Hej, Habr! I flere år har LEGO Education WeDo 2.0 og børnesprog Scratch udviklet sig parallelt, men i begyndelsen af dette år fik Scratch støtte til fysiske objekter, herunder LEGO Education-moduler. I denne artikel vil vi fortælle om, hvordan man kan bruge denne kombination til at undervise i robotteknologi, og hvad den giver elever og lærere.
Hovedmålet med at studere robotteknologi og programmering er ikke kun at lære design og kodning, men også at fremme universelle færdigheder. Først og fremmest projektmindedhed, som næppe blev prioriteret i skolerne i 1990'erne og 2000'erne, men som i dag aktivt forsøges udviklet indenfor alle skolefag. Problemformulering, hypoteser, trinvis planlægning, eksperimentering, analyse – alt dette er grundlaget for næsten enhver moderne profession, men inden for standard skolefag, hvor der er meget fokus på
Robo-teknologi letter forståelsen af andre skolefag ved at demonstrere fysiske love i praksis. For eksempel, lærer i indskolingen, Julia Pjanatovskaja, fortalte os, hvordan hendes elever samlede den første model – en haletudse uden lemmer, skrev et program til dens bevægelse og startede den. Da haletudsen ikke bevægede sig, skyndte børnene sig at finde tekniske fejl, men kom til slutningen til den konklusion, at årsagen ikke lå i koden eller samlingen, men i, at bevægelsesmetoden ikke passede til land.
For at opnå sådan tydelighed og forenkle børns arbejde er softwaren i læringssættene en forenklet version af designprogrammer. Men til at lære grundlæggende programmering er de ikke tilstrækkelige. Dette problem kan løses ved at arbejde med LEGO Education-sæt med ekstern software: WeDo 2.0 kan programmeres med hjælp af læringssproget Scratch.
Egne muligheder for LEGO Education WeDo 2.0
LEGO Education WeDo 2.0 grundsættet er beregnet til børn i alderen 7-10 år. Det inkluderer: Smart Hub WeDo 2.0, elektrisk motor, bevægelsessensorer og hældningssensorer, LEGO Education-dele, sorteringsbakker og klistermærker til deltagelser, WeDo 2.0 software, lærerens metodiske vejledning og instruktioner til samling af de grundlæggende modeller.
For each of the models, we described which concepts from various sciences they explain. For example, using the 'Player', it's convenient to explain to children the nature of sound and what friction is, while with the 'Dancing Robot' — the mechanics of movement. The tasks can vary, created by the educator 'on the fly' and have multiple solutions, which helps children improve their skills in finding cause-and-effect relationships.
In addition to robotics classes and explanations of physical laws, the set can be used for programming, as writing code that 'animates' physical objects is much more interesting than creating something virtual.
Software for the LEGO Education WeDo 2.0 or Scratch
WeDo 2.0 uses LabVIEW technology from National Instruments, and the interface consists solely of colorful icons with pictures that can be arranged in a linear sequence through drag-and-drop.
Using this software, children learn to build sequential chains of actions — but this is still far from actual programming, and moving on to 'standard' languages later can pose significant challenges. WeDo 2.0 is convenient for starting programming education, but its capabilities are already limited for more complex tasks.
That's where Scratch comes to the rescue — a visual programming language aimed at students aged 7-10. Programs written in Scratch consist of colorful graphic blocks that can control graphical objects (sprites).
By setting different values and linking blocks together, it's possible to create games, animations, and cartoons. Scratch allows learning concepts of structured, object-oriented, and event-driven programming, familiarizing users with loops, variables, and logical expressions.
Scratch er lidt sværere at lære, men kommer meget tættere på tekstdrevne programmeringssprog end det originale WeDo-software, da det har en klassisk hierarkisk struktur som tekstdrevne sprog (programmet læses oppefra og nedad) og kræver korrekt indrykning ved brug af forskellige operatorer (while, if…else osv.). Det er også vigtigt, at kommandoens tekst vises på programmeringsblokken, og hvis vi fjerner "farverne", får vi en kode, der næsten ikke adskiller sig fra klassiske sprog. Derfor vil det være meget lettere for barnet at gå fra Scratch til "voksne" sprog.
I lang tid gjorde kommandoerne skrevet i Scratch det muligt kun at arbejde med virtuelle objekter, men i januar 2019 blev version 3.0 udgivet, som understøtter fysiske objekter (herunder LEGO Education WeDo 2.0-moduler) ved hjælp af Scratch Link-applikationen. Nu kan man interagere med de samme spil og animationer ved hjælp af motorer og sensorer.
I modsætning til det originale WeDo 2.0-software har Scratch flere muligheder: i det grundlæggende software kan man kun integrere én egen lyd, og der er ikke mulighed for at oprette sine egne procedurer og funktioner (det vil sige at samle kommandoer i én blok), mens der ikke er sådanne begrænsninger i Scratch. Dette giver både eleverne og læreren mere frihed og flere muligheder.
Læring med LEGO Education WeDo 2.0
Den standardmæssige lektion omfatter diskussion af opgaven, konstruktionsarbejde, programmering og refleksion.
Opgaven kan præsenteres med en animeret præsentation, som er inkluderet i materialepakken. Herefter skal børnene danne hypoteser om, hvordan mekanismen fungerer.
I det andet trin arbejder børnene direkte med samlingen af LEGO-robotten. Som regel arbejder eleverne i par, men individuel eller gruppearbejde er også muligt. For hvert af de 16 trin-for-trin projekter er der detaljerede instruktioner. Derudover giver 8 åbne projekter fuld kreativ frihed til valg af løsning på den stillede opgave.
I programmeringsfasen skal man huske på, at det er bedst at starte med det originale WeDo 2.0-software. Når børnene mestrer det og lærer at arbejde med blokke og modeller, kan de logisk gå videre til Scratch.
I den sidste fase analyseres det udførte arbejde, der opbygges tabeller og grafer, og der udføres eksperimenter. I denne fase kan man give opgaven til at forbedre modellen eller forfine den mekaniske eller programmeringsmæssige del.
Nyttige materialer
- til LEGO WeDo 2.0 for lærere
- til LEGO WeDo 2.0
- Officiel Scratch
- .sql til arbejde med fysiske objekter (inklusive WeDo 2.0) i Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lektioner med brug af LEGO Education WeDo 2.0 sæt
- til samling af WeDo 2.0 modeller
Kilde: habr.com
