Nauka elektroniki i programowania dla dzieci

Jeszcze kilkanaście lat temu młodzi adepci elektroniki pozyskiwali podzespoły do swoich projektów, rozmontowując zepsute domowe radia, magnetofony czy magnetowidy. Zainteresowanie programowaniem sprowadzało się natomiast najczęściej do marzeń o pisaniu własnych gier ze szczątkową grafiką odpowiednią do ówczesnych komputerów. Obecnie nauka elektroniki i programowania dla dzieci wygląda zupełnie inaczej – rodzice mogą przebierać w ofercie gotowych zestawów, książek, kursów, a nawet platform on-line, które wprowadzą ich pociechy w świat nowoczesnych technologii. W naszym artykule przedstawiamy pomysły, które warto wziąć pod uwagę, gdy szukamy materiałów do nauki elektroniki skierowanych do najmłodszych i tych nieco starszych przyszłych inżynierów.

Zabawki edukacyjne dla małych dzieci

Kilkulatkowi nie wytłumaczymy, dlaczego warto uczyć się języków programowania, a on sam raczej nie zainteresuje się tworzeniem gier czy aplikacji. Dlatego w przypadku nauki programowania dla dzieci w wieku przedszkolnym oraz wczesnoszkolnym niezbędne okazują się przyjazne i proste zabawki edukacyjne. W ambitnych projektach zabawkarskich wyspecjalizowało się wielu znanych producentów, w tym takie tuzy świata elektroniki użytkowej i zabawek, jak: Velleman, Ozobot, Lego, Photon, WowWee czy Clementoni. Zwróćmy uwagę na fakt, że na wczesnym etapie nauki nie zależy nam jeszcze na przyswojeniu przez najmłodszych konkretnych pojęć czy reguł z zakresu elektroniki i programowania – wielkim sukcesem będzie już samo rozbudzenie w nich ciekawości, jak działają roboty i co należy zrobić, aby zachęcić je do określonych działań. Z tego względu zabawki i roboty edukacyjne nastawione są na interakcję z użytkownikiem – mają wbudowaną np. funkcję rozpoznawania twarzy, reagowania na głos czy gest. Dzięki zaawansowanym algorytmom sztucznej inteligencji wywołują u kilkulatków wrażenie kontaktu z żywym stworzeniem, a to ogromna motywacja, aby takiego robotycznego towarzysza nauczyć nowych zadań i aby wykonał on otrzymane polecenie. Wielkie znaczenie w tak wczesnej nauce programowania i elektroniki ma kształtowanie u dziecka z jednej strony koordynacji ruchowej i precyzji, z drugiej natomiast – myślenia przyczynowo-skutkowego. Obserwując zachowania zdalnie sterowanego robota, młody miłośnik technologii zyskuje bardzo szybką informację zwrotną na temat tego, w jaki sposób komendy i polecenia przekładają się na konkretne algorytmy działania.

Pierwsze algorytmy, czyli proste programy do sterowania zabawkami

Uczniowie szkół podstawowych mają już wystarczająco wiele umiejętności, aby próbować swoich sił w bardziej zaawansowanych projektach edukacyjnych. Obecnie wielu (jeśli nie większość) z nich bardzo sprawnie posługuje się smartfonem lub tabletem, a to otwiera drogę do nauki programowania z wykorzystaniem narzędzi przeznaczonych właśnie na urządzenia mobilne i przystosowanych do możliwości młodego odbiorcy. Bardzo często aplikacje takie wcale nie noszą nazwy „szkoleń”, a same treści edukacyjne nadal są w nich przekazywane niejako przy okazji zabawy z realnie istniejącą konstrukcją – np. zdalnie sterowanym robotem czy też pojazdem. Kurs programowania dla dzieci polega na tym, by przy pomocy środowiska dostępnego w wersji komputerowej lub mobilnej przygotować zestaw poleceń, które następnie przesyła się do zabawki, aby zaczęła zachowywać się w określony sposób. Oczywiście środowisko programistyczne w zabawkach edukacyjnych dla dzieci korzysta z graficznych języków programowania. Najmłodsi korzystają zatem z gotowych bloków, tworzą algorytmy metodą „przeciągnij i upuść”, a dostępny dla nich interfejs użytkownika jest barwny i wyposażony w sympatyczne, przyjemne dla oka ikony.

