Arvutivaba programmeerimine: robotkunstnik

Programmeerimiseks vajalikke oskusi saab õppida ka läbi kunsti. Foto: Kelly Sikkema, Unsplash

Suvi 2019 väljakutse on tutvustada arvutivaba programmeerimise tegevusi. Nende olulisusest programmeerimise õppimisel olen lähemalt kirjutanud programmeerimise baasoskuste õpetamise postitustes siin ja siin.

Täna tutvustan arvutivaba programmeerimise tegevust, milles mängijad peavad kasutama õigeid lauseid ja õiges järjekorras, et teineteist programmeerida.

Tegevuse eesmärk on harjutuda täpsete juhiste andmist ja arendada seeläbi algoritmide koostamist. Tegevus sobib algajatele ja igas vanuses õppuritele. Algklassiõpilastele meeldib see mäng igatahes väga.

Programmeerija ja robotkunstnik

Selle tegevuse jaoks vajad kaaslast, keda programmeerida, pliiatsit ja ruudulist paberit.

Üks mängijatest on programmeerija ja teine on robotkunstnik. Programmeerija istub kaaslasest natuke eemale ja joonistab ruudulisele paberile kujundi või pildi, kasutades selleks ruutude piirjooni. Kui kujund või pilt on valmis, siis programmeerija annab robotkunstnikule käske samasuguse pildi joonistamiseks. Robotkunstnik tohib teha ainult seda, mida programmeerija talle ütleb. Programmeerija tohib kasutada ainult järgmisi käske:

• pane pliiats paberile;
• liigu .... samm(u)* vasakule;
• liigu .... samm(u) paremale;
• liigu .... samm(u) üles;
• liigu .... samm(u) alla;
• tõsta pliiats üles.

* üks samm on võrdne ühe ruuduga

Kui programmeerija on lõpetanud, näitab robotkunstnik oma pilti kaaslasele. Kui see on erinev programmeerija pildist, siis korratakse tegevust. Kui pildid on samasugused, siis vahetatakse rollid.

Robotkunsti näited.

Alternatiivid

Seda tegevust võib läbi viia ka rühmas, kus üks on programmeerija ja teised on robotkunstnikud.

Võib kasutada ka teistsuguseid käske, näiteks:

• pööra paremale;
• pööra vasakule;
• liigu .... sammu;
• pliiats alla;
• pliiats üles.

See vahva tegevus on seda keerulisem, mida keerulisem on joonistus. Alustada tuleks lihtsamatest piltidest ja seejärel joonistada-programmeerida juba keerulisemaid pilte. Soovitan lausa, et esimesed joonistused jagab õpilastele tegevuse läbiviija. See tagab, et algus on kõigile jõukohane, kuna minu kogemus on näidanud, et osa õpilasi joonistab algajate jaoks liiga keerulise pildi.

Jälgi KristiProget ka Facebookis.

Nädala nopped nr 85

Käes see nüüd ongi! Suvi ja puhkus. Mul on suviste eesmärkide nimekiri osaliselt juba koos ning programmeerimine ja robootika sellest ei puudu. Üheks eesmärgiks on postitada blogisse iga nädal ühe arvutivaba programmeerimise tegevuse tutvustus. Esimene postitus on juba tehtud. Kuid minnes nüüd selle nädala uudisnupukeste juurde, siis seekord on ülekaalus toredad ja positiivsed uudised.

Foto: Pixabay

• First-ever noninvasive mind-controlled robotic arm. Robotkäsi, mille juhtimiseks pole vaja ajusse implanaati paigaldada.
• Cleveroni tudengid hakkavad arendama isejuhtivat autot. Vastvõtt Cleveroni Akadeemiasse kestab kuni 30. juunini.
• The world’s smallest autonomous racing drone.
• T-RHex Is a Hexapod Robot With Microspines on Its Feet. Tiny spikes allow this robot to climb its way up steep slopes and grip onto rough surfaces.
• Tehisintellekt tuvastab halvemini vaestest riikidest pärit objekte. "Tehisintellekti puhul domineerib valge meessoost lääne keskklassi kuuluva inimese ettekujutus maailmast," ütles Mike Cook Londoni Queen Mary ülikoolist.
• Algorithm tells robots where nearby humans are headed.
• New AI Generates Infinite Horrible Marketing Sites. Tehisintellekt suudab kirjutada juba pikki artikleid, kus tekst on kenasti seotud ja sisaldab vaid üksikuid vigu.
• Tartu Ülikool hakkab koolitama andmeteaduse spetsialiste. Esimesed tudengid võetakse vastu 2020. aastal.
• Teaching artificial intelligence to connect senses like vision and touch.
• The little robot that could. The Root robot has tremendous value as a tool for teaching students not only coding, but also concepts of AI, engineering and autonomous robots, all of which are very important for our future. Root on niisiis haridusrobot.
• 14 000 päringut aastas panid rahvusraamatukogu vestlusrobotit looma.
• Robot Fish Powered by Synthetic Blood Just Keeps Swimming.
• Crazy/Genius taskuraadio (podcast) viimane episood Should We Be Afraid of AI in the Criminal-Justice System? käsitleb tehisintellekti kasutamise temaatikat õigussüsteemis, tuues näiteks päriselu juhtumeid. Teadsin küll tehisintellekti kasutamisest õigussüsteemis, kuid ei olnud kursis, et seda juba nii ulatuslikult kasutatakse ja pimesi usaldatakse.
• Eelmise teema jätkuks sobib filmisoovitus "Minority Report" (2002), mis põhineb Philip K. Dicki samanimelisel lühijutul, mille sündmustik toimub tulevikus, kus tegutseb politseiüksus, mis arreteerib mõrvarid enne roima toimepanemist.

