Osnova sekce

  • Sbalit Rozbalit

    Úvod

    Sbalit vše Rozbalit vše
    Projekt Popularizace vědy a badatelsky orientované výuky
    Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/45.0007
    Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

    Popularizace vědy ve volnočasových aktivitách žáků SŠ - informatika


    Naleznete zde náměty aktivit, které jsou vhodné pro realizaci ve volnočasových kroužcích na střední škole. Materiály byly zpracovány v roce 2015 a mohou být použity následujícími způsoby:

    - jako materiály pro samostudium (především pro učitele, ale i další zájemce)

    - jako studijní text kurzu pro učitele (pokud chcete obdržet certifikát o úspěšném absolvování kurzu, prosím zpracujte zadaný úkol)

  • Sbalit Rozbalit

    Popularizace informatiky - úvodem

    Kapitola se zaměřuje na popularizaci informatiky se zaměřením na středoškolské vzdělávání. Představuje možnosti uplatnění absolventů na trhu práce. Dále uvádí možnosti a typy popularizace v rámci mimoškolních aktivit. Navrhuje několik možností pro realizace exkurzí. Na závěr jsou zde představeny některé on-line informační zdroje pro získávání nejnovějších vědeckých a technických poznatků.

    kolaz-stredni

    Všechny uvedené texty, obrázky a videa jsou vlastní, není-li uvedeno jinak. Autory Youtube embed videí lze nalézt při kliknutí na znak Youtube ve videu během přehrávání.

  • Sbalit Rozbalit

    Robotika v praxi, ve škole i ve volnočasových aktivitách

    Roboti nalézají své uplatnění zejména v průmyslu, kde zastávají mnohé nebezpečné, člověkem nerealizovatelné či monotónní operace. Usnadňují nám práci, chrání naše zdraví a zvyšují naší produktivitu. Jedním z odvětví, kde se roboti hojně využívají, je i automobilový průmysl. Roboti provádí přesné svařování, upevňují a doplňují díly, lakují či pomáhají lidem (jejich činnost můžete vidět na videu).

    V trochu jiné formě je však můžeme najít i u domácích spotřebičů (např. samostatných robotických vysavačů) či automobilů. Jejich moderní asistenti umějí díky senzorům samostatně parkovat, detekovat možné kolize či sledovat dopravní značky. V poslední době se experimentuje i s automatickým řízením automobilů (viz video) nebo

    .

    S rozvojem společnosti bude mít robotika čím dál tím větší význam. Bude potřeba lidí, kteří ji umějí nejen využívat, ale též i konstruovat a programovat. Jenže jak se tomu mají naučit? Určitě se shodneme, že začínat se učit na robotické ruce za desítky miliónu korun či vytvářet vlastní autonomní automobil by nebyla ta nejlepší varianta. Naštěstí existuje celá řada stavebnic či mikropočítačů, které nám pro začátky velmi dobře poslouží.

    LEGO Mindstorms EV3

    LEGO EV3 zdroj: https://a248.e.akamai.net/cache.lego.com/r/education/-/media/lego%20education/home/images/products/mindstorms%20ev3/45544_713x380_mainproduct.png?l.r=-1525596512

    Robotická výuka je řešitelná přes různá zařízení, prostředí, systémy či stavebnice. Jedním z nich je i stavebnice LEGO Mindstorms EV3. Nenechte se mýlit názvem. Nejedná se o klasické kostičky určené ke stavbě domečků, ale o stavebnici LEGO Technics doplněnou o mikropočítač a senzory. Díky tomu lze vytvářet programovatelné roboty, kteří reagují na podněty ze svého okolí. Technické díly LEGO Technics zároveň poskytují možnost tvorby podpůrných konstrukcí a převodů. Stavebnice LEGO Mindstorms EV3 (2013) navazuje na úspěšné stavebnice RCX (1998), NXT (2006) a NXT 2.0 (2009). 

    Podporu pro stavebnici LEGO Mindstorms naleznete na následujících adresách.

    V robotice se koná celá řada soutěží, kterých se mohou zúčastnit žáci základních i středních škol.

    Alternativy

    Pokud stavebnicí nedisponujete, můžete si ji buďto zakoupit v některé ze specializovaných LEGO prodejen, či u výhradního českého distributora pro vzdělávání, firmy Eduxe <http://www.eduxe.cz/>. Můžete též zvolit i zcela jiný systém konkurenčního charakteru. Abyste se v systémech mohli zorientovat, nabízíme stručné informace o několika variantách.

