Założenia projektu
- zaznajomienie z nowymi technologiami w rzeczywistości rozszerzonej
- zapoznanie z krokami i zasadami produkcji filmowej
- rozwój kreatywności i nowe pomysły dzięki grze planszowej i kreatywnym kostkom
- prześledzenie procesu projektowania i produkcji materiałów za pomocą drukarki 3D
- otwieranie nowych dróg podczas projektowania robotów
- uczenie się na błędach swoich i cudzych
- nauka elementów programowania i myślenia abstrakcyjnego
- obsługa nowych programów, wyszukiwanie narzędzi do rozwiązywania napotkanych problemów
Realizacja
Od października 2021 do maja 2022 w Zespole Szkół Ekonomicznych w Kaliszu odbywały się przeciętnie raz w tygodniu zajęcia dla 17 osób w ramach projektu Cyfrowa Szkoła Wielkopolska@2020
Uczestnictwo w tym przedsięwzięciu przyniosło Szkole wiele korzyści. Placówka otrzymała zestaw pomocy dydaktycznych, które po zakończeniu projektu zostały do jej dyspozycji. Pakiet ten składał się z: 2 zestawów robotycznych Lego Spike, 1 zestawu gry, 3 sztuk zestawu Merge Cube oraz 3 zestawów kostek. Ponadto do szkoły trafiły urządzenia cyfrowe, tj. 25 tabletów z oprogramowaniem, laptop i drukarka 3D, która odegrała niebagatelną rolę w kreacji projektu.
Poza wymienionymi korzyściami materialnymi, uczestnicy projektu otrzymali przede wszystkim bardzo cenną wiedzę i nabyli umiejętności praktyczne z zakresu podstaw programowania, myślenia problemowego i abstrakcyjnego, obsługi nowych programów. Celem projektu był rozwój kompetencji informatycznych uczniów, stanowiących jedną z 8 kompetencji kluczowych, opanowanie których jest niezbędne każdemu, kto pragnie odnaleźć się we współczesnym, jakże skomplikowanym i dynamicznym świecie. Połączenie wiedzy teoretycznej z umiejętnościami praktycznymi a także bieżące rozwiązywanie niespodziewanie napotykanych problemów jest tu niezbędne.
Projekt przebiegał pod hasłem „Jak podejść robota – film edukacyjny”. Praca z projektem rozpoczęła się od zabawy z kostkami story cubes, które zintegrowały grupę i znacząco podniosły wiarę młodzieży w swoje możliwości.
Dosyć dużym zainteresowaniem cieszyła się zabawa z rzeczywistością rozszerzoną. Większość uczniów spotkała się już fenomenem za pomocą popularnej darmowej gry Pokemon Go!, gdzie w naturalnym środowisku należało przez kamerę znaleźć i schwytać umieszczane przez program w otoczeniu wirtualnym pokemony. Istoty te można było zobaczyć wyłącznie patrząc na świat przez kamere telefonu. Za pomocą kostek Merge Cube uczniowie odkryli całkiem nowy świat zastosowań edukacyjnych rzeczywistości rozszerzonej.
Dixit – grę karcianą uczestnicy koła od razu polubili. Wyzwoliła w młodzieży kreatywność, dała pole do eksperymentów, doskonaliła umiejętności analitycznego i logicznego myślenia, zachęcała do pracy, motywowała do pogłębiania wiedzy i umiejętności.
Niestety w związku z kontynuacją epidemii koronawirusa, projekt nie został zrealizowany w zakładanym zakresie. Nie odbyła się wycieczka do drukarni w Opolu, a część zajęć prowadzona była zdalnie. Nie był to jednak czas stracony. Sytuacja wymusiła na nas konieczność pracy na platformie Office 365, a w ramach niej na module TEAMS i ONEDRIVE. Uczniowie również dla urozmaicenia zajęć podkładali swoje avatary w miejsce prawdziwych, co widać na poniższym filmie (Ronaldo popijający szampana i łysol z chipsami). Wbrew pozorom wykonanie takiej operacji nie należy do czynnosci najprostszych.
