MAKERSPACE START GUIDE

Transkript

1 MAKERSPACE START GUIDE BO19 G35 Arman Balic, Simen Grøndalen, Tobias Olausson, Eemil Strand 8. mars 2019 Bacheloroppgaven Avdeling for Informasjonsteknologi, HiØ

2 HØGSKOLEN I ØSTFOLD Avdeling for Informasjonsteknologi Remmen 1757 Halden Telefon: BACHELOROPPGAVE Prosjektkategori: Produktutvikling Omfang i studiepoeng: 20 Fagområde: Informasjonsteknologi og Computer Science X Fritt tilgjengelig Fritt tilgjengelig etter: Tilgjengelig etter avtale med arbeidsgiver Rapporttittel: MakerSpace Start Guide Forfattere: Arman Balic, Simen Grøndalen, Tobias Olausson, Eemil Andreas Strand Avdeling / linje: Avdeling for Informasjonsteknologi (alle) Dato: 8. mars 2019 Antall sider: X Antall vedlegg: X Veileder: Håkon Tolsby Gruppenummer: BO19-G35 Utført i samarbeid med: HiØ/IT Kontaktperson: Michael Andersen Lundsveen Ekstrakt: MakerSpace har årlig flere hundre elever fra barne-, ungdoms- og videregåendeskole innom i forbindelse med skolebesøk og sommeråpent. I tillegg blir MakerSpace aktivt brukt i fag på bachelor og master nivå. I forbindelse med dette er det ønskelig å lage en rekke interne prosjekter som enkelt kan gjøres med besøkende av forskjellige aldere og våre egne studenter. Oppgaven består i å finne på og lage en rekke prosjekter innen forskjellige temaer for forskjellige aldersgrupper som enkelt kan benyttes i alle våre arrangementer. Det er ønskelig å lage både tekstlige og video bruksanvisninger for prosjektene så det er mulig å gjøre prosjektene utenfor MakerSpace også. 3 emneord: 1

3 Sammendrag Takk til Vi ønsker gjerne å takke Michael for å både være hjelpsom med utviklingen av det endelige produktet, men spesielt for at han lot oss være kreativ med oppgaven. Vi vil også takke vår veileder Håkon Tolsby, som har bistått oss gjennom hele prosessen og satt oss på riktig vei. Vi ønsker også å takke Magnus Nohr for sin godkjennelse for bruk av egne produserte læringsmateriale for videoproduksjon og læring via videoveiledning. Takk til alle testpersonene og de vi har intervjuet, dere har hjulpet oss med å gjøre produktet til den beste versjonen den kan være. Og tusen takk til Høgskolen i Østfold som har vært et hjem for oss i tre år, og som har latt oss utføre en slik oppgave som dette. Innholdsfortegnelse Sammendrag 2 Takk til 2 2

4 Innholdsfortegnelse 2 1. Introduksjon Prosjektgruppen Oppdragsgiver Oppdraget Formål og Metode Leveranser Rapportstruktur 6 2. Analyse Detaljert Oppdragsbeskrivelse Relatert arbeid Tynker Micro:Bit CodeCombat Scratch Playcode Relevant maskinvare Micro:bit Læringsteori Dunn & Dunn Sammenligning 9 3. Design Video Tekst 9 4. Implementasjon Utredning Mediaproduksjon Nettside Videoproduksjon Diskusjon Testing Første brukertest Evaluering Andre brukertest Konklusjon Referanser Figurliste Vedlegg 11 3

