Ing. Eva Kalužáková / Centrum vedecko-technických informácií SR

Po prednáške na 20. konferencii Archivy, knihovny, muzea v digitálním světě 2019 v Prahe (2019) o praktických príkladoch využívania digitálnych technológií pre rozvíjanie kreativity som dostala spätnú väzbu:

1. Vôbec som nevedela, že žijem v I 4.0, musím sa na to pripraviť?

2. Nikdy som nevidel tlačiť 3D tlačiareň a nemal som možnosť chytiť do ruky veci vyrobené digitálnymi technológiami výroby.

3. Je vôbec potrebný a vhodný takýto „LAB“ do knižnice?

Nie len staršia generácia sa borí s otázkou, ako sa orientovať v súčasnom svete technológií, prebytku informácií v novej digitálnej dimenzii. Vystačíme si s rovnakým prístupom myslenia a s dôverou v to, že sa nemusíme pripraviť na rýchlo prebiehajúce zmeny? Ako môžu knižnice pomôcť rodičom (ktorí už ukončili formálne vzdelávanie), aby uspeli v digitálnej transformácii a následne pomohli svojim deťom, ktoré vyrastajú v úplne odlišnom prostredí než vyrastali oni? Alebo sa uspokojíme s konštatovaním, že miera adaptability na nové podmienky rýchle meniaceho sa sveta sa prirodzene vekom spomaľuje?

Na našich prednáškach a workshopoch sa pýtame detí, študentov a aj dospelých, ako si predstavujú svoje uplatnenie v pracovnom procese o 5–10 rokov. Čo vedia o súčasnej Štvrtej priemyselnej revolúcii? Uvedomujú si jej vplyv na možnosti uplatnenia sa po skončení školy? Väčšinou dostaneme odpoveď, že nie.

Pre priblíženie porovnávame prvú priemyselnú revolúciu s tou súčasnou, štvrtou. Prvá priemyselná revolúcia v 19. storočí znamenala náhradu časti ľudskej práce strojmi. Súčasná revolúcia sa skrátene nazýva Priemysel 4.0 (Industry 4.0, I 4.0) a nadväzuje na digitálnu revolúciu. Prináša nové spôsoby využívania technológií, napríklad digitálnych technológií výroby (3D tlač), nanotechnológií, umelej inteligencie, internetu vecí... Koncept Industry 4.0 vychádza z dokumentu, ktorý bol predstavený na veľtrhu v Hannoveri v roku 2013. Základná vízia tzv. štvrtej priemyselnej revolúcie sa objavila už v roku 2011.

V médiách sa objavujú rôzne dohady o tom, aké percento súčasných pracovných miest by mohlo zaniknúť alebo sa radikálne zmeniť kvôli novým technológiám v najbližších desiatich až dvadsiatich rokoch, ale aj o tom, aké percento nášho obyvateľstva má dostatočné digitálne kompetencie pre nastávajúce obdobie. Ľudia na Slovensku len veľmi málo tušia, ako sa aktuálne mení demografia trhu práce, pribúdajú zamestnania, ktoré si vyžadujú síce menej fyzickej práce, ale o to viac digitálnych či kognitívnych zručností. Stretávame sa aj s prístupom, že „veď sa nič nedeje“ a na Priemysel 4.0 nie je potrebné sa špeciálne pripraviť. Na to nám dáva odpoveď aj vyjadrenie Pavla Šajgalíka, predsedu Slovenskej akadémie vied:

„Rozvoj v oblasti informačných technológií v súčasnosti je bezpochyby revolúciou minimálne obdobného rozsahu, ak nie väčšou ako prvá priemyselná revolúcia. „Umelá inteligencia“, ak chceme použiť tento pojem, je už tu. Nemá zmysel rozbíjať stroje, navyše je to v tomto prípade (a to je zásadný rozdiel medzi vtedajšou a súčasnou technologickou revolúciou) nemožné.“

Prečo knižnice a nie len škola?

Centrum vedecko-technických informácií SR má dlhoročné skúsenosti ako špecializovaná vedecká  knižnica. Už to nie je len klasická technická knižnica so zväzkami publikácií, ale moderná, digitálna, v ktorej sa informácie zdieľajú na diaľku. Má tiež silné skúsenosti s neformálnym IT vzdelávaním v rámci viacerých národných a nadnárodných projektov ktoré realizovala. Zároveň sa využívajú aj poznatky z iných knižníc vo svete, ktorých priamou súčasťou sú digitálne Laby.

