Uporaba knjižnice Processing pri učenju jezika Python – srečanje koordinatorjev projekta KATARINA

V okviru projekta KATARINA je potekalo 10. novembra redno srečanje koordinatorjev, kjer je Jaka Koren s Šolskega centra CELJE predstavil delo v inovativnih oddelkih na temo algoritmi in programiranje. Predstavil je uporabo brezplačne programske skicirke Processing in prednosti, ki jih uporaba tovrstnega orodja prinese za učenje programskega jezika Python. Predstavitev je temeljila na izkušnjah z dejavnostjo, ki jo je šola najprej pilotno izvedla v okviru krožka, letos pa sistematično vključila tudi v pouk.

Cilj sklopa je bil dijakom približati algoritme na manj abstrakten in bolj konkreten način, preko programa, katerega izhod je vidna slika. S tem načinom je lažje motivirati dijake za nadaljnjo učenje o algoritmih in jih učiti razmišljanja v korakih, prepoznavanja vzorcev ter razumevanja, kako računalnik prek ukazov izriše obliko, barvo ali celotno sceno.

Poseben poudarek je bil na zasnovi dejavnosti, ki jo je mogoče izvesti tudi v učilnici z enim samim računalnikom. Učitelj program demonstrira na projektorju, dijaki pa rešujejo naloge na učnih listih ali kot domačo nalogo. Dejavnosti so bili razdeljene na več sklopov.

V prvem sklopu ur dijaki najprej narišejo preprosto sliko na koordinatno mrežo, nato pa svojo risbo pretvorijo v algoritem – natančen seznam korakov s koordinatami in dimenzijami. Navodila potem zamenjajo s sošolcem, ki jih poskuša po algoritmu ponovno narisati, kar nazorno pokaže pomen natančnosti zapisa. Učitelj nato prikaže, kako se ta navodila preslikajo v ukaze Processinga (rect, triangle, ellipse …).

V drugem sklopu se dijaki seznanijo z digitalno sliko in RGB-barvnim modelom. Preko ukaza fill(r, g, b) ugibajo barve in preverjajo svoje predpostavke, dejavnost pa popestri igra z listki, kjer dijaki med seboj izmenjajo naključne kombinacije vrednosti in poskušajo napovedati barve.

V tretjem sklopu dejavnost napreduje v smeri programerskih konceptov: dijaki spoznajo spremenljivke in preko naloge z »možicem« ugotovijo, kako spremembe vrednosti (npr. x = x + 50) vplivajo na položaj narisanih oblik. V drugi fazi se uvede pisanje lastnih metod (funkcij), kar dijakom približa koncept abstrakcije in ponovne uporabe kode.

V razpravah po skupinah so udeleženci poudarili, da jim je bila vizualizacija algoritmov zelo všeč, saj omogoča uvod v Python s takojšnjim vizualnim rezultatom, kar je še posebej pomembno za dijake, ki se šele spoznavajo s programiranjem. Primerjali so jo z drugimi pristopi (želva/grafika, roboti, fizično računalništvo) ter izpostavili, da je primerna tudi za razrede z omejeno računalniško opremo. Kot je pojasnil predavatelj se aktivnosti izvaja v več letnikih, pri čemer med razredi ne opazi večjih razlik v razumevanju, ampak se razlike kažejo predvsem v motivaciji. Dejavnost učinkovito pokriva učne cilje, povezane z razumevanjem algoritma, spremenljivk, zaporedja ukazov in povezave med kodo ter vizualnim izhodom programa. Srečanje je še enkrat poudarilo pomen izmenjave inovativnih učnih praks med šolami.

