2020_2021

2020/2021

Kurz Programování na Nuselské bude probíhat od října 2020 a navazuje na kurz začátečníci. Je určen pro děti druhých a třetích tříd s tím, že děti druhých tříd musí mít absolvovaný kurz začátečníci, šikovní jedinci z řad třetích tříd mohou přijít i bez předchozího vzdělání.

Cílem tohoto kurzu je pokračování v rozvoji systematického myšlení, hlubší poznávání světa informační techniky a osvojení si základů elektrotechniky.

Kurz bude probíhat 1x týdně, každý čtvrtek od 15:05 v počítačové učebně.

V kurzu budeme využívat robůtky Cubetto, Beebot i Ozobot. Později si představíme platformu Micro:bit a s ní zabředneme trochu blíže k elektrotechnice. Kromě těchto se budeme věnovat i práci na PC, kde se budeme učit programovat pomocí vybraných kurzů na code.org, prostředí scratch a dalších. To vše proložíme tvůrčími aktivitami s papírem, kostkami a jinými rekvizitami.

Cílem kurzu není vzdělat hotového programátora, ale rozvíjet logické myšlení, algoritmizaci a jiné vlastnosti, které se dětem budou hodit při studiu jakéhokoliv oboru.

Kurz bude organizován a veden Lukášem Doktorem

1. hodina

• Seznámení s lektorem a ostatními spolužáky
• Přihlášení k počítačům - drobné technické potíže
• Stránky www.code.org
  • Nastavení účtu
  • Programování na papíru (tabuli)
• Demonstrace pomůcek
  • Beebot
  • Ozobot
  • Micro:bit + příslušenství

2. hodina

• Beeboti
  • seznámení
  • základy pohybu po mapě
  • opakovaný pohyb
• www.code.org
  • 3 - Angry birds bludiště

3. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Dokončení lekce 3 - Bludiště
  • Uvedení do lekce 4 - Umělec
    • Vždy čtěte zadání
    • Nezapomeňte využívat nápovědy (žárovka nalevo od textu zadání)
    • Pixely jsou čtverečky, ze kterých se skládá obraz
    • Otáčíme se o úhel udávaný ve stupních, 90° je pravý úhel a odpovídá našemu “otočení se” v předchozí lekci. Bližší info zde
  • V rámci možností mohou děti samostatně pokračovat v umělcovi
    • Když něco nepůjde, doporučuji pauzu a zkusit to druhý den (či později)
    • Když se i tak nebude dařit, je možné přeskočit úroveň
    • Rodiče by neměli pomáhat
  • Příště vyjasníme případné nesrovnalosti, dokončíme umělce a začneme cykly

4. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Dokončení lekce 4 - Umělec
    • Opakuji, nezapomeňte číst zadání a případně použít nápovědu (žárovka nalevo od textu zadání)
  • Lehký úvod do cyklů/opakování
  • Domácí úkol:
    • Všímejte si, kde se v okolním světě vyskytuje či dá využít opakování (např. dlaždičky, plot, hudba, …)
    • Pročtěte a porovnejte jednotlivá zadání z [pdf, odt]
    • Opravite “Pseudo-kód pro počítač” v receptu [pdf, odt] za pomocí opakování, viz. ukázka v prvních dvou krocích.
    • Volitelně se můžete pokusit dort upéci. Který návod Vám vyhovoval nejvíce?

5. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Řešení k domácímu úkolu [pdf, odt]
    • Doporučuji projít s dětmi, je důležité uvědomit si rozdíl mezi opakováním jedné instrukce a opakování sledu několika instrukcí
  • www.code.org - lekce 6 - Bludiště cykly
    • Jednoduchá opakování, opakování sledu instrukcí/bločků a kombinace
    • Doporučuji projít si všechny úrovně z této lekce a pokusit se dotáhnout je do kompletního řešení. To poznáme tmavě zelenou barvou oproti světle zelené která funguje, ale není optimální.
  • Domácí úkol:
    • Procvičovat cykly/opakování ať už v reálném světě (vaření, kutění, skládání z lega, …), tak v lekci 6 na code.org. Začátky jsou těžké, ale postupně by mělo vše začít do sebe zapadat.

