Zkuste na to přijít. Lásku k robotice mohou získat i studenti humanitních oborů

Pane učiteli, proč ten robot nejede?“ ptá se dvojice žáků, která se už nějakou dobu marně snaží přimět vlastnoručně sestaveného robota k pohybu. „Zkuste na to přijít,“ povzbuzuje je učitel. Potom jim doporučí, aby si znovu pečlivě prošli všechny fáze konstrukce a u každého prvku si ověřili, že je zapojený správně. Klasická hodina informatiky na Gymnáziu a Střední odborné škole zdravotnické a ekonomické Vyškov.

Využívat kolaborativní roboty ve výuce tu začal před sedmi lety učitel informatiky Miloš Holzer. Viděl v tom dobrý způsob, jak přiblížit základy programování i studentům gymnázia po jeho sloučení se střední odbornou školou. „Pro většinu humanitně zaměřených žáků jsou technické předměty problém. A robot je pro ně atraktivnější než zpracování nějakých algoritmů,“ vysvětluje učitel a odkazuje se přitom i na revize rámcových vzdělávacích programů, ve kterých se na rozvoj informatického myšlení klade důraz nejen u technických oborů, ale také u těch humanitních.

Pro výuku si Holzer vybral roboty značky mBot Ranger. „Jsou výrazně levnější než třeba Lego, které je hodně na školách rozšířené. Takže jsme jich mohli nakoupit víc. A díky tomu s robotem nepracuje skupinka třeba pěti dětí, ale mají ho do dvojice,“ pokračuje Holzer. To je podle něj důležité, protože do řešení problémů se tak aktivně zapojí všichni žáci.

Chybí ti dílek? Vytiskni ho!

V hodině se Holzer hlavně snaží o to, aby žáci porozuměli konstrukci robota a mechanismům jeho fungování. Aby měli, jak říká, chuť tomu přijít na kloub. Často je nechá robota rozebrat, přestavět a naprogramovat podle nového zadání. „Například jim řeknu, ať vyrobí závoru, která se automaticky otevírá a zavírá, když přijede auto. Oni se tím naučí technicky přemýšlet nad řešením konkrétního problému,“ popisuje průběh hodiny.

Kromě logického myšlení tím rozvíjí také spolupráci a tvořivost. „Ve škole využíváme i 3D tiskárny. Když si žáci něco vymyslí a nemají k tomu vhodný dílek, mohou si ho namodelovat a vytisknout.“ Kreativní řešení problémů a schopnost pracovat s chybou přitom hrají důležitou roli.

Co podle Holzera učitelům robotiky chybí, jsou metodické materiály k práci s konkrétními roboty. Do vlastních hodin si je tedy připravuje sám a nabízí je i svým kolegům. Energii věnuje také výrobě praktických pomůcek, z linolea například vytvořil půdorys města, po kterém se pojízdní roboti pohybují. V hodině pak žáky třeba vyzve, aby naprogramovali vozítko, které třikrát objede nemocnici a pak zaparkuje na určeném místě.

Zábavné programování následně některé studenty – ale také studentky – motivuje k tomu, že si ve třetím a čtvrtém ročníku vyberou seminář z informatiky, což může nastartovat jejich budoucí uplatnění v technickém odvětví.

Zmenšenina průmyslových strojů

Že školní roboti nejsou jen hračky, ale skutečná příprava na práci v oboru automatizace, dokazuje Dobot Magician, další z výrobků využívaných ve výuce na základních, středních i vysokých školách. Svým programovatelným ramenem dokáže psát, kreslit, provádět 3D tisk a manipulovat s předměty až do půlkilové hmotnosti. „Dobot je zmenšeninou skutečných průmyslových robotů a princip práce a programování je v podstatě totožný. Průmyslová verze těchto robotů se využívá v celé řadě firem v reálném provozu,“ představuje výrobek Pavel Vladyka ze společnosti ControlTech, která v Česku Doboty distribuuje.

