Еразъм седмица „Програмиране и роботика“

По покана на Екип Еразъм в продължение на няколко дни гост на ППМГ „Акад. Иван Ценов“ беше Теодора Маника, представител на Международната олимпиада по роботика в лицето на нашия гръцки партньор, STEM Education. Практическите тренинги бяха отворени за ученици от пети до десети клас, като във всички дни бяха обучени близо петдесет ученици.

В първия ден г-ца Маника беше посрещната от Екип Еразъм, като координаторът на екипа, г-жа Калина Николова, поясни, че програмата на обучението включва задачи по програмиране и роботика, които са разработени така, че да покриват темата за светлинното замърсяване, предмет на един от действащите в гимназията Еразъм проекти.

Гостенката въведе присъстващите ученици  във фунционалностите и характеристиките на джобния компютъра micro:bit, като постави практически задачи, до чиито заключения учениците трябваше да стигнат сами, следвайки зададени на английски език инструкции. В изпълнение на първата поставена задача: написване на програма за обикновен крачкомер, учениците работиха по избор с MakeCode или програмен език Python. В процеса на работа те трябваше да открият какъв вграден сензор използва крачкомерът, както и да изпълнят предизвикателства – усъвършенстване на програмата така че крачкомерът да отбелязва дневна цел от 5000 изминати крачки, както и да се свържат безжично два крачкомера, създадени с micro:bit, като екранът на всеки да изписва постигнатия брой крачки от другия. Добавиха се звук, разпознаване на ходене и тичане.

Последва тематична задача, посветена на светлинното замърсяване. Учениците използваха логически блокове за да определят интензитета на електрическо осветление и програмираха светлинна аларма, която известява когато в помещението няма необходимост от осветление.

Последната задача отведе участниците в обучението до работа с изкуствен интелект. Изпълнявайки я, те „обучаваха“ ИИ как да разпознава снимки с дневна светлина и тъмнина и в последствие приложиха способностите му да ги различава.

Част от първия работен ден беше участие на групата в международно онлайн събитие на европейски проект Click-Polit, с който нашият Еразъм Екип си партнира. След приветствието към нашите ученици, те присъстваха на представяне на проекти на ученици от Гърция и Португалия, които споделиха свои решения за намаляване отрицателното въздействие на светлинното замърсяване върху човека, животинските видове и астрономията. Дейността се осъществява по проекти на Програма Еразъм, КД 1 „Пълен STR^5EAM напред“ и КД2, „Тъмната страна на светлината – светлинно замърсяване“.

Вторият ден от обучението по програмиране и роботика премина в работа с комплекта по роботика и автоматизация „Нежа“, който дава възможност на учениците да изградят умения за работа с програмен език MicroPython и програмиране с блокове MakeCode. След въведението в работата на робота и различните макети, които могат да се сглобят от него, учениците имаха практически задачи за разработване на свои проекти, прилагайки моторите и сензорите на комплекта. Учениците разсъждаваха върху ролята на микроконтролера micro:bit, както и върху разликата между аналогови и цифрови портове, с които работи роботът Nezha.

След първата задача да се програмира и тества движеща се кола, участниците в обучението трябваше да поработят и върху предизвикателствата да експериментират върху скоростта на колата, така че да открият оптималния баланс върху скоростта и контрола, както и да програмират момент на изчакване при смяната на посоката, за да предотвратят резки движения.

По втората задача учениците работиха с готов код за умно улично осветление, който трябваше да разчетат сами и отгатнат как ще се контролира светлината и как ще се задвижват серво моторите на уличната лампа. Следващата стъпка беше сами да програмират сензорът NeoPixel така, че да осветлението да свети в цветовете на дъгата. За да осигурят намаляване на светлинното замърсяване, учениците програмираха осветлението да се включва когато се задвижи от преминаващ обект.

Акцент на задачите за деня беше събирането и показването на данни на екрана на робота – с помощта на програмата в  micro:bit учениците обработиха данните от уличното осветление и ги представиха под формата на диаграма.

Обучението се води от нашата гръцка гостенка г-ца Теодора Маника при съдействието на г-жа Калина Николова, г-жа Пепа Павлова и г-жа Ани Павлова от училищния Екип Еразъм. Дейността се осъществява по проекти на Програма Еразъм, КД 1 „Пълен STR^5EAM напред“ и КД2, „Тъмната страна на светлината – светлинно замърсяване“.