Preto, práve knižnice ktoré integrujú do svojho programu aj IT Lab môžu slúžiť ako efektívny priestor pre inšpirovanie ľudí k získaniu potrebných digitálnych zručností a k pochopeniu architektúry, ktorá sa uplatňuje pri prepájaní súvislostí medzi informáciami v období Industry 4.0 (ďalej I 4.0).

Pri osobných stretnutiach s riaditeľmi škôl v rámci projektov sa pýtame, prečo sa veľké množstvo škôl nezapojilo napr. do využívania bezplatných inovatívnych metodík v rámci projektu IT Akadémia¹ Reagujú rôzne, ale častými odpoveďami je:

„Nemám informatika – kto by to učil... (*pozn. aj keď metodiky nevyžadujú učiteľa informatika)

„Mám starší pedagogický kolektív. Aj po prehliadnutí si metodík nemajú záujem o takéto učenie. Sú preťažení a už nič naviac nechcú.

Metodiky pozostávajú z metodických pokynov pre učiteľa, výučbových materiálov, podporných a doplňujúcich materiálov pre predmety matematika, chémia, biológia, geografia, fyzika, informatika na ZŠ a SŠ a informatika pre 3.–4. triedu ZŠ. Lektor/učiteľ dostáva kompletný popis, ako zrealizovať vyučovaciu hodinu, aj pre učebnú látku napríklad z informatiky s ktorou sa doteraz nestretol (napr. microbit).

Okrem organizačných pokynov, popisu priebehu vyučovacej hodiny/workshopu, metodiky poskytujú podporné elektronické materiály (súbory), diagnostické nástroje, testy a pod.

Workshop pre 40 knihovníkov

Potešil nás záujem slovenských knihovníkov o workshop Nové technológie a financovanie projektov v knižniciach (18. 10. 2019), ktorý zorganizovala Krajská knižnica Ľudovíta Štúra vo Zvolene. Knihovníci si počas prvej časti 3hodinového workshopu prakticky vyskúšali 3D modelovanie, videli tlačiť 3D tlačiareň, diskutovali aj o najčastejších chybách, prečo by sa nemusela podariť 3D tlač. V druhej časti si vyskúšali programovanie s microbitom na 15 Micro:bit-och, ktoré so sebou nosíme. Na programovanie mikropočítačovej dosky Micro:bit sme použili bezplatné online grafické prostredie MakeCode, v ktorom vytvárali pomocou spájania blokov funkčné programy. Prostredie MakeCode na programovanie pomocou grafických blokov je vhodné najmä pre začiatočníkov – aby sa nebáli programovania. Výhodou tohto prostredia je nízka technická náročnosť prípravy, nakoľko prostredie je online a nie je potrebná žiadna inštalácia. Po vytvorení programu v prostredí si každý knihovník stiahol svoj vlastný program ako obyčajný súbor na dosku veľkosti ako polovica kreditnej karty. Každému sme ukázali, ako súbor stiahnuť v rozličných internetových prehliadačoch. Micro:bit sme mali pripojený k počítaču pomocou kábla USB a na počítači sa zobrazilo ako klasické USB úložisko, na ktoré stiahnutý súbor s programom stačilo skopírovať. Program sa následne automaticky spustil na ich Micro:bit-e.

To čo nás potešilo najviac, boli telefonáty knihovníkov o rady, aké zariadenia si majú napísať do žiadosti do rôznych grantov na vybavenie LABu v ich knižnici.

Foto 1- Workshop Nové technológie a financovanie projektov v knižniciach (18. 10. 2019), ktorý zorganizovala Krajská knižnica Ľudovíta Štúra vo Zvolene

Knižnica ako moderný priestor neformálneho IT vzdelávania

Keď deti prídu do prvej triedy, sú zvedavé a hravé. Niektorí piataci v bežnej škole už často pôsobia znudene, niektorých deviatakov už takmer nič nezaujíma, ak im nedáme správne a zaujímavé podnety. Čítanie v období puberty prestáva byť „cool“. Ale je potrebné, aby deti a mladí nestratili zvedavosť, neprestali sa pýtať „prečo?“ a namiesto strácania sa v nezáujme rozvíjali svoju kreativitu a kritické myslenie. A knižnice v LABoch im opäť môžu poskytnúť niečo „cool“, čo doma nemajú, čo ich často nemôžu naučiť ich rodičia.

