Miten päästä ohjelmointiosaamisen opettamisessa alkuun?

Kun alat opettaa ohjelmointiosaamista, voit pitää tietokoneen vielä kauan kiinni. Tutustuminen ohjelmointikieliin ja ohjelmoituihin ympäristöihin kannattaa oppilaiden kanssa aloittaa ihan muusta. Tämä on kuluneen hankekauden kokemusten tärkeimpiä opetuksia, joka toistuu eri tavoin keväällä -22 järjestetyissä koulutuksissa ja työpajoissa.

Aloita ihmettelystä

Tutkijatohtori Janne Fagerlundin mukaan on tärkeää ymmärtää, miksi ohjelmointiosaamista opetetaan: elämme ohjelmoidussa maailmassa, ja tietokoneet vaikuttavat jokaisen arkeen. Niiden toimintaperiaatteiden tunteminen on kansalaistaito. Fagerlund jakaakin ohjelmointiosaamisen kahteen osaan, josta ensimmäistä kutsuu ohjelmoitujen laitteiden ja sovellusten ihmettelyksi. Vasta toinen osa ohjelmointia on se, että oppilas ryhtyy itse koodaamaan eri tavoin. Fagerlundin esitelmä Ohjelmointi laaja-alaisten taitojen harjoitteluna antaa hyvän pohjan, jonka perusteella lähteä toteuttamaan opetusta.

Linda Liukkaan työpajat tarjosivat paljon työkaluja ihmettelemiseen. Liukkaan esimerkeissä oppilas saa ensin omaa kokemusta käsiteltävästä ilmiöstä, vasta sitten siirrytään puhumaan käsitteistä ja selittämään niitä. Maailma hiekanjyvässä -esitelmässä Liukas kertoo, miten tekoälyyn voidaan tutustua leikkimällä tekoälyn opettamista. Pienemmät oppilaat saavat leikata ja liimata, tai itse piirtää paperille kuvia, joista tekoälyn pitäisi oppia tunnistamaa esimerkiksi kissa. Puuttuuko jokin asento tai väri? Tämän jälkeen voidaankin siirtyä pohtimaan verkon algoritmeja ja esimerkiksi sitä, miksi hakukone usein osaa täydentää hakusanan. Linda Liukkaan Hello Ruby -sivu sisältää paljon lisää inspiroivia videoita ja materiaaleja englanniksi. Suomenkieliset Rakkauskirjeitä tietokoneelle-materiaalit löytyvät Otavan oppimisen palveluista. Palvelu on ilmainen, mutta vaatii kirjautumisen.    

Fagerlund vinkkasi verkkosivuja, joilla koululaiset voivat perehtyä tekoälyyn: bit.ly/tekoalykoululaisille (salasana: tekoäly koululaisille). Tekoälyn opettamista pääsee kokeilemaan myös Googlen teachable machine -sivulla.

Ihmettely on hyvä ohjenuora myös silloin, kun halutaan perehdyttää nuoria ja erityisesti maahanmuuttajia teknologiaan. Kirjastonhoitaja Jussi Nevalainen kertoi miten virtuaalitodellisuus yhdistyi kielelliseen integraatioon, kun ryhmät pääsivät kirjastossa virtuaalilaseilla Finnish Virtual Art Gallery -galleriaan. Tämän lisäksi tehtiin paperilla ja kynällä teknologiaan ja taiteeseen liittyvä sanastotehtävä. Oivaltavaa keskustelua syntyi esimerkiksi, kun huomattiin, että sana ”taulu” kuuluu sekä teknologian että taiteen sarakkeeseen. Nevalaisen esitelmä Minecraftia ja virtuaalisuutta Jakomäen kirjastossa sisältää muitakin inspiroivia esimerkkejä monilukutaidon edistämisestä.

