Informaatika võimaldab ideed ja valemid ka õpilase jaoks tööle rakendada
Õpilastele saab tutvustada, et kõik need seosed, mida ta koolis maailma mõistmiseks õpib, saab enda kasuks tööle panna ka arvutis, just nimelt programmeerimisega.
Informaatika räägib valdkonnana väga laialt kogu infost, mida saab töödelda, kuid ennekõike protsessist, kuidas see töö tegelikult käib. Informaatika põhituum on tegevusjuhised ehk algoritmid, mille abil saab konstrueerida samm-sammulise lähenemisega päriselt töötavaid asju, näiteks mõnes lihtsas programmeerimiskeeles. Informaatika on konstrueeriv ja ehitav lähenemine ja väljendub lõpuks töötavas tarkvaras, mis haldab infot, juhib seadmeid, analüüsib andmeid, ennustab tulevikku (mööndustega) jne. Miski, mis „paneb asjad tööle“.
Informaatika õppimist on võimalik täiendada nii, et valemid, seosed ja andmed hakkaks elama, et tekiks võimalus konstrueerida ise lahenduskäike ja näha programmeerimist kui võimalust juhtida protsesse, kasutades selleks ise loodud lahendusi.
Kuidas seda teha, kui õpetajaid ei ole? Tuletan jätkuvalt meelde, et meil on võimalik tänapäeval pakkuda õpet ka kaugelt, kasutades online-keskkondi isegi brauseris programmeerimiseks. Kogu vajalik tarkvara ei pea enam isegi kodus ega koolis oma arvutis paiknema. Ka ülikoolid on suutnud luua ja pakkuda kursusi kaugelt. Nende mastaapimine seisab ainult rahastuse taga. See on mõttelaiskus, mis pole lubanud riigil kasutada selliseid ülikoolide pakutavaid ressursse piisavas mahus. Edasi peavad muidugi loodusteaduste ja keelte õpetajad jt ka ise mõned vajalikud oskused omandama ning siis neid koolis noortele näitama.
Seega on vaja arendusmeeskonda, kes hakkaks õpilastele programmeerimise õppimise materjale välja töötama ja neid toetama. Ma kordan oma mitme aasta jooksul lehtedes ja koosolekutel tehtud üleskutseid, et riiklikult tuleks selles kohas jalad kõhu alt välja võtta ja hakata julgemalt pikemaid samme võtma. Juba viie- või kümneliikmelise meeskonnaga suudab selles vallas välja pakkuda imelisi asju, mida koolid saaksid oma tegevustesse kaasata. Isegi üks-kaks selliselt selge sihiga rahastatud ametikohta võimaldaks alustada. Eestis tuleb hakata riigihankelise projektsuse kastist välja mõtlema. Tähtsam on visioon ja ametikohakindlus seal, kus vastavat sisulist lisandväärtust luuakse.
Joonis 1: Informaatika õppimise saab lihtsate praktiliste ülesannetega väga piltlikuks ja põnevaks muuta. Tegemist on lihtsa programmiga, mis joonistab üksteise järel puuharusid. Iga haru hargneb kaheks ja lüheneb; haru paksus on alguses ja lõpus jämedam (tüvi ja lehed) ja keskel peenem (oksad). Põhikooliõpilane suudab sellises programmis väikseid muutusi sisse viia ja nende mõjuga katsetada.
Joonis 2: Joonisel 1 toodud programmi väljund on niisugune puukujuline joonis. Programm töötab Google’i keskkonnas ja igaüks, kel on näiteks Gmaili konto, saab seda Google Colabi keskkonnas oma Google Drive’i peal jooksutada.
Matemaatika, füüsika, keemia ja bioloogia ei ole oma iseloomult mitte valemite pähe tuupimiseks vaid aluseks, kuidas maailmast aru saada. Matemaatika annab sisuliselt keele, milles saame väljendada vajalikke seoseid. Kuid matemaatika ja füüsika üksi ei anna ette kogu protsessi, kuidas seoseid rakendada. Bioloogia, majandus ja teisedki erialad on täis andmeid, mida on vaja analüüsida, mitte vaid paberil seoseid vaadata. Protsesside automatiseerimiseks on aga vaja midagi enamat, vaja on arvutit, milles neid luua ja arvutada.
Füüsika annab lihtsad seosed näiteks kiiruse, kiirenduse, läbitud teekonna kohta. Lisame sellele tsentrifugaaljõu, hõõrdumise, õhutakistuse, kehade vastastikmõju ning põrkumise. Nii saab luua keerulisi ülesandeid, mida üksikult paberil vihikus lahendada. Aga samas saaks luua ka miniatuurse elegantse arvutimängu näiteks vibu ja haubitsa või rakettide ja taevakehadega. Tahvelarvutites on ju paljudel prügi korvi viskamise, tankivõitluste, vihaste lindudega põrsaste hävitamise või muud taolised mängud. Miks mitte simuleerida lihtsamal viisil James Webbi teleskoobi saatmist L2 orbiidile, arvutades välja, milline on seejuures kiiruse aeglustumine, teekond ja aeg tema soovitud asukohani jõudmiseks?
Matemaatiline seos a2 + b2 = c2 peaks olema kõigile tuttav Pythagorase valemina. Kui teame, mis on siin a, b ja c ning mis tingimustel see seos kehtib, on juba hästi. Vähegi midagi oma kätega ehitades ja materjali mõõtes on seda vaja teada. Kindlasti ei jää aga kellelegi meelde, et võrdkülgse kolmnurga, mille külje pikkus on c, kõrguse valem on h = √3 c/2. Või et kõrgusele h vastab serva pikkus c = 2h / √3. Pythagorase valemist saab õnneks kergesti tuletada, et c2 = h2+ (c/2)2 ning sellest omakorda, et ¾ c2 = h2 ja √3 c = 2 h. Paberi peal ja kalkulaatoriga saab selliseid üksikuid seoseid arvutada. Aga protsessid, kus näiteks multika mutukas ronib kaldest üles ja siis kukub plärts alla, eeldab selle mutuka asukoha pidevat väljaarvutamist.
Selliseid füüsikalist maailma kirjeldavaid mänge oleks (teatud mööndustega) ka lastele koolis võimalik luua. Selleks tuleb tunnist tuttavad valemid elama panna, kasutades informaatikat ja programmeerimist.
Majanduse (näiteks ettevõtete majandusandmed), tervishoiu (näit vaktsineerituse või positiivsete/negatiivsete testide), bioloogia (näit DNA-järjestused) jne info on ka väga suures mahus lihtsate avatud andmetena kättesaadav. Selliste andmete elementaarne töötlemine oma programmiga või kasvõi Excelis annab loendamatu hulga võimalusi avastada informaatikat ja statistikat.