O autorovi
Autor článku je softwarový inženýr a vedoucí týmu tvořící kompilátor programovacího jazyka F#. Ve volném čase rád zkouší, jak moderní technologie můžou dětem přiblížit programování a logické myšlení hravou formou.
Co je LEGO Education SPIKE Essential?
LEGO Education SPIKE Essential je robotická stavebnice určená pro výuku programování a STEAM dovedností na prvním stupni základní školy. Jako softwarový inženýr jsem měl možnost otestovat tuto sadu s prvňáky až třeťáky.
Když kompilátorář přijde do první a třetí třídy
Většinu dne řeším kompilátor a funkcionální programování, trávím hodně času u abstraktního kódu. O to víc mě lákalo zkusit pravý opak – vzít něco hmatatelného, barevného a hravého a přenést to do reálné třídy plné dětí ve věku 6 – 9 let.
Díky svému zaměstnavateli jsem měl zapůjčené tři sady LEGO® Education SPIKE™ Essential, pořízené na ruzovka.cz. Rozhodl jsem se je „otestovat v terénu“ na ZŠ s prvňáky a třeťáky – a rychle se ukázalo, že to není jen další „hračka“, ale opravdu plnohodnotný výukový nástroj.
Technické vybavení očima programátora
Oficiálně je to „STEAM sada pro 1. stupeň ZŠ“. Prakticky to znamená, že v krabici najdete:
- klasické LEGO® kostky a základní dílky,
- chytrý hub – malý procesor s baterií a Bluetooth,
- dva motory,
- barevný senzor,
- programovatelnou LED matici.
K tomu potřebujete tablet nebo počítač – iPad, Android tablet nebo Windows zařízení. My jsme používali Surface 2v1: v kombinaci se sadou jsme ho využívali i jako mikrofon a reproduktor. Výhoda nativní aplikace je možnost stáhnout si předem všechny materiály (návody na stavbu, programovací prostředí, příběhy) a pak fungovat offline. Na rychlé ozkoušení lze však použít i webovou aplikaci přímo z prohlížeče. A k tomu už nic navíc – dokonce ani lavice a židle jsme nepotřebovali.
Programování ve SPIKE aplikaci
Z programátorského pohledu je ale nejzajímavější samotné programování ve SPIKE™ aplikaci. Děti skládají kód z barevných bloků, ale konceptuálně jde o plnohodnotný „event‑driven“ program s podporou paralelismu. Bloky se dají rozdělit do několika skupin:
- Instrukce hardwaru
Bloky typu „otoč motor“, „jeď“, „rozsviť světla“, „zobraz ikonu na LED matici“, „přehraj zvuk“. To je to, co děti vidí nejvíc – udělám blok a model se hýbe, svítí, reaguje. - Události, které spouštějí sekvenci instrukcí
Typicky:- „když program začíná“,
- „když senzor uvidí modrou barvu“,
- „když mikrofon detekuje hluk nad 50 %“.
To je pro děti první setkání s událostmi: něco se stane ve světě a program na to reaguje.
- Kontrolní bloky
Různé formy řízení toku:- opakování a smyčky,
- podmínky („když… jinak…“),
- čekání.
Tady si děti úplně přirozeně osahají základy algoritmického myšlení: co se stane, když podmínku otočím? Kolikrát se smyčka provede?
- Zprávy a paralelní běh
Programy mohou navzájem posílat „zprávy“ – jednoduše rozlišené barvou. Jedna část kódu zprávu odešle, jiná sekvence bloků ji přijme a spustí.
To umožňuje paralelní vykonávání více bloků najednou. Například:- jedním blokem odstartuju přehrávání hudby,
- druhým pokračuju v ovládání kolotoče pomocí motorů.
Z pohledu dětí „jen“ dvě věci běží současně, ale z pohledu programátora je to velmi slušná praktická ukázka zprávového zpracování a concurrency.
Programovací jazyk je ikonovo‑blokový, s doplněnými slovy, takže ho zvládnou i děti, které teprve začínají číst. Pro mě jako pro autora kompilátoru je na tom hezké hlavně to, že pod povrchem jsou to reálné koncepty, ne jen hra na programování: události, podmínky, smyčky, zprávy, paralelní běh.
