La robòtica és una de les activitats escolars més interessants i innovadores. Ensenya a fer algorismes, gamifica el procés d'aprenentatge, introdueix els nens a la programació. En algunes escoles, a partir de 1r de primària, es dediquen a la informàtica, aprenen a muntar robots i a elaborar diagrames de flux. Perquè els nens puguin entendre fàcilment la robòtica i la programació, i puguin estudiar matemàtiques i física a fons a l'institut, hem llançat un nou conjunt d'aprenentatge LEGO Education SPIKE Prime. Us explicarem els detalls al respecte en aquest post.
LEGO Education SPIKE Prime està dissenyat per ensenyar als nens de 5è a 7è a les escoles i cercles de robòtica. El conjunt us permet crear algorismes mitjançant diagrames de flux i admirar com les imatges de la pantalla es converteixen en moviments i accions. Per als escolars moderns, la visibilitat i l'efecte WOW són importants, i SPIKE Prime és un esquer que pot captivar els nens amb la programació i les ciències exactes.
Estableix una visió general
El conjunt ve en una caixa de plàstic de color groc i blanc minimalista. Sota la tapa hi ha una caixa de cartró amb instruccions per començar i un esquema de la col·locació de les peces a les safates. El conjunt està dissenyat perquè sigui fàcil començar a treballar-hi i el professor necessita un mínim de formació addicional.
Les peces en si s'envasen en bosses amb números que corresponen als números de cel·les de les safates.
El conjunt bàsic inclou més de 500 elements LEGO, inclosos de nous.
- Diversos marcs nous que redueixen el temps de prototipat i permeten crear grans models.
- Nou cub 2x4 amb forat d'eix Technic. Et permet combinar elements de Technic i LEGO System en un sol projecte.
- Placa base actualitzada de la gamma Technic.
- Noves rodes estretes que proporcionen un control precís i augmenten la maniobrabilitat dels models.
- Nova roda giratòria en forma de corró de suport.
- Els nous clips de filferro, disponibles en diversos colors, us permeten fixar perfectament els cables.
A més de les peces en si, hi ha tres motors a l'interior: un de gran i dos mitjans, així com tres sensors: distàncies, colors i forces.
Els motors estan connectats directament al hub i tenen sensors de gir amb una precisió d'1 grau. Aquesta característica es proporciona per sincronitzar el funcionament dels motors de manera que es puguin moure simultàniament a una velocitat constant. A més, el sensor també es pot utilitzar per mesurar la velocitat i la distància del model.
El sensor de color distingeix fins a 8 colors i es pot utilitzar com a sensor de llum. També té un sensor d'infrarojos integrat que pot llegir, per exemple, el reflex de la llum.
El sensor tàctil reconeix les situacions següents: botó premut, alliberat, pressió forta. En aquest cas, el sensor determina la força de pressió en newtons o en percentatge.
El sensor IR s'utilitza per determinar la distància del robot a un punt determinat o per evitar col·lisions. Capaç de mesurar la distància en percentatge, centímetres i polzades.
Podeu ampliar les capacitats del conjunt bàsic mitjançant el conjunt de recursos, que consta de 603 parts. Inclou: un conjunt addicional gran i un sensor de llum, dues rodes grans, grans engranatges cònics que permeten construir grans plats giratoris.
Hub
El concentrador té un giroscopi integrat que pot determinar la seva posició a l'espai: orientació, inclinació, rotllo, detecció de vores des de dalt, estat de caiguda del concentrador, etc. La memòria integrada permet descarregar i emmagatzemar fins a 20 programes. El número del programa es mostra en una pantalla de 5x5 píxels, que també mostra imatges d'usuari i l'estat del concentrador.
També al centre hi ha:
- Connector microUSB per a la càrrega de la bateria o connexió a l'ordinador.
- Botó de sincronització Bluetooth que us permet connectar-vos sense fil a un ordinador per a la programació del concentrador.
- 6 ports (AF) per executar ordres o rebre informació dels sensors.
- Tres botons de control del concentrador.
- Altaveu incorporat.
Programari
El programari LEGO Education SPIKE està disponible per a Windows, Mac OS, Android, iOS i Chromebook i es pot descarregar . L'entorn de programari es basa en el llenguatge de programació infantil Scratch. Consisteix en un conjunt d'ordres, cadascuna de les quals és un quadre gràfic d'una determinada forma i color amb paràmetres que es poden modificar manualment, com ara la velocitat i la distància de moviment, l'angle de gir, etc.