Jälgi KristiProget ka Facebookis.

Arvutivaba programmeerimine: tangram ja algoritmid

Suvi 2019 väljakutse on tutvustada arvutivaba programmeerimise tegevusi. Nende olulisusest programmeerimise õppimisel olen lähemalt kirjutanud programmeerimise baasoskuste õpetamise postitustes siin ja siin.

Täna tutvustan arvutivaba programmeerimise tegevust Tangramitega. Tegevuse läbiviimiseks on vaja vähemalt kolme inimest. Tangrami kohta saab lähemalt lugeda siit.

Mängijatel võib lasta Tangramid ise ära värvida. Foto: Pexels

Tegevuse eesmärk

... on harjutada täpsete ja üheselt mõistetavate juhiste (algoritmide) koostamist. Tegevuse õnnestumiseks on oluline, et osalejad tunnevad geomeetrilisi kujundeid (vähemalt kolmnurka ja nelinurka).

Vahendid

Tegevuse läbiviimiseks vajalikud vahendid on Tangram igale osalejale ja värvilised ülesandekaardid Tangrami tükkidest kokku pandud kujunditega (näited siin, kuid guugeldades "tangram puzzles" ja "tangram problems" saab ideid lisakaartide tegemiseks). Ülesandekaardid on soovitav raskusastme järgi nummerdada.

Kust saab Tangrameid? Kõige lihtsam on need ise tugevamast paberist teha. Joonista või prindi paberile Tangrami tükkide piirjooned (saab samuti siit) ja lase osalejatel need ise ära värvida. Värviskeem peab olema kõigil sama! Muidugi võib Tangramid ka osta.

Eeltegevused

Algoritm. Mängu läbiviija selgitab osalejatele, mis on algoritm ja toob näiteid elust. Räägib täpsete sammu-sammuliste juhiste koostamise olulisusest programmeerimisel. (See osa sobib ka järeltegevuseks).

Kui osalejad pole varem Tangramit mänginud, siis lühike tutvustus. Jaga osalejatele Tangramid. Kui need on vaja värvida ja paberist välja lõigata, siis tehke seda.

Arvutivaba tegevuse juhend

1. Moodustage 3-5-liikmeline rühm(ad). Jagage igale osalejale Tangram.
2. Tutvustage ülesannet mängijatele.
3. Asetage ülesandekaardid tagurpidi lauale (lihtsaim ülesanne on kõige peal).
4. Üks mängijatest võtab pealmise kaardi, kuid teistele seda ei näita.
5. Ülesandekaardiga mängija kirjeldab kaardil olevat kujundit.
6. Teised kuulavad ja panevad Tangrami tükkidest kokku kirjeldatud kujundi.
7. Kui ülesandekaardiga mängija lõpetab, siis kontrollitakse, kas kõigil on sama kujund. Ülesandekaarti veel ei näita!
8. Kui kõik kujundid on samasugused, siis näidatakse oma kaarti teistele.
9. Kui mängijatel on erinevad kujundid, siis kirjeldab kaardiga mängija kujundit uuesti, olles seekord oma kirjelduses täpsem.
10. Valige mängija, kes kirjeldab järgmisel ülesandekaardil olevat kujundit. Korrake seni kuni iga rühmaliige on kirjeldanud ühte kujundit.

Mängige seda mängu läbi mitu ringi.

Järeltegevused

Kui iga mängija on juhendanud vähemalt 2-3 kujundi kokkupanemist, siis arutage omavahel järgmisi küsimusi:

- Mida me sellest tegevusest õppisime?
- Kas kujundite kirjeldamine oli lihtsam või keerulisem kui sa arvasid?

- Kas sul on mõni hea soovitus, kuidas kirjeldada ülesandekaardil olevat kujundit nii, et kõik mängijad paneksid kujundi kokku õigesti?