Projekt Katarina: Dijaki o umetni inteligenci

Povezava: https://ker.sc-celje.si/katarina/dijaki-o-umetni-inteligenci/

Letošnje šolsko leto bomo višjim inovativnim oddelkom predstavili področje umetne inteligence, danes najbolj razvpite in najširše uporabljene veje računalništva in informatike. Se kak dijak mogoče že spozna na strojno učenje in kaj pravi o poučevanju teh mehanizmov? Odgovarja Adrijan iz E3A:

“V osnovni šoli sem že obiskoval krožke računalništva in se malo spoznam na programiranje, na umetno inteligenco pa niti malo (smeh). Me pa umetna inteligenca zanima, ker ne vem, kako algoritem pride do odgovora na vprašanje. Vem, da ima v ozadju neko bazo podatkov, ampak ne vem … kako jih spravi skupaj. Poučevanja o tem mogoče ne bi dal v vse srednje šole, mogoče v omejenem obsegu za boljšo splošno razgledanost.”

Projekt Katarina: Omrežja in internet na domu

Povezava: https://ker.sc-celje.si/katarina/omrezja-in-internet/

Računalništvo kot strokovno področje pokriva mnogo različnih strok poleg algoritmov in podatkovnih struktur. Pri projektu Katarina smo dijake v inovativnih oddelkih učili tudi temelje omrežnih povezav med računalniki na domu ter v svetovnem omrežju. Spoznali so, kako lahko postavijo in konfigurirajo svoje domače omrežje, seznanili so se pa tudi z varnostnimi tveganji vključevanja v internet in pokazali, da se zavedajo nevarnosti, ki jih jim predstavlja nepazljiva uporaba spletnih storitev.

Projekt Katarina: Vodenje robotov

Povezava: https://ker.sc-celje.si/katarina/vodenje-robotov/

Pri projektu Katarina nismo samo žulili šolskih klopi. Februarja 2025 smo dijake oddelkov E2A in E2B odpeljali v Tehnopark Celje na delavnico iz upravljanja z poučnimi roboti. V dveh šolskih urah so dijaki v parih pisali navodila za robote Photon in jih pripravili do samodejnega izogibanja oviram s pomočjo pogojnih stavkov. Pobliže pa so se tudi seznanili z orodjem za animiranje humanoidnega robota NAO, ki so ga naučili izgovoriti imena udeležencev in jim pomahati v pozdrav.

Projekt Katarina: Algoritmi in programiranje na papirju

Povezava: https://ker.sc-celje.si/katarina/algoritmi-in-programiranje/

Glavna tema, s katero so bili seznanjeni dijaki v tako imenovanih inovativnih oddelkih projekta, je bilo pisanje programov. Dandanes vsi uporabljamo računalnike za pomoč pri pisanju, računanju, pošiljanju podatkov, redki pa se vprašajo, kako dejansko ti postopki delujejo. Še redkejši imajo občutek, kaj pomeni sestavljati navodila za računalnik.
Pri urah dodatnega pouka smo dijakom oddelkov K1A, E2A in E2B predstavili enega od načinov pisanja postopkov, pisanje programa v visokonivojskem programskem jeziku Python. Pokazali smo jim, kako lahko umsko opravilo iz resničnega življenja (ali pa vsaj nalogo iz matematičnega učbenika) pretvorijo v postopek iz večih korakov, ki ga nato lahko prepišejo v programski jezik in pustijo, da ga računalnik izpelje samostojno. V pisanju programa so se tudi preizkusili sami in v skupinah sestavljali programe za računanje in predelavo preprostih podatkov.

Projekt Katarina: Vsak naj bo deležen temeljnih znanj iz Računalništva in Informatike na ŠC KER

Povezava: https://ker.sc-celje.si/katarina/

V šolskem letu 2023/24 smo na šolskem centru pričeli z izvajanjem poučno-raziskovalnega projekta Katarina (Vsak naj bo deležen temeljnih znanj računalništva in informatike). Letos nadaljujemo z urami dodatnega pouka v večih inovativnih oddelkih programov Elektrotehnik in Kemijski tehnik, kjer dijake seznanjamo s področjem računalništva in informatike ter veščinami pisanja programov, ki drugače niso del njihovega rednega predmetnika. Računalništvo je v sodobnem svetu izjemno pomembna stroka, razumevanje tehnologije pa je mnogim, ki niso vključeni v njene izobraževalne programe, povsem tuje. Skozi projekt jim zato poskušamo ponuditi razvoj splošne razgledanosti nad tem področjem, pa tudi preizkusiti različne metode poučevanja računalništva.
To je prva v seriji objav, s katerimi vam bomo predstavili naše delo na projektu, ter mnenja dijakov, ki so vključeni v projekt.

