Robotteknologi er en af de mest interessante og banebrydende skoleaktiviteter. Hun underviser i, hvordan man laver algoritmer, spiller læringsprocessen, introducerer børn til programmering. På nogle skoler er de fra 1. klasse i gang med datalogi, de lærer at samle robotter og tegne flowcharts. For at børn nemt kan forstå robotteknologi og programmering og kan studere matematik og fysik i dybden i gymnasiet, har vi udgivet et nyt LEGO Education SPIKE Prime læringssæt. Vi vil fortælle dig detaljerne om det i dette indlæg.
LEGO Education SPIKE Prime er designet til at undervise børn i klasse 5-7 i skoler og robotkredse. Sættet giver dig mulighed for at bygge algoritmer ved hjælp af flowcharts og beundre, hvordan billeder på skærmen bliver til bevægelser og handlinger. For moderne skolebørn er synlighed og WOW-effekt vigtigt, og SPIKE Prime er et lokkemiddel, der kan betage børn med programmering og eksakte videnskaber.
Indstil oversigt
Sættet kommer i en minimalistisk gul og hvid plastikæske. Under låget er en papkasse med instruktioner til at komme i gang og et diagram over placeringen af dele i bakkerne. Sættet er designet, så det er nemt at begynde at arbejde med det, og læreren har brug for et minimum af yderligere uddannelse.
Selve delene er pakket i poser med numre, der svarer til cellenumrene i bakkerne.
Kernesættet indeholder over 500 LEGO-elementer, inklusive nye.
- Flere nye rammer, der reducerer prototyping-tiden og giver dig mulighed for at skabe store modeller.
- Ny 2x4 terning med Technic akselhul. Det giver dig mulighed for at kombinere elementer fra Technic og LEGO System i ét projekt.
- Opdateret bundplade fra Technic-serien.
- Nye smalle hjul, der giver præcis kontrol og øger modellernes manøvredygtighed.
- Nyt drejehjul i form af en støtterulle.
- Nye wireclips, der fås i flere farver, giver dig mulighed for pænt at fastgøre kabler.
Ud over selve delene er der tre motorer indeni - en stor og to mellemstore samt tre sensorer: afstande, farver og kræfter.
Motorerne er forbundet direkte til navet og har rotationssensorer med en nøjagtighed på 1 grad. Denne funktion er tilvejebragt for at synkronisere driften af motorerne, så de kan bevæge sig samtidigt med en konstant hastighed. Derudover kan sensoren også bruges til at måle modellens hastighed og distance.
Farvesensoren skelner op til 8 farver og kan bruges som lyssensor. Den har også en indbygget infrarød sensor, der kan aflæse for eksempel lysets refleksion.
Berøringssensoren genkender følgende situationer: knap trykket, sluppet, stærkt tryk. I dette tilfælde bestemmer sensoren trykkraften i newton eller i procent.
IR-sensoren bruges til at bestemme afstanden fra robotten til et bestemt punkt eller til at undgå kollisioner. Kan måle afstand i procent, centimeter og tommer.
Du kan udvide basissættets muligheder ved at bruge ressourcesættet, som består af 603 dele. Det inkluderer: et ekstra stort sæt og en lyssensor, to store hjul, store vinkelgear, der giver dig mulighed for at bygge store pladespillere.
Hub
Navet har et indbygget gyroskop, der kan bestemme dets position i rummet: orientering, tilt, rulning, kantdetektering fra oven, navfaldstilstand osv. Den indbyggede hukommelse giver dig mulighed for at downloade og gemme op til 20 programmer. Programnummeret vises på en 5x5 pixel skærm, som også viser brugerbilleder og status for hubben.
Også på navet er:
- MicroUSB-stik til batteriopladning eller pc-tilslutning.
- Bluetooth-synkroniseringsknap, der giver dig mulighed for trådløst at oprette forbindelse til en pc til hub-programmering.
- 6 porte (AF) til at udføre kommandoer eller modtage information fra sensorer.
- Tre hub kontrolknapper.
- Indbygget højttaler.
Software
LEGO Education SPIKE-softwaren er tilgængelig til Windows, Mac OS, Android, iOS og Chromebook og kan downloades . Softwaremiljøet er baseret på børns programmeringssprog Scratch. Den består af et sæt kommandoer, som hver er en grafisk boks af en bestemt form og farve med parametre, der kan ændres manuelt, såsom hastighed og bevægelsesafstand, rotationsvinkel osv.
Samtidig er de sæt af kommandoer, der er knyttet til forskellige komponenter i løsningen (motorer, sensorer, variabler, operatører osv.) fremhævet i forskellige farver, hvilket giver dig mulighed for hurtigt at forstå intuitivt, hvordan du programmerer det, du har brug for.