W trakcie trwania nauczania na odległość, uczniowie dowiedzieli się w jaki sposób i za pomocą jakich narzędzi można projektować własne elementy 3D. Dowiedzieli się również o ograniczeniach wydruku. Nie wszystko, co się zaprojektuje jest możliwe do wydrukowania bezpośrednio. Należy pamiętać o konstrukcjach wspierających, rodzaju materiału z którego jest wydruk, średnicy dyszy i wielu innych elementów. Zapoznali się również z uniwersalnym formatem STL, który pozwala na edycje modeli międzyplatformowo na różnych programach. W pracy korzystali z baz darmowych bibliotek, między innymi na stronie www.thingiverse.com oraz z darmowego programu do edycji obiektów na stronie www.tinkercad.com program ten nie tylko pozwalał na edycje istniejących i tworzenie własnych brył 3D, ale także umożliwiał projektowanie układów elektronicznych oraz blokowe zaprogramowanie projektu. Niestety ostatnia funkcja jest w wersji testowej i nie spełniła oczekiwań.
Dzięki tym zajęciom uczniowie mogli zapoznać się z nowymi technikami, z możliwościami, jakie niosą ze sobą nowe technologie, wkroczyć w takie dziedziny nauki jak mechatronika, robotyka, czy projektowanie i drukowanie w trzech wymiarach.
Po wybraniu najlepszych projektów rozpoznaniu możliwości drukarki i dokonaniu niezbędnych poprawek dokonano wydruków dodatkowych elementów do uzbrojenia robotów. Doświadczalnie ustalono, że elementy ofensywne są zbyt potężne, jak na możliwości silników zestawu, poprzestano zatem na ochronie pojazdu w postaci klocków z kolcami.
Ponieważ wydruk dowolnego projektu jest szalenie wolnym zadaniem i ciężko taką operację sfilmować w czasie rzeczywistym – dokonano montażu filmu ze zdjęć wykonywanych automatycznie co 5 minut w tzw. procesie timelapse. Biorąc pod uwagę standardową szybkość wyświetlania filmu z prędkością 24 zdjęć na sekundę – na każdą minutę filmu poświęcono 1440 zdjęć. Na jednym z filmów widać także zmianę barwy oświetlenia – ze względu na krótkie dni i sztuczne oświetlenie.
Żeby robot w ogóle był w stanie się poruszać – musi zostać w jakiś sposób oprogramowany. Na początku skorzystano z darmowego oprogramowania scratch dostępnego online dla ukazania zasad programowania blokowego. Głównym oprogramowaniem był program Lego Spike dostarczany przez firmę Lego (również darmowy). Dosyć szybko okazało się, że o ile lekcje dostarczone przez Lego są ciekawe i mogą służyć do początkowego ogarnięcia robota – to na dłuższą metę pojawiły się ograniczenia związane głównie ze sterowaniem urządzeniem. Młodzież samodzielnie znalazła rozwiązanie – Huby Spike są identyczne jak w Lego Mindsorms EV3 i można bez problemu za pomocą tabletu zmienić oprogramowanie systemowe huba i wykorzystać rozszerzone możliwości zestawu. Do tego niektórym uczniom sterowanie za pomocą tabletu okazało się niewygodne i dołączyli moduły sterowania robotem za pomocą pada do Playstation 3.
Kilka pierwszych zajęć poświęcono na zapoznanie się z zestawami, lecz szybko uczestnicy koła puścili wodze fantazji praktycznie na każdych zajęciach wykonując i testując nowe wersje swoich maszyn. Na bieżąco zauważali i poprawiali swoje błędy bez żadnej sugestii ze strony opiekuna. Obserwacja tego procesu była fascynująca. Szukanie dziur w oprogramowaniu, konstrukcji czy końcowym montażu sprawiało niemałą frajdę zarówno uczniom jak i prowadzącemu.