Musíme rešpektovať aj vlastnosti súčasnej mladej miléniovej generácie, ktorá je často označovaná ako generácia x, y, z, alebo nazývaná generáciou snehových vločiek. Niekedy sú označovaní aj ako „digitálni domorodci“ – toto ich pomenovanie vyjadruje, že sa vedia naučiť oveľa rýchlejšie akékoľvek technologické a digitálne aspekty našej doby, ale sú aj menej trpezliví a vraj vďaka tomu často nachádzajú kreatívnejšie spôsoby riešenia problémov. To im umožňuje rýchlejšie sa prispôsobiť prebiehajúcim zmenám. Ako im ponúknuť niečo, čo ich zaujme – chytí za srdce... nenápadne, hravým a tvorivým spôsobom ich privedie k digitálnym technológiám?

Našim vzorom toho, čo je to, čo študenta chytí za srdce, je skúsenosť z MIT (Massachusetts Institute of Technology) v Bostone, kde sa katedra technológií a katedra sociológie rozhodli naučiť študentov používať digitálne technológie výroby, ale zároveň sa rozhodli nepovedať im, čo s nimi majú vyrobiť. Prihlásilo sa veľa študentov a na otázku: „Prečo ste sa prihlásili?“ bola odpoveď: „Celý život som chcel robiť to, čo chcem ja. A teraz môžem.“ A našou snahou na workshopoch je ukázať deťom už od prvého stupňa základných škôl, mladej generácií až po najstarších, digitálne technológie výroby, ktorými si môžu zhmotňovať svoje sny, predstavy, projekty. Vychádzame zo skúseností amerických kolegov, ktorí nám aj prakticky ukázali zapojenie detí a mládeže do tohto procesu pri návšteve Bostonu v roku 2015.

Argumentom pre rozšírenie stávajúcich knižníc o funkcie IT LABov je aj fakt, že v nich ide o záujmovú činnosť, ktorá má skôr krúžkovú povahu a určite by mala byť dostupná pre každého potenciálneho záujemcu, napríklad aj pre sociálne znevýhodnených. Tak ako si nie každý žiak môže kúpiť drahú knihu, ani každý rodič, ktorého dieťa má veľký záujem o robotiku, mu nemôže kúpiť robotické stavebnice LEGO, a je len veľmi malo osvietených učiteľov, ktorí ich aspoň cez prázdniny poskytnú žiakom, aby mali možnosť sa rozvíjať. Súčasne technologické vybavenie pre IT LABy sa neustále vyvíja a nie všetky školy dokážu držať krok s vývojom, kým knižnice sú verejné a vybavenie a pomôcky na bádateľskú či konštruktérsku prácu sa môžu skôr dostať k skutočným záujemcom. Tak môžu mladí návštevníci mať možnosť držať krok s vývojom. Priestor LABu v knižnici môžu využívať aj celé rodiny, ale na vyučovaní sa obvykle nemôže zúčastniť člen rodiny so žiakom. Príkladom môže byť aj využitie 3D tlačiarne v knižnici vo Vranove nad Topoľov, kde otec a syn vymodelovali a vytlačili urologickú pomôcku na 3D tlačiarni v knižnici a následne si ju dali patentovať na Patentovom úrade. Záujem o 3D tlač a digitálny vyšívací stroj má nie len mladá generácia, ale aj seniori. 3D tlačiareň vo Vranovskej knižnici prilákala za necelý rok viac ako 150 nových návštevníkov.

A ešte jeden dôvod, prečo s IT LABom do knižníc – IT technológii v knižniciach sa netreba báť! Knižnice predstavujú neformálne vzdelávacie prostredie, v ktorom neplatí hierarchia učiteľ – žiak.

Foto 2 - Prvé workshopy na prácu s Micro:bit-om, deti a dospelí spolu (2018)

Zdieľanie – odpoveď na nedostatok finančných zdrojov v knižniciach

Často pri rozhovoroch s knihovníkmi počujeme sťažnosť na nedostatok finančných prostriedkov pre dovybavenie knižníc. Jedným z charakteristických rysov I 4.0 je zdieľanie. Zdieľať sa môžu nielen informácie, ale aj zariadenia!

