Scratch, Arduino, SRU_Dekstop – nowoczesna infotechnika

Nauka mechatroniki w oparciu o darmowe i legalne oprogramowanie jako sposób na nowoczesne, zupełnie inne niż dotychczas, zajęcia informatyki.

W dzisiejszych czasach wiele się mówi o tym, aby nasza młodzież wybierała studia techniczne. Brakuje nam zdolnych inżynierów, sprawnych techników, mistrzów praktycznych zawodów.
Jednocześnie jasne dla wszystkich jest, że współcześnie 95% zawodów technicznych opartych jest o komputery. Wiele z zawodów musi wykorzystywać tzw. „komputery przemysłowe”, sprzętowe sterowniki i przekaźniki. Logicznym zatem wydawałoby się, aby na lekcjach informatyki pokazywać dzieciom takie rozwiązania, które zachęcą je do wybierania w przyszłości technicznych kierunków nauczania i pracy. Tymczasem… ponad 80% czasu w gimnazjum i ponad 40% czasu w technikum/liceum stanowi nauka „jednego słusznego” (znacie ten zwrot?) systemu operacyjnego oraz pakietu biurowego, od jedynie słusznego producenta (to dotyczy moim zdaniem ok. 80% naszych szkół – szacunek na podstawie rozmów z nauczycielami). Efekt tego sposobu nauczania jest opłakany. Niejednokrotnie mam do czynienia z młodzieżą, która nie potrafi obsłużyć komputera, jeśli tylko nie widzą przycisku opisanego „START” w lewym dolnym rogu ekranu. Zresztą, spróbujcie samodzielnie wyszukać jakiś program w najnowszej wersji pewnego systemu operacyjnego 😉 Taka młodzież już na starcie w dorosłe życie stoi na gorszej pozycji. Często nie zna „zasad” działania różnych systemów operacyjnych, a jedynie potrafi klikać w odpowiednio wyglądające ikony na zielonym pulpicie.
Tymczasem w zasięgu ręki mamy dostępne darmowe, otwarte dla wszystkich, legalne oprogramowanie, które pozwala na nieskończoną naukę i zabawę.

To Open Source – dzięki pracy dziesiątków tysięcy programistów/entuzjastów z całego świata, każdy może używać tego oprogramowania.

Wróćmy teraz do naszych lekcji informatyki, a konkretnie do podstawy programowej, która mówi m. in.:

Na III etapie edukacyjnym dopuszcza się wprowadzenie języka programowania, takiego jak Logo lub Pascal, które mają duże walory edukacyjne i mogą służyć kształceniu pojęć informatycznych.

Czy „takiego jak” oznacza tylko i wyłącznie? Bez żadnych możliwości odstępstwa? Osobiście uważam, że kształcenie pojęć informatycznych może być również dokonywane innymi narzędziami – w końcu to nauczyciel dysponuje szeroką autonomią w doborze narzędzi edukacyjnych.

Dlatego też chciałbym zaproponować środowisko Scratch – to edukacyjny język obiektowy, stworzony jako środek do nauczania dzieci i młodzieży (od 8 lat wzwyż) podstaw programowania oraz środowisko programistyczne służące do tworzenia i uruchamiania programów w tym języku.
Scratch umożliwia łatwe tworzenie interaktywnych historyjek, animacji, gier, muzyki oraz sztuki. Programowanie odbywa się w sposób wizualny – elementy języka mają kształt puzzli i mogą być klikane myszką oraz przeciągane w celu ułożenia ich w określonym porządku. W ten sposób tworzy się kod przypisany określonemu obiektowi. Obiekty (np. postacie) można wybierać z menu lub importować z zewnątrz.

Działanie tego wspaniałego narzędzia wspierane jest przez wiele fundacji mi.in.: National Scince Fundation, Intel, Microsoft, LEGO, Google, Dell, Code-to-Learn Foundation i innye. Dzięki temu Scratch jest cały czas rozwijany i co najważniejsze dostępny bezpłatnie. Używany jest w ponad 150 krajach, a dostępny jest w ponad 40 wersjach językowych – polskiej także.

Scratch może z powodzeniem w naszych szkołach zastąpić „wysłużone” już LOGO. Idealnie nadaje się do konstruowania algorytmów, jest interaktywny, obrazkowy, tworzenie prostego programu to czysta zabawa, a przecież nie od dziś wiadomo, że dzieci lubią się bawić, uczyć przez zabawę.

A teraz przejdźmy do sedna – mechatroniki. Wg Wikipedii istota mechatroniki polega na dodawaniu (w coraz większym stopniu) rozwiązań elektronicznych do mechanizmów w celu uzyskania możliwie najlepszych efektów.

Jak widać, to jest połączenie wielu dziedzin. Skupię się tutaj na dwóch:

1. Sterowanie – niedrogie, oparte o tzw. Open Hardware
2. Oprogramowanie – darmowe, legalne dla wszystkich

Sterowanie – sterownik/kontroler, to elementy, które powinni poznać młodzi ludzie, chętni do nauki techniki. Tak, tak, technologia jest dla wszystkich – tak samo mężczyzn jak i kobiet. Chciałbym przedstawić platformę Arduino, opartą na prostym projekcie Open Hardware przeznaczonym dla mikrokontrolerów montowanych w pojedynczym obwodzie drukowanym, z wbudowaną obsługą wejścia/wyjścia oraz standaryzowanym językiem programowania.

Oprogramowanie – szkoła powinna nauczać takiego oprogramowania, które jest dostępne dla wszystkich. I to zarówno pod względem finansowym (najlepiej za darmo), jak i prawnym (otwarte licencjonowanie bez zastrzeżeń) oraz technologicznym (dostępne dla najbardziej rozpowszechnionych systemów operacyjnych, a więc: Linux, MacOS, Windows).

Chciałbym przedstawić tutaj S4A, czyli Scratch for Arduino – to właśnie modyfikacja środowiska Scratch, wykonana przez wolontariuszy dla innych. Taka postawa uczy młodych ludzi działania „pro publico bono”, a także pozwala używać tego oprogramowania wszędzie za darmo i w pełni legalnie. Dzięki temu możemy uczyć się, bawić, pracować – w szkole, w domu, gdziekolwiek i kiedykolwiek, na dowolnym systemie operacyjnym. Bez żadnych ograniczeń i dyskryminacji.

Na końcu czas na konkretny przykład. Oto zdjęcie, które przedstawia młodzież na zajęciach lekcyjnych, gdzie wykorzystują właśnie platformę Arduino. Zajęcia prowadzone były podczas projektu E‑SWOI, realizowanego w szkole w Trzciance1. Projekt E-SWOI to „Strategie Wolnych i Otwartych Implementacji” – program nauczania-uczenia się, który został właśnie pozytywnie zaopiniowany przez ORE, niedługo jego wyniki będą dostępne dla wszystkich chętnych na licencjach Creative Commons.

Przy okazji tego artykułu dodam, że platforma Arduino obchodzi właśnie 10 lat swego istnienia.

Mam nadzieję, że ten artykuł zainspiruje Was do spróbowania tego oprogramowania, do prowadzenia lekcji w nowy, inny niż dotychczas sposób. Ufam, że będzie to tylko z korzyścią dla młodzieży.