Katarina konferenca 2025

Povezava: https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:7391493342859137024

Konferenca Katarina 2025 združila učitelje RIN z vse Slovenije

V oktobru smo svoje delo predstavili že na drugi konferenci Katarina! Hvala vsem učiteljem, ki gradite projekt in skupaj z ekipo Univerze v Ljubljani sooblikujete prihodnost slovenskega srednješolskega izobraževanja s področja računalništva in informatike (RIN)!

Letošnja konferenca je zaznamovala dve zelo uspešni leti projekta.
V tem času nam je v Sloveniji uspelo povezati 10 šol, več sto učiteljev in več kot 1000 dijakov v skupno vizijo in prakso poučevanja RIN.

V preteklem letu smo:
-> Že drugo leto pripravljali, z dijaki preizkušali in evalvirali inovativne učne pristope in scenarije s področja temeljnih vsebin RIN
-> Razvijali, izpopolnjevali in nadgrajevali vseslovensko skupnost učiteljev na rednih tedenskih srečanjih in mesečnih webinarjih
-> Na podlagi potreb učiteljev vzpostavili spletno platformo Napoj za skupnost učiteljev RIN, z gradivi, učnimi scenariji, dobro prakso in forumom za povezovanje
-> Poenotili postopke za pripravo in evalvacijo inovativnih učnih scenarijev
-> Pripravljali katalog temeljnih znanj RIN

Predvsem si z dijaki prizadevamo pogosto prisotno miselnost razumevanja RIN premakniti v smer, da računalništvo ne pomeni uporaba orodij za namizne računalnike, ampak razumevanje, kako te stvari delujejo in kako so povezane, t.j. temeljno znanje o reševanju problemov s pomočjo podatkov, algoritmov in tehnologije, ki nam v življenju pomaga pri doseganju ciljev in lažjem funkcioniranju v sodobnem svetu.

Posnetek uvodnih besed prodekana za pedagoško dejavnost na UL FRI, koordinatorja projekta z Ministrstvo za vzgojo in izobraževanje in vodje projekta na UL FRI si lahko ogledate tukaj: https://video.arnes.si/watch/1rpww5zc3z87.

Več posnetkov sledi v naslednjih objavah.

Sproščeno in zabavno v svet programiranja, 9. – 20. 6. 2025

Povezava: https://www.gfp.si/projekti/katarina/sprosceno-in-zabavno-v-svet-programiranja

V zadnjih tednih šolskega leta 2024/25 smo se na Gimnaziji Franceta Prešerna Kranj v okviru projekta Katarina z dijaki 1. letnikov podali v svet programiranja malo bolj sproščeno.

Na www.code.org so si dijaki lahko izbrali različne naloge programiranja:

Programiranje v Minecraft svetu:
https://studio.code.org/courses/aquatic/units/1/lessons/1/levels/1?viewAs=Instructor
https://studio.code.org/courses/hero/units/1/lessons/1/levels/1?viewAs=Instructor
https://studio.code.org/courses/mc/units/1/lessons/1/levels/1?viewAs=Instructor
https://studio.code.org/courses/minecraft/units/1/lessons/1/levels/1?viewAs=Instructor

S programiranjem se reši iz labirintov iz risank Angry birds, Ice age, Elsa in Ana …:
https://hourofcode.com/code
https://studio.code.org/courses/frozen/units/1/lessons/1/levels/1

Tako so na zabaven in sproščen način ponovili osnovne koncepte programiranja, ki smo jih spoznali v Pythonu v okviru projekta Katarina.