Ak majú knižnice spoločného zriaďovateľa, potrebné vybavenie si po 3–4 mesiacoch môžu medzi sebou vymieňať a tým zabezpečiť pestrosť ponúkaných workshopov v knižniciach nie len pre základné a stredné školy, ale aj pre širokú verejnosť. Pritom potrebné zariadenie LABu je len 30 % úspechu. To podstatné je nadšenie knihovníkov dať priestor všetkým generáciám zhmotňovať svoje sny.

Čo do kreatívneho laboratória v knižnici?

3D tlačiareň

Postupom času sa stala finančne menej náročnou položkou. Je možné ju zakúpiť už od 770 € ako skladačku, ktorú si v LABe poskladáte (s nami na bezplatnom tábore si deti od 11 rokov skladali 3D tlačiarne – viď foto 3). Pre tých trochu menej zručných je možné zakúpiť kompletne postavenú, kalibrovanú a otestovanú 3D tlačiareň už od 999 € s DPH. Odporúčame spoľahlivú tlačiareň Original Prusa s automatickou kalibráciou, s možnosťou konzultácií zdarma, pre jej kvalitu, ktorá okrem iných ocenení získala v minulom roku v teste 3D tlačiarni amerického časopisu MAKE prvé miesto.

Foto 3 - Skladanie 3 D tlačiarni deťmi od 11 rokov

Microbit

Novinkou, ktorú je možné využiť pre workshopy v knižnici, je Microbit – najjednoduchší programovateľný mikropočítač dostupný na súčasnom trhu. Bol vyvinutý anglickou televíziou BBC v rámci kampane na podporu výučby programovania vo Veľkej Británii (2016). Je odporúčaný pre deti od 11 rokov. Zo skúseností na Slovensku vieme, že už žiaci 3. triedy učili svojho učiteľa pracovať s microbitom (mali radosť – aj ja som učiteľ, tvrdili, keď to svojej pani učiteľke vysvetlili). Niektorí učitelia nám pred workshopom povedia: „naše deti to nezvládnu“. Odpovedáme: „Zatiaľ to na workshopoch zvládli všetky deti“. A realita nám to po workshopoch aj potvrdzuje – s radosťou to zvládli všetky deti. V knižniciach máme možnosť dať šancu na nové poznatky aj deťom zo škôl, kde neučí iformatiku informatik, a ani rodič nemôže pomôcť dieťaťu s rozvojom digitálnych zručností na voľne dostupných softvéroch, pretože nevie, čo má na internete hľadať (napríklad modelovanie pre 3D tlač https://www.tinkercad.com/ – aj v češtine). Pri programovaní na workshopoch sa u detí a študentov rozvíja nie len strategické a analytické myslenie, plánovanie postupnosti krokov na dosiahnutie riešenia problému, ale aj komunikácia, prezentovanie a obhájenie si vlastných názorov. Workshop v knižnici nemusí viesť pedagóg-informatik, ale veľmi dobre to zvládne aj dobrovol´ník/zanietený študent vysokej školy, a po absolvovaní dvoch workshopov to zvláda aj zanietený pracovník/pracovníčka knižnice.

Naše skúsenosti pri práci s deťmi na workshopoch ukazujú, že pre deti je jednoduchšie pochopiteľné, keď programujú s hardvérom, majú možnosť hneď zistiť, keď urobili chybu. Tým, že majú skúsenosť s blokovým programovaním, ktoré získajú hrou s microbitom, majú dobrý základ pre programovanie v náročnejších programovacích jazykoch.

Úplné bezplatné návody na prácu je možné si stiahnuť na https://www.ucimeshardverom.sk/materialy/. Návody na tejto stránke sa naďalej budú dopĺňať aj pre stredoškolákov

Pracovné listy sú ako návody na prácu a deti ich musia vedieť čítať s porozumením. Zo skúseností škôl (aj stredných) vieme, že ak pracujú deti, ale aj študenti stredných škôl, prvýkrát s pracovnými listami text „skimujú“, t.j. povrchne preletia očami, ale veľmi rýchlo zistia, že kĺzať po obsahovom povrchu im nestačí na to, aby dokázali úspešne vypracovať bádateľsky orientované zadanie. Pri ďalšej práci s pracovnými listami žiaci už tento problém nemajú.