Pierwsze kroki w pisaniu programów

Nauka programowania dla dzieci nie musi ograniczać się wyłącznie do sterowania robotami czy pojazdami. Z pewnością niektórzy np. trzecio- czy czwartoklasiści zainteresują się już tematyką samego programowania, choćby z tego względu, że w swoim otoczeniu spotkają zawodowego programistę i będą chcieli go naśladować. Warto również przypomnieć, że wśród makerów publikujących w sieci własne tutoriale sporą część stanowią nastolatki. Jeśli więc Twoje dziecko pewnego dnia wspomni, że chciałoby się uczyć pisania kodów, zachęć je do nauki z wykorzystaniem któregoś z graficznych języków programowania. Kluczem do sukcesu będzie bowiem przede wszystkim przystępność danej metody tworzenia algorytmów. Z myślą o najmłodszych użytkownikach, prostsze, intuicyjne środowiska programistyczne przygotowali twórcy takich potęg, jak JavaScript czy Python. Jeśli natomiast poszukujesz kursu programowania w uporządkowanej formie, wybierz internetową platformę do nauki programowania on-line (np. Code.org, Scratch czy Blockly). Zaletą takiego rozwiązania jest gwarancja dostępu do naprawdę pasjonujących zagadek czy gier. Aby je rozwiązać, dziecko musi prawidłowo zaplanować jakiś scenariusz działań, następnie zamienić go na algorytm, który wykonuje najczęściej z gotowych bloków.

Zestawy do nauki elektroniki

Gotowe pakiety części wyposażone w przejrzystą instrukcję, zwane kitami, upowszechniły się na polskim rynku ponad dwie dekady temu i bardzo szybko podbiły serca początkujących elektroników. Wychowało się na nich z pewnością już co najmniej jedno pokolenie inżynierów, a teraz na dobre zadomowiły się w amatorskich warsztatach. Zestaw podstawowych elementów elektronicznych wraz z płytką drukowaną pozwala na budowę co najmniej jednego prostego urządzenia – choć w przypadku większych pakietów zakres możliwości znacznie się rozszerza, a prawdziwą uniwersalność zapewnia nie płytka ściśle zaprojektowana dla danego układu, ale… płytka stykowa, dająca niemal nieograniczone możliwości rozbudowy i modyfikacji układów elektronicznych. Na polskim rynku do rangi lidera w produkcji zestawów typu „kit” awansował FORBOT z jego bardzo udanymi niezbędnikami warsztatowymi i zestawami elementów nawiązującymi do konkretnych kursów. Metoda nauki polegająca na odwzorowaniu w rzeczywistości zadanego układu, a przy okazji dokładnym wyjaśnieniu zasady jego działania upodabnia realizację kursu elektroniki do prawdziwych zajęć warsztatowych. Ma jednak tę przewagę nad swoimi stacjonarnymi odpowiednikami, że dostępna jest w dowolnym momencie i w dowolnym miejscu, tempo realizacji kolejnych zadań zaś wyznacza sobie sam zainteresowany. Obok klasycznych zestawów do nauki elektroniki dla dzieci i młodzieży odnotujmy także te, które pomagają nabyć inną, niezwykle ważną w praktyce każdego elektronika umiejętność: prawidłowego lutowania.

Zespołowa nauka programowania i elektroniki dla dzieci

Z nowymi technologiami najmłodsi stykają się nie tylko w codziennym życiu, ale także w szkole i przedszkolu. Program nauczania podąża za ich potrzebami – w wielu przypadkach radząc sobie naprawdę dobrze. Grupowa nauka programowania i elektroniki dla dzieci ma dodatkową zaletę: angażuje najmłodszych oraz ich nastoletnich kolegów do wspólnego rozwiązywania problemów. Jest doskonałym ćwiczeniem pracy zespołowej. Producenci zdalnie sterowanych robotów czy zabawek korzystających ze sztucznej inteligencji bardzo często przygotowują dodatkowe wersje swoich produktów, przeznaczając je właśnie dla potrzeb zajęć szkolnych. W tego typu zestawach – np. dostarczanych przez MakeBlock czy polską markę Photon – znajdują się nawet gotowe scenariusze zajęć, przygotowane z myślą o nauczycielach. Same zestawy edukacyjne natomiast zostają odpowiednio poszerzone, tak by zawierały np. większą liczbę urządzeń czy też więcej elementów elektronicznych. Najbardziej zaawansowane pakiety (choćby legendarny już Lego Mindstorms) umożliwiają realizację zajęć nie tylko w gimnazjach oraz szkołach średnich, ale nawet na poziomie akademickim.

Podsumowanie

Przy obecnym postępie technologicznym umiejętność kodowania, a w pewnym zakresie także rozumienie działania prostych układów elektronicznych stają się kompetencją niemal podstawową. Nikogo nie zdziwi, jeśli już za kilka lat nauka elektroniki i programowania dla dzieci będzie niemal tak samo oczywista, jak obecnie kursy języka angielskiego. Najmłodsi obeznani z tworzeniem algorytmów, a nawet projektowaniem podstawowych urządzeń z pewnością zyskają przewagę nad osobami, które wiedzę taką posiądą dopiero na etapie studiów – pewne ścieżki myślowe oraz umiejętność samodzielnego rozwiązywania problemów technicznych i informatycznych nie będą bowiem wywoływały u nich tremy. W artykule omówiliśmy najważniejsze metody nauki programowania dla dzieci (zabawki edukacyjne, platformy on-line, gry i zagadki), a także kursy elektroniki dla początkujących, odpowiednie przede wszystkim dla pasjonatów z młodszych grup wiekowych.