5 1. Introduksjon 1.1 Prosjektgruppen Arman Balic Student ved Høgskolen i Østfold, avdeling Informasjonsteknologi Halden. Tredjeårsstudent for Informatikk og Design - linjen. Studenten har erfaring med arbeid i prosjektfag og utviklingsfag som er relevant for dette prosjektet, og vil være til stor fordel for å gjennomføre prosjektet på best mulige måte. Studenten har erfaring i programmering innen Java, C og C++, samt programmering innenfor mysql og administrering av databaser. Fungerer som gruppens kontaktperson og setter opp rom og tid for møter med veileder og oppdragsgiver. Simen Grøndalen Simen er student ved Høgskolen i Østfold, avdeling for Informasjonsteknologi i Halden. Han er tredjeårsstudent på linjen Informasjonssystemer. Har arbeidet med mange forskjellige prosjekter gjennom studiet, og har programmeringskunnskap innen Javascript, Java og litt C, samt har drevet med MySQL og Linux. Tobias Ramberg Olausson Tobias er student ved Høgskolen i Østfold, avdeling Halden. Han er tredjeårsstudent på informasjonssystemer linja på IT avdelingen. Via studiet hans har han tatt del i flere lengre prosjekter, noe som har gjort han forberedt på bacheloroppgaven. En interesse for alt av IT og data hjelper med å utføre de fleste oppgaver, alt fra programmering og testing til research og brukerundersøkelser. Utenom de generelle arbeidsoppgavene han kommer til å utføre, fungerer han også som gruppens sekretær. Eemil Andreas Strand Eemil er student ved Høgskolen i Østfold, avdeling informasjonsteknologi i Halden. Han er tredjeårsstudent på Informatikk linjen. Han har gjort diverse prosjektarbeid i studiet og har hatt stor IT interesse hele livet. Kan programmere Java, JavaScript, C# og litt grunnleggende i diverse andre språk. Kan grunnleggende SQL, HTML og CSS. 1.2 Oppdragsgiver Oppdragsgiveren vår er Michael A. Lundsveen, som er ansvarlig og representant av Makerspace HiØ. På høgskolens nettsted (hiof.no) beskrives Makerspace som en lekegrind for alle typer skaping med teknologi, fra elektronikk og robotikk, til programmering og 3Dprinting. På Makerspace sin egen nettside beskrives den noe liknende: Makerspace er avdelingens lekerom der du kan utfolde deg og prøve ut ny teknologi og ikke minst lage egne prosjekter med alt som er tilgjengelig. Makerspace kan derfor bli sett på som Høgskolens IT lab, der studenter kan utforske og teste forskjellig teknologi, både for utdanning og fritid relaterte grunner. 1.3 Oppdraget 4

6 MakerSpace har årlig flere hundre elever fra barne-, ungdoms- og videregående skole innom i forbindelse med skolebesøk og sommeråpent. I tillegg blir MakerSpace aktivt brukt i fag på bachelor og masternivå. I forbindelse med dette er det ønskelig å lage en rekke interne prosjekter som enkelt kan gjøres med besøkende av forskjellige aldere og våre egne studenter. Oppgaven består i å finne på og lage en rekke prosjekter innen forskjellige temaer for forskjellige aldersgrupper som enkelt kan benyttes i alle våre arrangementer. Det er ønskelig å lage både tekstlige og video bruksanvisninger for prosjektene så det er mulig å gjøre prosjektene utenfor MakerSpace også. 1.4 Formål og Metode Formålet med oppgaven er å lage unike prosjekter for MakerSpace, som kan gjøre unge mer interesserte i programmering. Dette vil også fungere som en reklame for Høgskolen i Østfold. Prosjektet blir gjennomført etter Agile-metoden. Agile-metoden er en iterativ metodologi som har et større fokus på kommunikasjon mellom partene enn formelle prosedyrer og avtaler [referanse her]. Vi har hatt møter med oppdragsgiver og veileder en gang i uken der de har kommentert på det vi har gjort, kommet med med forslag om endringer som burde gjøres og hva de ønsket skulle bli gjort til neste gang. Vi har ikke hatt en plan som vi fulgt slavisk. Isteden har vi fylt inn i de forskjellige kapitlene og underkapitlene i bachelordokumentet etter hvert som vi har fått informasjonen vi trenger. Vi har hatt gruppemøte to ganger i uken der vi har diskutert hva som har blitt gjort og hva som burde bli gjort til neste gang. På gruppemøtet har vi også arbeidet sammen på oppgaven, slik at vi kunne diskutere i sanntid om prosjektet. Gruppen vår har hatt en fast kontaktperson og sekretær, mens rollen som gruppeleder har rullert på jevnlig basis. 1.5 Leveranser Resultatet av prosjektet vil være et selvstendig undervisningsopplegg for grunnleggende programmering og bruk av BBC micro:bit-er som skal kunne gjennomføres av barne og ungdomsskoleelever med varierende forhåndskunnskaper i forhold til programmering og IT generelt. Det vil presenteres via et nettsted hvor opplærings innholdet presenteres både tekstlig og i videoformat. Høgskolen har fastsatte frister for innleveringer av dokumenter. Disse omfavner forprosjektrapporten, samt tre versjoner av hoveddokumentet. Innleveringsfristene er som følger: 18. januar forprosjektrapport 8. mars 1. versjon av rapporten 23. april 2. versjon av rapporten 16. mai endelig versjon av rapporten 5

