W dzisiejszym dynamicznie rozwijającym się świecie, nie możemy w szkole jedynie opierać się o wiedzę książkową, o teorię. Musimy angażować naszych uczniów w projekty, które pokażą im, jak wykorzystać te informacje w praktyczny sposób. Proces uczenia się powinien angażować ucznia, rozwijać jego kreatywność, a co za tym idzie przynosić widoczne rezultaty tego działania. Odpowiedzią na te potrzeby jest metoda STEAM, która wkracza do sal lekcyjnych, oferując uczniom nie tylko wiedzę, ale przede wszystkim umiejętności praktyczne.
Metoda STEAM łączy nauki ścisłe (Science), technologię (Technology), inżynierię (Engineering), sztukę (Arts) oraz matematykę (Mathematics) w celu rozwijania kompetencji uczenia się przez działanie. Zamiast uczyć poszczególnych przedmiotów w izolacji, metoda STEAM integruje je w sposób interdyscyplinarny, co pozwala uczniom lepiej rozumieć otaczający ich świat.
W tym miejscu widzę przestrzeń dla płytek micro: bit, które dają nam szeroki wachlarz możliwości wykorzystania ich w różnorodnych projektach.
Jak płytki micro:bit mogą wspierać metodę STEAM?
Płytki micro:bit to małe, programowalne komputery, które mogą być wykorzystywane do realizacji różnorodnych projektów. Posiadają wbudowane sensory, niewielki, 25-diodowy wyświetlacz, przyciski oraz łączność bezprzewodową, co pozwala na tworzenie różnorodnych, interaktywnych rozwiązań. Ponadto w prosty sposób można podłączać do nich czujniki zewnętrzne, które jeszcze bardziej poszerzają możliwości tej maleńkiej płytki. Posiadając jednak nawet samą płytkę, możemy stworzyć szereg skryptów, które wykorzystają jej możliwości, a wszystko to dzięki bardzo intuicyjnemu środowisku, które pozwala programować ją z poziomu przeglądarki.
Oto kilka przykładów wykorzystania tego mikrokomputera w szkolnych projektach STEAM.
Uczniowie mogą płytkę – po jej uprzednim zaprogramowaniu – wykorzystać na przykład w roli termometru. Świetnie się więc sprawdzi w projektach dotyczących obserwacji pogody i zbierania danych, ale także pomiaru temperatury podczas różnych doświadczeń i eksperymentów. Jeśli mamy do dyspozycji 2 płytki, możemy jedną z nich umieścić na przykład w innym pomieszczeniu lub na zewnątrz i dzięki możliwości komunikacji micro:bit-ów, odczytywać wskazaną temperaturę na drugiej płytce. Z pewnością zwiększa to możliwości zastosowania tego mikrokontrolera.
Rys. 1 Płytka micro:bit w roli termometru – widok symulatora w aplikacji MakeCode
Micro:bit ma wbudowany magnetometr. Oznacza to, że płytka może pełnić rolę kompasu. Świetnie nada się więc, by wykorzystać ją w terenie podczas zajęć z przyrody czy geografii. Płytkę jako kompas można wykorzystać w projektach związanych z nawigacją i lokalizacją. Może być stosowana do projektowania prostych robotów, które potrafią poruszać się w określonych kierunkach, wykorzystując informacje z kompasu do orientacji. Taką rolę mogą pełnić dedykowane dla płytek platformy jezdne, które mogą poszerzyć wachlarz możliwych zastosowań tego mikrokomputera.
Ta maleńka płytka jest wyposażona w wiele podzespołów, które pozwalają na zastosowanie jej w różnych sytuacjach projektowych. Jednym z nich jest akcelerometr, który reaguje na zmianę położenia płytki oraz potrząsanie nią. Dzięki niemu w bardzo prosty sposób stworzymy licznik kroków. By móc płytkę ze sobą nosić, uczniowie mogą wykonać specjalne uchwyty-opaski, które pozwolą w wygodny i wielorazowy sposób korzystać z urządzenia. Pojawia się więc sposobność, by zaangażować uczniów w proces tworzenia projektu opaski, a następnie jej wykonanie. Ponadto analizując ilość zliczonych kroków, możemy przeliczać z uczniami na przykład spalone kilokalorie. A to kolejny pomysł na połączenie aktywności w ramach różnych przedmiotów.
