Huhtikuun blogikirjoituksessa Innokas-verkoston projektisuunnittelija, varhaiskasvatuksen opettaja ja toukokuussa Helsingin yliopiston DigiErko-koulutuksesta valmistuva Emilia Mattila kuvaa, kuinka ohjelmoinnin käsitteitä voidaan oppia lasten kanssa yhdessä myös ulkona.
Eskaripäivän aikana voi oppia kaikkialla
Oppimisympäristöiksi luetaan niin fyysiset kuin digitaalisetkin ympäristöt. Näin opettaminen sitoo lasten oppimisen heidän arkeensa, yhteiskuntaan sekä niiden ilmiöihin. Kankaan ym. (2016) esittelemä Oppimisen kaikkiallisuuden -malli kuvaa, kuinka oppimisessa huomioidaan lisääntyvä ulkopuolisten oppimisympäristöjen hyödyntäminen ja toisaalta teknologian käytön lisääminen, jolloin muodostuu erilaisia oppimisympäristöjä. Nämä ympäristöt mahdollistavat lapsen osallisuuden ja aktiivisen toimimisen tuottajana, ne myös monipuolistavat opetusta (Kangas ym., 2016). Seuraavaksi esittelen kuinka fyysinen ympäristö laajenee ulos ja digitaalista osaamista harjoitellaan toiminnallisesti. Käytän konkreettisina esimerkkinä CASE metsäesikoulua: Miten oppia ulkona toiminnallisesti ohjelmoinnin käsitteet ja perusteita? Lopuksi pohdin fyysisen ja digitaalisen ympäristön tasapainoa ulko-opetuksessa.
Miksi opettaa ohjelmointia?
Lapsia ympäröivä maailma on muuttunut viimeisten vuosikymmenten aikana merkittävästi digitaalisten sovellusten, ns. suosituspalveluiden, kodin robotti-imurien ja muun arkiteknologian lisääntymisen myötä. Näiden kaikkien taustalla on ohjelmistoja, algoritmeja ja koodausta, joiden ymmärtäminen on tärkeää, jotta jokaisesta lapsesta tulee aktiivinen toimija pelkän passiivisen kuluttamisen sijaan. On tärkeää ymmärtää, miten arjen ympäristöstä löytyvät teknologiset laitteet toimivat ja miten ne on rakennettu, mistä niitä rakennetaan, kuka niitä rakentaa sekä miksi niitä rakennetaan. Lasten elämän ja arjen oppimisympäristöihin lukeutuvat myös teknologisten välineiden tuomat mahdollisuudet.
Lapsilla on luontainen taito pysähtyä ihmettelemään ympärillään olevia asioita. Esiopetuksen aikuisten tehtäväksi jää tarttua näihin ihmettelyihin kysymyksin ja yhteiseen pohdintaan kannustaen; tutkia ja ihmetellä yhdessä lapsen kanssa. Lisäksi lapsilla on mielikuvitusta, kekseliäisyyttä ja oivalluskykyä, jolla päästään kuvittelemaan värikkäitä ratkaisuja arjen teknologian toimivuudesta. Heillä on myös systeemistä ajattelutaitoa, jota voidaan osuvilla kysymyksillä ohjata. (Vartiainen & Kangas, 2019.)
Päivittäin metsässä toimivassa esiopetusryhmässä asioita pohditaan ja tutkitaan yhdessä ulkona. Seuraavassa esimerkissä käydään läpi, kuinka ohjelmoinnin käsitteitä voidaan oppia yhdessä ulkona.