Selv i selve applikationen er der samlet en masse lektionsplaner samt omkring 30 forskellige instruktioner til montering af modeller.
Første trin
Efter lancering af applikationen og valg af sprog tilbydes der straks tre starttrin:
1) Programmer hub'en, så der vises en smiley på skærmen;
2) Bliv bekendt med driften af motorer og sensorer;
3) Saml Bloch-modellen og programmer den til bevægelse.
Bekendtskab med SPIKE Prime begynder med en beskrivelse af tilslutningsmulighederne (via microUSB eller Bluetooth) og arbejdet med pixelskærmen.
Først skal du indstille en sekvens af kommandoer, der skal udføres efter programmets start, og også vælge specifikke pixels, der vil lyse op på hub-skærmen.
Det andet trin involverer samling og programmering af motorernes reaktion på forskellige signaler fra sensorer. For eksempel kan du programmere motoren til at begynde at rotere, når du bringer din hånd eller en genstand i nærheden af afstandssensoren.
For at gøre dette opretter vi en sekvens af kommandoer: Hvis objektet er tættere end n centimeter på sensoren, begynder motoren at arbejde.
Det tredje og mest interessante trin er at samle en lopperobot og programmere den til at hoppe på kommando. For at gøre dette skal du først samle selve robotten fra dele og to motorer.
Så begynder vi at programmere. For at gøre dette indstiller vi følgende algoritme: når programmet er tændt, skal "loppen" hoppe frem to gange, så to motorer skal lave to fulde omdrejninger på samme tid. Indstil rotationshastigheden til 50 %, så robotten ikke hopper for meget.
Ved udgangen fik vi en lille robot, der hopper frem, når programmet starter. Skønhed!
Lopperobotten skyndte sig hurtigt frem, fandt det første offer, men noget gik galt.
Derefter er træningen slut, du kan gå videre til mere komplekse projekter: I applikationen er der mere end 60 blokdiagrammer for forskellige dele af sættet (motorer, nav, sensorer osv.) Samtidig er hver blokdiagrammet kan ændres lidt ved hjælp af parametrene. Også inde i softwaren er der mulighed for at lave variable og dine egne blokdiagrammer.
For lærere
Fastgøres til sættet for lærere. De omfatter læseplaner, opgaver med færdige løsninger og opgaver, hvor der ikke er noget svar, og du skal være kreativ i løsningen. Dette giver dig mulighed for hurtigt at komme i gang med sættet og opbygge træningsprogrammer.
Der er i alt 4 kurser på siden. The Inventor Squad er et kursus for teknologitimer, der styrker elevernes forståelse af processen med at udføre projektaktiviteter. To kurser er relateret til datalogi. "Launching a Business" giver grundlæggende programmering og algoritmiske færdigheder, og "Useful Devices" introducerer principperne for Internet of Things. Det fjerde kursus - "Klar til konkurrencer" - er designet til at forberede sig til konkurrencer og kræver både et grundlæggende og et ressourcesæt.
Hvert kursus indeholder fra 5 til 8 lektioner, som indeholder en færdiglavet metodisk løsning, der kan implementeres i uddannelsesprocessen for at konsolidere STEAM-kompetencer.
Sammenlign med andre sæt
LEGO Education SPIKE Prime er en del af LEGO Education-robotlinjen, som omfatter sæt til børn i forskellige aldre:
- Express "Ung programmør" til førskoleundervisning.
- WeDo 2.0 til folkeskolen.
- LEGO Education SPIKE Prime til gymnasiet.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 for gymnasieelever og førsteårselever.
SPIKE Primes funktioner overlapper med LEGO WeDo 2.0, som har Scratch-understøttelse fra og med i år. Men i modsætning til WeD0 2.0, som giver dig mulighed for at simulere fysiske eksperimenter, er SPIKE Prime mere velegnet til at skabe robotter. Det er designet til at begynde at lære robotik i klasse 5-7.
Ved hjælp af denne løsning vil skolebørn på en legende måde være i stand til at mestre principperne for algoritmisering, udvikle problemløsningsevner og stifte bekendtskab med det grundlæggende i robotteknologi. Efter SPIKE Prime kan du gå videre til LEGO MINDSTORMS Education EV3, som har evnen til at arbejde med MycroPython og er velegnet til at lære mere komplekse begreber inden for robotteknologi og programmering.
PS Når du skrev denne artikel, kom ikke en eneste robot og ikke en eneste husky til skade.
Kilde: www.habr.com