-
-
Robootika koolidele – koodi ellu äratamine IO4
Juhised poliitika väljatöötamiseks
AuthorsTegevusplaan poliitikategijatele, õpetajatele ja kooli esindajatele. Kokkuvõte Rootsi/Soome/Eesti keeles:
Sissejuhatus
Viimase kahe kümnendi jooksul toimunud ülemaailmne ühiskonna digitaliseerimine on ümber kujundanud kogu majanduse, logistika ja kommunikatsiooni. Viimati oli inimkond nii suurte muutuste tunnistajaks tööstusrevolutsiooni ajal. 2016. aastal kooliteed alustavad õpilased jõuavad tööturule umbes aastaks 2035. Järgmise 20 aasta tööturg/tööhõive on praegusest üpris erinev. Oxfordi ülikooli uurijad oletavad, et aastaks 2035 on ligi pooled praegustest töökohtadest asendatud robotite või arvutite tööjõuga (Fray & Osborne, 2013; MIT, 2013a; MIT, 2013b) Euroopa poliitikategijad on prognoosist teadlikud ning mures, kuidas riigid tulevikus hakkama saavad. 2020. aastaks on Euroopa Liidus puudu 800 000 IKT-asjatundjat, keda vajatakse uute tööstusharude juures nagu näiteks asjade internet (European Schoolnet, 2015). Algatus on tehtud ning kodeerimine ja arvutuslik mõtlemine on nüüdseks osa 18 Euroopa Liidu liikmesriigi riiklikust õppekavast (ibid., 2015).
-
Põhjused robootika õpetamiseks
Nagu juba mainitud, robootika ja automatiseerimine on üha enam tööturgu kujundamas. Roboteid on siiani peetud rasketööstuse osaks, kuid robotid ja automatiseeritud süsteemid on üha rohkem saamas osaks meie igapäevaelust. Robot-tolmuimejad, täisautomaatsed muruniidukid ja apteegirobotid on vaid mõned näited sellest, kuidas robotid meie ellu on sulandumas. Isesõitvad autod, postipakke või defibrillaatoreid kohale toimetavad droonid ning vanuritele seltsi pakkuvad humanoidrobotid annavad juba pisut aimu, kuidas tulevikus robotid meie igapäeva tegemistes osalevad (TechCrunch, 2016; MIT, 2013a; MIT, 2013b).
Robotid on sensor-kontroller-täitursüsteemid, kes suhtlevad ümbritseva keskkonnaga sensorite ja kontrollerite abil. Robotid on tavaliselt iseseisvad üksused, mis teevad otsuseid neisse programmeeritud koodi põhjal. Koodi panevad kokku inimesed ning robotid on kõigest inimeste antud käskluste täideviijad. Sell & Altin (2015) järgi „võib roboteid võrrelda inimolenditega. Meil on meeled – haistame ninaga, tajume puudutust nahaga, näeme silmadega, kuuleme kõrvadega ja tunneme maitset keele abil. Roboti meelteks on sensorid. Nii robotite kui inimeste puhul on sensorid/meeled ainsaks võimaluseks keskkonda tajuda. Robotitel on kontrollerid, inimestel aju. See on meie juhtimiskeskus – informatsioon sensoritelt/meeltelt liigub kontrollerisse/ajju. Aju teeb vastavalt saadud informatsioonile otsuse. Otsuse tulemus võib olla näiteks liigutus, milleks kasutame lihaseid. Robotite lihasteks on täiturid nagu näiteks mootorid, mis on osaks andur-kontroller-täitursüsteemist.“ (Sell & Altin, 2015)
Robootikat võib võtta kui üht vahendit 21. sajandi oskuste õpetamiseks. Silmas on peetud just neid oskusi, mida läheb vaja tuleviku tööturul ning ühiskonnas üldiselt. Muuhulgas kuuluvad nende oskuste sekka loov ja kriitiline mõtlemine, probleemilahendusoskus, suhtlemine, koostöö ja IKT valdamine (European Schoolnet, 2015; Griffin et al., 2012). Uurija Alimisis on öelnud: „robootika koolides kasutamise eesmärgiks on luua õpisituatsioone, kus õpilased tegelevad katsetuste, uurimise ja eluliste probleemide lahendamisega“ (Alimisis, 2012). Robotid on seega vaid vahendid õpimeetodite rakendamiseks, kuid kuna robootika õpe hõlmab endas nii läbi tegevuse õppimist kui koos töötamist, annab see olulise panuse 21. sajandi oskuste õpetamisse (European Schoolnet, 2015; Alimisis, 2012; Galvan et al., 2006; Järvinen, 1998; Martin, 1996; Haapala et al., 1996.). Lisaks õpivad õpilased, kuidas nende loodud kood juhib masina või roboti tegevust. Robotid nö äratavad koodi ellu.