    Arduino

    Arduino UNO zdroj: By SparkFun Electronics from Boulder, USA (Arduino Uno - R3) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

    Arduino vzniklo pro jednoduché automatizační úlohy. Jedná se o mikropočítač, ke kterému se pomocí sběrnic připojují další senzory. Hodí se jak pro skutečné automatizační úlohy, tak i pro výuku programování a úvod do automatizace či robotiky. Velkou výhodou je univerzálnost a celá řada doplňků. Nevýhodou je pak nutnost dokoupení či vytvoření pojezdů, konstrukcí, uchycení, převodů a jiných mechanických částí, které nejsou, na rozdíl od stavebnic LEGO, součástí.

    Raspberry Pi 2

    Raspberry Pi 2 B, zdroj: Multicherry [CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

    Tento mikropočítač je do určité míry konkurencí pro Arduino. Zatímco Arduino je více oblíbenější pro řešení automatizačních úloh, Raspberry Pi sází na vyšší výkon procesoru a chová se více jako klasický počítač či mediální centrum pro televize. Kromě sběrnice pro připojení externího hardware (senzorů, relé, displejů, …) je vybaveno HDMI výstupem, microSD slotem, zvukovým výstupem, USB i ethernetem. Raspberry Pi je dodáváno s grafickým programovacím prostředím, které je více vhodné pro výuku žáků nižšího věku.

    AERobot (Affordable Education Robot)

    AERobot zdroj: http://www.zive.cz/clanky/robot-za-230-korun-ktery-uci-deti-programovat/sc-3-a-176240/default.aspx

    AERobot je malým jednoduchým robotem pro výuku programování u dětí. Jeho hlavní výhodou je cena, kdy celého programovatelného robota získáte za cca 250 Kč. Robot sice není dále rozšiřitelný, ale zvládá pohyb pomocí vibračních motorků do všech stran, umí měřit vzdálenost od objektů a opticky sledovat podložku a po vytvoření programu pak např. jezdit po čáře.

    Chtěli jste se dozvědět, co je to robot, a stále to nevíte? Zkuste se podívat na Wikipedii http://cs.wikipedia.org/wiki/Robot. Přestože se jedná o terciální zdroj informací, s uvedenou definicí se dokážeme ztotožnit.

  • Sbalit Rozbalit

    Náměty pro aktivity zájmového kroužku

    Jednou z oblastí, kterou lze v rámci kroužků využít k popularizaci informatiky jako oboru, je i robotika. V rámci řešení úloh robotiky studenti sestavují konstrukci robota, vybavují ho senzory a z nich získané hodnoty dále programově zpracovávají. Informatiky většinou nejvíce zajímá poslední ze zmíněných oblastí, a to zpracování dat pomocí vlastního navrženého programu. Tvorbou programu žáci objevují základní konstrukce programovacích jazyků a prakticky přichází na jejich potřebu. Výhodou je možnost relativně rychlého praktického ověření výsledku.

    Tím, že nepracujeme v umělém prostředí, ale v reálném světě, však narážíme na problémy vycházející z jeho podstaty, kdy zdánlivě dobře navržené řešení nemusí být kvůli rušivým vlivům prakticky realizovatelné. Je to nevýhoda i výhoda zároveň. Nutnost odstranění chyby nutí žáky chybu detekovat, přemýšlet nad příčinami jejího vzniku a navrhnout řešení vedoucí k bezproblémovému chodu. Někdy se nám dokonce stane, že původně zamýšlené řešení musíme zcela opustit a navrhnout nové. Řešení tak vyžaduje podstatně více času a dovedností než tvorba programů v umělém, např. počítačovém prostředí. Tento čas je však kompenzován lepším rozvojem schopnosti řešit praktické problémy.

    V následujících úlohách budeme používat robotickou stavebnici LEGO Mindstorms EV3. Tato stavebnice dle našich zkušeností i přes její vyšší cenu poskytuje značnou variabilitu a rychlost stavby konstrukcí robota.

    Ukázka úloh Robopejsek a Automatické parkování

    Úlohy pro LEGO Mindstorms EV3