Děti je používají intuitivně – ale když se k nim vrátí na druhém stupni nebo na střední, tyhle pojmy už pro ně nebudou cizí.
Příprava na výuku s LEGO SPIKE Essential
Než jsem sady vzal do školy, vyzkoušel jsem si je doma. Chtěl jsem si projít scénáře, pochopit, co bude pro děti vhodné, jak dlouho zabere stavba a co je reálně možné stihnout v jedné vyučovací hodině.
Plán byl jednoduchý: vyberu pár konkrétních sad, které dětem zadám jako úkol. Po prvních testech přišel ale „problém“:
všechny sady jsou dobré, poučné a hravé.
Jsou tam modely, které podporují:
- uvědomělost (situace pro děti se speciálními potřebami),
- fyziku (pokusy, pohyb, síla,…),
- vztah k přírodě,
- různé příběhové situace z běžného života.
Nedokázal jsem vybrat „favority“. Tak jsem udělal to, co mi jako programátorovi dává smysl – změnil specifikaci.
Praktická výuka: děti si vybírají projekt samy
Místo předpřipraveného zadání si děti vybraly sady samy. Já jsem jim přednesl několik možností a nechal je, ať si vyberou. Rozdělily se do týmů po 2–3 dětech na sadu, podle toho, jak jsme zrovna kombinovali třídu.
Moje role nebyla „učitel, který diktuje postup“, ale spíš tutor / mentor. Procházel jsem mezi týmy, pomáhal, když bylo potřeba, a hlavně brainstormoval:
- Jak by se váš model mohl chovat „navíc“?
- Co kdyby měl příběh?
- Co by se stalo, kdybychom přidali zvuk, barvu, světla…?
Výsledek? Děti si úplně přirozeně zkusily:
- týmovou práci – domluva ve dvou až třech u jedné sady,
- rozdělení rolí – někdo staví, někdo čte návod, někdo programuje,
- programování – blokové, ikonové, ale reálně „kódování“ chování robota,
- kreativní myšlení – vymýšlení „bonusové funkcionality“ nad rámec návodu,
- prezentaci výtvoru ostatním – včetně mini příběhu, zvuků, interakcí.
Co je možné stihnout za 45 minut
Ve škole jsem vedl čtyři lekce po 45 minutách s prvňáky a třeťáky. Na jednu skupinu jsem měl až 9 dětí – tedy vždy několik týmů, které paralelně stavěly a programovaly.
A teď to podstatné: za 45 minut děti stihly:
- vybrat si model,
- postavit funkční LEGO® konstrukci,
- naprogramovat základní chování,
- přidat vlastní vylepšení (světla, zvuky, reakce),
- a ještě odprezentovat výsledek před ostatními.
Prezentace někdy plynule přetekla do přestávky – děti nikdo nemusel nutit, prostě chtěly ukázat „to svoje“.
Pomohlo i to, že „zvědavé ručky“ pomáhaly s přípravou už o předchozí přestávce – děti nadšeně odklápěly víka, chystaly sady a těšily se, až hodina začne.
A z pohledu praktického provozu školy jedno velké plus: krabice má uvnitř organizér, ve kterém jsou kostky rozdělené podle barev a typů. To znamená:
- děti rychle najdou, co potřebují,
- na konci hodiny se dá sada rychle uklidit,
- je tam i sada náhradních dílků, takže drobné ztráty nebo chyby při stavbě nejsou problém.
Dobrovolná víkendová lekce
Možná největší kompliment, který můžete nějaké výukové aktivitě dostat, je tenhle:
Děti říkaly: „To je super, to mě baví.“
Ale tady to šlo ještě dál. Po školních hodinách jsme udělali ještě pátou, delší bonusovou session o víkendu. A několik dětí přišlo dobrovolně, nad rámec běžné výuky.
To znamená, že LEGO® Education SPIKE™ Essential je pro ně dost atraktivní nejen jako „odlehčení místo běžné hodiny“, ale i jako aktivita, kterou jsou ochotné dělat ve volném čase.