Akcelerometr w micro:bit możemy wykorzystać także w innej praktycznej sytuacji. Z jego pomocą możemy sprawić, by płytka pełniła rolę poziomicy. Jestem pewna, że znajdziemy dla niej wiele zastosowań podczas zajęć technicznych lub w innych sytuacjach.
Kolejną możliwością, jaką daje nam micro:bit jest wykorzystanie wbudowanego czujnika światła i stworzenie na przykład skryptu latarki, która zapala się automatycznie w chwili, gdy zrobi się ciemno. Pojedynczy mikrokontroler nie rozświetli nam pomieszczenia, ale można przy jego pomocy oznaczyć na przykład położenie włącznika światła, by w ciemności łatwo go odnaleźć lub podłączyć do niego zewnętrzne źródło światła o większej mocy. Dostrzegam w tym miejscu, możliwość zastosowania płytki przy tworzeniu z uczniami prostych modeli inteligentnych domów w mikroskali.
Rys. 2 Płytka micro:bit w roli latarki – widok symulatora w aplikacji MakeCode
Idąc tym tropem, dodam, że z użyciem tego minikomputera można w bardzo prosty sposób stworzyć system kontroli wilgotności gleby w kwiatach doniczkowych. Płytka, reagując na poziom wody w ziemi, może sygnalizować nam jej niedobór, wyświetlając odpowiedni komunikat na wyświetlaczu lub nadać sygnał dźwiękowy. Jest to możliwe dzięki temu, że gleba ma pewien opór elektryczny, który zależy od ilości wody i składników odżywczych w niej zawartych. Skonstruowanie takiego czujnika może być więc formą zobrazowania uczniom zjawiska, jakim jest opór elektryczny – a co za tym idzie, dostrzegam świetną sposobność włączenia zagadnień poruszanych na fizyce.
Rys. 3 Wykorzystanie płytki micro: bit jako czujnika wilgotności gleby
Możemy również uczynić z płytki narzędzie, które wykorzystamy na matematyce (lub w innych okolicznościach) w roli kostki do gry lub monety. Możemy więc przy jej pomocy prowadzić eksperymenty z zakresu prawdopodobieństwa lub wykorzystać podczas innych aktywności. Świetnie sprawdzi się w roli maszyny losującej, do „bębna” której możemy wrzucić w zasadzie dowolne wartości. Ograniczać nas jedynie może nasza wyobraźnia.
To tylko niektóre możliwości zastosowania tej maleńkiej płytki. Wspomniane przykłady nie wymagają żadnych dodatkowych czujników czy sprzętu. Wystarczy płytka i źródło zasilania w postaci baterii, by móc wykorzystać ją na różne sposoby. Jeśli dodam jeszcze, że jej zaprogramowanie nie wymaga, żadnej zaawansowanej wiedzy i umiejętności – z pewnością czyni to z niej świetne narzędzie do wykorzystania nawet w najmłodszych klasach szkoły podstawowej.
Projekty STEAM z wykorzystaniem płytek micro:bit mogą być niezwykle angażujące, co motywuje uczniów do działania. Dzieci zdobywają umiejętności programowania, projektowania oraz rozwiązywania problemów w praktycznych kontekstach. Pozwala to na realizację różnych projektów interdyscyplinarnych, dzięki którym uczniowie rozwijają swoją kreatywność i innowacyjne myślenie. Dostrzegają konieczność łączenia wiedzy i umiejętności z różnych dziedzin, co ma bezpośrednie przełożenie na poszerzanie ich kompetencji niezbędnych w szybko rozwijającym się świecie, gdzie umiejętność elastycznego myślenia i łatwe przystosowywanie się do zmian, są kluczowe dla sukcesu.
Autor: Justyna Klimczyk — nauczycielka informatyki i matematyki w Szkole Podstawowej im. Janusza Korczaka w Kleszczowie. Autorka bloga „TIKowy Belfer”. Pod tą nazwą można ją znaleźć również na Facebooku, Instagramie i Tik Toku. Entuzjastka stosowania nowoczesnych technologii w codziennej pracy z uczniem. Ekspert ds. awansu zawodowego nauczycieli, Microsoft Innovative Educator Expert, ambasadorka Wakeleta. Należy do społeczności SUPERBELFRZY RP.
Uczestniczka wielu projektów ogólnopolskich, autorka innowacji, zdobywczyni grantów.
Ma na swoim koncie współautorstwo podręcznika do informatyki dla szkoły podstawowej. Autorka licznych publikacji w czasopismach Programista Junior, Nauczyciel na Plus, Matematyka.