Když roboti učí

Je prosluněné odpoledne na pražském sídlišti. Teplota atakuje 22 stupňů. Jaro už není a zima se překuluje rovnou do léta. Učitelé Andrej a Michal vcházejí do třídy. Ihned je obklopuje hlouček třeťáků a čtvrťáků. Své zraky upínají k vaku, který jeden učitel vnáší do třídy. Děti začínají nadšením skandovat: „Roboti! Roboti! Roboti. Před učitelem se vytváří fronta natažených rukou, která se sápe po vaku. Děti postupně naslepo vytahují z vaku malé černé koule. Jsou to roboti. Děti je zapínají a roboti se rozutíkají po třídě. Děti běží za nimi a sledují světelné signály, které roboti vysílají. Výuka začíná.

To není první stránka nějakého antiutopického románu, ale realita roku 2018 na jedné soukromé pražské škole. Podobné je to ale i na mnoha dalších školách po celé republice. Malí černí roboti se jmenují Ozoboti a od roku 2014 se vkrádají do tříd po celém světě a učí děti programovat. Reagují tak na zájem rodičů a dětí i tlak vlád po celém světě na začlenění výuky programování do povinného kurikula.

Za 50 dolarů od školky po vysokou

Ozobot byl vyvinut malým mezinárodním týmem pěti lidí a od roku 2014 je k mání za cenu kolem 50 dolarů. Robot na první pohled zaujme svými malými rozměry. Na výšku má necelé tři centimetry, takže se vejde do kapsy u kalhot či kabelky. Pohybuje se pomocí dvou poháněných gumových koleček. Vypadá jako průhledná, mírně kouřově zbarvená kulička, která částečně umožňuje pohled na řídící elektroniku a přes niž je vidět světlo barevných LED uprostřed.

Kluci i holky z pražské sídlištní školy vyrábějí z papíru různé čepice, nástavce a jiné propriety, kterými si zkrášlují a přizpůsobují své roboty. Vzduchem létají i první zdrobněliny a jména robůtků. Botík. Robert. Ozík. Na první pohled je vidět, že vývojáři chtěli od začátku vyrobit spíše atraktivní hračku než ztělesnění RUR.

Mezi základní funkce robotů patří sledování čáry. Ruce dětí jsou zapatlané od fixek. Ve dvojicích děti malují na papíry rozložené po zemi různá bludiště. Střídají přitom červenou, modrou, zelenou a černou fixku. Roboti jedou po černých čarách, narážejí do sebe, vyhýbají se propastem, drakům a jiným nebezpečenstvím, která pro ně vytvořila dětská fantazie. Někdy jedou rychleji, někdy pomaleji, jindy se rozsvítí jako novoroční ohňostroj. Vše v závislosti na tom, jaké kombinace barev děti použily.

„Unikátní vlastností Ozobotů je rozsah znalostí a dovedností, které jsou schopni pokrýt. Jednoduché hádanky, kdy je potřeba, aby Ozobot našel cestu z bludiště na papíře rozloženém na stole, zaujmou předškoláky a děti na prvním stupni. Programování v programovacím jazyku Ozoblockly pak přináší práci s funkcemi, proměnnými a logickými výrazy, a u toho se zapotí klidně i studenti vysokých škol,“ uvádí pětadvacátník Michal – programátor a nadšený skautský vedoucí, který dětem na pražském Jižáku pomáhá přiblížit svět počítačů a algoritmického myšlení.

Proč vlastně programovat?

Podle různých odhadů bude trh práce potřebovat stále více kvalifikovaných odborníků na informační a komunikační technologie. Digitální ekonomika se vyvíjí sedmkrát rychleji než celosvětová ekonomika. Podle zprávy Agenda pro digitální Evropu, kterou zveřejnila Evropská komise v roce 2014, bude evropský trh v roce 2020 potřebovat 900 000 odborníků na informační a komunikační technologie.
Programování už také dávno není jen výsadou ryze technických oborů. Stále více pracovních míst vyžaduje znalost kódování v úkolech souvisejících s tvorbou a úpravou jednoduchých webových stránek, aplikací, blogů, správy online obchodů atd.

