Ahoj, Habr! Po několik let paralelně vyvíjel vzdělávací set LEGO Education WeDo 2.0 a dítětem zaměřený jazyk Scratch, ale na začátku tohoto roku získal Scratch podporu fyzických objektů, včetně modulů LEGO Education. V tomto článku se podíváme na to, jak tuto kombinaci využít pro výuku robotiky a jaké výhody přináší studentům a pedagogům.
Hlavním cílem výuky robotiky a programování není pouze a nejen výuka návrhu a kódování, ale především vytváření univerzálních dovedností. Především projektového myšlení, kterému se v školách 90. a 2000. let prakticky nevěnovala pozornost, ale které se dnes snažíme aktivně rozvíjet napříč všemi školními předměty. Stanovení úkolu, hypotézy, krokové plánování, provádění experimentů, analýza — na tom stojí prakticky jakékoliv moderní povolání, avšak v rámci standardních školních předmětů, kde je vysoký podíl „memorování“, je jejich rozvoj obtížný.
Robotika usnadňuje osvojení jiných školních předmětů díky názorné ukázce fyzikálních zákonů v akci. Takto učitelka prvního stupně Julija Pjantošvská nám, jako jejím studentům, ukázala, jak postavili první model – pulce bez končetin, napsali program pro jeho pohyb a spustili ho. Když se pulce nepohnul z místa, děti se vrhly na hledání technických závad, ale nakonec dospěly k závěru, že příčina není v kódu a ne v sestavení, ale v tom, že způsob pohybu pulce není vhodný pro souš.
Aby bylo možné dosáhnout takové názornosti a usnadnit dětem práci, je software v vzdělávacích setech zjednodušenou verzí programů pro návrh. Ale pro výuku základů programování nejsou vhodné. Tento nedostatek lze vyřešit prací se sadami LEGO Education se třetím softwarem: WeDo 2.0 lze programovat pomocí vzdělávacího jazyka Scratch.
Vlastnosti LEGO Education WeDo 2.0
Základní set LEGO Education WeDo 2.0 je určen pro děti ve věku 7-10 let. Obsahuje: Smart Hub WeDo 2.0, elektromotor, senzory pohybu a naklonění, LEGO Education díly, zásobníky a nálepky pro třídění dílů, software WeDo 2.0, metodickou příručku pro učitele a pokyny k sestavení základních modelů.
Pro každou z modelů jsme popsali, jaké pojmy z různých věd vysvětlují. Například pomocí „Přehrávače“ je pohodlné vysvětlit dětem povahu zvuku a co je to síla tření, zatímco „Tančící robot“ pomáhá vysvětlit mechaniku pohybu. Úkoly se mohou lišit, být vytvářeny učitelem „za pochodu“ a mít mnoho řešení, což pomáhá dětem zlepšovat schopnosti hledání příčinně-následkových vztahů.
Kromě hodin robotiky a vysvětlování fyzikálních zákonů lze soupravu použít pro programování, protože psaní kódu, který „oživuje“ fyzické objekty, je mnohem zajímavější než vytváření něčeho virtuálního.
SW sady LEGO Education WeDo 2.0 nebo Scratch
WeDo 2.0 využívá technologie LabVIEW od National Instruments, rozhraní se skládá pouze z barevných ikon s obrázky, které se pomocí drag-and-drop uspořádávají do lineární sekvence.
Pomocí tohoto SW se děti učí vytvářet sekvenční řetězce akcí — ale stále je to daleko od skutečného programování, a přechod na „standardní“ jazyky může později způsobit velké potíže. WeDo 2.0 je ideální pro začátek učení programování, ale pro složitější úkoly už jeho možnosti nestačí.
V tomto případě přichází vhod Scratch — vizuální programovací jazyk orientovaný na žáky ve věku 7-10 let. Programy napsané ve Scratchi se skládají z barevných grafických bloků, pomocí kterých lze ovládat grafické objekty (sprite).
Zadáváním různých hodnot a propojením bloků mezi sebou lze vytvářet hry, animace a pohádky. Scratch umožňuje studovat koncepty strukturovaného, objektového a událostního programování a seznamuje s cykly, proměnnými a logickými výrazy.
Scratch je o něco složitější na osvojení, ale je mnohem bližší textovým programovacím jazykům než vlastní software WeDo, protože v něm se projevuje klasická hierarchie textových jazyků (program se čte shora dolů) a je také nutné dodržovat odsazení při používání různých operátorů (while, if…else atd.). Důležité je, že text příkazů je zobrazen na programovém bloku a pokud odstraníme „barevnost“, dostaneme kód, který se téměř neliší od klasických jazyků. Děti se proto budou mnohem snadněji přecházet ze Scratchu na „dospělé“ jazyky.
Dlouho byly příkazy napsané ve Scratchi určeny pouze pro práci s virtuálními objekty, ale v lednu 2019 byla vydána verze 3.0, která podporuje fyzické objekty (včetně modulů LEGO Education WeDo 2.0) pomocí aplikace Scratch Link. Nyní lze se stejnými hrami a animacemi interagovat pomocí motorů a senzorů.
Na rozdíl od vlastního softwaru WeDo 2.0 má Scratch více funkcí: v základním softwaru lze vložit pouze jeden vlastní zvuk, chybí možnost vytvářet vlastní procedury a funkce (tj. spojovat příkazy do jednoho bloku), zatímco v Scratchi taková omezení nejsou. To poskytuje větší svobodu a možnosti jak žákům, tak učiteli.
Vzdělávání s LEGO Education WeDo 2.0
Standardní hodina zahrnuje diskusi o úkolu, konstrukci, programování a reflexi.
Úkol lze definovat pomocí animované prezentace, která je součástí materiálů. Děti by měly formulovat hypotézy o tom, jak tento mechanismus funguje.
Ve druhé fázi se děti věnují přímo sestavování LEGO robota. Obvykle pracují v párech, ale je možné i individuální nebo skupinové práce. Pro každý z 16 krokových projektů jsou k dispozici podrobné instrukce. Dalších 8 otevřených projektů poskytuje úplnou svobodu kreativity při výběru řešení zadaného úkolu.
V fázi programování je třeba mít na paměti, že je lepší začít s vlastním softwarem WeDo 2.0. Jakmile se děti s ním seznámí a naučí se pracovat s bloky a modely, lze logicky přejít na Scratch.
Na posledním stupni probíhá analýza celého procesu, vytváříme tabulky a grafy, provádíme experimenty. V této fázi je možné zadat úkol na vylepšení modelu nebo zdokonalení mechanické či softwarové části.
Užitečné materiály
- k LEGO WeDo 2.0 pro učitele
- k LEGO WeDo 2.0
- Oficiální Scratch
- Rozšíření pro práci s fyzickými objekty (včetně WeDo 2.0) ve Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lekcí s využitím sad LEGO Education WeDo 2.0
- na sestavení modelů WeDo 2.0
Zdroj: habr.com