Zkušenosti s nimi má Střední průmyslová škola Otrokovice, která zavedla ve všech studijních i učebních oborech předmět základy robotiky. Žáci se na různých úrovních učí ovládat robotickou ruku, programovat ji v prostředí Blockly nebo Python a přenášet třeba různé předměty přes překážky. „Mezi nejoblíbenější aktivity patří gravírování do lepenky a kůže. Žáci si vytvoří vlastní návrh grafiky, naprogramují robotickou ruku a laserová gravírovací hlava nakonec vytvoří finální výrobek,“ popisuje práci s robotem zástupce ředitele školy Otakar Pancner.

Potenciál využití robotů vidí i ve výuce matematiky a rozšíření do dalších předmětů škola zvažuje v rámci úprav školního vzdělávacího programu. Pro žáky je podle Pancnera užitečné, že díky robotům vidí skutečné výsledky programování: „Naučí se orientovat v souřadnicovém systému, uvědomují si reálné fyzikální prostředí a pochopí logické návaznosti.“

Je dokument opravdu tím, za co je vydáván? Pokud je uložen v blockchainu, nejde ošidit

11. 10. 2023 ▪ 6 min. čtení

Se stále větším zapojením robotů do výuky by podle něj měly počítat všechny školy. Tak jako je běžné, že jsou vzdělávací instituce vybavené učebnami výpočetní techniky, bude podle jeho mínění potřeba vybudovat učebny robotiky a obecně moderních technologií. „V naší škole je učebna s deseti roboty a učí se tam vždy jen skupina o maximálním počtu 15 žáků. Už teď plánujeme druhou takovou učebnu,“ prozrazuje Pancner.

Takové vybavení ale může být pro školu finančně náročné. V případě robota typu Dobot Magician se cena základní verze s příslušenstvím pro uchopování, kreslení a rýsování pohybuje kolem dvaceti tisíc korun. V podobné cenové kategorii je možné si pořídit základní sadu Lego Mindstorms EV3 nebo robotickou stavebnici Vex IQ. Vybavit takovými pomůckami celou třídu z vlastních prostředků si školy většinou nemohou dovolit a musí se proto spolehnout na dotační podporu nebo spolupráci sponzorů.

Veletržní listy

Stáhněte si přílohu v PDF

To by ale mohlo být oboustranně výhodným řešením. „Současný nedostatek kvalifikovaných lidí na pracovním trhu by měl logicky vést k užší spolupráci mezi firmami a školou,“ myslí si Pancner. Školy by měly aktivně komunikovat s firmami, zjišťovat jejich potřeby a přizpůsobovat jim do potřebné míry i výuku. Firmy by na oplátku mohly část svých zisků investovat do technického vybavení škol a do kvalitní přípravy nové generace pracovníků.

Na vyškovském gymnáziu to tak už funguje a škola má nyní asi dvacet mBotů s bohatým příslušenstvím. „Ze strany vedení školy máme velkou podporu, první roboty jsme si mohli pořídit z našeho rozpočtu. Další nám pak věnovala firma NXP, se kterou spolupracujeme. Jeden z jejích zaměstnanců u nás vede zájmový kroužek programování,“ dodává Holzer.

Inspiraci k výuce sdílí učitelé nejen v rámci své školy, ale také na konferencích a oborových seminářích nebo na online platformě iMyšlení.cz, kde si učitelé vyměňují své zkušenosti s rozvíjením informatického myšlení žáků. „Informaticky myslící člověk ve svém životě odhaluje rutinní postupy a snaží se je optimalizovat, aby mu nezabíraly tolik času, a automatizovat je tak, aby se místo nich mohl věnovat třeba rodině nebo koníčkům,“ představují tuto schopnost autoři webu. Uplatnit ji tedy mohou v každodenním životě všichni žáci a profesionálně pak ti, kteří si vyberou kariéru v IT nebo v sektoru automatizace.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Veletržní listy.