Case metsäeskari – ohjelmoinnin käsitteitä ulko-opetuksessa
Ohjelmointi ja koodien luominen ei varhaiskasvatuksessa ja esiopetuksessa ole itsetarkoitus, vaan opettelun yhteydessä harjoitellaan ajattelun taitoja, kuten matemaattis-loogista ajattelua, luovaa ajattelua, ongelmanratkaisutaitoja, yhteistyötä sekä jaettua merkityksenantoa. Seuraavassa esimerkkejä on kolme. Ne kaikki kuvaavat, miten ohjelmointia opetetaan ulkona. Oppiminen ulkona tapahtuu toiminnallisesti, kehollisesti, moniaistisesti ja liikkeen kautta, jolloin se tallentuu myös syvämuistiin. Kolmessa pajassa opeteltiin ohjelmoinnin peruskäsitteet: komennot, bugi ja algoritmi. Alla olevat esimerkit löytyvät teoksesta Ohjelmoinnin ABC varhaiskasvatukseen (Vartiainen & Kangas, 2019) ja ne on kuvattu sellaisina kuin ne lasten kanssa toteutettiin.
Ohjelmointipaja
Paja aloitetaan Robottien “koodari” -leikillä (vrt. värileikki ja kapteeni käskee). Aikuinen leikkii, että hänellä on näppäimistö ja hän toimii koodarina. Hän antaa lapsille komentoja. Lapset ovat tietokone, joka suorittaa komennot. Tavoitteena on toimia robotin antamien käskyjen mukaan. Ohje lapsille: ”Kuuntele tarkasti ja tee ohjeen mukaan. Otetaan muutama kierros, ensimmäinen on aina harjoittelua.” Leikin päätteeksi lapsille avataan tiedollisesti mitä leikissä harjoiteltiin, esimerkiksi: ”Ohjelmointi on käskyjen antamista tietokoneelle. Kaikki ihmiset eivät puhu samaa kieltä, vaan meillä on useita eri kieliä. Myöskään kaikki tietokoneet eivät ymmärrä samaa kieltä. Siksi ohjelmoinnissa on useita eri (ohjelmointi)kieliä. Robotti Gru ymmärtää vaan geometrian kieltä. Seuraavaksi harjoittelemme robotti Grun geometriakieltä.”(Vartiainen & Kangas, 2019).
Seuraavaksi harjoitellaan eri komentoja ottamalla visuaalinen ohje mukaan (JOVOt tai värimuotopalat). Jokainen muoto ja väri kuvaa koodin yhtä komentoa. Käydään jokaisen merkitys läpi lasten kanssa (5 eri vaihtoehtoa riittää hyvin, aloita 2-3 kpl ensin ja lisää myöhemmin lisää). Harjoitellaan yhdessä. Lapset seisovat rivissä ja aikuinen koodarina antaa ohjeita näyttäen eri värisiä ja muotoisia laattoja. Lapset toistavat komennot, jota Gru ymmärtää. Jos sininen ympyrä, komento tarkoittaa “Ota kolme askelta eteenpäin” (sininen). Jos punainen niin komento on hypätä. Käänny puoli kierrosta ympäri (vihreä), nosta kädet ylös (musta), mene kyykkyyn (keltainen). Nouse ylös (valkoinen) ja hyppää (punainen). Käänny puoli kierrosta vasemmalle (vihreä) ja nosta kädet ylös (musta).
Seuraavaksi luodaan parin kanssa oma viesti Grulle. Ohje: ”Tehkää parin kanssa oma aamujumppa Grulle lähetettäväksi. Käyttäkää JOVOja niin, että jokainen JOVO kuvaa jotain liikettä. Käytä ainakin kolmea eri liikettä ja tehkää 8 liikkeen aamujumppa Grulle. Näyttäkää koodiratkaisunne naapuriryhmälle. Parit voivat kuvata koodiratkaisunne ja liittää ne yhteiseen portfolioon.”