7 Oppdragsgiver hadde ikke behov for å få levert forskjellige varianter av produktet i løpet av utviklingen med mindre det skulle være for å gi tilbakemelding på arbeidet. Hovedsakelig var det for oppdragsgiver bare nødvendig at produktet var klart samtidig som innlevering av hoveddokumentet, men han mente en prototype for eventuell testing av produktet på en skoleklasse burde være klar senest før påsken. 1.6 Rapportstruktur Kapittel 2 tar for seg analysedelen av prosjektet. Først gis en detaljert beskrivelse av oppgaven, deretter presenteres noen andre prosjekter som har som mål å lære barn og ungdom programmering, og maskinvare som er spesielt utviklet for dette formålet. Til slutt presenteres noen relevante teorier innenfor læring. Kapittel 3 beskriver hvordan vi har tenkt å utforme vår løsning. I kapittel 4 beskrives hvordan løsningene våre ble implementert. Kapittel 5 inneholder diskusjon av hva som ble oppnådd i prosjektet og hvilke erfaringer vi har gjort oss under gjennomføringen av prosjektet. I kapittel 6 presenterer vi våre testresultater, og evaluering av disse. Til slutt gir kapittel 7 våre konklusjoner fra prosjektet. 2. Analyse 2.1 Detaljert Oppdragsbeskrivelse Høgskolen i Østfold ønsker et eget program for å øke interessen hos de besøkende elevene i de ulike aldersgruppene for informatikk. Programmet skal bestå av en rekke prosjekter/oppgaver som de besøkende elevene skal utføre, for å da få en introduksjon i informatikk, teknologi og utvikling. Det er i tillegg ønsket at mengden med oppgaver/prosjekter skal være gjennomførbar slik at elevene som er på besøk kan bruke hele arrangement tiden på programmet. Oppgavene og prosjektene skal ha som formål å teste hva de besøkende elevene har lært gjennom arrangementet som skolen har holdt. Oppgavesettet vil deles på 3 deler, hvor hver del har en vanskelighetsgrad. Hvor elevene velger å begynne på oppgavesettet er valgfritt og kan bestemmes av elevene selv, basert på hvor mye de selv mener at de behersker av det teknologiske perspektivet av lærdommen som de får gjennom arrangementet. Del 1 vil hovedsakelig bestå av oppgaver som baserer seg på koding gjennom et kodespråk, som i dette tilfellet vil være JavaScript via Micro:Bit. Del 2 skal bygge videre på det elevene har lært om programmering, og de skal da utvikle et prosjekt som de får som oppgave å utvikle. Fundamentalt, så vil dette læringsprogrammet bestå av en rekke oppgaver og prosjekter som de besøkende elevene skal utføre, en oppgave tekst som beskriver oppgavene med eksempeltekst og video, og en nettside hvor alt dette skal være tilgjengelig. 2.2 Relatert arbeid Denne delen av analysekapittelet vil ta for seg eksempler på nettsider eller programmer som har som basis å lære yngre barn og ungdommer programmering og utvikling, samt oppfordre og oppmuntre unge til å bli utviklere. Vi har gjort undersøkelse på disse verktøyene for å 6

8 kunne finne fellestrekk og relevante metoder for å utvikle et program for Høgskolen i Østfold som vil være effektiv og suksessfull Tynker Tynker er et nettbasert læringsprogram som ta for seg programmering via visuelle kodeblokker som da representerer sentrale konsepter innenfor koding og programmering. Selve verktøyet går ut på at barn og unge skal utvikle enkle men visuelt imponerende spill via kodespråk som Python og JavaScript. Konseptet her ligner veldig da på konseptet til BBC Micro:Bit, hvor da verktøyet går ut på å gi foreldre og lærere en metode for å lære barn og unge programmering, som da er morsom og tilfredsstillende for de unge Micro:Bit Micro:Bit er et programmeringsverktøy som er utviklet av BBC og består av microchipper som er programerbare og en nettbasert programmeringseditor som baserer seg på JavaScript kodeblokker, men er også mulig å kode i språk som Python og Scratch. Med Micro:Bit vil elevene ha mulighet til å programmere og lage alt fra roboter til musikalske instrumenter. Dette vil da være veldig lærerikt for unge og veldig engasjerende. Dette prosjektet vil hovedsakelig basere seg på programmering via Micro:Bit for både enkel koding og utvikling av fysiske kreasjoner som da for eksempel; roboter, radiostyrte biler osv CodeCombat CodeCombat er et platform for elever å lære programmering og Computer Science gjennom ordentlige spill. Elever skriver kode og elevene vil se endringene som kodene skal gjøre, skje 7