-
Robootika ja kodeerimine Euroopas
Antud raport annab põgusa ülevaate kodeerimise ja robootika integreerimisest Soome, Eesti, Rootsi ja Briti koolisüsteemi (joonis 1).
Juhtnöörid robootika õppega alustamiseks
Joonis 2 näitab, kui palju peaksid koolid hinnanguliselt investeerima, et täiesti nullist robootika õpet alustada. Arvutus põhineb Eesti kogemustel ning summa sisse on arvatud LEGO robootika komplektid ning Raspberry Pi komplektid robootikas edasijõudnutele. Varustusse võib kuuluda ka mõni muu robootika komplekt, näiteks VEX-robootika, Arduino platvorm või Beebotid algkoolile. Tasub teada, et sugugi mitte kõigi Robootika koolidele Erasmus+ projekti poolt koostatud ülesannete lahendamiseks pole vaja tehnilisi seadmeid, seega robootikale võib alguses üsnagi lihtsalt läheneda (www.roboticsforschools.eu).
Joonis 2. Ligikaudne robootika stardikomplekti maksumus
Joonis 3 näitab ühepäevase õpetajate täiendkoolituse ligikaudset maksumust Soomes. Kuna õpetajate kohapeal koolitamine on kulukas, peaksid õpetajatele väljaõpet pakkuvad organisatsioonid (peamiselt ülikoolid) teadvustama rohkem robootika tähtsust ning lülitama selle ka oma ainekavasse. Samuti teeks olukorra lihtsamaks uus lähenemine õpetajate täiendõppele. Näiteks tasuta online-kursused aitaksid robootika ja kodeerimise teemat rohkem rahva sekka viia. Kuna robootika tugineb läbi tegevuse õppimisele, võivad online-kursused küll aidata infot levitada, kuid ühtlasi peab silmas pidama, et põhitõdede õppimiseks on vajalik siiski näost-näkku/otsene juhendamine ning riistvara olemasolu. Kodeerimisalaste online-kursuste kohta on rohkem infot “Parimad praktikad” dokumendist (Sell et al., 2015).
Joonis 3. Ühepäevase õpetajate täiendkoolituse maksumus Soomes
Eesti mudel on heaks eeskujuks teistele riikidele ja koolidele, kes soovivad robootika ja kodeerimise õpetamisega algust teha. Et robootika ja kodeerimise õpetamine kulgeks edukalt ja tugineks kindlale, pedagoogiliselt jätkusuutlikule pinnale, peavad poliitikategijad ja koolid olema kõikide tingimustega kursis. Kogemused on näidanud, et õpetajate täiendkoolitusi on võimalik läbi viia koostöös ülikoolide, mittetulundusühingute ja erasektoriga. Kodeerimise ja robootika õpet toetavate partnerite nimekirja leiab lisast (Lisa 1; European Schoolnet, 2015).
Figure 4. Sell & Altin 2015, teacher training to robotics in Estonia.
-
Kokkuvõte
Tööturg on muutumas – hoogu kogub üleminek manuaalselt töölt abstraktsele ning 2016. aastal kooliteed alustavad õpilased seisavad tulevikus silmitsi automatiseeritud, robotitega koostöös tehtava tööga. Kuidas valmistada õpilasi ette ja aidata neil tööturu muudatustega kohaneda? Milliseid oskuseid peaksid õpilased selleks kooliaastate jooksul omandama? Robootika õpetamise kaudu arendame 21.sajandil vajaminevaid oskusi – loovus, koostöö, probleemilahendusoskus, loogiline mõtlemine ja kodeerimine. Robootika lihtsustab arusaama kodeerimisest, kuna robotid on käegakatsutavad abstraktset koodi täide viivad objektid. Oluline on hoiduda õpetamise käigus stereotüüpidest ning kasutada õpilasekeskset õpikeskkonda, kus õpilased lahendavad elulisi probleeme, mis võetud igapäevaelu kontekstist. Poliitikategijad ja kooli esindajad peaksid tagama, et õpetajate täiendkoolituseks on olemas vajalikud vahendid ja see on korralikult koordineeritud. Kohalike koostöö on parim viis robotite hankimiseks. Näiteks jagades robootika komplekte mitme kooli või piirkonna vahel, on kulud väiksemad. Mitmetes Euroopa riikides on arvutiõpetus taas õppekavas, kuid edu saadab see siis, kui õpetajad saavad vastavat täiendkoolitust. Robootika koolidele Erasmus+ projekt on koostanud materjalid-ülesanded koolidele ja lastevanematele, et lihtsustada robootika õppega alustamist. Robootikaga alguse tegemine on lihtne; algtasemel saab enamusi ülesandeid täita ilma robotiteta (nt inimesed mängivad roboteid). Robootikaga algust tehes on õpilastel-õpetajatel kõige enam vaja sihikindlust, kasutusvalmis materjale, loovust ja tuge õpetajakoolitusel. Edasi pole vaja muud, kui kasutada loogilist mõtlemist ja äratada kood ellu.