Lopputehtävän tavoitteena on harjoitella selkeää kuvailua. Opettaja kertoo, että ohjelmointi vaatii kykyä pilkkoa tehtäviä pieniin osiin ja niiden ilmaisemista yksiselitteisesti. Ilmaisemista harjoitellaan Roskarobotin koodaus -leikillä, jossa lapset toimivat koodareina ja aikuinen Roskarobottina. Ohje: ”Roskarobotin edessä on pussillinen kierrätettäviä arjen roskia: erikokoisia, samankokoisia, eri muotoisia ja pituisia. Roskarobotti toimii täsmällisesti antamienne komentojen mukaisesti. Opettakaa sille, miten lajitellaan kasan eri roskat.” Lapset aloittavat usein “Tuo tuossa”, jolloin robotti kertoo, että tarvitsee selkeitä kuvailuja esineestä, että osaa tehdä lajittelun. Lapsia voi vinkata kuvailemaan kokoa, väriä, muotoa, yms. Lasten kuvailut tarkentuvat matkan aikana, joten tehtävää jatketaan kärsivällisesti. Robotti voi tehdä matkalla bugeja kuvauksien perusteella, joita lapset saavat kuvata. Harjoitus kehittää käskyjen antamisen lisäksi niin havainnointitaitoja, kuvailun taitoa kuin kielellistä tietoisuutta.
Tuokiot on tärkeä päättää yhteispohdintatehtävään eskareiden kanssa. Tuokiossa opeteltava asia linkitetään heidän arkeensa. Lapsien kanssa voi esimerkiksi miettiä: Missä eskarissa on komentoja tai sääntöjä? Entä kotona? Miksi sääntöjä on olemassa? Aihe liitetään lapsille arkiseen aiheeseen ja keskusteluun, miksi asiat toimivat paremmin, kun on yhteisesti sovittuja asioita.
Algoritmipaja
Algoritmeja harjoitellaan kokeilemalla robotti Rudin rytmikieltä. Alkulämmittelynä aikuinen esittää kappaleita viittomalla, ilman laulua. Tuttuja lasten kappale on esim. Kas metsämökin ikkuna. Lapset arvaavat kappaleen viittoman perusteella. Laulu lauletaan kertaalleen yhdessä, kun se on arvattu. Lopuksi lauletaan ja viitotaan. Tämän jälkeen lapsille kerrotaan tiedollinen puoli: ”Laulun viittomilla on omat merkityksensä. Jokaisessa kielessä on sanoja, joilla on yhdessä sovittu merkitys. Myös viittomien merkitykset on yhdessä sovittu. Ohjelmointikielet ovat samanlaisia. Asioille on sovittu yhteinen merkitys ja siten kukin tietää, mitä ne tarkoittavat.
Toinen algoritmiharjoitus liittyy liikkeeseen. Alkulämmittelyksi otetaan Salmiakki-tanssi, jossa yksi johtaa ja muut seuraavat musiikin tahdissa. Lasten kanssa kerrataan komentojen antamista, mutta tanssiliikkeiden muodossa. Kun musiikki pysähtyy, vaihdetaan seuraavaan johtajaan, joka näyttää tanssiliikkeitä ja muut seuraavat. Vuoroa vaihdetaan, kunnes kaikki ovat saaneet kokeilla ohjelmointia. Lopuksi jälleen varmistetaan tiedollinen puoli. Algoritmisessa ajattelussa keskeistä on ongelman purkaminen osiin. Tämä auttaa hahmottamaan, millaisista palasista kokonaisuus on muodostunut ja mikä merkitys osasilla on toisiinsa nähden.
Kolmannessa tehtävässä lapset soittavat Rubi-rytmirobotin jättämän kappaleen (Kuva).
Ohje lapsille: ”Soittakaa pienissä ryhmissä tämä kappale.
- Käpy tarkoittaa lyö kädet yhteen neljä kertaa
- Kivi tarkoittaa tömistä jaloilla
- Keppi tarkoittaa taputa nopeasti käsiä kuusi kertaa
- Lehti tarkoittaa “loksuta” kieltä suussa kolme kertaa.
- Toistakaa useamman kerran ja voitte ottaa kaikki mukaan.”
