Dobrý den, Habr! Několik let se souběžně vyvíjela vzdělávací sada LEGO Education WeDo 2.0 a dětský jazyk Scratch, ale začátkem tohoto roku začal Scratch podporovat fyzické objekty, včetně modulů LEGO Education. O tom, jak lze tento balíček využít k výuce robotiky a co dává studentům a učitelům, si povíme v tomto článku.
Hlavním cílem studia robotiky a programování není jen a ani ne tak učení designu a kódování, ale spíše formování univerzálních dovedností. Především designové myšlení, kterému se na školách 1990. a 2000. století nevěnovala prakticky žádná pozornost, ale které se dnes aktivně rozvíjí ve všech školních oborech. Stanovení problému, hypotézy, plánování krok za krokem, provádění experimentů, analýza - na tom je postavena téměř každá moderní profese, ale je obtížné je rozvíjet v rámci standardních školních předmětů, ve kterých je velmi vysoký podíl „napěchování“.
Robotika usnadňuje učení jiných školních předmětů tím, že jasně demonstruje fyzikální zákony v akci. Tak učitelka základní školy Julia Poniatovskaya viděli jsme, jak její žáci sestavili první model – pulce bez končetin, napsali program na jeho pohyb a spustili. Když se pulec nehnul, začaly děti pátrat po technických problémech, ale nakonec dospěly k závěru, že problém není v kódu nebo sestavě, ale protože způsob, jakým se pulec pohyboval, nebyl pro sushi vhodný.
Pro dosažení této přehlednosti a usnadnění pro děti je software ve výukových sadách zjednodušenou verzí návrhových programů. Pro výuku základů programování se ale nehodí. Tento nedostatek lze napravit prací se sadami LEGO Education se softwarem třetích stran: WeDo 2.0 lze naprogramovat pomocí vzdělávacího jazyka Scratch.
Vlastní funkce LEGO Education WeDo 2.0
Základní sada LEGO Education WeDo 2.0 je určena pro děti ve věku 7-10 let. Obsahuje: Smart Hub WeDo 2.0, elektromotor, snímače pohybu a náklonu, díly LEGO Education, podnosy a štítky na třídění dílů, software WeDo 2.0, návod pro učitele a návod na sestavení základních modelů.
U každého z modelů jsme zapsali, které pojmy z různých věd vysvětlují. Například pomocí „Player“ je vhodné vysvětlit dětem povahu zvuku a co je třecí síla a pomocí „Dancing Robot“ - mechanika pohybů. Problémy se mohou lišit, vznikají učitelem „za běhu“ a mají mnoho řešení, což dětem pomáhá zlepšit jejich dovednosti při hledání vztahů příčiny a následku.
Kromě hodin robotiky a vysvětlování fyzikálních zákonů lze sadu využít k programování, protože psát kód, který „animuje“ fyzické objekty, je mnohem zajímavější než vytvářet něco virtuálního.
LEGO Education WeDo 2.0 nebo software Scratch
WeDo 2.0 využívá technologie LabVIEW od National Instruments, rozhraní tvoří pouze různobarevné ikony s obrázky, které jsou řazeny v lineární sekvenci pomocí drag-and-drop.
Pomocí tohoto softwaru se děti učí budovat sekvenční řetězce akcí - ale to je stále daleko od skutečného programování a přechod na „standardní“ jazyky v budoucnu může způsobit velké potíže. WeDo 2.0 je vhodný pro začátek se učit programování, ale pro složitější úkoly již jeho schopnosti nestačí.
Zde přichází na pomoc Scratch – vizuální programovací jazyk, který je zaměřen na studenty ve věku 7–10 let. Programy napsané ve Scratchi se skládají z vícebarevných grafických bloků, pomocí kterých můžete manipulovat s grafickými objekty (sprity).
Nastavením různých hodnot a propojením bloků můžete vytvářet hry, animace a kreslené filmy. Scratch vám umožní naučit se koncepty strukturovaného, objektově a událostně orientovaného programování, zavádět smyčky, proměnné a booleovské výrazy.
Scratch je o něco obtížnější se naučit, ale mnohem blíže k programovacím jazykům založeným na textu než vlastní software WeDo, protože se řídí klasickou hierarchií textových jazyků (program se čte shora dolů) a také vyžaduje odsazení při použití různých příkazů (while, if...else atd.). Důležité také je, že text příkazu je zobrazen na programovém bloku a pokud odstraníme „barevnost“, dostaneme kód, který se téměř neliší od klasických jazyků. Proto bude pro dítě mnohem snazší přejít ze Scratch do „dospělých“ jazyků.
Dlouhou dobu umožňovaly příkazy napsané ve Scratchi pouze 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 můžete komunikovat se stejnými hrami a karikaturami pomocí motorů a senzorů.
Na rozdíl od vlastního softwaru WeDo 2.0 má Scratch více možností: základní software umí vložit pouze jeden vlastní zvuk, neumožňuje vytvářet vlastní procedury a funkce (tedy spojovat příkazy do jednoho bloku), zatímco Scratch nemá žádné taková omezení. To dává více svobody a příležitostí jak pro studenty, tak pro učitele.
Učení s LEGO Education WeDo 2.0
Standardní lekce zahrnuje diskusi o problému, návrh, programování a reflexi.
Úkol můžete definovat pomocí animované prezentace, která je součástí sady materiálů. Děti pak musí vytvořit hypotézy o tom, jak mechanismus funguje.
Ve druhé fázi se děti přímo zapojují do sestavování LEGO robota. Žáci pracují zpravidla ve dvojicích, je však možná individuální nebo skupinová práce. Ke každému ze 16 projektů krok za krokem jsou uvedeny podrobné pokyny. A 8 dalších otevřených projektů dává naprostou tvůrčí svobodu při výběru řešení daného problému.
Ve fázi programování je nutné počítat s tím, že je lepší začít s vlastním softwarem WeDo 2.0. Jakmile to děti zvládnou a naučí se pracovat s bloky a modely, je logickým krokem přejít na Scratch.
V poslední fázi se provádí analýza toho, co bylo provedeno, sestavení tabulek a grafů a jsou prováděny experimenty. V této fázi můžete zadat úkol pro vylepšení modelu nebo vylepšení mechanické nebo softwarové části.
Užitečné materiály
- od LEGO WeDo 2.0 pro učitele
- od LEGO WeDo 2.0
- Oficiální Scratch
- prodloužení pro práci s fyzickými objekty (včetně WeDo 2.0) ve Scratchi
- WeDo 2.0.
- 11 lekcí s použitím sad LEGO Education WeDo 2.0
- pro montáž modelů WeDo 2.0
Zdroj: www.habr.com