizována i Hodina kódu, o které již bylo i zde na Spomocníkovi psáno (Celosvětová kampaň Hour of Code). Budu se věnovat jak samotnému technickému pozadí kurzu, tedy registraci učitele i žáků, správě jejich účtů a monitoringu skupiny, tak i konkrétním zkušenostem z realizované výuky.

Jak jsem se ke kurzu vůbec dostal

S využitím uvedeného kurzu vedu výuku v rámci zájmového kroužku na základní škole. V kroužku jsou žáci od druhé do páté třídy. U zájmových kroužků se snažím probírat to, co děti skutečně zajímá. Letos v září se žáci ozvali, že se chtějí naučit, jak vytvořit počítačovou hru. Prohledal jsem proto všelijaké kouty internetu a zjišťoval, jakým způsobem seznámit žáky prvního stupně se základy algoritmizace a programování tak, aby po třiceti lekcích dokázali vytvořit něco, co by sami považovali za hru. Pro začátek jsem věděl jen tolik, že určitě nebudeme programovat kalkulačku v TurboPascalu. Nakonec padla volba na prostředí Imagine Logo, jehož demoverze byla ve škole nainstalována. V polovině prosince jsem se prostřednictvím Spomocníka doslechl o celosvětové kampani „Hour of Code“, zaměřené právě na podporu výuky programování. Na stránkách projektu, learn.code.org, jsem si všiml také navazujícího dvacetihodinového kurzu, a ten mne doslova uchvátil. Pro jistotu upozorním, že se nejedná o kurz, jehož cílem je tvorba her, ta bude teprve následovat. Kurz slouží především k seznámení s principy algoritmizace.

Prostředí aplikace

Prostředí aplikace. Zleva: zadání, dostupné bloky, výsledný program.

Celý kurz je ve skutečnosti webovou aplikací a vše se odehrává v prostředí internetového prohlížeče. Nepotřebujete tedy nic instalovat, stačí si ověřit, že na školních počítačích vše funguje a začít s výukou.

Veškeré „programování“ se odehrává prostřednictvím přetahování dostupných bloků a jejich spojování v celistvý program. Výstup programu je graficky znázorněn ve formě animace s motivy ze známých her jako Angry Birds a Plants vs. Zombies, což jeho atraktivitu ještě zvyšuje. Kurz začíná úplnými základy a seznámením s prostředím. V prvních několika úrovních má žák jen posunout postavičku o několik políček vpřed, případně zatočit. Po poněkud pomalejším startu se vše rozbíhá naplno a postupně se přidávají smyčky, podmínky a funkce. Později také funkce s parametry a rekurze. U každého zadání je určeno, kolik programových bloků by mělo řešení obsahovat. Pokud žák použije bloků více, avšak dosáhne požadovaného výsledku, postupuje, ale neúspěch se mu zapisuje do statistik. Podle autorů je kurz použitelný až do osmé třídy (K-8). Ze zkušenosti mohu říct, že třeťáci v kroužku se po třetí lekci s tímto prostředím sžili a zatím nemají vážnější problémy. Nutno podotknout, že vynecháváme unplugged aktivity (bez počítače) a čerpáme i z předchozích zkušeností s Imagine Logo.

Postup studenta je založen na řešení problémů (hádanek). Existuje celkem dvacet postupových fází. Začíná se s bludištěm, kdy je v každé hádance úkolem „chytit prasátko“ a později „dovést Zombie ke slunečnici“. V dalších fázích se střídá několik různých prostředí, kde v každém jde o něco jiného. V prostředí „Umělec“ je vaším úkolem vytvořit takový kód, abyste nakreslili obraz shodný s předlohou. Jedná se tedy ve skutečnosti jen o další reprezentaci želvy a želví grafiky. V prostředí „Farmářka“ musí žák pomoci farmářce zasypat díry a odklidit hromady z její farmy. Jedná se tedy o rozšíření bludiště z úvodní fáze, ale úkolů je více a řeší se komplexní zadání. Mezi jednotlivé fáze řešení je zařazeno celkem jedenáct unplugged aktivit. Jejich cílem je seznámit žáky s fungováním počítačů, algoritmizací a internetem.

Bludiště, Umělec a Farmářka. Tři rozdílné prostředí s odlišnými úkoly.

Vždy, když je pro vyřešení hádanky potřeba využít nový prvek, předchází jejímu zadání video, ve kterém je vše vysvětleno. Nutno poznamenat, že videa jsou vskutku kvalitně zpracovaná, byť žáci nejsou schopni ocenit známé tváře, které se v nich objevují ani použité příklady ze života. Pokud by někomu video nevyhovovalo, může si kliknout na vedlejší záložku a namísto videa si zobrazit jeho textový přepis doplněný o důležité snímky z videa. Motivační videa jsou umístěna také u jednotlivých unplugged aktivit. Každé video je možné stáhnout kliknutím na příslušné tlačítko během jeho přehrávání, případně jsou také všechna pohromadě oficiálně nahrána na DropBoxu. Za zmínku stojí, že videa nejsou odkazována přímo z Youtube, jak by se mohlo zdát, ale přenášejí se přes specializovaný server YouTubeEducation.com, který je záměrně anonymizován. Pokud tedy u vás máte, podobně jako některé americké školy, Youtube blokovaný, tato videa by vám měla fungovat.

