“Robotite lõimimine gümnaasiumi matemaatika ülesannetega”
Kevin Lindlaan (Antsla Gümnaasium), juhendajad Urmas Soonvald, Merle Tuulas, Eve Kubi
XX sajand on infotehnoloogia sajand ning digitaalne kirjaoskus on tänapäeval täiesti loomulik. Arvutid ja erinevad robotid on muutunud meie igapäeva elu lahutamatuks osaks ning nende tähtsus õppetöös suureneb pidevalt. Kui veel käesoleva sajandi alguses olid õppetöös tähtsateks töövahenditeks õpikud ja töövihikud, siis nüüd on paljudes õppeainetes kasutusel juba e-õpikud. Samuti kasutatakse õppetöös väga erinevaid digitaalseid keskkondi ja roboteid.
Kui käesoleva töö autor alustas oma kooliteed, olid tema peamisteks töövahenditeks õpikud, vihikud ja töövihikud. Digitaalsete vahendite pideva kasutamiseni jõuti alles kolmandas kooliastmes. Sel ajal hakati koolides pöörama tähelepanu ka robotite kasutamisele õpptöös ning nii jõudsid nad ka Antsla Gümnaasiumi õpilasteni. Koolis alustas tegevust robootika ring ning kohe leidus ka autori väiksemate koolikaaslaste seas palju huvilisi.
Robootikahuvilised noored mitte üksnes ei konstrueerinud roboteid, vaid püüdsid lahendada nende abil ka erinevaid ülesandeid. Mõned aastad tagasi hakati roboteid kasutama põhikooli teises astmes matemaatika tundides ning autor hakkas mõtisklema selle üle, kuidas oleks võimalik neid kasutada õppetöös ka vanemates klassides. Tallinna Ülikooli nooremteaduri Janika Leoste poolt 6. klassile koostatud LEGO EV3 robomatemaatika ülesanded viisid mõttele koostada taolisi ülesandeid ka gümnasistidele.
Käesoleva töö eesmärgiks oli koostada robomatemaatika ülesannete kogu 10.-12. klassi õpilastele ning tutvustada nende lahendamiseks kasutatavat LEGO Mindstorms EV robootika seadet. See on praktiline töö, mis koosneb neljast peatükist.
Esimeses peatükis tehakse ülevaade LEGO ajaloost. Teises peatükis uuritakse LEGO Mindstorms EV3 seadet ning võrreldakse kõige uuemat versiooni tema eelnevate generatsioonidega. Kolmandas peatükis annab autor ülevaate sellest, mis on robomatemaatika, millised on tema kasutamisvõimalused ja kasulikkus. Neljandas peatükis keskendutakse tööprotsessile – alates sobivate ülesannete otsimisest katseteks kuni nende filmimiseni.
Robomatemaatika on teistsugune viis matemaatika õppimiseks. Tunni alguses lahendatakse ülesanne paberkandjal ning ülesande vastuste või andmete põhjal tuleb robotile kirjutada programm ning seejärel anda talle vastavad käsklused. EV3 robotile saab koostada programmi arvutis või tahvelarvutis. Robot kasutab LEGO MINDSTORMS EV3 Home Edition tarkvara ning tahvelarvutis LEGO MINDSTORMS Progammerit. Matemaatika tundides saab roboteid kasutada igas kooliastmes. Selleks on vaja enne koostada vastavad ülesanded.
Robomatemaatika ülesandeid on kokku 15 ning enamus neist on 10. ja 11. klassi matemaatika kursustest. Kõik ülesanded on keskmise raskusega, sest tuleb arvestada ka ajafaktoriga – ülesanne tuleb lahendada läbi paberil ning seejärel koostada robotile vastav programm ning teha kaks katset, millest teine on esimese jätk. Kõik see peab olema tehtud 45 minutiga.
Antud töö koostamisel olid suureks abiks ja eeskujuks Janika Leoste poolt koostatud kuuenda klassi matemaatika-robootika ülesanded kuuendale klassile ning Antsla Gümnaasiumis 2019. aastal valminud Sten Alex Saare loovtöö „Robootika-matemaatika ülesandeid kolmandale klassile“.
Matemaatikaülesannete koostamisel kasutati gümnaasiumi matemaatika õpikuid ning tööraamatuid. Käesoleva uurimistöö ülesandeid on võimalik kasutada 10.-12. klassi matemaatika tundides.