Ohjelmointi 0-2

Ohjelmointi luokilla 0-2 = Ohjelmoinnillisen ajattelun opetus

Ohjelmoinnillisen ajattelun opetus luokilla 0-2 sijoittuu ohjelmoinnin oppimispolun alkuun. Opetuksella luodaan valmiudet myöhempien luokkien ohjelmointiin.

Mitä ohjelmoinnillinen ajattelu on ja miten sitä voidaan opettaa?

Ohjelmoinnillista ajattelua voitaisiin aivan yhtä hyvin kutsua loogiseksi ajatteluksi tai systemaattiseksi ajatteluksi. Tällaista ajattelua tarvitaan ihan jokapäiväisessä elämässäkin. Me kaikki suoritamme joka päivä useita tehtäviä, jotka muodostuvat vaiheista. Monissa tehtävissä asiat tulee suorittaa oikeassa järjestyksessä, jotta pääsemme haluamaamme lopputulokseen. Esimerkiksi pukeutumisessa housut ja sukat tulee pukea ennen kenkiä, muuten koko pukeutuminen ei onnistu.

Ohjelmoinnillisessa ajattelussa harjoitellaan tehtävien ja ongelmien jakamista pieniin vaiheisiin ja niiden laittamista oikeaan suoritusjärjestykseen. Oleellista on myös oppia antamaan täsmällisiä komentoja, joilla vaiheet voidaan suorittaa. Ohjelmoinnin perusidea on varsin yksinkertainen, laitetaan vain oikeat komennot oikeaan järjestykseen. Näin muodostetaan toimintaohje, eli algoritmi, joka suorittaa jonkin tehtävän tai ratkaisee jonkin ongelman. Esimerkiksi ruuan valmistamiseen käytettävä resepti on myös algoritmi. Reseptissä koko ruuan valmistus on jaettu vaiheisiin, jotka tulee suorittaa oikeassa järjestyksessä. Reseptissä myös kuvataan hyvin tarkasti, miten vaiheet suoritetaan. Jos kuvaus on epämääräinen, ei ruuan valmistus onnistu toivotulla tavalla. Algoritmi on tarkka, yksikäsitteinen kuvaus jonkin tehtävän suorittamisesta vaihe kerrallaan.

Ohjelmoinnillisen ajattelun opettaminen on hyvä aloittaa ilman tietokonetta, jotta oppilaat oppivat ensin ajattelun mahdollisimman tehokkaasti. Tähän voidaan käyttää erilaisia leikkejä, pelejä, harjoituksia ja välineitä. Koulutusmateriaalista löydät kuvauksia ja linkkejä sopiviin menetelmiin. Esimerkiksi kynällä ja ruutupaperillakin voidaan tehdä jo paljon. Harjoituksia voi keksiä myös itse, oleellista on opettaa niiden kautta miten:
  • Annetaan täsmällisiä komentoja.
  • Miten tehtävä jaetaan järjestettyihin vaiheisiin.
  • Mitä komentoja käyttämällä yksittäiset vaiheet voidaan suorittaa.
  • Miten oikeaan järjestykseen asetetut oikeat komennot muodostavat toimintaohjeen, joka ratkaisee koko tehtävän suorituksen.

Ohjelmoinnillisen ajattelun perusidean oppimisen jälkeen opetuksessa voidaan ottaa mukaan tietokoneella tehtäviä harjoituksia. Oppiminen on pelillistetty siten, että oppimispelissä pelihahmoa ohjataan pelaajan muodostamalla ohjelmakoodilla. Koodia suunnitellessaan pelaaja joutuu jakamaan koko tehtävän vaiheisiin ja miettimään missä järjestyksessä vaiheet suoritetaan sekä mitä komentoja käyttämällä vaiheet voidaan ratkaista. Usein miten pelaajan tulee tehdä koodi, joka ohjaa pelihahmon pisteestä A pisteeseen B. Tämä tehdään käyttämällä koodissa oikeassa järjestyksessä oikeita komentoja, joilla pelihahmo liikkuu tai kääntyy haluttuun suuntaan. Tietokoneellakin tehtävissä harjoituksissa kyse on vain oikeiden komentojen laittamisesta oikeaan järjestykseen haluttuun lopputulokseen pääsemiseksi. Koulutusmateriaalista löydät lisätietoa ohjelmoinnillisen ajattelun opettamiseen tarkoitetuista oppimispeleistä ja ympäristöistä.

Koulutuksen keskeisiä harjoituksia tietokoneella

Code.org, Kurssi 1, tietokoneella tehtäviä harjoituksia:

Taso 4, tehtävä 11 Linnun ohjaus ohjelmakoodilla käyttäen neljää peruskomentoa.
Taso 7, tehtävä 11 Mehiläisen ohjaus ohjelmakoodilla. Liikkumisen lisäksi matkan
varrella tulee kerätä mettä ja lopuksi tehdä hunajaa omilla
komennoillaan.
Taso 10, tehtävä 2 Ohjelmakoodilla ohjataan taiteilijaa piirtämään viivoja haluttuun
kohtiin.
Taso 13, tehtävä 7 Linnun ohjaus ohjelmakoodilla toistorakennetta käyttäen.
Tehtävässä tulee pohtia, milloin toistorakennetta kannattaa
käyttää ja milloin ei.
Taso 13, tehtävä 9 Tässä tehtävässä toistorakenteen sisään muodostetaan
toistettava sekvenssi, eli sarja komentoja.
Taso 14, tehtävä 7 Tässäkin tehtävässä on sekvenssi, jota toistetaan
toistorakenteella.
Taso 14, tehtävä 10 Sisäkkäisellä toistorakenteella voidaan muodostaa "tehokasta"
ohjelmakoodia.