Co děti naučí LEGO Education SPIKE Essential
Děti se soustředí především na činnost samotnou („ono se to hýbe!“). Práce s LEGO® model, který se hýbe, svítí a vydává zvuky podporuje aktivní zapojení žáků do výuky. Zároveň si žáci přirozeně osvojují digitální kompetence a měkké dovednosti včetně:
- Týmová spolupráce – domluvit se, kdo bude co dělat, a vydržet spolu u jednoho projektu.
- Základy programování – posloupnosti, podmínky, jednoduché události („když stisknu tlačítko…“), někdy i paralelní akce.
- Řešení problémů – proč se motor netočí? Je dobře zapojený kabel? Spouštíme správný program?
- Kreativita – vymýšlení „nadstavby“ nad hotovým návodem, vlastní příběh, vlastní zvukové efekty.
- Prezentace a komunikace – vysvětlit ostatním, jak model funguje, „prodat“ svůj nápad spolužákům.
Děti vnímají hlavně výsledek („ono se to hýbe!“), ale mezitím si úplně přirozeně osvojují digitální kompetence i měkké dovednosti.
Závěr: Zvládne to každý učitel
Když jsem do třídy poprvé vešel s krabicemi LEGO® Education SPIKE™ Essential, měl jsem v hlavě hromadu otazníků: Stihneme to v hodině? Budou to děti bavit? Zvládnou to i ti, kteří nejsou „tech“ nadšenci?
Po čtyřech školních lekcích a jednom víkendovém bonusu je moje odpověď jednoduchá:
- Ano, děti to zvládnou.
- Ano, děti to baví.
- A ano, zvládl by to i učitel, který nikdy nepsal kód.
Pokud jste učitel nebo rodič a přemýšlíte, jak dětem přiblížit programování a techniku tak, aby to pro ně byla radost, ne strašák, LEGO® Education SPIKE™ Essential je podle mě skvělý kandidát.
Pro více informací se můžete přihlásit k odběru novinek nebo nás sledujte na Facebooku, Instagramu a LinkedInu. Nově pro vás také připravujeme videa na našem YouTube kanálu, kde se dozvíte více o našich službách a produktech. Pokud máte jakékoli dotazy nebo potřebueje další informace můžete nás kontaktovat na edu@ruzovka.cz nebo
na telefonu +420 778 555 222.
Otázky čtenářů (FAQ)
1. Jaký je rozdíl mezi SPIKE Essential a Prime?
LEGO Education SPIKE Essential je určen pro 1. stupeň ZŠ (6 – 12 let) a zaměřuje se na základy programování pomocí ikonově-blokového kódování s příběhovým kontextem. SPIKE Prime je navržen pro 2. stupeň ZŠ a SŠ (12 – 15+ let), nabízí pokročilejší programování (Python, Scratch) a složitější robotické projekty s většími motory a více senzory.
2. Kolik dětí může pracovat s jednou sadou?
S jednou sadou LEGO Education SPIKE Essential pracují 4 děti. Děti si rozdělují role při stavbě tak i při vývoji programu, jeho testování a ladění. Týmová práce podporuje komunikaci a spolupráci mezi žáky.
3. Jaký software se používá při práci s LEGO Education SPIKE Essential?
LEGO Education SPIKE Essential využívá aplikaci SPIKE™, která je dostupná pro iPad, Android tablety a Windows zařízení. Aplikaci lze stáhnout zdarma a používat offline, což je ideální pro výuku ve škole. Aplikace obsahuje předpřipravené lekce, návody na stavbu a ikonově-blokové programovací prostředí.
4. Nabízí LEGO Education sady výukové materiály?
Ano, LEGO Education poskytuje komplexní plán lekcí a metodické materiály s více než 50 hodinami výukového obsahu pro SPIKE Essential. Každá lekce obsahuje podrobný plán, návody, pracovní listy a rozšíření pro matematiku a český jazyk. Učitelé mohou využít hotové lekce nebo, jak ukazuje náš článek, vytvořit vlastní přístup přizpůsobený třídě.