Seuraavassa vaiheessa lapset rakentavat pienryhmissä omat kappaleet lähetettäväksi Rubille. Ohje: ”Keksikää luonnonmateriaaleille eri ääniä, joista koostuu kappale, jonka esitätte muille. Lisätkää toistoja eli sama ääni tai äänisarja peräkkäin useamman kerran. Kuvatkaa kappale ja näyttäkää kappale muulle ryhmälle. Valmis kappaleen pätkä on kuin algoritmi, sillä siinä kerrotaan missä järjestyksessä asiat tulee tehdä. Jokainen luonnon materiaali kertoo siinä yhden komennon.”
Lopetuspohdintana mietitään yhdessä lasten kanssa, mitä arjen esimerkkejä algoritmeista tulee mieleen. Esimerkiksi ruokaresepti on algoritmi ja aamutoimet on algoritmi. Yhdessä mietitään, mitä osia näihin kuuluu ja eroavatko ne toisistaan. Onko kaverin alkutoimet samanlaiset kuin omat? Entä kuka algoritmeja luo laitteisiin? Mikä voisi olla valokatkaisimen ja lampun yhteinen algoritmi?
Bugipaja
Algoritmeissa ja koodissa tulee virheitä, ihan kuin elämässäkin. Seuraavaksi harjoitellaan näiden havainnoimista Satukone on epäkunnossa, koneistossa on ötökkä -tehtävissä. Aluksi lapsille kerrotaan, että bugi on virhe ohjelman koodissa. Käsite tulee englannin kielestä, sanasta bug eli ötökkä, koska ensimmäinen virhe oli oikean ötökän aiheuttama. Jääkaapinkokoisessa, ensimmäisessä tietokoneessa ötökkä meni koneiston sisälle ja sai koneen tekemään virheellistä koodia.
Bugipajan tehtäväpisteillä etsitään virheitä sarjoista esim. multilinkeillä tai luonnonmateriaaleilla leikkien. Samalla voidaan harjoitella matematiikan sarjoja. Ensimmäisellä tehtäväpisteellä etsitään virheitä matematiikan laskuista. Harjoitellaan yhteen- ja vähennyslaskuja maassa, tehtävissä on virheitä, ja lapset käyvät korjaamassa niitä pareittain. Toisessa tehtäväpisteessä etsitään virhe kirjaimista muodostetusta sanasta. Lopuksi kuunnellaan bugisatu aikuisen kertomana. Aikuinen kertoo, että satukone on epäkunnossa ja kyseessä on muistitehtävä. Tehtäväohje: ”Kuuntele tarkkaan ja etsi kuinka monta virhettä löydät sadusta. Kuuntele satu loppuun ja lopuksi pohditaan yhdessä, mitä virheitä sadusta löytyy.” Vastaukset voidaan jakaa silmät kiinni. Jokainen kertoo löytämiensä virheiden määrän nostamalla sormia ylös.
Kolme pukkia -bugisatu
Kolme pukkia on vanha norjalainen satu. Siihen on lisätty virheitä. Oikeat sanat ovat tekstissä lihavoituna ja sulkujen sisällä.
Kolme pukkia, Isopukki, Keskipukki ja lammas (pikkupukki) asuvat yhdessä. Pukit haluavat päästä joen toiselle puolelle syömään ruohoa, jolloin pitää ylittää maantie (silta). Sillan alla asuu hirmuinen susi (peikko). Pikkupukki kävelee ensin siltaa, kunnes peikko nousee sillan alta ja uhkaa kertoa vitsin (syödä tämän). Peikko kuitenkin päästää pukin menemään tämän sanottua, että kohtaa tulee vielä pienempiä (isompia) pukkeja, joista peikko saisi luonnollisesti enemmän syötävää. Seuraavalle pukille tapahtuu myös niin, ja peikko päästää toisenkin pukin menemään. Kolmas pukki kävelee siltaa ja peikko uhkaa syödä pukin ja niinpä peikko tulee sillalle, mutta Isopukki laskee sarvensa ja tanssittaa peikon jokeen (puskee peikon jokeen), eikä peikkoa tämän jälkeen enää näy. Pukit pääsivät vihreälle kedolle, jossa he syövät vatsansa täyteen perskurkkanoita (kukkia ja ruohoa).