Ta dejavnost je lahko tudi uvod v programiranje, pred programiranjem v določenem programskem jeziku, saj skozi igro, brez predhodne razlage, spoznajo osnovne koncepte programiranja, spremenljivke, vejitve, zanke, funkcije,… Če aktivnosti uporabljamo kot uvodno motivacijo, je smiselno, da že sproti, ob vsaki novi strukturi ali ob koncu izzivov, z dijaki naredimo pregled osvojenih pojmov ali razjasnimo morebitne dileme.

Dijaki so naloge reševali vsak v svojem tempu, hkrati pa s takimi aktivnostmi spodbujamo sodelovalno učenje, saj so si med sabo lahko pomagali. Deležni so bili sprotne povratne informacije, s programiranjem na tak način pa so dijaki bolj uživali, saj se jim je zdelo, kot da so del računalniške igre, ki jo nekateri še vedno radi igrajo.

HO HO HO – Božično programiranje in božični natečaj, 16. – 23. 12. 2024

Povezava: https://www.gfp.si/projekti/katarina/ho-ho-ho—bozicno-programiranje-in-bozicni-natecaj

V predprazničnih decembrskih dneh smo z dijaki 1. letnikov v okviru projekta Katarina sodelovali na Codeweek-u, se podali na praznično programiranje in izvedli BOŽIČNI NATEČAJ – oblikuj svojo praznično voščilnico.

Dijaki so skozi programiranje z delčki, ko so risali geometrijske like in različne oblike, spoznali osnovne koncepte programiranja in jih nadgradili z uporabo zank in sestavljanjem lastnih funkcij.

Najprej so rešili 10 izzivov na https://codeweek.eu/challenges/create-your-own-masterpiece in si pridobili certifikat.

Nato pa so sodelovali na šolskem prazničnem natečaju, kjer so ustvarjali božične umetnine – smrekice, snežinke, zvezdice in druge praznične ornamente. Vsak dijak je na koncu izdelal svojo praznično risbo oz. voščilnico.

Aktivnost je popestrila praznične dni, dijaki pa so se na preprost in intuitiven način ukvarjali z algoritmičnim mišljenjem in programiranjem. Aktivnost je bila dijakom zelo všeč, saj so bili lahko ustvarjalni in niso bili pod pritiskom pričakovanj učitelja.

NETWORK HEROES: Dijaki na misiji digitalne varnosti, 14. – 15. 2. 2025

Povezava: https://www.gfp.si/projekti/katarina/network-heroes-dijaki-na-misiji-digitalne-varnosti

Minecraft education: Cyber fundametals

V okviru projekta Katarina smo v času informativnih dni na Gimnaziji Franceta Prešerna Kranj za dijake 2. letnika izvedli delavnico s področja kibernetske varnosti. Delavnico je vodil zunanji partner Digital School, ki je dijakom na inovativen način predstavil izzive sodobnega digitalnega sveta. Učenci so se v okolju Minecraft Education: Network Heroes prelevili v člane t. i. Incident Response Team – ekipe, zadolžene za odkrivanje in preprečevanje kibernetskih napadov.

Igra Network Heroes je bila zasnovana posebej za učenje temeljnih pojmov kibernetske varnosti na interaktiven in učencem prijazen način. Dijaki so skozi zgodbo virtualnega sveta reševali naloge, povezane s šifriranjem podatkov, prepoznavanjem phishing napadov, zaščito naprav in omrežij ter varnim ravnanjem z osebnimi podatki. Vsaka naloga je vključevala reševanje problemov, sodelovanje med člani ekipe in uporabo logičnega sklepanja, kar je spodbujalo razvoj tako digitalnih kot mehkih veščin.

Delavnica je bila odlična priložnost, da se dijaki seznanijo z aktualnimi izzivi, ki jih prinaša digitalizacija, hkrati pa razvijajo zavest o pomenu varne in odgovorne rabe tehnologije. Aktivnost je potekala v sproščenem, a poučnem vzdušju, kjer je igra služila kot most med zabavo in učenjem.