Как да преподаваме обектно ориентирано програмиране (ООП) на деветокласници, които тепърва навлизат в света на кода? Как да разчупим теорията и да създадем вдъхновяващи практически упражнения? Тези въпроси провокират инж. Венета Тодорова, старши учител по компютърни науки в Професионална гимназия по земеделие "Стефан Цанов", гр. Кнежа, да потърси нестандартен подход. “Въпреки земеделския профил на гимназията, ние развиваме компютърните науки и туризма, защото те са ключови за модерното селско стопанство. Чрез екипна работа с колеги реализираме проекти, които мотивират учениците да търсят решения на големи въпроси и реални проблеми чрез наученото”, споделя г-жа Тодорова. Идеята за проекта “STEM предизвикателство: Калкулатор по закона на Ом” се ражда естествено - от нуждата абстрактните понятия като “класове” и “обекти” да станат видими и разбираеми за учениците от специалност “Програмиране на изкуствен интелект”.

Вместо да се ограничат до стандартните конзолни задачи, екипът решава да създаде нещо реално и полезно: мобилен калкулатор по закона на Ом. Практиката демонстрира как технологиите могат да бъдат мост между различни дисциплини в иновативна среда. Училището, което е част от програма “Училище за пример”, активно развива STEM обучение, доказвайки, че дори в професионалните гимназии по земеделие, високите технологии имат приложение. Прочетете статията до край, за да разберете как един смартфон обединява знания по три предмета в рамките на една седмица.

КАК ДА ПРИЛОЖИМ? 

Стъпка 1. Подготовка

Предварителната подготовка на учителя е ключова и изисква работа извън рамката на традиционния урок. Венета Тодорова осъзнава, че липсата на специализирани учебници по новите предмети предполага гъвкавост от страна на преподавателите. Тя подбира инструменти, които са визуално привлекателни за “дигиталното поколение”. Вместо да започне директно с писане на сложен код, г-жа Тодорова планира преход от познатите мобилни приложения към новото знание - структурата, която стои зад тях. Целта на проекта е да представи програмирането като логично продължение на знанията им по други предмети, а не като плашеща теория.

Стъпка 2. Теоретичната основа (Физика и астрономия)

Проектът стартира в часа по физика - тук полагаме основите на приложното знание. За да напишат дори един ред код, следва учениците да разбират добре физичните процеси, които ще моделират. Те се запознават детайлно със Закона на Ом, разглеждайки взаимовръзките между напрежение, ток и съпротивление.

Целта на този етап не е просто наизустяване на формулата, а осмисляне на нейното практическо приложение в реалния свят. Това осигурява необходимия контекст, за да може по-късно цифрите в програмата да имат реален смисъл, а не да са просто абстрактни стойности. 

Стъпка 3. Алгоритмизиране на проблема (Математика) 

Проектните дейности продължават в часовете по математика. Тук учениците решават поредица от задачи, базирани на наученото по физика. Чрез многократни пресмятания и преобразуване на изрази, младежите достигат самостоятелно до извода, че процесът може да бъде автоматизиран. Така се заражда алгоритмичното мислене - учениците започват да разсъждават като инженери, които търсят ефективност. Идеята за създаване на програмен продукт, който да извършва изчисленията вместо тях, се появява естествено като решение на проблема с рутинните сметки.

Стъпка 4. Създаване на прототип (Увод в програмирането)

Следващата стъпка е в часа по “Увод в програмирането”, където деветокласниците реализират технически идеята, прилагайки семпла конзолна програма. Този етап служи като “чернова” на проекта. Въпреки че алгоритъмът работи вярно, визуалният резултат - черен екран с бял текст - не е носи удовлетворение на учениците, свикнали с интерактивни мобилни приложения. 

Моментът е ключов за г-жа Тодорова. Тя подчертава разликата между работещ код и такъв, който е ориентиран към потребителя. Така стигаме до следващото проектно ниво.

Стъпка 5. Визуализация и дизайн в MIT App Inventor (Увод в обектно ориентираното програмиране)

Кулминацията на добрата практика настъпва в часовете по “Увод в обектно ориентираното програмиране”. Г-жа Тодорова въвежда приложението MIT App Inventor, което превръща задачата в креативна игра. Учениците започват да изграждат интерфейса на своето мобилно приложение, влачейки визуални елементи по екрана. Това им позволява интуитивно да разберат същността на класовете (например клас Button) и конкретните обекти (button OK, imgOhm1). Инж. Венета Тодорова споделя: “Работата по тази практика развива логическото мислене на учениците, естетическия им усет, способността да работят в екип и да споделят различни идеи за реализация на проекта. Освен това те запаметяват трайно учебния материал по физика и математическите операции, необходими за изчисленията”.

Стъпка 6. Финален тест на приложението 

Във финалната фаза на проекта, учениците обединяват дизайна и функционалността. Деветокласниците използват блоково програмиране, дефинират методите и поведението на обектите - какво се случва при натискане на бутон, как се визуализира резултатът и как се обработват грешки. Приложението оживява, след като младите програмисти приложат знанията си за променливи и условни оператори. 

Проектът завършва с тестване на различни стойности и обсъждане на възможности за бъдещо надграждане. Една възможна посока, предложена от младежите е добавянето на изчисления за мощност.

ЗАЩО ДА ОПИТАМЕ?

Резултатите от проекта “STEM предизвикателство: Калкулатор по закона на Ом” можем да групираме на измерими и емоционални. Едно от най-важните постижения е пречупването на страха от програмирането. Учениците, които традиционно се затрудняват с абстрактните понятия, вече създават работещ продукт. Обратната връзка е категорична – младежите придобиват увереност и започват да виждат смисъл в това, което учат. Както отбелязва инж. Тодорова: “Най-важното постижение беше, че с разработката на този проект учениците започнаха да виждат часовете по специалните предмети като възможност за придобиване на интересни и полезни знания”.

Иновативността на подхода се крие в неговия силно приобщаващ характер. Проектът позволява на всеки ученик да намери своята сила - едни се занимават с логиката на кода, други с дизайна, трети с математическите формули. Това разпределение на ролите създава работещи екипи и сплотява класа. Чрез иновативни проекти като този, преподавателката успешно разчупва стереотипа на “скучните часове”, заменяйки текстовите файлове с интерактивни проекти, провокиращи критическо мислене.

Успехът на този проект довежда до надграждане и мултиплициране. Добрата практиката, която разглеждаме е приложима в разнообразни контексти, като учениците могат да създават приложения, свързани с екология и земеделие - от измерване на воден отпечатък до сеитбооборот. 

Това доказва, че STEM подходът превръща учебния процес в увлекателно образователно преживяване, което подготвя младите хора за реалните житейски предизвикателства на дигиталния свят.