Zmíněná zpráva Evropské komise odhaduje, že v současnosti 90 % všech pracovních míst vyžaduje alespoň základní počítačové dovednosti. Shodou okolností, navzdory rostoucímu přístupu k technologiím, 50 % zaměstnanců stále nemá v této oblasti dostatečné kompetence. Vzniká nám tu tak vzdělávací deficit, který se vzdělávací systémy v celé Evropě snaží překlenout. Mitch Resnick ze společnosti MIT Media Lab to vyjádřil ve svém slavném vystoupení na TEDu: „Mladí lidé dnes mají spoustu zkušeností s novými technologiemi, ale neumějí moc vytvářet nové technologie ani se pomocí nich vyjadřovat. Je to téměř, jako kdyby uměli pomocí technologií číst, ale neuměli psát.“

Andrej si s dětmi sedá do kruhu a povídají si o programování. Ptá se dětí, co by se vlastně v kurzu chtěly naučit. Děti si podávají „mluvící míček“ a svorně odpovídají „programovat“. A proč se vlastně chcete naučit programovat? ptá se 16 dětí v kroužku, které měly to štěstí, že se do dvouměsíčního kurzu vůbec dostaly. Zájem byl velký, a tak muselo vedení školy děti vybírat.„Třeba proto, že si pak můžu naprogramovat hru,“ odpovídá desetiletý hnědovlasý klučina. Stejně odpovídají i ostatní děti. Je zřejmé, že programování si dávají zatím nejvíc do souvislosti s hraním her.„Žijeme v nepřirozeném světě,“ komentuje Andrej, „pohybujeme se ve světě technologií, kterým vůbec nerozumíme. Nevíme, jak vznikají, jak fungují, co dokážou a co ne. Srovnejme si to se světem na konci 18. století, kdy se u nás objevila povinná školní docházka. Svět byl o mnoho předvídatelnější a pochopitelnější. Každé dítě vědělo, jak funguje kosa nebo mlýnské kolo. Kdo z dětí nebo rodičů dnes rozumí tomu, jak funguje a ‚myslí‘ jejich telefon, pračka, tablet, auto, nebo dokonce hračky?

Programování si nejčastěji spojujeme jen s několika málo vysoce specializovanými jedinci, kteří mají rozsáhlé znalosti v IT. Někdy k nim vzhlížíme jako k soudobým mágům, kteří dokážou z prázdné obrazovky stvořit funkční něco. Jsou to tvůrci, kteří nám dodávají technologie, jež používáme na každém kroku. Bohužel často jen pasivně.

Podle zprávy Agenda pro digitální Evropu, kterou zveřejnila Evropská komise v roce 2014, bude evropský trh v roce 2020 potřebovat 900 000 odborníků na informační a komunikační technologie.

A právě programování nám může pomoci lépe poznat svět, ve kterém žijeme, a stát se jeho aktivními tvůrci, nikoliv jen pasivními konzumenty,“ dodává čtyřicátník Andrej a odbíhá k plavovlasému klučinovi, který mu chce předvést svůj nejnovější programátorský výtvor.

Klučík ukazuje stránku na displeji školního notebooku. Pracuje ve vizuálním prostředí programovacího jazyka Ozoblockly a právě našel řešení, jak naprogramovat Ozobota, aby se na křižovatkách vyhýbal nebezpečím. Přikládá Ozobota na obrazovku počítače, nahrává svůj program do Ozobota a ihned vše předvádí na stole. Zdá se, že učitel i žák jsou spokojeni. Robot dělá přesně to, co si předsevzali, že by měl dělat. Jezdí po čarách, vyhýbá se červeným a vyhledává zelené.

Roboti do osnov!

Mánie programování bere svět útokem. Miliony dětí i dospělých z celého světa se zapojují do iniciativy Hour of Code, která si dala za cíl propagovat IT a programování. Na podporu této iniciativy vystupuje Světová banka, bývalý prezident Barack Obama nebo starosta New Yorku.

Diskuse o zavedení povinné výuky programování se vedou v Austrálii či Kanadě. Britská BBC distribuuje do škol miniaturní počítač Micro Bit.

Finsko zavádí povinné programování. Thomas Vikberg z finského ministerstva školství k tomu dodává: „Programování nebude mít svůj vlastní předmět. Naopak bude začleněno mezipředmětově do jiných předmětů. Chceme, aby děti měly možnost nahlédnout, jak se vytvářejí počítačové programy a jak fungují.“

Estonsko spustilo v roce 2012 pilotní program, v rámci kterého se děti učí základům programování už od první třídy. Cílem estonského ministerstva školství ovšem není „vyrábět“ armády programátorů, ale přiblížit se metě vzdělanostní společnosti – společnosti, která bude umět cíleně a efektivně využívat technologie a počítače k celoživotnímu vzdělávání.

