Przedstawiamy dwa ramowe programy: szkolenia dla pracowników GSIK oraz zajęć z dziećmi i młodzieżą w wieku od 10 do 18 lat. Programy te zgodne są z wybranym obszarem tematycznym szkolenia: Programowanie w różnych językach uwzględniające różne poziomy zaawansowania.  Dla dorosłych zaprojektowano 8 tematów wypełniających 30 godzin kształcenia.

Przygotowanie pracowników GSIK zostanie zrealizowane w formie dwóch szkoleń zdalnych realizowanych za pośrednictwem platformy Webex. Każde ze szkoleń potrwa 30 godzin lekcyjnych i zostanie podzielone na 10 spotkań wirtualnych po 3 godziny każde.

Część praktyczna dla pracownika GSIK będąca jednocześnie szkoleniem dla dzieci i młodzieży i została pomyślana jako dwa cykle 15 dwugodzinnych spotkań. Z tych powodów ramowy program szkolenia dla dzieci i młodzieży zawiera 30 scenariuszy realizowanych w GSIK-ach biorących udział w projekcie.

Wstęp

Szkolenie zakłada przygotowanie pracowników gminnych samorządowych instytucji kultury do stworzenia i samodzielnego przygotowania lokalnych drużyn do startu w międzynarodowym konkursie FIRST LEGO® League. W ramach szkolenia pracownicy nabędą i utrwalą wszystkie kompetencje przedmiotowe wskazywane w „Standardzie wymagań kompetencji cyfrowych” oraz przyswoją niezbędne kompetencje technologiczne, techniczne oraz metodyczne. Nauczą się również wykorzystywania, konstruowania oraz programowania niezbędnych w trakcie przygotowań do konkursu robotów. W trakcie szkolenia poznają konstruktywistyczne metody pracy, opanują też wykorzystywanie adekwatnych narzędzi ewaluacji.

Szkolenie będzie skupiało się zdobywaniu kompetencji programowania w różnych językach, z uwzględnieniem różnych poziomów zaawansowania i potrzeb uczestników. Podstawy programowania zostaną wprowadzone z wykorzystaniem rozwiązania kompatybilnego z językiem graficznym Scratch, potem zostaną wprowadzone elementy języka tekstowego microPython i aplikacje wspomagające programowanie dla osób niewidomych i niedowidzących.

Tematyka i narzędzia wykorzystywane w szkoleniu są odpowiedzią na naturalne potrzeby edukacyjne uczniów i równocześnie wpisują się w zapotrzebowanie rynku pracy na specjalistów mających nie tylko kompetencje techniczne oraz informatyczne ale również umiejętności „miękkie”, jak rozwiązywanie problemów, praca w grupie i kreatywność.

Podczas szkolenia uczestnicy będą głównie pracować metodami aktywizującymi, realizując projekty i przeprowadzając doświadczenia, ucząc się pracy metodami inżynierskimi. Jednym z nadrzędnych celów tych warsztatów jest zbudowanie pewności siebie w korzystaniu z TIK. Praktyczne zadania uczestnicy będą rozwiązywać, pracując zwykle w grupach dwuosobowych. Częścią składową każdego ćwiczenia będzie dzielenie się wynikami pracy, dlatego uczestnicy będą przez cały czas dokumentować swoje postępy, korzystając z narzędzi TIK i oswajając się z nimi.

Grupa docelowa

Pracownicy GSIK.

Cele szkolenia – Kompetencje rozwijane w czasie zajęć

• definiowanie problemu we współpracy z innymi uczestnikami
• analiza sytuacji problemowej
• szukanie dróg rozwiązań problemu
• wybór najefektywniejszej drogi rozwiązania problemu
• prezentacja sposobu rozwiązania problemu

Program szkolenia

Cel ogólny
Zdobycie podstawowych umiejętności wykorzystywania urządzeń peryferyjnych (Roboty)

Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) potrafi nazwać znajdujące się w zestawie elementy elektroniczne
b) zna ogólne zasady działania poszczególnych czujników występujących w zestawie
c) zna i wykorzystuje takie pojęcia jak: robot, algorytm, sterowanie
d) rozumie różnice w działaniu różnych trybów pracy silników robota
e) zna i wykorzystuje funkcje wbudowanego interfejsu graficznego robota

Treści
Elementy składowe wykorzystywanego zestawu edukacyjnego – nazewnictwo, działanie, rozwiązywanie problemów. Podstawy robotyki.