Tarjoa kokemuksia täsmällisistä komennoista

Kone seuraa toimintaohjeita tunnontarkasti, muusta mitään tietämättä. Kun oppilaat ensin saavat kokemuksia täsmällisten käskyjen antamisesta, muodostuu pohja, joka auttaa myöhemmin ymmärtämään ja käyttämään ohjelmointikieliä.

Tiedekoulun toimitusjohtaja Maria Leivo kertoi Ohjelmoinnin integroiminen yläkoulun oppiaineisiin -esitelmässä, että aluksi voi antaa oppilaille tehtäväksi selittää niin täsmällisesti kuin mahdollista, miten levitetään voita leivälle. Tehtävä tekee havainnolliseksi, että ongelmat on purettava pieniin osiin, jotta niihin voidaan ohjelmoinnin keinoin tarttua. Linda Liukas teetti Se aukeaa hymyillen -työpajassa aikuisyleisöllä paritehtävän saada toinen (leikisti) harjaamaan hampaat ohjeita antamalla. Harjoitus antoi samalla kokemusta ohjelmoinnissa tärkeästä yhteiskehittelystä: ”Miten sä sanoisit tän?” Työpajaan liittyvät oppilaan tehtävät löydät osoitteesta: bit.ly/aukeaahymyillen.

Toinen Liukkaan suosittelema harjoitus on se, että itse järjestetään eripituisia tikkuja tai kyniä pituusjärjestykseen käyttämällä järjestysalgoritmeja, kuten Viimeinen taikuri -työpajassa. Samalla oppilaat saavat kokemuksen tehtävätyypistä, jonkalaisia tietokone jaksaa toistaa väsymättä. Liukas myös korostaa Maailma hiekanjyvässä -esitelmässä metaforien ja mentaalisten mallien merkitystä, ja kehottaakin oppilaita usein piirtämään oman näkemyksensä siitä, mitä tietokone tekee ja mitä sen sisällä on.

Komentojen antamiseen voi tietysti perehtyä myös Bee-bottien avulla. LUMA-keskus Lapin johtaja Anna-Maija Partanen kertoi Ohjelmointiosaamisen opetusta käytännössä alakoulussa -työpajassa alkuopetukseen sopivasta tehtävästä, jossa botti pitää saada kulkemaan lattiaan teipattua rataa. Vaikeutta saa lisää, kun aletaan parityönä laatia pisteen suhteen tai suoran suhteen symmetrisiä ratoja boteille. Lopuksi tehdään bottien tanssi! Lapin LUMA-keskuksen sivuilta löytyy  myös video bottien käytöstä oppilaiden kanssa.

Lohkoilla alkuun, myös yläkoulussa

Jos yläkoululaisille ei ohjelmointi ole vielä tuttua, kannattaa Leivon mukaan aloittaa lohko-ohjelmointikieli Scratchista. Suoraan tekstipohjaiseen ohjelmointikieleen hyppääminen voi turhauttaa aloittelijaa, koska virheitä on vaikeampi nähdä. Lohko-ohjelmointi tarjoaa onnistumisen kokemuksia myös ylemmillä luokilla.Toisaalta Scratch antaa mahdollisuuksia hyvinkin haastavaan ohjelmointiin, varsinkin jos siihen aletaan liittää liikkuvaa kuvaa tai ääntä. Leivon esitelmä sisältää myös esimerkkejä haastavammista tiedeprojekteista ja värkkäämisestä monessa oppiaineessa. Miltä kuulostaa tekstiilityössä tehty reppu, jonka valot syttyvät hämärässä?

Luokkatilanteessa kannattaa alusta alkaen muistaa Linda Liukkaan vinkki: ”Oletko kysynyt kolmelta kaverilta?” -kysymys ohjaa yhteiskehittelemiseen ja samalla vähentää opettajan kuormitusta.

Ohjelmointi osana eri aineita

Lohko-ohjelmointia voi käyttää erilaisten interaktiivisten esitysten laatimiseen, mistä tahansa aiheesta! Yllä mainitussa Lapin LUMA-keskuksen esitelmässä kerrotaan, miten Ranuan oppilaat laativat matkailumainoksen omasta kunnastaan.