Ohjelmoimalla pelattavia oppimispelejä

Oppimispeleissä opetellaan muodostamaan komennoista lyhyitä käskyjonoja, joilla ohjataan pelihahmoa. Ohjelmointi on yksinkertaista ”vedä ja pudota” -tyyppistä. Oikea komento vain vedetään ja pudotetaan oikeaan kohtaan käskyjonoon ja tarvittaessa asetetaan komennon parametri oikeaksi. Parametri on komennon lisämääre, joka määrittää tarkemmin mitä komento tekee. Esimerkiksi meillä voi olla komento ”liiku yksi askel” ja siinä asetettavana parametrina suunta. Suunta voi olla ”vasemmalle” tai ”oikealle”. Näin yhdellä komennolla voidaan toteuttaa liikkuminen sekä vasemmalle että oikealle komennon parametrin mukaisesti.

Pelaaja muodostaa tehtävissä tarvittavan käskyjonon kokonaisuudessaan valmiiksi ennen sen suoritusta ohjelmoinnin periaatteen mukaisesti. Käskyjonoa muodostaessaan pelaajan tulee jakaa pelihahmon liikkuminen järjestyksessä oleviin vaiheisiin ja käyttää jokaisessa vaiheessa oikeaa komentoa. Näin peleissä harjoitellaan ohjelmoinnin keskeistä periaatetta: Ongelman jakamista vaiheisiin ja niiden ratkaisemista oikeaan järjestykseen asetetuilla oikeilla komennoilla.

Linkkejä oppimispeleihin:
Esittelyvideo

The Foos		 "The Foos"-linkki vie suoraan tietokoneelle tarkoitettuun versioon. Jos haluat pelata
peliä Android- tai iPad-tabletilla, siirry tästä linkistä pelin pääsivulle ja valitse
tablettiversio. Tietokoneversiossa peli-ikkunan voi suurentaa koko kuvaruudun
kokoiseksi ikkunan oikesta yläkulmasta löytyvästä "suurenna" -painikkeesta
Lightbot "Lightbot"-linkki vie suoraan tietokoneelle tarkoitettuun versioon. Jos haluat pelata
peliä Android- tai iPad-tabletilla, siirry tästä linkistä pelin pääsivulle ja valitse
tablettiversio.

Oppimispelejä tableteille:
Bee Bot   iPad
Tynker Android iPad
Kodable   iPad
Cody's App Academy Android  

Blue Bot -robotin ohjelmointisovellus

Blue Bot -robottia voidaan ohjelmoida robotin päällä olevilla näppäimillä aivan samalla tavalla, kuin Bee Bot -robottiakin. Blue Bot on kuitenkin mahdollista ohjelmoida myös tabletissa toimivalla ohjelmalla. Ohjelmassa tehdään ensin koodi robotin tuntemista komennoista (liiku eteen, liiku taakse, käänny oikealle, käänny vasemmalle). Valmis koodi siirretään langattomasti robottiin suoritettavaksi (bluetooth-yhteydellä). Alla olevista linkeistä löydät Blue Botin ohjelmointiin käytettävän ohjelman Android- ja iPad -tableteille.

Blue Bot -robotin ohjelmointiympäristö:
Android-tabletille
iPad-tabletille

Huom! Vaikka koululla ei olisikaan Blue Bot -robotteja, niin ohjelmointiympäristöä voidaan kuitenkin käyttää ohjelmoinnin opiskelussa sekä Bee Botille tehtävän ohjelman suunnittelussa ja testauksessa. Ohjelmointiympäristö näyttää visuaalisesti näytöllä, miten robotti liikkuu komentojen ohjaamana.

Tiivistetty käyttöohje:
  • Lataa Blue Bot -sovellus tablettiisi.
  • Kytke Blue Bot -robotti päälle.
  • Kytke tabletin Bluetooth-yhteys päälle ja muodosta laitepari Blue Bot -robotin kanssa.
  • Käynnistä Blue Bot -sovellus.
  • Tee ohjelma tabletissa ja suorita se, robotti liikkuu ohjelman komentojen mukaisesti.

Scratch Jr - Ikäluokalle soveltuva graafinen ohjelmointiympäristö

Ominaisuuksia:
  • Ilmainen graafinen ohjelmointiympäristö Android ja iPad-tableteille.
  • Soveltuu käytettäväksi 5-7 ikävuodesta ylöspäin, eikä sen käyttö edellytä lukutaitoa.
  • Graafinen ”vedä ja pudota”-tyyppinen ohjelmointiympäristö.
  • Ei sisällä valmiita pohjia, vaan ohjelmoija voi itse täysin vapaasti päättää, mitä ohjelma tekee.
  • Mahdollistaa oman tuottamisen omien ideoiden pohjalta.

Linkit:
Ohjeita:

Peda.net käyttää vain välttämättömiä evästeitä istunnon ylläpitämiseen ja anonyymiin tekniseen tilastointiin. Peda.net ei koskaan käytä evästeitä markkinointiin tai kerää yksilöityjä tilastoja. Lisää tietoa evästeistä