Opis i realizacja
1. Krótki wstęp

• przedstawienie się trenera i uczestników szkolenia
• ramowy plan szkolenia

2. Przeprowadzenie testu początkowego poziomu kompetencji cyfrowych uczestników.
3. Wprowadzenie w zagadnienia teoretyczne

• Robotyka jako narzędzie edukacyjne
• Jak „rozmawiać” z robotem?

4. Pierwsze ćwiczenia z zestawami – praca warsztatowa
a. Elementy w zestawie

• i. Elementy konstrukcyjne
• ii. Elementy aktywne – czujniki, silniki, sterownik robota

b. Ćwiczenie konstrukcyjne 1 – uczestnicy budują pierwsze urządzenie i uruchamiają je, korzystając z wbudowanych funkcji sterownika (bez wykorzystania komputera / tabletu). Zadanie otwarte, bez instrukcji budowania.
c. Ćwiczenie konstrukcyjne 2 – uczestnicy budują bazę robota mobilnego z zestawu (korzystając z instrukcji) i wykonują ćwiczenia polegające na programowaniu z wykorzystaniem wbudowanego języka programowania. Zadanie polega na dotarciu robotem do określonego miejsca ale uczestnicy nie mogą wykonywać pomiarów odległości, mogą tylko szacować dystans.
Rola prowadzącego – wprowadzenie w wiadomości teoretyczne, koordynacja części ćwiczeniowej, wsparcie procesu dydaktycznego, pomoc techniczna, organizowanie przestrzeni do kolejnych ćwiczeń.

Cel ogólny
Zdobycie podstawowych umiejętności wykorzystywania urządzeń peryferyjnych (Roboty); Rozwój umiejętności biegłego poruszania się w sieci; Znajomość przedmiotowych elektronicznych zasobów edukacyjnych.
Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) potrafi zbudować robota mobilnego
b) zna i wykorzystuje sposoby ułatwiające zarządzanie pracownią, w tym zarządzanie procesem konstrukcyjnym z grupą uczniów
c) potrafi zbudować konstrukcję według zadanej instrukcji
d) potrafi zbudować prostą konstrukcję bez wykorzystania instrukcji
e) wie, gdzie może znaleźć dodatkowe instrukcje budowy robotów
Treści
Konstrukcje robotów, podstawy mechaniki, różne konfiguracje napędów. Zarządzanie pracownią, mechanizmy ułatwiające zachowanie porządku, praca z grupami uczniowskimi.
Opis i realizacja
1. Ćwiczenie 1 – warsztaty praktyczne
a. Uczestnicy mierzą się z zdaniem konstrukcyjnym – należy zbudować robota, który będzie (możliwie najszybciej) pokonywał odległość 1 m. Robot nie może używać toczących się kół do poruszania się.
b. Podsumowaniem ćwiczenia jest prezentacja przygotowanych konstrukcji i wyścig, pozwalający pokazać efektywność zastosowanych rozwiązań

2. Wprowadzenie w metody zarządzania pracownią – dyskusja i zbudowanie katalogu dobrych praktyk
a. Utrzymywanie porządku
b. Sytuacje awaryjne
c. Rozwiązywanie problemów

3. Ćwiczenie 2 – warsztaty praktyczne
a. Budowa robota mobilnego według instrukcji
b. Sprawdzenie działania różnych przekładni
c. Zadanie otwarte – wyścigi najwolniejszych robotów
d. Podsumowanie – prezentacja konstrukcji i sprawdzenie ich działania

4. Praca z gotowymi materiałami edukacyjnymi – przegląd dostępnych zasobów online, korzy-stanie z nich i adaptowanie do pracy z różnymi grupami dzieci, metody na indywidualizację pracy.
Rola prowadzącego – wprowadzenie w wiadomości teoretyczne, animowanie dyskusji (zadawanie pytań otwartych), koordynacja części ćwiczeniowej, wsparcie procesu dydaktycznego, pomoc techniczna, organizowanie przestrzeni do kolejnych ćwiczeń.