Scratchin avulla oppilaat voivat kerrata opittuja asioita laatimalla tietovisoja ja pelillisiä tehtäviä muille oppilaille. Näin voi harjoitella myös matematiikan laskuja tai vieraita kieliä. Projektipäällikkö Ville-Juhani Nivasalo ja kehittäjäopettaja Sanna Illikainen kertoivat inspiroivassa esitelmässä Uudet lukutaidot osana ilmiöoppimista ja monialaisia oppimiskokonaisuuksia, miten Rovaniemellä toteutettiin laaja monialainen oppimiskokonaisuus, jonka aiheena olivat Pohjoismaat. Kokonaisuuteen saatiin yhdistettyä tiedonhaku, interaktiiviset esitykset Scratchilla ja jopa pohjoismaalaista taidetta käsittelevät animaatiot.

Opettajat Annika Lönnroth ja Nina Tynkkynen esittelivät Saimaan digihelmien poimintaa. Viden loppupuolella Lappeenrannan opettajakollegat suosittelevat code.org-sivustoa, jossa opettaja voi luoda luokan ja määritellä oppilaille tehtäviä haluamallaan tavalla.

 Ohjelmointiosaamisen opettaminen monialaisesti yläkoulussa -esitelmässä Suomen koodikoulun Jussi Koivisto käy läpi Uudet lukutaidot -kehittämisohjelmassa julkaistun Polkuja ohjelmointiosaamiseen –oppaan keskeiset ideat siitä, miten ohjelmointiosaamista voi opettaa monissa yläkoulun aineissa.   

Yläkouluun sopivat myös TIEKE:n Mikko Eloholman työpajassa esitellyt vinkit, joissa olemassa olevaa koodia muuttamalla saadaan visuaalisesti kiehtovia tuloksia. Ohjelmointi tapahtuu internet-selaimessa visuaaliseen ilmaisuun suunniteltua p5js-ympäristöä käyttäen. Työpajassa suositellaan myös tutustumaan avoimiin Mehackit-kurssimateriaaleihin.

Sitominen aineisiin: osaamismerkit ja digipassit

Monessa kunnassa on kehitetty järjestelmiä, joilla sitoa tvt-osaaminen, medialukutaito ja ohjelmointiosaaminen opetuksen arkeen. Kevään aikana on esitelty mm. Kuopion ja Vöyrin kattavia digitaitokalentereita.  (Kuopion esitelmä katsottavissa vuoden –22 loppuun asti, Vöyrin esitelmä on ruotsinkielinen.)

Salossa ja Ruskolla käytössä oleva Opentunti-järjestelmä tarjoaa valmiita tuntipohjia sekä ohje

istuksen opettajalle, oppilaan tehtäviä ja samalla työkalut arviointiin. Iissä ja Oulussa kehitteillä olevat digipassit antavat samantapaisia mahdollisuuksia. Oppilas voi Qridi-järjestelmässä arvioida omaa osaamistaan, tai käyttää sitä monimediallisten töiden palauttamiseen.

Osaamismerkkeihin ja digipasseihin voi perehtyä katsomalla opettaja Mikko Heinosen ja kehittäjäopettaja Maikki Mannisen esitelmän Digipassilla Uudet lukutaidot haltuun esi- ja perusopetuksessa, sekä ICT-asiantuntija Anssi Leppäsen ja ICT-koordinaattori Janne Korsimon esitelmän Osaamiskuvauksista osaamismerkkeihin, jossa kerrotaan Opentunti-järjestelmän käytöstä Salossa ja Ruskolla.

Lisätietoja ohjelmointiosaamisesta ja osaamisen kuvauksista:

Tekstin laati: Leena Pylkkö.

Artikkelin kansikuva: Soraya Irving, Unsplash