6. hodina

• www.code.org
  • Procvičování lekce 6 - Bludiště cykly
  • Zkoušení úrovní z www.code.org se včelkami, cyklování pomocí opakovaného spouštění
• Seznámení s prostředím Scratch
  • Odkaz na editor zde
    • Vlevo nahoře přepínání Scénáře, Kostýmy a Zvuky
    • Po levé straně skupiny funkčních bločků, vedle jednotlivé bločky
    • Uprostřed kód aktuálně vybrané postavy
    • V pravo nahoře náhled programu
    • V pravo dole výběr jednotlivých postav a scény
  • Veškerý kód musí někde začínat, k tomu slouží bločky Události
  • Jednoduchá ukázka rozpohybované kočičky zde

7. hodina

• Scratch
  • Příprava betlému
    • Vkládání spritů ze souboru (najet myší a vybrat tlačítko “nahrát postavu”)
    • Rozpohybování objektu pomocí několika spritů (další kostým)
    • Posun objektů (skoč na, klouzej na)

8. hodina

• Scratch
  • Vylepšování betlému v programu Scratch
  • Ukázky vybraných kódů pro inspiraci zde
  • Ukázkové řešení zde, doporučuji prostudovat, upravit a můžete se na příští hodině pochlubit.

9. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • https://robomise.cz
    • Kvůli stávkujícím serverům Scratche jsme si udělali krátkou odbočku a vyzkoušeli jsme robomisi
    • Děti si mohou vyzkoušet všechny úrovně až po “L3 - Ukliď si cestu”
    • Úroveň L4 obsahuje podmínky, které budeme probírat až později

10. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Scratch - hra “chytni kočku”
    • Návod pro osvěžení si paměti ve formátech: pdf či odt
    • Odkaz na vytvořenou hru

11. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Scratch - hra “chytání padajícího ovoce I.”
    • Návod pro osvěžení si paměti ve formátech: pdf či odt
    • Stihli jsme jednoduchý pohyb vlevo a vpravo s pohybem spritu a generování ovoce náhodně po celé ploše
    • Odkaz na vytvořenou hru
    • Odkaz na námi vytvořenou část 1

12. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Scratch - hra “chytání padajícího ovoce II.”
    • Návod pro osvěžení si paměti ve formátech: pdf či odt
    • Přidali jsme si další kostýmy a využili jsme bloček “náhodné číslo od XXX do YYY” abychom náhodně měnili kostýmy.
    • Naučili jsme ovoce padat. Gravitaci jsme implementovali pomocí nekonečného cyklu “změň Y o -3”.
    • Poté jsme opět využili “náhodné číslo od XXX do YYY” abychom generovali na náhodných pozicích ale pouze v horní části obrazovky.
    • Nakonec jsme se vrhnuli do podmínek. Naučili jsme panáčka ovoce chytat a také jsme si nadefinovali, co se stane, pokud ovoce spadne na zem.
    • Odkaz na vytvořenou hru
    • Odkaz na námi vytvořenou část 2

13. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Scratch - hra “chytání padajícího ovoce III.”
    • Znovu jsme si prošli kód, podmínky jsou prostě fuška
    • Přidali jsme do hry zvuky při chycení a pádu ovoce (ach ty podmínky)
    • Nahradili jsme ovládání pomocí událostí takzvaným “pollingem”, čili smyčkou neustále kontrolující stav stisknutí kláves
      • Rozdíl je při podržení klávesy kde ovládání pomocí události (tlačítka “a” a “d”) posune panáčka a následuje krátká pauza a teprve potom se panáček rozběhne. V poll módu kdykoliv je klávesa držena panáček utíká a s jejím uvolněním okamžitě zastavuje.
      • Opět jde o demonstraci podmínek
    • Nestihli jsme dodělat podmínky pro ukončení hry, ale domluvili jsme se na krátké pauze od Scratche, proto přikládám ukázku, která tyto podmínky obsahuje. Doporučuji projít, pohrát si a případně poupravit doma.
    • Odkaz na vytvořenou hru
    • Odkaz na námi vytvořenou část 2
    • Odkaz na námi vytvořenou část 3 (včetně podmínek pro konec hry)

14. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Code Combat
    • Registrace do studentského účtu bez emailu (možno hrát bez uložení bez registrace)
    • Vysvětlení prostředí:
      • panel hry
      • panel metod
      • panel kódu
      • tlačítko nápověda
      • tlačítka na spuštění
    • Programování textově v Pythonu
      • Vykonávání po řádcích
      • objekt hero je náš hrdina
      • hero.PŘÍKAZ() - řekne hrdinovy aby vykonal PŘÍKAZ
      • hero.PŘÍKAZ(1) - řekne hrdinovi aby vykonal PŘÍKAZ s parametrem 1
      • seznam příkazů zde
    • Slovníček
      • hero - hrdina
      • move - posuň se/jdi
      • up - nahoru
      • down - dolu
      • left - doleva
      • right - doprava
      • say - řekni
      • attack - zaútoč
    • Procházení vlastním tempem - 3 - 7 úroveň
    • POZOR na překlepy, neplatný kód je označen červeně

15. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Code Combat
    • Pokračování z minula
    • seznam příkazů zde
    • pozor na mezery, velikost písmen a překlepy, v Pythonu jsou důležité

16. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Na oživení jsme se pokusili projít minovým polem
    • zadání ve formátech: ods, xlsx a pdf
    • ukázkové řešení
  • Code Combat
    • Pokračování z minula (kola 3 - 14)
    • Největší problém je přihlašování :-(

17. hodina

• Videokonference návod na připojení
  • Code Combat
    • Pokračování z minula (kola 3 - 15)
    • Zakončení látky, děti si mohou pokračovat dle libosti doma
  • Jako nastínění další látky jsme si vysvětlili, jak fungoval trik s kouzelnou hůlkou. O detekci energie opravdu nešlo, vše zajišťovala dvojice Micro:bitů. Na kód se můžete podívat zde: vysílače a přijímač

18. hodina

• Rozebírání počítače
  • Počítač, monitor a klávesnice
  • Co je to:
    • Základní deska
    • Zdroj
    • Procesor
    • Paměť RAM
    • Grafická karta
    • Pevný disk
  • Jak spustit počítač bez bedny/tlačítka?
  • Co se stane, když sundám chladič z (modernějšího) procesoru?

19. hodina

• Hra na procesor
  • Na diagramu procesoru MP-4 jsme si ukázali, jak funguje jednoduchý procesor. Schéma + ukázkový program jsou k dispozici ve formátech: ods a pdf
  • Princip:
    • Po spuštění je vše kromě Paměti ROM vynulováno, v Paměti ROM je kód z materiálů ze stránky 2
    • Programový čítač PC nastaví adresu Paměti ROM na 00
    • Řadič Control přečte instrukci (první číslo z paměti) z nastavené adresy a dle instrukce řídí posloupnost mikroinstrukcí:
      • LDA - Načte operand (druhé číslo z paměti) a přes sběrnici Bus a Aritmeticko-logickou jednotku ALU jej uloží do Akumulátoru Acc
      • ADD - Načte operand (druhé číslo z paměti) a přes sběrnici Bus jej pošle do Aritmeticko-logickou jednotku ALU která přište toto číslo k číslu uloženému v Akumulátoru Acc. Výsledek uloži opět do Akumulátoru Acc
      • JMP2, n - Pokud je v Akumulátoru Acc hodnota 0, změní obsah Programového čítače PC na hodnotu operandu (druhé číslo z paměti)
    • Až na výjimky je inkrementován Programový čátač PC, čímž se změní adresa Paměti ROM a vše pokračuje do přerušení proudu či do vykonání instrukce HLT (Halt - stop)
  • Pro výstup jsme uvažovali, že na výstupním portu A je připojena jednoduchá tiskárna, která kazdý výstup detekuje, dekóduje pomocí ASCII tabulky a zapíše.
  • HELLO WORLD == “Ahoj světe”. Tato věta se často používá pro demonstraci základní syntaxe programovacího jazyku. Více informací na Wikipedii

20. hodina

• Micro:bit
  • Co to je Micro:bit (bbc, bit, microbit, co vše má destička na sobě, …)
  • Seznámení s programovacím interfacem https://makecode.microbit.org/
  • Postup nahrání projektu na Micro:bit (stáhnout; zrušit; pravé tlačítko myši na stáhnout znovu; uložit odkaz jako…; vybrat disk MICROBIT; uložit)
• Funkce laserové tiskárny
  • Princip funkce laserové tiskárny (4xtoner, skleněný válec který laser lokálně nabije statickou elektřinou, prášek se uchytí a vytvoří zrcadlový obraz, obtiskne se na papír, papír se zažehlí při teplotě cca 200°C)
  • Rozborka tiskárny HP Color LaserJet 5M (základní deska s procesorem a pamětí, rozšiřující deska JetDirect, display, pohyb v menu a spousta koleček)

21. hodina

• Trachtenberg - rychlé sčítání
  • Ukázka, k čemu jsou vhodné počítače - účetnictví
  • Demonstrace volby algoritmu
    • Prostý součet v podstatě nemožný, mnoho mezivýpočtů a v podstatě jistá chyba
    • Trachtenberg - rychlé sčítání - rychlé a jednoduché - vždy počátáme jen do cca 20, složitost je lineární pro jakýkoliv počet i řád sčítaných čísel
• Micro:bit
  • Čítač stisků tlačítka A
  • Úprava na počet skoků