Al mateix temps, els conjunts d'ordres associats a diversos components de la solució (motors, sensors, variables, operadors, etc.) es destaquen en diferents colors, cosa que permet entendre ràpidament de manera intuïtiva com programar el que necessiteu.
Fins i tot a la pròpia aplicació, es recullen molts plans de lliçons, així com unes 30 instruccions diferents per muntar models.
Primers passos
Després d'iniciar l'aplicació i escollir un idioma, s'ofereixen immediatament tres passos inicials:
1) Programeu el concentrador de manera que es mostri un emoticonat a la pantalla;
2) Familiaritzar-se amb el funcionament de motors i sensors;
3) Muntar el model Bloch i programar-lo per al moviment.
El coneixement de SPIKE Prime comença amb una descripció de les opcions de connectivitat (mitjançant microUSB o Bluetooth) i treballar amb la pantalla de píxels.
Primer cal establir una seqüència d'ordres que s'haurien d'executar després de l'inici del programa i també seleccionar píxels específics que s'il·luminaran a la pantalla del concentrador.
El segon pas consisteix a muntar i programar la resposta dels motors a diversos senyals dels sensors. Per exemple, podeu programar el motor perquè comenci a girar quan porteu la mà o qualsevol objecte a prop del sensor de distància.
Per fer-ho, creem una seqüència d'ordres: si l'objecte està més a prop de n centímetres del sensor, el motor comença a funcionar.
El tercer i més interessant pas és muntar un robot de puces i programar-lo perquè salti a comanda. Per fer-ho, primer heu de muntar el mateix robot a partir de peces i dos motors.
Després comencem a programar. Per fer-ho, establim el següent algorisme: quan el programa està encès, la "puça" ha de saltar cap endavant dues vegades, de manera que dos motors han de fer dues rotacions completes alhora. Estableix la velocitat de rotació al 50% perquè el robot no salti massa.
A la sortida, tenim un petit robot que salta cap endavant quan s'inicia el programa. Bellesa!
El robot de puces es va precipitar ràpidament cap endavant, va trobar la primera víctima, però alguna cosa va sortir malament.
Després d'això, la formació s'ha acabat, podeu procedir a projectes més complexos: a l'aplicació, hi ha més de 60 diagrames de blocs per a diverses parts del conjunt (motors, concentrador, sensors, etc.). Al mateix temps, cadascun El diagrama de blocs es pot canviar lleugerament mitjançant els paràmetres. També dins del programari hi ha la possibilitat de crear variables i diagrames de blocs propis.
Per als professors
Adjunt al conjunt per als professors. Inclouen currículums, tasques amb solucions ja fetes i tasques on no hi ha resposta i cal ser creatiu per resoldre. Això us permet començar ràpidament amb el conjunt i crear programes d'entrenament.
Hi ha 4 cursos en total al lloc. The Inventor Squad és un curs per a classes de tecnologia que reforça la comprensió dels estudiants del procés de realització d'activitats del projecte. Dos cursos estan relacionats amb la informàtica. "Llançar un negoci" proporciona habilitats bàsiques de programació i algorítmica, i "Dispositius útils" introdueix els principis de l'Internet de les coses. El quart curs -"Llest per a competicions"- està dissenyat per preparar-se per a competicions i requereix tant un conjunt bàsic com un conjunt de recursos.
Cada curs conté de 5 a 8 lliçons, que inclou una solució metodològica ja feta que es pot implementar en el procés educatiu per consolidar les competències STEAM.
Compara amb altres conjunts
LEGO Education SPIKE Prime forma part de la línia de robòtica LEGO Education, que inclou conjunts per a nens de diferents edats:
- Express "Jove programador" per a educació infantil.
- WeDo 2.0 per a primària.
- LEGO Education SPIKE Prime per a secundària.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 per a alumnes de batxillerat i primer curs.
Les funcions de SPIKE Prime es superposen amb LEGO WeDo 2.0, que compta amb suport Scratch a partir d'aquest any. Però a diferència de WeD0 2.0, que permet simular experiments físics, SPIKE Prime és més adequat per crear robots. Està dissenyat per començar a aprendre robòtica a 5è-7è grau.
Amb l'ajuda d'aquesta solució, els escolars d'una manera lúdica podran dominar els principis de l'algorisme, desenvolupar habilitats de resolució de problemes i familiaritzar-se amb els fonaments bàsics de la robòtica. Després de SPIKE Prime, podeu passar a LEGO MINDSTORMS Education EV3, que té la capacitat de treballar amb MycroPython i és adequat per aprendre conceptes més complexos de robòtica i programació.
PD En escriure aquest article, ni un sol robot ni un sol husky va resultar danyat.
Font: www.habr.com