Online nástroje pro výuku programování

Anotace

Proslulý vědec Mitchell Resnick, profesor na Massachusetts Institute of Technology, ve svém projevu na konferenci TED-2012 připomněl, že dnešní děti jsou schopné mnohem více než intuitivně používat rozhraní různých aplikací a programů. Řekl: „Programování pro děti otevírá nový svět, mnoho nových příležitostí k učení. Je to stejné jako čtení. Pokud umíte číst, můžete se dozvědět mnoho různých nových věcí. Nejprve se učíte číst, a pak se učíte čtením. Totéž platí o programování. Nejprve se učíte programovat, a potom se učíte programováním.“

Programování pomáhá dětem rozvíjet řadu dovedností:

• Učit se ve smysluplném kontextu.
• Uvědomovat si, že učení je proces.
• Zkoumat složitější skutečnosti rozkladem na jednodušší.
• Učit se spolupracovat ve skupině.
• Učit se předcházet frustracím, když věci nefungují dobře.
• Učit se odhodlání a riskování.
• Využívat technologie a dokázat jejich prostřednictvím vyjádřit své myšlenky.
• Být kreativními.
• Komunikovat s okolním světem.

Technologie se v průběhu času mění, ale principy a logika zůstávají. Podle názoru mnoha odborníků nemá smysl učit na základní škole konkrétní programovací jazyk, ale je třeba vědět, jakým způsobem počítačový program při řešení konkrétního úkolu pracuje.

Jaké nástroje mohou pomoci při výuce programování? Návody, učebnice, články pro začínající a online zdroje – je toho opravdu hodně a vyzkoušet je všechny není v silách jednotlivce.

V tomto článku chci představit dva nástroje od známého technologického giganta Google. Aplikace jsou podporovány širokou komunitou programátorů, jsou zdarma a fungují na všech populárních operačních systémech (Windows, OS X, Linux).

Pencil Code Gym

Prostředí nabízí tři výukové režimy (Draw, Jam, Imagine), pomocí kterých můžete zápisem kódu (v jazyce blízkém Javascriptu) malovat, tvořit hudbu či tvořit příběh. Ve všech režimech se používá vizuální jazyk v podobě do sebe zapadajících puzzle bloků.

Pencil Code Gym v režimu kreslení

Než začnete prohlížet hotové šablony nebo vytvářet vlastní kód, doporučuji vytvořit účet na stránkách http://pencilcode.net, kde stačí kliknout na odkaz New account a zadat nové jméno a heslo. Pro začátek je možno použít připravené vizuální bloky, které lze spojovat a měnit jejich nastavení. Učení probíhá na klasickém principu od jednoduchého ke složitému. Například v interaktivním kreslení se začíná s několika barevnými body (First Dot) a ke konci hodiny žák může být schopen vytvářet ohnuté tvary, opakující se vzory, regulovat rychlost a směr pohybu tužky na obrazovce. Jako výhodu vidím možnost přepnout z blokového režimu na textový, kdy pokročilejší žáci zadávají příkazy pomocí ručně psaného kódu. K dispozici je také nápověda s názornou ukázkou jednotlivých příkazů. Nápovědu spustíte kliknutím na odkaz Reference.

Pencil Code Gym v režimu tvorby hudby

Podobný princip výuky od jednoduchého ke složitému je i při tvorbě hudby (Jam). Zpočátku aplikace seznamuje se základními tóny zapsanými v kódu a pak se postupuje k základům rytmu, tempa a harmonie, naučí hrát akordy a měnit tón.

Nakonec prostředí Imagine učí využívat HTML, CSS a JavaScript nástroje pro tvorbu interaktivního obsahu – příběhu.

Pencil Code Gym v režimu tvorby příběhu

Nejdříve se žáci učí používat příkaz write pro vypsání textu na obrazovku. V této části je nutné je upozornit na případné chyby, které mohou vzniknout při psáni kódu v textovém režimu programování. V průběhu tvorby vlastního příběhu žáci postupně přidávají další prvky, které obohacují jejich vyprávění po vizuální nebo funkční stránce. Jsou zde k dispozici příkazy pro změnu vzhledu textu font, vložení odstavce p, vložení obrázku img nebo vložení příkazu if, který umožňuje program větvit na základě logické hodnoty výrazu funkcí.

Jako podpora pro učitele (bohužel jenom v angličtině) existuje zdroj podkladů a doporučení na stránkách activity.pencilcode.net a také hotové projekty na stránkách share.pencilcode.net.

Blockly Games

Blockly Games není jen zvučný název pro dětské hry, ale je to název grafického programovacího prostředí, vyvinutého společností Google v roce 2012. Tento vizuální jazyk vám umožní rychle pochopit základy logického předávání dat a instrukcí, seznámit se s cykly, operátory, procedurami, funkcemi, proměnnými jazyka JavaScript, a obecně vzato umožní rozvíjet myšlení. Je možno si vybrat ze 7 her. 

Prostředí aplikace s možnosti výběru hry

Blockly Games, stejně jako předchozí prostředí, používá připravené bloky, které přispívají k seznámení s programováním. Tento nástroj je ideální pro ty nejmenší, protože není třeba číst dlouhé výklady a pokyny. Například ve hře Bludiště se žáci snaží pomoci žlutému panáčkovi dostat ven a tím ve skutečnosti už píšou svůj první kód. Každá hra (kromě Skládačky) je rozdělená na úrovně se stoupající složitostí úloh. Po úspěšném splnění zadané úlohy v dané úrovni se vygeneruje jako výsledek kód v JavaScriptu. 

Hra Bludiště

Hry jsou navrženy tak, aby bylo možné je zařadit do výuky jako samostatnou činnost žáků, při níž může každý postupovat vlastním tempem. Skutečnost, že žák je ušetřen nutnosti dodržovat složitou syntaxi jazyka, přináší kladný vztah k programování jako takovému a později nevylučuje možnost ponořit se do programování hlouběji.

Závěr

Společnosti Google se podařilo vytvořit webové rozhrání, které hravým způsobem podporuje první úsilí žáků při programování. Myslím si, že programování v hravé formě patří již na první stupeň základní školy, kdy se žáci učí nejenom používat technologii, ale i účinně rozvíjet tzv. informatické myšlení (z anglického Computational Thinking). Stanovení takovýchto pokročilejších cílů kromě jiného též přispívá k naplnění priorit podpořených vládou ve Strategii digitálního vzdělávání do roku 2020.

Výuková prostředí Pencil Code Gym a Blockly Games mají výhodu v tom, že nevyžadují stahování žádné aplikace nebo pluginu, dále se vyvíjejí a v současné podobě již nabízejí učitelům nástroje, které se dají zařadit do výukového procesu v hodinách informatiky a tím mohou vzbudit zájem žáků o programování.