22. hodina

• Trachtenberg - rychlé sčítání
  • Ukázka lehké kontroly pomocí zástupných čísel (český návod pdf/ods)
    • lze použít pro jakýkoliv příklad (sčítání, odčítání, násobení, dělení, …) 12 * 14 = 168
    • každé číslo nahradím jeho jednomístným ciferným součtem 12=>3; 14=>5; 168=>15=>6
    • vypočítám příklad s těmito zástupnými čísli, obě strany musí vyjít stejně 3 * 5 = 15=>6; 6 == 6
    • vše funguje proto, že ciferný součet udává zbytek po dělení 9. Neodhalí všechny chyby, ale je to lehká kontrola na odhalení základních chyb
• Micro:bit
  • Tvorba kostky, abychom si mohli zahrát pexeso
  • “Vylepšení” kostky, abychom mohli vyhrát pexeso (podvádění)

23. hodina

• Trachtenberg - násobení čísel blížící se 10 a 100
  • Český návod pdf/ods
• Domácí úkol
  • Opáčko Trachtenbergova rychlého sčítání
  • Opáčko Trachtenbergovy metody násobení čísel okolo 10 a 100
  • Jednoduché šifrování
  • Programování Micro:bit na papíře

24. a 25. (dvou) hodina

• Open TTD
  • Hra Open TTD je open-source re-implementací stařičké dosové hry “Transport Tycoon Deluxe” z roku 1994. Jedná se o simulaci ekonomiky z pozice dopravního magnáta. Je velmi komplexní, naučí děti základy ekonomiky, počítání a hlavně plánování. Signály pro řízení vlaků lze využít k výuce parallelizace a navíc lze do hry dodat vlastní doplňky, které si děti mohou samy vyvinout.
  • Stažení je možné zdarma ze stránek OpenTTD, případně na Steamu. A ke hře existuje pěkný popis formou wiki stránek částečně v češtině
  • Po instalaci doporučuji v “možnosti hry”
    • Nastavit rozlišení obrazovky a zakliknout “na celou obrazovku”
    • Měnu CZK
    • Pro moderní jemné displaye doporučuji nastavit “Velikost rozhraní” na dvojnásobné (či čtyřnásobné)
  • V “nastavení” pak:
    • Překliknout “Kategorie - základní” na “Expertní” (čímž se zpřístupní další volby). Dále pak pomocí vyhledávání vyhledat následující volby (zpravidla stačí napsat několik prvních písmen)
    • “Vyznačovat rezervovanou trať” - ano
    • “Výchozí typ návěstidla” - dokonalejší PBS
    • “Zavírat okno pravým tlačítkem myši” - ano
    • “Zakázat otáčení vlaků ve stanicích” - ne
    • “Zakázat vlakům otáčení o 90 stupňů” - ne
  • Dále pak v “Stahování součástí” dát hledat a stáhnout (cca 1GB):
    • “CZTR” (všechny položky - české vlaky/autobusy/prostředí)
    • “OpenSFX” (zvuky)
    • “OpenMSX” (hudba)
    • “Polish building set” - městské budovy podobné našim
  • Tyto stažené grafiky je nutno aktivovat v “nastavení grafik”. Stačí poklikat na všechny položky v dolním menu, čímž se přesunou nahoru a aktivují se.
  • Pro výuku toku nákladů můžete použít diagram toků nákladů a vyzkoušet si pospojovat veškerý průmysl na naší výukové mapě. Inspiraci do začátku můžete čerpat z následujícího obrázku. Pokud byste měli problém s penězi, můžete použít kódy pomocí ctrl+alt+c.
  • Pohyb po ploše je možný šipkamy či myší držením pravého tlačítka
  • Kliknutím pravým tlačítkem kamkoliv na okno jej zavřete
  • Pro dopravu je vždy potřeba postavit několik stanic/zastávek/letišť, koupit dopravní prostředek, nastavit trasu (šipka v pravo) a vypustit vozidlo (vlaječkou či tlačítko vespod dialogu vozidla)
  • Letadla se kupují v hangáru na letišti (nutno klikat a hledat)
  • Lodě se kupují v lodním depu a mola jsou univerzální
  • Autobusy/náklaďáky se kupují v depu, které je nutno postavit. Dále se dělí zastávky na autobusové a nákladní.
  • Vlakové stanice musí být delší, než nejdelší vlak (jinak bude nakládání trvat neúměrně dlouhou dobu). Doporučuji 5 či 6. Počet platform v ohromných městech 8, velkých městech 4, malých 2-3 a před a za vždy umístit “obousměrný dokonalejší PBS návěstidlo” ve směru ze stanice (vícenásobným klikáním se návěstidlo otočí). Pozor na příliš ostré zatáčky.
  • Na youtube lze nalézt mnoho návodů, jak na hru.
    • Úplné základy
    • Pokročilejší témata
    • Úžasná ukázka jak stavět realisticky železnici
• Na závěr ukázka Micro:bit autíčka z krabičky od bonboniéry (snad postavíme příští rok)