Ozoboti, totiž mají tu skvělou vlastnost, že umožňují učit se z chyb. Dostanete nápad, vyzkoušíte ho a hned vidíte, jestli to funguje nebo ne. Tady nemusím dávat ani pětky, ani testy. Děti hned vidí, jestli se jim dílo daří nebo ne, a mají chuť učit se dál.

Nic nového pod sluncem

Objevují se ale také kritici. Blogger David Buckingham uvádí, že myšlenky zavádět programování do škol se tu objevují střídavě už od 70. let. Objevují, vzbuzují vlny nadšení a zanikají. Pamětníci posledního desetiletí socialistického školství si jistě vzpomenou na programování v programovacím jazyku Karel či na počítač ZX Spectrum. Kritici podobných iniciativ pak uvádějí, že programování v podobě, v jaké se dnes učí na školách, je spíše škodlivé. Martin Drnek ze společnosti Scio, která nabízí kurzy programování, dodává: „Často se argumentuje tím, že naučit se programovat je důležité pro budoucnost dětí, aby si našly práci. To mi přijde jako to nejvíce banální, a dost možná i chybné uvažování. Nevíme, jak budou vypadat technologie budoucnosti. Určitě se tam budou vyskytovat počítače, ale do jaké míry bude potřeba programování, to je otázka. Třeba vzniknou samoprogramovatelné stroje, které zastanou rutinní práci dnešních programátorů. Produkovat hordy levných programátorů pak bude možná v zájmu špatných technologických firem, ale nikoliv v zájmu dětí či společnosti jako takové.“ Mnozí kritici poukazují na to, že učit děti myslet jako stroj je zbytečné. Programátor Basel Farag se k tomu vyjádřil takto: „Zaměření na programování samotné snižuje význam a důležitost nalezení ‚správného‘ způsobu řešení problému.“

Desetiletý černovlasý chlapec ve škole na Jižním městě upřeně kouká do monitoru. Nehýbe se. Jeden ze dvojice učitelů k němu přistupuje a ptá se, zda nepotřebuje s něčím poradit. Chlapec vrtí hlavou a říká, že chce přijít na řešení jedné z úloh. Chce na to přijít sám. Přes rameno mu stejně upřeně kouká spolužačka, která s ním pracuje ve dvojici. Chtějí naprogramovat robota, aby se samostatně pohyboval bludištěm, sbíral houby a zastavil se, když nasbírá čtyři.

Na chlapci i dívce je vidět, že hodina jim dává zabrat.

Vedle tančí dvě dívky, které se snaží robota přimět, aby také tančil a měnil barvy přesně podle rytmu písně.

Proč tedy učit děti programovat? „Rozhodně ne pro zvýšení konkurenceschopnosti dětí na programátorském trhu budoucnosti. Jestli se nám podaří zažehnout jiskřičku programátorství v jednom dítěti, tak fajn. Ale my musíme myslet na všechny děti. A co si z toho mohou odnést? Třeba se naučí se lépe učit. Jsou různé výzkumy, které ukazují, že programování může pozitivně ovlivnit kognitivní a sociální rozvoj dětí. Myslím, že je to kvůli zlepšení metakognice dětí. A metakognice, tj. např. přemýšlení o vlastním učení, je základem pro umění učit se. A je pak jedno, jestli se naše děti jednou budou živit jako programátoři nebo tanečnice. Moderní vzdělávací nástroje, jako třeba právě Ozoboti, totiž mají tu skvělou vlastnost, že umožňují učit se z chyb. Dostanete nápad, vyzkoušíte ho a hned vidíte, jestli to funguje nebo ne. Tady nemusím dávat ani pětky, ani testy. Děti hned vidí, jestli se jim dílo daří nebo ne, a mají chuť učit se dál. Pak je tu samozřejmě logické myšlení a kreativita. Přijít na kreativní řešení problému, to je velká věc. V neposlední řadě pak chci, aby děti lépe porozuměly světu, ve kterém žijí. A to je, přiznejme si, svět obrazovek a počítačů.“ říká Andrej a pokračuje dál, když vtom se z lavice v rohu rozlehne výkřik: „Funguje to!“

Černovlasý chlapec právě přišel na to, jak použít příkazy if a repeat tak, aby jeho virtuální houbař fungoval, jak má.