9 i santid. Et verktøy for lærere som engasjerer unge elever til å bruke ekte kode for å forstå programmeringssyntax og god struktur via spill som da er visuelt engasjerende for yngre Scratch Scratch er et verktøy hvor barn og unge kan programmere spill, animasjoner og fortellinger samt vise dette fram på nettet etter ønske. Med Scratch så vil unge elever kunne lære seg kreativitet, systematisk tenking og samarbeid som da vil være veldig relevant for fagområder innenfor informatikk og Computer Science Playcode Playcode er en nettbasert kode editor, som lar brukere kode uten bruk av IDE-er, eller lignende programmer. Nettstedet lar brukeren kode i enten HTML, Javascript eller CSS. Det er mulig å lagre prosjekter via nettstedets servere, og det er også mulig å enkelt dele disse prosjektene via det individuelle prosjektets URL. 2.3 Relevant maskinvare Micro:bit Utviklet av BBC, Micro:bit er programmerbare microchipper. De ble designet og utviklet spesifikt for bruk i skolemiljøer, spesielt da innenfor datavitenskap. Selve chippen består av en prosessor, akselerometer, magnetisk sensor, 25 LED lys og 2 programmerbare knapper. Det er også mulig å koble seg til chippen via USB eller bluetooth. Chippen har også 5 ringer der pins kan settes inn, som da leder til utvidet funksjonalitet. Det er i totalt lansert 23 offisielle pins. Programmeringen foregår via en nettbasert kode editor, der man kan velge mellom å kode via blokker eller javascript. 2.5 Læringsteori Den diverse kunnskapen om læringsteori som oppgaven baserer seg på, blir i hovedsak tatt fra Masteroppgavene til Magnus Nohr og Skule Notø. De hadde begge skrevet oppgaver som er relevante i forhold til videoleksjoner, og hvordan elever lærer Dunn & Dunn Professorene Rita og Kenneth Dunn kom opp med en modell for forskjellige læringsstiler som tar for seg fem typer stimuli som kan ha en effekt på elever, og hvordan bruke disse typene stimuli til å best lære bort til de forskjellige elevene. 8

10 2.5.2 Gardner 2.6 Sammenligning 3. Design 3.1 Video Tidlig i arbeidsprosessen fikk vi hjelp til å starte via vår veileder, Håkon. Han hjalp oss spesielt med hvordan å starte på videoproduksjonen. Han fortalte oss blant annet om en foreleser på avdelingen for lærerutdanning som skrev en oppgave på informasjons- og tutorial videoer. Vi tok derfor kontakt med foreleseren, Magnus Nohr, samt ettersøkte oppgaven hans. Vi undersøkte også youtube kanalen hans, samt liknende videoer, for å finne en god mal på hvordan videoene burde se ut. 3.2 Tekst For å prøve å skape minst mulig forvirring og frustrasjon for brukerne var det ønskelig med formater brukerne var kjente med. Vi kom fram til en konklusjon at brukerne er godt kjent med lærebøker, ettersom det er hovedsakelig elever fra 5. til 10. trinn som skal utføre oppgavene. Vi så derfor gjennom diverse lærebøker fra forskjellige fag og temaer for å finne et slags mønster, eller en passende mal å jobbe ut fra. Av erfaring vet vi i gruppen at det å programmere ikke er noe man kan lære bare ved å lese. Det er også nødvendig å løse oppgaver for å oppnå god innsikt, gjennom prøving og feiling. Dette resonnerer med matematikk, og det ble derfor tatt mye inspirasjon til en mal fra matematikk lærebøker. Malen 9

11 for oppgavetekstene ble videre utarbeidet til å bestå av de følgende komponentene, i slik rekkefølge: Introduksjon til tema, eksempel av bruk, oppgaver til brukeren. Det var også tenkt fram det skulle være relevante bilder og/eller illustrasjoner for hver oppgavetekst. 4. Implementasjon 4.1 Utredning 4.2 Mediaproduksjon Nettside Nettstedet som opplegget presenteres på er basert på grunnleggende HTML, videoene embeddes fra YouTube og det er egen CSS for printing av nettstedet slik at innholdet kan skrives ut og fortsatt se fint ut dersom elevene for eksempel deler på PC-er og har behov for å lese i forskjellig hastighet. Innholdet i opplegget blir presentert i sin helhet via nettsiden og elevene kan navigere seg enkelt fra f.eks oppgavene til relevante opplæringsvideoer Videoproduksjon Videoene blir produsert med programmet Open Broadcaster Software som har innebygd støtte for både skjermopptak og video fra andre kilder, og verktøy for å klippe dette sammen. Lyd blir tatt opp ved bruk av en Blue Yeti mikrofon lånt av høgskolen. Der det er behov for klipping eller redigering av videoene gjøres dette i Adobe Premiere Pro. Når videoene er i tilfredsstillende kvalitet blir de lastet opp på YouTube hvor de blir tilgjengelig automatisk i forskjellige videokvaliteter. For å ha kontroll på flyt og nøyaktighet av talen i videoinnholdet brukes programvaren TeleKast som skriver ut et rullerende manus på skjermen. Innholdet i videoene er opptak av PC skjermen, mens det som læres bort blir forklart muntlig. Der Micro Bitene brukes vises det som skjer med de i den fysiske verden på en firkant i høyre hjørne av videoen. 5. Diskusjon 10

12 6. Testing 6.1 Første brukertest 6.2 Evaluering 6.3 Andre brukertest 7. Konklusjon 8. Referanser 1.2: : : : : 9. Figurliste 10. Vedlegg 11