Cel ogólny
Zdobycie podstawowych umiejętności wykorzystywania urządzeń peryferyjnych (Roboty); Wykorzystanie komputera lub tabletu/ środowisk programistycznych/ aplikacji lub programów.
Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) zna i wykorzystuje w programach bloki akcji:

• pojedynczy silnik średni / duży
• dwa silniki (tryb kierowany i tryb sterowania czołgowego)
• ekran

b) zna i wykorzystuje w programach bloki przepływu:

• początek programu
• instrukcja warunkowa, oczekiwanie na zdarzenie
• pętla

c) rozumie koncepcję i stosuje w programach zmienne
d) rozumie zasadę działania i wykorzystuje we własnych programach bloki używane do komunikacji w chmurze
e) zna podstawy języka microPython, używanego do programowania robotów

Treści
Programowanie robotów w dedykowanym języku graficznym. Bloki akcji, bloki przepływu, inne bloki. Programowanie stanowe. Wykorzystanie narzędzi i zasobów w chmurze. Wstęp do programowania tekstowego.

Opis i realizacja

1. Ćwiczenie 1 – warsztaty praktyczne – bloki akcji

• a. Uczestnicy budują prostego robota humanoidalnego, którego ruchy będą synchronizowane z muzyką i światłem z poziomu tworzonego programu.
• b. Samodzielne badanie różnych konfiguracji bloków akcji, wsparcie ze strony prowa-dzącego w przypadku problemów.
• c. Przedstawienie rozwiązań w ramach grupy.

2. Ćwiczenie 2 – warsztaty praktyczne – pętle i instrukcje warunkowe

• a. Uczestnicy budują konstrukcję – model z dwoma silnikami.
• b. Korzystając najpierw z gotowego programu, który następnie samodzielnie modyfikują, uczestnicy poznają działanie i utrwalają umiejętność wykorzystania bloków przepływu programu, w szczególności pętli i instrukcji warunkowej.
• c. Wyzwanie programistyczne – równoczesne zliczanie wykonywanych ruchów oraz dodatkowych wielkości, naturalne wprowadzenie do wykorzystania zmiennych
• d. Uczestnicy prezentują swoje rozwiązania na forum grupy.

3. Ćwiczenie 3 – warsztaty praktyczne – stacja pogodowa

• a. Uczestnicy budują i programują robota, który pobiera dane pogodowe z zasobów internetowych.
• b. Samodzielnie modyfikują programy i konstrukcje, pobierają potrzebne dane i weryfikują ich poprawność.
• c. Uczestnicy prezentują swoje rozwiązania

4. Ćwiczenie 4 – warsztaty praktyczne – programowanie tekstowe

• a. Uczestnicy zapoznają się z podstawowymi funkcjami języka microPython i jego dokumentacją.
• b. Korzystając z przykładowych programów testują zachowanie prostego modelu robota mobilnego.
• c. Modyfikują programy, żeby zrealizować zadanie problemowe
• d. Dzielą się wynikami pracy i wyciągniętymi wnioskami.

Rola prowadzącego – Koordynacja i wsparcie procesu dydaktycznego, pomoc techniczna, organizowanie przestrzeni do kolejnych ćwiczeń.

Cel ogólny
Zdobycie podstawowych umiejętności wykorzystywania urządzeń peryferyjnych (Roboty); Wykorzystanie komputera lub tabletu/ środowisk programistycznych/ aplikacji lub programów.

Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) potrafi zainstalować oprogramowanie robota na tablecie i na komputerze
b) potrafi połączyć się z robotem, wykorzystując technologię BT
c) potrafi połączyć się z robotem, wykorzystując kabel USB
d) potrafi odszukać na stronie producenta najnowsze oprogramowanie układowe robota i je samodzielnie zainstalować
e) zna procedury i metody zgłaszania i rozwiązywania problemów sprzętowych i programowych, które mogą się pojawić podczas pracy
f) umie odszukać i poprawić błędy w programach tworzonych przez dzieci i młodzież

Treści
Instalacja i konfiguracja oprogramowania. Zestawianie połączenia z robotem. Korzystanie z pomocy technicznej. Diagnozowanie problemów. Wyszukiwanie i poprawianie błędów w programach i konstrukcjach.

Opis i realizacja

1. Ćwiczenie 1 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy pobierają, instalują i uczą się aktualizować oprogramowanie na komputerach i tabletach
• b. Uczestnicy uczą się aktualizować oprogramowanie systemowe (firmware) robotów

2. Ćwiczenie 2 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy budują konstrukcję (model maszyny CNC) według przekazanej instrukcji i programują ją według wzoru. Robot nie działa poprawnie z powodu błędu w konstrukcji i w programie.
• b. Uczestnicy uczą się, jak analizować konstrukcję oraz program i lokalizować w nich usterki i błędy.
• c. Uczestnicy dzielą się efektami swojej pracy.