Na slovenskom trhu je Micro:bit možné kúpiť v základnom sete do 20 € a v rozšírenom s LED programovateľným farebným pásikom a s reproduktorom do 30 € .

3D modelovanie bezplatne

Základy 3D modelovania zvládnu všetky vekové kategórie vo voľne dostupnom softvéri Tinkercad. Pre prácu v programe je nutná registrácia. Všetky modely sa tvoria zo základných tvarov, čiže z kocky, gule, kvádra, ktoré sa potom prekrývajú ďalšími tvarmi „vo forme“ diery, čiže prekryv spôsobí to, že jeden objekt sa „odreže“ ďalším objektom. Toto sa deje cez tzv. grupovanie (zoskupenie objektov, spájanie viacerých objektov).

Vymodelované objekty môžeme na 3D tlačiarni vytlačiť alebo ich stiahnuť do Minecraftu, čo sa deťom veľmi páči. Tento bezplatný program je zaujímavý aj pre rozvíjanie priestorovej predstavivosti. Pre náročnejších je tu codeblocks – možnosť vytvárania modelu pomocou blokového kódovania.

Foto 4 - 3D model vytvorený pre 3D tlač žiakmi 7. triedy v programe Tinkercad

K reálnym modelom bez skenera – pochopenie princípu fotogrametrie

Rýchly nástup digitálnej fotografie so sebou priniesol vzostup fotogrametrie. Je to metóda, vďaka ktorej možno jednoducho preniesť reálny objekt do počítača aj v takom prípade, že nemáte prístup k drahším 3D skenerom. Pomocou fotogrametrie sa dá vytvoriť trojrozmerný model z fotografií reálneho objektu, ktorý by nebolo možné inak jednoducho naskenovať (môže ísť aj o pomerne veľký objekt – napr. Beckovský hrad, ktorý máme „vyfrézovaný“ a vytlačený 3D tlačou). Pri praktickom učení na workshope urobíme 20–30 fotografií objektu pod rôznymi uhlami a zo všetkých strán. Tie presunieme do bezplatne dostupného softvéru (napr. AliceVision). Program hľadá spoločné prvky na všetkých fotografiách a snaží sa pomocou nich vypočítať, z akého uhlu bol na danej fotografii predmet vyfotografovaný. Z týchto informácií potom dokáže softvér vytvoriť body v 3D priestore.

Foto 5 - Print Screen obrazovky počas spracovania fotografií softvérom pre vytvorenie 3D modelu sochy z roku 1905 a pre následné vytvorenie kópie sochy rôznymi digitálnymi technológiami výroby

Ak vás zhmotňovanie nápadov zaujalo a mali by ste záujem pomocou spomenutých technológii zhmotniť svoj nápad, pozývame vás do bezplatnej tvorivej dielne FabLab CVTI SR v Bratislave. Ak potrebujete poradiť alebo naučiť sa pracovať s jednotlivými technológiami (v článku sme sa zatiaľ nevenovali veľmi obľúbenému digitálnemu vyšívaciemu stroju, vinylovému vyrezávaču ani robotickým hračkám, ktoré si u nás deti skladajú od 10 rokov), radi Vás privítame a svoj vyrobený model si môžete vziať domov iba za cenu materiálu.

Bibliografické odkazy:

KALUŽÁKOVÁ, E., VAŠKO, J. Holistické učenie sa hrou v období 4. priemyselnej revolúcie Zborník konf. Vedecká hračka 2019, Banská Bystrica.

Veľká anketa vedcov: bude nástup umelej inteligencie prínosom či stratou? https://tech.sme.sk/c/22137081/velka-anketa-vedcov-ako-nastup-umelej-inteligencie-ovplyvni-spolocnost.html#ixzz5siGGGfYo

Programovanie hardvéru, robotika a IoT v praktických príkladoch https://onedrive.live.com/?authkey=%21AKD41K0YbwRGA%5FI&cid=C1ED7A5EE67AB2EB&id=C1ED7A5EE67AB2EB%21155452&parId=C1ED7A5EE67AB2EB%21112173&o=OneUp