Ukázka video-tutoriálu - nahoře tlačítko pro zobrazení textových poznámek, stažení videa a zavření okna.

Jak se přihlásit, vytvořit třídu a začít pracovat

V kurzu můžete začít pracovat i anonymně. Stačí otevřít learn.code.org a můžete se dát do práce. Při použití ve škole si ale budete pravděpodobně chtít svůj pokrok uložit a příště navázat. K tomu stačí zdarma se zaregistrovat. K registraci budete potřebovat funkční e-mailovou adresu nebo můžete použít svůj účet Google, Facebook, Twiter anebo Windows Live. Tvůrci projektu naštěstí pochopili, že zejména mladší děti často nemají e-mail, zapomínají hesla a učitel potřebuje mít přehled o jejich pokroku. Proto umožnili registraci celých tříd. Jak na to? Nejprve se musíte zaregistrovat jako učitel. Registrační odkaz je umístěn na learn.code.org pod úvodním obrázkem kurzu K-8. Učitelskou registraci lze také na stejném místě připojit k již existujícímu účtu.

Po přihlášení do učitelského účtu klikněte vpravo nahoře na své jméno a poté na odkaz „My students“. Zde můžete přidat novou sekci, tedy třídu (Manage sections -> Add section), pro vytvoření třídy potřebujete zadat pouze její jméno. Po vytvoření nové třídy nás bude zajímat její kód (Section-Code). Jde o šestimístný kód identifikující vaši třídu, například IBKBFL. Poté již stačí jen požádat studenty, aby přešli na adresu http://learn.code.org/join, kde vyplní uvedený kód a zaregistrují se.

Při tomto způsobu registrace žáci zadávají pouze své uživatelské jméno a heslo, nepotřebují tedy e-mailovou adresu! Pochopitelně se mohou zaregistrovat i obvyklou cestou a identifikátor třídy vyplnit později ve svém profilu. V tomto případě již ale e-mailovou adresu potřebují. Identifikátor třídy je možné také zakomponovat přímo do adresy, tím studentům odpadne jedno vyplňování políčka, adresa poté vypadá například http://learn.code.org/join/IBKBFL. Pokud máte zájem prozkoumat prostředí z pohledu žáka, tak uvedený odkaz vede do skutečné třídy, kterou jsem pro tento účel vytvořil.

Jakmile se žáci připojí ke třídě, mohou začít pracovat na jednotlivých hádankách. Dostupné jsou všechny úrovně včetně unplugged aktivit. Záleží jen na učiteli, co se bude dělat. Učitel má ve svém profilu zobrazen „Panel pokroku“ ve kterém vidí postup jednotlivých studentů (Nový pohled na schopnost technologií ověřovat výukové výsledky). Tvůrci šli tak daleko, že lze poznat nejen dokončené hádanky, ale i zda náhodou student nepoužil příliš mnoho bloků. Taktéž vidíme neúspěšné pokusy o splnění aktivity a dokonce si můžeme zvýraznit přehled činnosti žáků za poslední hodinu, den či týden. Výsledná tabulka je značně široká a má bohužel pevnou šířku. A tak vám ani sebevětší displej nepomůže ji zobrazit vcelku. Pokud jsou studenti přibližně na stejné úrovni, tak to tolik nevadí, ale pokud jsou mezi nimi výraznější rozdíly, tabulka je dost nepřehledná.

Panel pokroku s vyobrazením aktivity studentů, hotových cvičení i neúspěšných pokusů.

Na kartě „Manage students“ je možné žákům nastavit nové heslo, pokud jej zapomněli. Asi to znáte, ale raději připomenu typický problém. Než studentovi změníte heslo, ověřte si, že se pokouší přihlásit se správným uživatelským jménem. S tím mají na kroužku potíže zejména druháci a třeťáci, ale učí se rychle. Je to jedna z kompetencí, která se jim určitě bude hodit. Pokud chcete, můžete studenty přesouvat mezi jednotlivými třídami. Zatím se mi nepodařilo zjistit, zda je lze též zcela odstranit. Pro každého studenta si lze zobrazit jeho nedávnou aktivitu, mělo by též být možné zobrazit kód, který student sestavil, ale to se mi zatím nepodařilo. Buď jsem vždy použil špatný prohlížeč, anebo to nefunguje.

Za svoji činnost získávají studenti „trofeje“, za každý podstatný algoritmický prvek jednu. Dle toho, jak dobře plnili úkoly s daným konceptem související, získají trofej bronzovou, stříbrnou nebo zlatou, v obvyklém případě postupně všechny tři. Při výuce můžete využít trofeje například jako podklad pro hodnocení.

Celý článek na spomocnik.rvp.cz