Mängijad peavad jõudma järeldusele, et õnnestumiseks on vaja anda väga täpseid ja üheselt mõistetavaid juhiseid. Oluline on rõhutada, et programmeerimisel on samamoodi: ebatäpsed juhised (kood) annavad ebatäpseid tulemusi.

Tangramite kasutamine algoritmilise mõtlemise arendamiseks on ilmselt üks mu lemmikuid arvutivabasid tegevusi. Ja kõiki tegevusi ei pea läbi viima korraga, vaid kõigepealt võib valmistada Tangrami mängu tükid ja siis nendega Tangrami probleeme lahendada ning siis järgmine kord suuliselt algoritmide koostamist harjutada. Samuti võib lasta osalejatel ise kujund kokku panna, foto teha ja siis seda foto järgi juhendada teisi mängijaid seda kokku panema.

Arvutivaba tegevuse idee on pärit lehelt code.org.

Jälgi KristiProget ka Facebookis.

MOOC Programmeerimise alused vol 2

Programmeerimine on tore. Foto: Mimi Thian on Unsplash

Selle postituse kirjutan peamiselt positiivsete emotsioonide ajendil. Juhtus nõnda, et teatud asjade kokkulangemise tõttu pidin uuesti läbima Tartu Ülikooli MOOCi "Programmeerimise alused", mis on mõeldud algajatele Pythoni õppimiseks. Esimesest korrast kirjutasin siin. Selle aasta kogemus on üsna erinev kahe aasta tagusest ning peagi selgitan kuidas. N-ö disclaimeriks on see, et mul on läbitud ka keerulisem järelkursus "Programmeerimise alused 2", mis võis mulle anda teatud eelise.

Lühidalt kordan üle, kuidas "Programmeerimise alused" veebikursusel õppimine käib. Kaheksa nädala jooksul on sul iga nädal selgeks õppida uus teooriaosa. Abiks on rohked näited ja enesekontrolliküsimused. Iga nädala lõpeb kontrolltööga (tulemus peab olema vähemalt 90%) ning kolme kohustusliku ülesande ja ühe valikülesande lahendamisega, mis kõik peavad läbima auotmaatkontrolli (mistõttu lahendus peab vastama kõigile ülesandes kirjeldatud nõuetele).

Niisiis... minu "Programmeerimise alused" vol 2. See oli väga mõnus kogemus, sest seekord ei pidanud ma ülesannete lahendamisel pikalt nuputama, kuidas programm kirjutada, vaid kui olin ülesande kirjelduse läbi lugenud, siis ma oma vaimusilmas juba nägin, milline see programm peab olema, mis soovitud tulemuse annab. Ainuke vaev oli see ilma vigadeta valmis kirjutada. Huvitav oli seegi, et programmi tööd Thonnys kontrollides sain suuremast osast veateadetest aru, st oskasin nendele toetudes ruttu vea üles leida - see aitas puudused kiiremini kõrvaldada kui esimesel korral, mil veateated olid minu jaoks üsna arusaamatud. Nagu ikka, oli ülesandeid, mis nõudsid oskuste ja teadmiste uut moodi kasutamist ja suutsin seda ka üsna probleemivabalt teha. Peamiselt tänu sellele, et mul olid peas õiged seosed olemas.

See on nii lahe tunne, kui sa päriselt oskadki õigetes kohtades õiget koodi kasutada ja ei pea õige lahenduse kallal kõvasti ja mitu tundi vaeva nägema, nagu MOOCi kursusel sageli juhtub, eriti siis kui sul pole varasemat programmeerimise kogemust. 

Lisan veel, et "Programmeerimise alused" MOOCi autorid on kursust alates minu esimesest korrast edasi arendanud, mis on super. Kuigi mu mälu võib mind petta, siis mulle tundus, et ka ülesannete valik on veelgi mitmekesisem. Valikus on veelgi suuremat väljakutset pakkuvaid ülesandeid kui eelmisel korral, mis on äärmiselt tore. Mida keerulisema ülesande suutsin ära lahendada, seda suuremat rahulolu tundsin.

Nüüd võib tekkida küsimus, et mis selle postituse eesmärk on. Peamiselt ehk see, et programmeerimise õppimine ei ole lihtne, kuid vaev tasub ära. Mingi hetk tekivad sul peas õiged seosed ja siis on koodikirjutamine pigem nauding kui piin. 

Jälgi KristiProget ka Facebookis.

Nädala nopped nr 84

Pean üles tunnistama, et olen üks lapsemeelne täiskasvanu, kes kaks viimast nädalat on Lego WeDo'ga mänginud: roboteid ehitanud ja neid tööle programmeerinud - tegevus, mis on ka lasteaialapsele jõukohane, aga minu fun'i see teadmine ei rikkunud. Uuel õppeaastal saab ilmselt jälle Legoga mängida, sest müügile tuleb Taani mängiasjatootja uus robootikakomplekt. Sellest ja paljust muust huvitavast ja ka muret tekitavast saab lugeda selle nädala uudiste kokkuvõttest.

