Hej, Habr! I flere år udviklede LEGO Education WeDo 2.0 undervisningssættet og børnesproget Scratch sig sideløbende, men tidligere på året begyndte Scratch at understøtte fysiske objekter, herunder LEGO Education-moduler. Vi vil tale om, hvordan dette bundt kan bruges til at undervise i robotteknologi, og hvad det giver til elever og lærere i denne artikel.
Hovedmålet med at studere robotteknologi og programmering er ikke kun og ikke så meget at lære design og kodning, men snarere dannelsen af universelle færdigheder. Først og fremmest designtænkning, som stort set ikke fik opmærksomhed på skoler i 1990'erne og 2000'erne, men som i dag udvikles aktivt inden for alle skolens discipliner. Opstilling af et problem, hypoteser, trin-for-trin planlægning, udførelse af eksperimenter, analyser - næsten enhver moderne profession er bygget på dette, men det er vanskeligt at udvikle dem inden for rammerne af standard skolefag, hvor der er en meget høj andel af "propning".
Robotteknologi gør det nemmere at lære andre skolefag ved tydeligt at demonstrere fysiske love i aktion. Således grundskolelærer Yulia Poniatovskaya vi så, hvordan hendes elever samlede den første model - en haletuds uden lemmer, skrev et program til at flytte den og lancerede den. Da haletudsen ikke ville rokke sig, begyndte børnene at lede efter tekniske problemer, men kom til sidst til den konklusion, at problemet ikke lå i koden eller samlingen, men fordi den måde, som haletudsen bevægede sig på, ikke var egnet til sushi.
For at opnå denne klarhed og gøre det lettere for børn er softwaren i undervisningssættene en forenklet version af designprogrammer. Men de er ikke egnede til at undervise i det grundlæggende i programmering. Denne mangel kan rettes ved at arbejde med LEGO Education-sæt med tredjepartssoftware: WeDo 2.0 kan programmeres ved hjælp af undervisningssproget Scratch.
Egne funktioner i LEGO Education WeDo 2.0
LEGO Education WeDo 2.0 Basic Set er designet til børn i alderen 7-10 år. Indeholder: Smart Hub WeDo 2.0, elmotor, bevægelses- og hældningssensorer, LEGO Education dele, bakker og etiketter til sortering af dele, WeDo 2.0 software, lærervejledning og instruktioner til montering af basismodeller.
For hver af modellerne har vi skrevet ned, hvilke begreber fra forskellige videnskaber de forklarer. For eksempel ved hjælp af "Player" er det praktisk at forklare børns karakter af lyd og hvad friktionskraft er, og at bruge "Dancing Robot" - bevægelsernes mekanik. Problemer kan variere, skabes af læreren "i farten" og har mange løsninger, som hjælper børn med at forbedre deres færdigheder i at finde årsag-og-virkning sammenhænge.
Ud over robotklasser og forklaringer af fysiske love kan sættet bruges til programmering, fordi det at skrive kode, der "animerer" fysiske objekter, er meget mere interessant end at skabe noget virtuelt.
LEGO Education WeDo 2.0 eller Scratch-software
WeDo 2.0 bruger LabVIEW-teknologier fra National Instruments; grænsefladen består kun af flerfarvede ikoner med billeder, som er arrangeret i en lineær sekvens ved hjælp af træk-og-slip.
Ved hjælp af denne software lærer børn at bygge sekventielle handlingskæder - men dette er stadig langt fra ægte programmering, og overgangen til "standard" sprog i fremtiden kan forårsage store vanskeligheder. WeDo 2.0 er praktisk til at begynde at lære programmering, men til mere komplekse opgaver er dens muligheder ikke længere tilstrækkelige.
Det er her, Scratch kommer til undsætning – et visuelt programmeringssprog, der henvender sig til elever i alderen 7-10 år. Programmer skrevet i Scratch består af flerfarvede grafikblokke, med hvilke du kan manipulere grafiske objekter (sprites).
Ved at indstille forskellige værdier og forbinde blokke med hinanden, kan du lave spil, animationer og tegnefilm. Scratch giver dig mulighed for at lære begreberne struktureret, objekt- og begivenhedsorienteret programmering, introducere loops, variabler og booleske udtryk.
Scratch er lidt sværere at lære, men meget tættere på tekstbaserede programmeringssprog end WeDos egen software, da det følger det klassiske hierarki af tekstsprog (programmet læses fra top til bund), og kræver desuden indrykning ved brug af forskellige udsagn (mens, hvis ... andet og osv.). Det er også vigtigt, at kommandoteksten vises på programblokken, og hvis vi fjerner "farverheden", får vi kode, der næsten ikke adskiller sig fra klassiske sprog. Derfor vil det være meget nemmere for et barn at skifte fra Scratch til "voksen" sprog.
I lang tid tillod kommandoer skrevet i Scratch kun arbejde med virtuelle objekter, men i januar 2019 blev version 3.0 frigivet, som understøtter fysiske objekter (inklusive LEGO Education WeDo 2.0-moduler) ved hjælp af Scratch Link-applikationen. Nu kan du interagere med de samme spil og tegnefilm ved hjælp af motorer og sensorer.
I modsætning til WeDo 2.0's egen software har Scratch flere muligheder: basissoftwaren kan kun integrere én brugerdefineret lyd, den tillader dig ikke at oprette dine egne procedurer og funktioner (det vil sige kombinere kommandoer i én blok), mens Scratch ikke har nogen sådanne restriktioner. Dette giver mere frihed og mulighed for både elever og lærer.
Lær med LEGO Education WeDo 2.0
En standardlektion inkluderer diskussion af problemet, design, programmering og refleksion.
Du kan definere opgaven ved hjælp af en animeret præsentation, som er inkluderet i sættet af materialer. Børn skal så lave hypoteser om, hvordan mekanismen virker.
I anden fase er børn direkte involveret i at samle en LEGO robot. Eleverne arbejder som udgangspunkt i par, men individuelt eller gruppearbejde er muligt. Der er detaljerede instruktioner for hvert af de 16 trin-for-trin projekter. Og yderligere 8 åbne projekter giver fuld kreativ frihed, når de skal vælge en løsning på et givent problem.
På programmeringsstadiet er det nødvendigt at tage højde for, at det er bedre at starte med din egen WeDo 2.0-software. Når først børn mestrer det og lærer at arbejde med blokke og modeller, er det et logisk skridt at gå videre til Scratch.
På sidste trin er der en analyse af, hvad der er blevet gjort, opbygning af tabeller og grafer, og der udføres forsøg. På dette trin kan du tildele en opgave for at forfine modellen eller forbedre den mekaniske del eller softwaredelen.
Nyttige materialer
- af LEGO WeDo 2.0 til lærere
- af LEGO WeDo 2.0
- officiel Skrab
- udvidelse til arbejde med fysiske objekter (inklusive WeDo 2.0) i Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lektioner med LEGO Education WeDo 2.0 sæt
- til samling af WeDo 2.0-modeller
Kilde: www.habr.com