Lopetuspohdinnat ovat tärkeitä, niin myös sadun jälkeen. Kokeillut asiat tulee liittää lapsia ympäröivään arkeen. Kysymystä voi pohtia esimerkkikysymysten avulla: ”Mikä arjen esimerkki teille tulee mieleen, jossa voi nähdä bugin? Esim. tien ylitys pysähtymättä ensin, laskutehtävissä, vanhempien tekemänä?”
Fyysisen ja digitaalisen ympäristön tasapaino metsäeskarissa
Digitaalisen maailman osaamista voi harjoitella ulkona. Tässä CASE-esimerkissä käsitteitä, tietoa sekä luovaa tuottamista ja rakentelua voidaan opettaa yhtä hyvin, tai jopa paremmin, ulkona. Ohjelmointia opittiin ilman konkreettisia laitteita toiminnallisesti; liikkeen, kehollisuuden ja mielikuvituksen avulla. Ne ovat ominaisia toimintatapoja oppia varhaiskasvatuksessa. Esimerkeissä opittiin ohjelmoinnista, opittiin ohjelmoinnin avulla sekä liitettiin opittuja käsitteitä lasten omaan arkeen.
Oppimisympäristöjä tulee monipuolistaa ja kehittää oppimisen kaikkiallisuus huomioiden (Kangas ym, 2016, s.77). Ulkona opettaminen nivoutuu oppimisympäristöön sisätiloissa, kun ulkona toteutetun oppituokion jälkeen jatketaan aiheen parissa. Tätä oppimisympäristöä voi rikastaa toiminnallisilla tehtävillä eri välinein. Voidaan tehdä paperitehtäviä tai rakentaa palapeleja. Samalla sanoitetaan algoritmeja, ja sitä kuinka lapsi koodaa eri strategioilla paloja paikalleen. Näin aiheet sidotaan jälleen lapsille tuttuihin asioihin arjessa. Arjen eri hetkissä voidaan yhdessä pohtia ohjelmoituja laitteita, ja miten niitä voisi rakentaa. Lasten leikeissä voi myös havaita heidän rakentamiaan tietokoneita; pelejä leluille ja pihahippoja, joita itse ovat keksineet yhteisen oppimisen innoittamana. Tai voidaan keksiä omia keksintöjä: Miltä näyttäisi kokkirobotti, entä lelujen keräysrobotti.
Sisätiloissa oppimisympäristöä voi myös rikastaa teknologisilla välineillä ja sovelluksilla. Ryhmään voidaan tuoda alkeisrobotiikan ja alkeisohjelmoinnin välineitä ja sovelluksia, kuten Bee-Bot, Blue-Bot tai Spheron Indi, sekä sovelluksia kuten Code.org ja ScratchJR. Opettajana olen huomannut, kuinka on helpompi lähteä sovellusten tai robottien pariin, kun ensin on opeteltu käsitteitä toiminnallisesti ja kehollisesti. Voin opettajana aina muistuttaa näistä, kun lapsilla on kehollinen kokemus. Varga-Nemenyi kuvasi muistaakseni, kuinka matemaatiikka opitaan parhaiten: ensin toiminnalliseti ja kehollisesti, sitten kolmiulotteisesti rakennellen, jonka jälkeen kaksiulotteisesti pöydällä ja viimeiseksi vasta paperilla tehtäviä tehden. Lasten kanssa ohjelmoimme digitaalisen ystävänpäiväkortin Scratch-pelinä 1. luokan kummiryhmällemme. Se lähetettiin heille korona-aikana, kun emme päässeet tapaamaan heitä. Tässä toteutui niin oppilaiden toimijuus kuin yhteisöllisyys kummiryhmän kanssa. Kangas ym. (2016) korostavat toimintakulttuuriin vakiinnutettavia tapoja osallistaa oppilaita ja lisätä yhteisöllisiä toimintamuotoja. Rohkeasti kokeilimme myös rajoja ylittävää pedagogista käytäntöä. Varsinaiseksi toimintavaksi tämä kehittyisi, jos vuosittain muistettaisiin kummiryhmää tai muita lähiyhteisöjä kuten vanhustenkotia tai kirjastoa itseohjelmoidulla digitaalisella kortilla.