Uczniowie zrobili film podsumowujący projekt, nadzorowany przez prowadzącego zajęcia. Film został podzielony na 10 krótkich, dynamicznych części odpowiadającym rozdziałom pracy koła. Uznano, że taka forma nie będzie zbyt nudna dla obserwatora. Najdłuższy jest film zamieszczony poniżej ze względu na finałowe działania pracy w projekcie. Młodzież zwykle podczas zajęc wypowiadała się również na temat projektu, w którym uczestniczyła. Najbardziej podobała im się zabawa z zestawem klocków lego i same walki. Budowali roboty, pojazdy, narzędzia, które następnie programowali wprawiając je w ruch i starając się pokonać przeciwnika. Zainteresowanie projektem tracili w momencie konieczności komunikacji zdalnej. Wszyscy wówczas zgodnie stwierdzili, że chcieliby jak najszybciej wrócić do zajęć prowadzonych w szkole.
Zajęcia koła były zajęciami niestandardowymi. Dawały duże możliwości autonomii uczestnika, który mógł robić co chciał w ramach założeń projektu. Miały charakter badawczy, przez co były dla uczniów bardzo atrakcyjne. Założenia i cel zajęć zostały zrealizowane w dużo większym zakresie niż sie spodziewano, uczniowie deklarują uczestnictwo w zajęciach również w przyszłym roku. Niektórzy uczestnicy wzbogacili tymczasowo swoje zasoby elektroniczne i ich obsługę korzystając z użyczonych tabletów. Inni odkryli, że wydajność pracy w grupie jest dużo wyższa od tej indywidualnej. Były napotykane problemy, wykonywane błędy, nastąpiły też awarie. Wszystkie zostały pokonane a efekt jest niezwykle satysfakcjonujący.
Projekt na pewno nie zakończy się w tym roku. Pozostał przecież sprzęt, który będzie można wykorzystać w szkole projektując nowe, niesztampowe zajęcia czy to w podstawie programowej czy też na kółkach zainteresowań. Znacząco wzrosły kompetencje informatyczne nie tylko uczniów, ale również nauczycieli, a przede wszystkim opiekuna projektu, który jako nauczyciel uczestniczący bezpośrednio w projekcie, został objęty cyklem szkoleń, podnoszących poziom cyfrowych umiejętności. Kostki opowieści, Merge Cubes, Dixit czy drukowanie 3D (przygotowanie modeli) już jest w naszej szkole wykorzystywane na zajęciach nie tylko informatycznych, ale również w innych przedmiotach ogólnokształcących. Nauczyciele odkryli nowe furtki w przekazywaniu wiedzy i z pewnością z nich skorzystają. Uczniowie uczestniczący w projekcie nabrali większej pewności siebie i rozwinęli w znaczącym stopniu zachowania społeczne tak znacząco zredukowane w trakcie pandemicznych zajęć zdalnych.
Multimedia
————————————–
Prace niewykorzystane przy realizacji projektu, aczkolwiek warte pokazania.
Zespół projektowy
Nazwa szkoły: – Zespół Szkół Ekonomicznych w Kaliszu
Nauczyciel – opiekun grupy projektowej: – Paweł Patysiak
Uczniowie – członkowie zespołu projektowego:
Tomasz Frąszczak
Ewelina Grzesiak
Aleksandra Jagiełło
Maja Jeżak
Sandra Krawczyk
Klaudia Kubisiak
Hanna Kuświk
Zuzanna Lacek
Oliwia Lesień
Vitalii Myroniuk
Amelia Młynek
Justyna Nawrotkiewicz
Kacper Pieczynia
Konrad Pietrzak
Dawid Płucienniczak
Agnieszka Strzyż
Maciej Szereda