• Podcast automatiseerimisest, mis on tegelikult salvestatud juba pool aastat tagasi, aga mina sattusin seda kuulama alles nüüd.
• To Fly Solo, Racing Drones Have a Need for AI Speed Training. Kuidas treenida isejuhtivad droone, mis suudavad manööverdada suurtel kiirustel kitsastes oludes? 
• Informaatikaõpetajad saavad praktilised oskused Digipajast. Digipaja on Tallinna Ülikooli õpetajakoolituse asjade interneti ja robootika labor.
• The Barbican dives deep into artificial intelligence with More Than Human exhibition. Tehisintellektile pühendatud näitus.
• Cracking open the black box of automated machine learning. MITi tudengid püüavad masinõppe musta kasti sisse näha, et aru saada, kuidas masinad õpivad. Tudengid kasutavad selleks andmete visualiseerimist.
• Veel üks artikkel MITi teadustöö ja masinõppe kohta: How to tell whether machine-learning systems are robust enough for the real world.
• Kratid tulevad riiki juhtima. Riigi IT-juht räägib intervjuus krattidest, mis on hellitusnimi tehisintellektile.
• Andmekogumise ja andmete kasutamise tumedamast poolest saab räägib Roger McNamee podcastis pealkirjaga Who's really in control of your mind? These are the secret ways you're being manipulated.
• Augustis tuleb müügile uus LEGO Education robootikakomplekt SPIKE. Siin jagavad oma kogemust kaks Spike'i koolitusel osalenud eestlast.
• Kui sa pole Robotex 2019 toimuvate võistlustega veel kursis, siis Robotexi veebilehel saab nendega tutvuda. Üks võistlus on ka ainult tüdrukutele. Robotex 2019 toimub 29. november kuni 1. detsember sel aastal.
• Researchers Built an AI That Translates Babies’ Cries.
• Harku vald plaanib roboti abil säästa viiendiku ametnike tööajast.
• The social animals that are inspiring new behaviours for robot swarms. See, et robootikas kasutatakse ära eluslooduse nähtusi on paljudele teada. Siin on veel üks ülevaatlik artikkel, mis seda teemat käsitleb.
• This Robot Ostrich Can Ride Around on Hovershoes.
• New algorithm allows researchers to change what people say on video by editing transcript.
• Kui sind huvitab tehnoloogia tumedam pool, siis alates 5. juunist saab (ehk täna juba saab) vaadata Netflixi seriaali Black Mirror uusimat hooaega. Treiler siin.

Jälgi KristiProget ka Facebookis.

Väljakutse 2019: arvutivaba programmeerimine

Tõmba suvel juhe seinast välja. Foto: Paul De Los Reyes (Flickr)

Nagu kahel eelmisel suvel, siis esitan selgi aastal omale väljakutse. Seekord olen teemaks valinud arvutivaba programmeerimise, mis inglise keeles on computer science unplugged või unplugged coding.

Arvutivaba programmeerimise puhul on tegemist algoritmilist ja programmeerivat mõtlemist arendavate tegevustega, milleks ei lähe vaja arvutit. Sageli programmeeritakse hoopis teist inimest või lahendatakse ülesandeid töölehtel või mängitakse (laua)mängu. Arvutivaba programmeerimine on esimene samm programmeerimise õppimisel ja need tegevused sobivad igas vanuses õppuritele.

Internetis ringi tuuseldades leiab päris mitmeid arvutivaba programmeerimise tegevusi, kuid need on peamiselt ingliskeelsed. Ega mul ei olegi väljakutses plaanis hakata jalgratast leiutama, vaid juba olemasolevaid tegevusi eestipärastada, kuigi osa neist on vaid inspireeritud endal nähtud-kogetud tegevustest. Samuti püüan valida just sellised tegevused, mis sobivad võrselt hästi kooli ja koju. Teisiõnu sobivad need nii lapsevanematele lastega kodus toimetamiseks kui ka õpetajale koolitunnis kasutamiseks.

Kui soovid juba praegu tutvuda mõnede arvutivaba programmeerimise ülesannetega, siis vaata nii minu ja ka laste ühe lemmikraamatu "Tere, Ruby" töövihiku osa. Seal on arvutivabad ülesanded, mis aitavad arendada lapse algoritmilist mõtlemist. Siiski on arvutita programmeerimise ülesannete valik palju laiem ja minu suvi 2019 väljakutse eesmärk ongi erinevat tüüpi ülesandeid tutvustada.

Esimene arvutivaba tegevuse postitus ilmub enne jaanipäeva.

Jälgi KristiProget ka Facebookis.