Palasimme ohjelmointiin useita kertoja ulkona. Luovana tuottamisena lapset rakensivat itse teknologisia välineitä. Ne näytetään aina muille ryhmille, kerrotaan mitä kone tekee ja mitä koodia siinä on. Luovat keksinnöt ja mielikuvitus toimivat lapsen apuna ja tätä aikuiset ruokkivat. Keksintöjä voidaan myös rajata aihepiiriin: rakennetaan jokin, jolla autetaan luontoa/eläimiä, tai keksitään yhdessä komentoleikkejä. Esimerkiksi leikitään joulupakettihihnastoa, tehdään liivinviikkauskone, koodataan värikoodaus-lajittelu-siivous -toiminnot. Mahdollisuuksia arjessa on rajattomasti. Lapset myös keksivät, miten jatkaa aihetta omissa leikeissä (Minecraft-hippa latauspisteellä, oma ekapeli palikoilla, jossa koodataan nappula radan läpi, lapsi lelurobottina tai robotit osana kotileikkejä). Aikuisen tehtäväksi jää olla utelias ja kysellä monipuolisest. Esimerkiksi mitä koodia pitäisi lisätä, jotta kone tai leikki toimisi? Fyysisen ja digitaalisen ympäristön tasapaino syntyy pedagogisilla valinnoilla: miten, missä ja millä välineillä, vai ilman. Oleellista on pitää mukana jatkuva arviointi, vastaako harjoitteluympäristö tavoitteita. Ulko-opetuksessa mahdollisuuksia tuovat runsas tila, luonnonmateriaalit ja tutkimisen luontevuus ulkona sekä yhteistyötä vaativat tehtävät. Sisällä toimivat hienomotoriikkaa vaativat rakentelut, kuten robotiikkaharjoitukset. Haasteita asettavat laitteiden toimivuus ja mahdollinen sisätilojen niukkuus. Jotta voisi tehdä isoja yhteisiä rakenteluja, toiminta on suunniteltava pääosin pienryhmissä toteutettavaksi. Sulavasti oppimisympäristöjä vaihdellen ja lomittaen syntyy opittavasta asiasta rikas, osallistava ja monipuolinen kokemus lapsille.
-Emilia Mattila
Kirjoittaja on ollut mukana kirjoittamassa Ulkona opettamisen käsikirjaa, joka julkaistiin syksyllä 2023. Mattila kirjoitti teokseen keksimisen pedagogiikasta. Käsikirja sisältää lisätietoa ulkona opettamisesta. Osta omasi täältä.
Lähteet:
Kangas, M., Kopisto, K. ja Krokfors L. (2016). Tulevaisuuden koulussa opitaan kaikkialla, yhdessä ja luovasti – elämää varten. Teoksessa Cantell, H. & Kallioniemi, A. (toim.). Kansankynttilä keinulaudalla. Miten tulevaisuudessa opitaan ja opetetaan? Juva: PS-kustannus.
Vartiainen, J. ja Kangas, J. 2019. Ohjelmoinnin ABC varhaiskasvatukseen.
Valtakunnallinen DigiErko-verkosto 