Rola prowadzącego – Koordynacja i wsparcie procesu dydaktycznego, pomoc techniczna, organizowanie przestrzeni do kolejnych ćwiczeń.

Cel ogólny
Zdobycie podstawowych umiejętności wykorzystywania urządzeń peryferyjnych (Roboty).

Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) samodzielnie i z wykorzystaniem instrukcji konstruuje urządzenia
b) wykorzystuje sensory (pojedynczo i w grupach) do wprowadzenia interakcji robota z otoczeniem

Treści
Budowa mechanizmów różnego typu – ramie robota, robot z napędem kołowym, robot kroczący, taśma produkcyjna. Programowanie z wykorzystaniem informacji z czujników.

Opis i realizacja

1. Ćwiczenie 1 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy konstruują robota mobilnego z modułami: efektorem, czujnikami
• b. Wyzwanie – należy zaprogramować robota do wykonania sekwencji czynności pro-wadzących do przeniesienia drobnego obiektu z jednego miejsca na inne
• c. Uczestnicy analizują i modyfikują przykładowe programy, które pomagają zrealizować poszczególne fragmenty sekwencji
• d. Uczestnicy przygotowują program, który rozwiązuje całe zadanie, po zakończeniu dzielą się efektami swojej pracy.

2. Ćwiczenie 2 – warsztaty praktyczne

• a. Wyzwanie polega tym razem na zaprojektowaniu własnego efektora, który pomoże rozwiązać bardziej skomplikowaną wersję poprzedniego zadania.
• b. Uczestnicy, poprzez doświadczenia i testy starają się rozwiązać zadanie
• c. Podsumowanie – uczestnicy dzielą się efektami swojej pracy.

Rola prowadzącego – Koordynacja i wsparcie procesu dydaktycznego, pomoc techniczna, organizowanie przestrzeni do kolejnych ćwiczeń.

Cel ogólny
Zdobycie podstawowych umiejętności wykorzystywania urządzeń peryferyjnych (Roboty); Wykorzystanie komputera / tabletu i odpowiednich środowisk programistycznych.

Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) umie korzystać z samouczków i systemu pomocy w oprogramowaniu dla robota
b) umie zbudować program realizujący określone zadanie, wykorzystujący efektory i sensory robota, korzystając z języka graficznego oraz z języka tekstowego
c) zna i potrafi wykorzystać narzędzia wspierające korzystanie z komputera przez osoby niedowidzące i niewidzące

Treści
Tworzenie zaawansowanych algorytmów sterowania robotem. Programowanie komunikacji z użytkownikiem (ekran, dźwięki, sygnalizacja przy pomocy diod LED). Korzystanie z narzędzi dla niedowidzących i niewidomych. Programowanie tekstowe.

Opis i realizacja

1. Ćwiczenie 1 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy zapoznają się z wyzwaniem, które mają rozwiązać.
• b. Wykorzystując zdobytą wcześniej wiedzę i umiejętności projektują, a następnie konstruują i programują maszynę, która będzie służyła do rozwiązania zadania.
• c. Podsumowanie – uczestnicy dzielą się efektami swojej pracy.

2. Ćwiczenie 2 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy konfigurują i uruchamiają narzędzia wspomagające osoby niewidome i niedowidzące (aplikacja lupa, NVDA)
• b. Uczestnicy programują przygotowaną w ćwiczeniu 1 maszynę, korzystając z tekstowego języka programowania (microPython)
• c. Eksperyment – uczestnicy próbują zaprogramować robota, nie wykorzystując ekranu komputera, korzystając tylko ze wsparcia aplikacji
• d. Uczestnicy dzielą się efektami pracy

Rola prowadzącego – Koordynacja i wsparcie procesu dydaktycznego, pomoc techniczna, organizowanie przestrzeni do kolejnych ćwiczeń.

Cel ogólny
Zdobycie umiejętności projektowania i prowadzenia zajęć z wykorzystaniem metod konstrukcjonistycznych; Zdobycie umiejętności badania potrzeb oraz możliwości uczestników zajęć w kontekście wykorzystywania nowych technologii.

Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) Zna i wykorzystuje metody budowania motywacji uczestników zajęć (uczniów)
b) Umie zaprojektować oraz przeprowadzić zajęcia oparte o zasady konstrukcjonizmu, wykorzystujące adekwatne narzędzia TIK.
c) Potrafi zbudować i przeprowadzić proces ewaluacji zajęć.
d) Potrafi zaprojektować narzędzia auto-ewaluacji dla uczniów.
e) Zna i wykorzystuje metody pracy z grupą o zróżnicowanym poziomie umiejętności.
f) Zna i wykorzystuje inżynierskie metody pracy w procesie dydaktycznym.
g) Zna i wykorzystuje metody pracy z dziećmi ze spektrum autyzmu.

Treści
Konstrukcjonizm – historia i uzasadnienie działania. Narzędzia ewaluacji, ewaluacja kreatywności. Motywacja i „przepływ”. Indywidualizacja procesu dydaktycznego.

Opis i realizacja

1. Wprowadzenie teoretyczne

• a. Konstrukcjonizm
• b. Pojęcie „przepływu” i rola motywacji wewnętrznej w procesie dydaktycznym
• c. Ewaluacja, ocenianie kreatywności
• d. Rola auto-ewaluacji
• e. Metoda inżynierska
• f. Praca z dziećmi ze spektrum autyzmu

2. Ćwiczenia – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy wykonują kolejne konstrukcje wspomagające utrwalenie umiejętności i postaw w ramach wprowadzonych pojęć teoretycznych. Prowadzący stosuje metodę opracowaną przez LEGO Education nazywaną „myśleniem z użyciem klocków” do przeprowadzenia kolejnych iteracji dyskusji. Proces opiera się o szybkie konstrukcje, które następnie są wspólnie omawiane, a potem wykorzystywane jako baza do następnych budowli.

Rola prowadzącego – Koordynacja i wsparcie procesu dydaktycznego, wprowadzenie w wiadomości teoretyczne, animowanie dyskusji (zadawanie pytań otwartych).

Cel ogólny
Projektowanie, realizacja i ewaluacja zajęć z wykorzystaniem nowych technologii; Znajomość oraz wykorzystanie przedmiotowych elektronicznych zasobów edukacyjnych; Projektowanie własnych materiałów edukacyjnych dla celów projektu.

Cele szczegółowe
Po zakończeniu szkolenia uczestnik:
a) Zna i wykorzystuje do pracy z uczniami Kluczowe Wartości FLL.
b) Potrafi zaprojektować i przeprowadzić spotkanie przygotowujące do poszczególnych części konkursu FLL.
c) Rozumie rolę trenera drużyny.
d) Potrafi przeprowadzić konstruktywną ewaluację przygotowanego przez uczniów rozwiązania.

Treści
Ogólne zasady konkursu FLL, Kluczowe Wartości programu, podział na konkurencje, prowadzenie drużyny, rola opiekuna / trenera. Znajomość narzędzi ewaluacji w konkursie.

Opis i realizacja

1. Ćwiczenie 1 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy zapoznają się z kartą ewaluacji i zasadami konkurencji „Praca grupowa”.
• b. Dzielą się na dwie grupy: „uczestników” „sędziów” i wykonują zaproponowane przez prowadzącego ćwiczenie oraz jego ewaluację.

2. Ćwiczenie 2 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy poznają materiały związane z konkurencją „Projekt badawczy”.
• b. Wykorzystując metodę „myślenia przy pomocy klocków” przeprowadzają – pod kie-runkiem prowadzącego – dyskusję na Temat dobrych praktyk i metod przygotowania uczniów do tej konkurencji

3. Ćwiczenie 3 – warsztaty praktyczne

• a. Uczestnicy poznają materiały związane z konkurencjami „Robot Game” i „Praca robota”.
• b. Wyzwanie konstrukcyjno – programistyczne: uczestnicy realizują wybrane ćwiczenie na macie konkursowej, następnie wspólnie przeprowadzają ewaluację zaproponowanych rozwiązań, korzystając z materiałów konkursowych.

4. Przeprowadzenie testu końcowego poziomu kompetencji cyfrowych uczestników.

Rola prowadzącego – Koordynacja i wsparcie procesu dydaktycznego, wprowadzenie w wiadomości teoretyczne, animowanie dyskusji (zadawanie pytań otwartych).