Третият ден от обучението по програмиране и роботика започна с проучване на въпроси, свързани със светлинното замърсяване – какво представлява, какви видове се наблюдават, какви са основните цели за намаляване отрицателния ефект на прекомерната изкуствена светлина, кое осветление е енергоспестяващо и в същото време на вреди на човека, как трябва да се покриват уличните лампи, за да не се разсейва светлината над тях.

Последва експеримент, който превърна класната стая в лаборатория – учениците провериха какво се случва с отразената светлина когато се използват различни материали, в които тя да се отразява. За опита ползваха алуминиево фолио, цветни хартии и картони, като те самите споделяха своите предположения как цвета и грапавината на повърхността ще повлияе на отразяването. Предположенията се прехвърлиха и върху сензора NeoPixel, монтиран на робота, за който водещата обучението Теодора Маника очакваше мнението на участниците. Дискусията ги отведе до верния отговор, а на предположенията на учениците помогнаха и насоките на г-жа Пепа Павлова, учител по Физика.

След програмирането, занятието премина през образователната компютърна игра SkyGlow, в която децата трябваше да изпълняват мисии и се справят с проблеми, които светлинното замърсяване създава на жителите на виртуален град. Игровото приключение беше атрактивният подход, чрез който участниците в обучението затвърдиха и провериха усвоените през деня знания.

„Откривателството чрез практически задачи и игровият подход са начини за възприемане на околния свят и научните знания, които изключително много ценим и включваме в календара на дейностите на нашите STEAM проекти по Програма Еразъм. И в настоящето обучение предизвикваме децата да формулират свои хипотези и да предвиждат как ще се развие опита, който правят, а в края му да направят своите изводи.“, обяснява координаторът на проекта, г-жа Калина Николова.

Денят на заключителното състезанието! В него на равни начала се включиха ученици от V до X клас, като всеки от тях даде своя принос към проучването и популяризирането на проблема „Светлинно замърсяване“. Кулминация на деня беше представянето на решения на основата на усвоените през предходните дни умения за програмиране.

Индивидуално или в екипи, учениците изработиха плакати с вижданията си как трябва да изглежда информационна кампания, който разяснява проблема светлинно замърсяване и посочва ползите от намаляване на вредния му ефект. В своите плакати учениците разказаха за непълноценния сън в незатъмнено помещение, за ефекта на мелатонина, отделян в тялото по време на сън, влиянието на светлинното замърсяване върху животински видове като светулки, прилепи, жаби, костенурки и др. и не на последно място, затрудненията, които то създава при наблюдения и изследвания на нощното небе и небесните тела от страна на астрономи и любители. Всеки от екипите и индивидуалните участници показа и своята практическа разработка за справяне с прекомерното изкуствено осветление – от макет на покрити улични лампи до програмирано умно улично осветление. Гласуване на всички участници определи класирането:

• I място – Мартин Андреев и Радостин Христов
• II място – Стефания Маринова и Юлиета Велчева
• III място – Петя Маешка

Еразъм седмицата „Програмиране и роботика“ завърши с коктейл за участниците в състезателния ден. Всички получиха поздравления от лектора, г-ца Теодора Маника, както и от своите ръководители от Екип Еразъм, г-жа Калина Николова, г-жа Пепа Павлова и г-жа Ани Павлова. Удовлетворени, с повече знания и умения и с желание за нови подобни дейности, децата поднесоха подаръци на гръцката гостенка – нарисувани от наши ученици тениска и чаша, а координаторът на проекти Еразъм, г-жа Николова ѝ връчи благодарствена грамота за ползотворното сътрудничество.  В рамките на Еразъм седмицата по програмиране и роботика, в изпълнение на проект „Пълен STR^5EAM напред“, бяха обучени близо 50 ученици от различни възрастови групи. Задачите, поставяни на учениците, бяха структурирани така, че да изпълняват проект „Тъмната страна на светлината – светлинно замърсяване“. Инициативата е още една успешна дейност на Екип Еразъм към ППМГ „Акад. Иван Ценов“, която умело използва съфинансирането, осигурено от Програма Еразъм+.