Хей Хабр! В продължение на няколко години учебният комплект LEGO Education WeDo 2.0 и детският език Scratch се развиваха паралелно, но в началото на тази година Scratch добави поддръжка за физически обекти, включително модули LEGO Education. Ще говорим за това как тази връзка може да се използва за преподаване на роботика и какво дава на ученици и учители в тази статия.
Основната цел на изучаването на роботика и програмиране е не само и не толкова изучаването на дизайн и кодиране, а по-скоро формирането на универсални умения. На първо място, дизайнерското мислене, на което практически не се обръщаше внимание в училищата през 1990-те и 2000-те години, но което днес се развива активно във всички училищни дисциплини. Постановка на проблема, хипотези, планиране стъпка по стъпка, провеждане на експерименти, анализ - почти всяка съвременна професия е изградена върху това, но е трудно да ги развиете в рамките на стандартните училищни предмети, в които делът на „ натъпкване” е много високо.
Роботиката улеснява изучаването на други училищни предмети, като ясно демонстрира физическите закони в действие. И така, учителката в началното училище Юлия Понятовская видяхме как нейни ученици сглобиха първия модел – попова лъжица без крайници, написаха програма за преместването й и я пуснаха. Когато поповата лъжичка не помръдна, децата започнаха да търсят технически проблеми, но в крайна сметка стигнаха до извода, че проблемът не е в кода или сборката, а защото начинът, по който се движи поповата лъжичка, не е подходящ за суши.
За да се постигне тази яснота и да се улеснят децата, софтуерът в образователните комплекти е опростена версия на дизайнерски програми. Но те не са подходящи за преподаване на основите на програмирането. Този недостатък може да бъде коригиран чрез работа с комплекти LEGO Education със софтуер на трети страни: WeDo 2.0 може да се програмира с помощта на образователния език Scratch.
LEGO Education WeDo 2.0 Нативни функции
Основният комплект LEGO Education WeDo 2.0 е предназначен за деца на възраст 7-10 години. Включва: Smart Hub WeDo 2.0, електрически двигател, сензори за движение и накланяне, части LEGO Education, тави и етикети за сортиране на части, софтуер WeDo 2.0, ръководство за учители и инструкции за сглобяване на основни модели.
За всеки от моделите сме предписали какви концепции от различните науки обясняват. Например, използвайки „Играч“, е удобно да обясните на децата естеството на звука и каква е силата на триене, а с помощта на „Танцуващия робот“ - механиката на движенията. Проблемите могат да варират, да се създават от учителя „в движение“ и да имат много решения, което помага на децата да подобрят уменията си за намиране на причинно-следствени връзки.
Освен за часове по роботика и обяснения на физични закони, комплектът може да се използва за програмиране, защото писането на код, който „анимира“ физически обекти, е много по-интересно от създаването на нещо виртуално.
LEGO Education WeDo 2.0 или софтуер Scratch
WeDo 2.0 използва технологиите LabVIEW от National Instruments, интерфейсът се състои само от многоцветни икони с картинки, които чрез плъзгане и пускане се подреждат в линейна последователност.
Използвайки този софтуер, децата се учат да изграждат последователни вериги от действия - но това все още е далеч от истинското програмиране и преходът към „стандартни“ езици в бъдеще може да причини големи трудности. WeDo 2.0 е удобен за започване на обучение по програмиране, но за по-сложни задачи възможностите му вече не са достатъчни.
Тук на помощ идва Scratch – език за визуално програмиране, който е насочен към ученици на възраст 7-10 години. Програмите, написани на Scratch, се състоят от многоцветни графични блокове, с които можете да манипулирате графични обекти (спрайтове).
Като задавате различни стойности и свързвате блокове заедно, можете да създавате игри, анимации и анимационни филми. Scratch ви позволява да научите концепциите за структурирано, обектно-ориентирано и ориентирано към събития програмиране, запознава ви с цикли, променливи и логически изрази.
Scratch е малко по-труден за научаване, но много по-близък до текстово-базираните езици за програмиране, отколкото собствения софтуер на WeDo, тъй като следва класическата йерархия на текстовите езици (програмата се чете отгоре надолу) и също така изисква отстъп при използване на различни изрази (while, if...else и т.н.). Също така е важно текстът на командата да се показва на програмния блок и ако премахнем „цветността“, получаваме код, който почти не се различава от класическите езици. Следователно за детето ще бъде много по-лесно да премине от Scratch към езици за „възрастни“.
Дълго време командите, написани на Scratch, позволяваха работа само с виртуални обекти, но през януари 2019 г. беше пусната версия 3.0, която поддържа физически обекти (включително модули LEGO Education WeDo 2.0) с помощта на приложението Scratch Link. Сега можете да взаимодействате със същите игри и анимационни филми, като използвате двигатели и сензори.
За разлика от собствения софтуер на WeDo 2.0, Scratch има повече възможности: базовият софтуер може да вгради само един персонализиран звук, не ви позволява да създавате свои собствени процедури и функции (т.е. да комбинирате команди в един блок), докато Scratch няма такива ограничения. Това дава повече свобода и възможности както на учениците, така и на учителя.
Учене с LEGO Education WeDo 2.0
Стандартният урок включва обсъждане на проблема, дизайн, програмиране и размисъл.
Можете да определите задачата с помощта на анимирана презентация, която е включена в комплекта материали. След това децата трябва да направят хипотези за това как работи механизмът.
На втория етап децата участват пряко в сглобяването на LEGO робот. По правило учениците работят по двойки, но е възможна индивидуална или групова работа. Има подробни инструкции за всеки от 16-те проекта стъпка по стъпка. А още 8 отворени проекта дават пълна творческа свобода при избор на решение на даден проблем.
На етапа на програмиране е необходимо да се вземе предвид, че е по-добре да започнете със собствен софтуер WeDo 2.0. След като децата го усвоят и се научат как да работят с блокове и модели, е логична стъпка да преминат към Scratch.
На последния етап се извършва анализ на направеното, изграждане на таблици и графики, провеждат се експерименти. На този етап можете да зададете задача за усъвършенстване на модела или подобряване на механичната или софтуерната част.
Полезни материали
- от LEGO WeDo 2.0 за учители
- от LEGO WeDo 2.0
- Официален драскотина
- разширение за работа с физически обекти (включително WeDo 2.0) в Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 урока с помощта на комплекти LEGO Education WeDo 2.0
- за сглобяване на модели WeDo 2.0
Източник: www.habr.com