Robologi

Peruskoulussa käsityövalinnat ovat laskeneet 39 % lyhyellä aikavälillä. Huolta tästä kehityksestä ovat kantaneet lähinnä alan opettajat, mutta se on näkynyt omassa työssänikin. Nuorisoasteen tieto- ja viestintätekniikan perustutkinnossa kättentaitoja tarvitaan toimittaessa koteloiden, komponenttien, kaapelien ja vastaavien parissa.  Ruuvimeisseleiden ja muiden perustyökalujen käyttö, kotelon avaaminen, komponenttien ja kaapeleiden asettaminen tietokoneeseen ovat olleet aiemmin helppoja tehtäviä, mutta nykyään yhä harvempi on vastaavia aiemmin tehnyt. Ongelmaksi tällainen taidottomuus muodostuu työssäoppimispaikalla, jossa opiskelijalta edellytetään perustason teknistä osaamista. Olen toiminut nuorten datanomiopiskelijoiden opettajana Turun ammatti-instituutissa parikymmentä vuotta. Tänä aikana peruskoulunsa juuri päättäneiden tieto- ja viestintätekniset (tvt) valmiudet ovat muuttuneet. Osa muutoksista on ollut toivottua ja myönteistä, mutta osa opettajan näkökulmasta kielteistä.  Koodausta, nettisivujen tekemistä ja vastaavia taitoja opiskelijat osaavat opintojensa alussa huonommin kuin ”vanhoina hyvinä aikoina”. Lisäksi monet opiskelijat pitävät ohjelmoinnin opiskelua perinteisellä tavalla tylsänä, onnistumisen tunteita harvoin herättävänä.  Vähän koodia, runsaasti visuaalisuutta Mietimme muutama vuosi sitten työkaverin kanssa, miten näitä ongelmia voisi lieventää. Kollegalla oli kokemusta Lego-robottien käytöstä lasten tiedekoulussa. Hyvien kokemusten innoittamana päätimme kokeilla niitä koulutuksessammekin, vaikka kohde muuttuisikin alakouluikäisistä harrastelijoista nuorisoasteen opiskelijoihin. Lisätoiveena oli se, että datanomiopiskelijoillamme olisi helpompaa siirtyä tarvittaessa osaajapulasta kärsivälle automaatioalalle. Kun lapsi puuhailee Lego-palikoiden kanssa, paranee hänen kätten taitonsa leikin varjolla. Samalla kehittyy lapsen kyky toimia ohjeiden mukaan. Järjestelmällisyyttä ja tarkkuutta tarvitaan, jotta palikat pysyvät tallessa rakentamisen ja purkamisen yhteydessä. Edellä esitetyt taidot kehittyvät Lego-robottienkin parissa työskennellessä. Lego-robottien koodailu poikkeaa perinteisestä ohjelmoinnista konkretiallaan. Tehty ratkaisu näkyy koodaajalle välittömästi ja konkreettisesti: jos koodissa ei ole virhettä, robotti toimii suunnitellusti. Virheet näkyvät yksiselitteisesti ja konkreettisesti: robotti kääntyy vasemmalle, kun sen piti kääntyä oikealle. Lausekielistä ohjelmointia opiskeltaessa puuttuvien puolipisteiden, väärin kirjoitettujen varattujen sanojen ja muiden kielioppivirheiden hakeminen on usein kovin turhauttavaa. EV3-koodaus tehdään graafisesti raahaamalla kuvakkeita ohjelmointijonoon, eikä kielioppivirheitä voi tehdä. Koodauksen perusrakenteet (peräkkäisyys, ehto, toisto) ovat mukana, mutta havainnollisemmin kuin lausekielisissä ohjelmointikielissä. Ohjelmointikieleen liittyvää muistamistakaan ei Lego-robottien ohjelmoinnissa ole, kun ei tarvitse muistella, miten tietty käsky kirjoitetaan. Paketti, jolla voidaan toteuttaa yksinkertaiset robotiikkaan liittyvät sovellukset, maksaa noin 400 euroa. Työskentelyryhmän järkevä koko on kolme opiskelijaa, joten parinkymmenen opiskelijan luokassa kustannus on noin 3 000 euroa. Meidän neljän vuoden kokeilun aikana osat ovat pysyneet tallessa, eikä rikkoutumisia ole ilmennyt, joten kustannus yhtä vuotta kohden on ollut alle tonnin. Jatkamme Lego-robottien käyttöä jatkossakin. Asenne ratkaisee Paketin opetusopas tutustuttaa robottien perusrakentamiseen. Ensimmäiset harjoitukset ovat yksinkertaisia, jotka tekemällä opiskelija saa kokea onnistumisen tunteita. Perinteisessä ohjelmointikielen opiskelussa tällaiset tunteet ovat harvinaisia. Oppaan harjoitusten vaikeusaste kasvaa vaiheittain. Edistyneimmät opiskelijat voivat alkaa suunnitella ja toteuttaa omia ideoitaan. Prosessi etenee samaan tapaan kuin esimerkiksi it-projektissa: suunnitellaan kokonaisuus, minkä jälkeen se jaetaan pienempiin ja paremmin hallittaviin osiin. Varsinaista koodaamista oppii parhaiten toteuttamalla kokonaan omia robotti-ideoita tai muokkaamalla valmista ratkaisua. Työskentely on parhaimmillaan hauskaa ja luovaa, missä oppiminen edistyy ilman opiskelun tuskaa. Koulutalossamme Lego-robotteja on hyödynnetty Ohjelmoinnin teoria -opinnossa, jossa tavoitteena on tutustua erilaisiin ohjelmointiympäristöihin. Olemme lisäksi kokeilleet muutamaan otteeseen pienimuotoisen automaatiosovelluksen rakentamista, ja enemmänkin tällaisia konkreettisia automaatioratkaisujen toteuttamisia voisimme tehdä. Itse olen vakuuttunut Lego-robottien hyödyllisyydestä toisen asteen ammatillisessa koulutuksessa, mutta ihan kaikki eivät ole samaa mieltä. Osa opiskelijoista ja opettajistakin pitää lapsellisena ajatusta opiskella koodausta Legojen avulla – ”lapset ne Legoilla leikkii!”. Graafisen ohjelmointiympäristön käyttöä on onneksi helppo perustella mm. yhteneväisyydellä oikean robottiohjelmoinnin kanssa. Opettajalta Legojen käyttö edellyttää huolellisuutta – palikat katoavat nopeasti, jos opettaja ei aktiivisesti valvo niiden käyttöä ja palauttamista säilytyspaikkoihin. Muuta ongelmaa ei mielestäni Legojen opetuskäytössä juuri ole. Myönteisiä kokemuksia on sitäkin enemmän. Kollega kertoi aikuisopiskelijoiden suhtautuneen aluksi negatiivisesti ja ihmetellen, mutta huomasivat nopeasti, että vaikka alku on yksinkertaista ohjelmointia, Legojenkin avulla voi toteuttaa monimutkaisia rakenteita. Kirjoittaja: Jouni Koivukangas opettaa tieto- ja viestintätekniikkaa Turun ammatti-instituutissa.