Hallo, Habr! Mehrere Jahre lang wurden das LEGO Education WeDo 2.0-Lernset und die Kindersprache Scratch parallel entwickelt, doch Anfang des Jahres begann Scratch, physische Objekte, einschließlich LEGO Education-Module, zu unterstützen. Wir werden in diesem Artikel darüber sprechen, wie dieses Paket zum Unterrichten von Robotik verwendet werden kann und welche Vorteile es Schülern und Lehrern bietet.
Das Hauptziel des Studiums der Robotik und Programmierung ist nicht nur das Erlernen von Design und Codierung, sondern vielmehr die Ausbildung universeller Fähigkeiten. Erstens Design Thinking, das in den 1990er und 2000er Jahren in den Schulen kaum Beachtung fand, heute aber in allen Schuldisziplinen aktiv weiterentwickelt wird. Problemstellung, Hypothesen, Schritt-für-Schritt-Planung, Experimente durchführen, analysieren – darauf baut fast jeder moderne Beruf auf, aber es ist schwierig, sie im Rahmen der Regelschulfächer zu entwickeln, in denen es einen sehr hohen Anteil gibt des „Paukens“.
Robotik erleichtert das Erlernen anderer Schulfächer, indem sie physikalische Gesetze in Aktion anschaulich demonstriert. So, Grundschullehrerin Yulia Poniatovskaya Wir sahen, wie ihre Schüler das erste Modell – eine Kaulquappe ohne Gliedmaßen – zusammenbauten, ein Programm schrieben, um es zu bewegen, und es starteten. Als sich die Kaulquappe nicht rühren ließ, suchten die Kinder nach technischen Problemen, kamen aber schließlich zu dem Schluss, dass das Problem nicht im Code oder der Assembly lag, sondern darin, dass die Art und Weise, wie sich die Kaulquappe bewegte, nicht für Sushi geeignet war.
Um diese Klarheit zu erreichen und es Kindern einfacher zu machen, ist die Software in den Lernpaketen eine vereinfachte Version von Designprogrammen. Für die Vermittlung der Grundlagen des Programmierens sind sie jedoch nicht geeignet. Dieser Mangel kann durch die Arbeit mit LEGO Education-Sets mit Software von Drittanbietern behoben werden: WeDo 2.0 kann mit der Lernsprache Scratch programmiert werden.
Eigene Funktionen von LEGO Education WeDo 2.0
Das LEGO Education WeDo 2.0 Basisset ist für Kinder im Alter von 7–10 Jahren konzipiert. Enthält: Smart Hub WeDo 2.0, Elektromotor, Bewegungs- und Neigungssensoren, LEGO Education-Teile, Tabletts und Etiketten zum Sortieren von Teilen, WeDo 2.0-Software, Lehrerhandbuch und Anweisungen zum Zusammenbau von Grundmodellen.
Für jedes der Modelle haben wir aufgeschrieben, welche Konzepte aus verschiedenen Wissenschaften sie erklären. Mit dem „Player“ ist es beispielsweise praktisch, Kindern die Natur des Klangs und der Reibungskraft zu erklären, und mit dem „Dancing Robot“ die Bewegungsmechanik. Probleme können unterschiedlich sein, vom Lehrer spontan erstellt werden und viele Lösungen haben, was den Kindern hilft, ihre Fähigkeiten bei der Suche nach Ursache-Wirkungs-Beziehungen zu verbessern.
Neben Robotikkursen und Erklärungen physikalischer Gesetze kann das Set auch zum Programmieren verwendet werden, denn das Schreiben von Code, der physische Objekte „animiert“, ist viel interessanter, als etwas Virtuelles zu erstellen.
LEGO Education WeDo 2.0 oder Scratch-Software
WeDo 2.0 nutzt LabVIEW-Technologien von National Instruments; die Oberfläche besteht lediglich aus mehrfarbigen Icons mit Bildern, die per Drag-and-Drop in linearer Reihenfolge angeordnet werden.
Mit dieser Software lernen Kinder, sequentielle Handlungsketten aufzubauen – von echtem Programmieren ist das aber noch weit entfernt und der Übergang zu „Standard“-Sprachen kann in Zukunft große Schwierigkeiten bereiten. WeDo 2.0 ist praktisch für den Einstieg ins Programmieren, für komplexere Aufgaben reichen seine Fähigkeiten jedoch nicht mehr aus.
Hier kommt Scratch zur Rettung – eine visuelle Programmiersprache, die sich an Schüler im Alter von 7 bis 10 Jahren richtet. In Scratch geschriebene Programme bestehen aus mehrfarbigen Grafikblöcken, mit denen Sie grafische Objekte (Sprites) manipulieren können.
Durch das Festlegen verschiedener Werte und das Verknüpfen von Blöcken können Sie Spiele, Animationen und Cartoons erstellen. Mit Scratch können Sie die Konzepte der strukturierten, objekt- und ereignisorientierten Programmierung erlernen und Schleifen, Variablen und boolesche Ausdrücke einführen.
Scratch чуть сложнее в освоении, но гораздо ближе к текстовым языкам программирования, чем собственное ПО WeDo, поскольку в нем прослеживается классическая иерархия текстовых языков (программа читается сверху вниз), а также требуется соблюдение отступов при использовании различных операторов (while, if…else и usw). Wichtig ist auch, dass der Befehlstext im Programmblock angezeigt wird und wir, wenn wir die „Buntheit“ entfernen, Code erhalten, der sich fast nicht von klassischen Sprachen unterscheidet. Daher wird es für ein Kind viel einfacher sein, von Scratch auf „Erwachsenen“-Sprachen umzusteigen.
Lange Zeit erlaubten in Scratch geschriebene Befehle nur das Arbeiten mit virtuellen Objekten, doch im Januar 2019 wurde Version 3.0 veröffentlicht, die physische Objekte (einschließlich LEGO Education WeDo 2.0-Module) mithilfe der Scratch Link-Anwendung unterstützt. Jetzt können Sie mithilfe von Motoren und Sensoren mit denselben Spielen und Cartoons interagieren.
Im Gegensatz zur eigenen Software von WeDo 2.0 verfügt Scratch über mehr Funktionen: Die Basissoftware kann nur einen benutzerdefinierten Sound einbetten, Sie können keine eigenen Prozeduren und Funktionen erstellen (d. h. Befehle in einem Block kombinieren), während Scratch nicht über diese Funktionen verfügt solche Einschränkungen. Dies gibt sowohl den Schülern als auch den Lehrern mehr Freiheit und Möglichkeiten.
Lernen mit LEGO Education WeDo 2.0
Eine Standardlektion umfasst Problembesprechung, Design, Programmierung und Reflexion.
Sie können die Aufgabe anhand einer animierten Präsentation definieren, die im Materialsatz enthalten ist. Anschließend müssen die Kinder Hypothesen darüber aufstellen, wie der Mechanismus funktioniert.
Im zweiten Schritt sind die Kinder direkt am Zusammenbau eines LEGO-Roboters beteiligt. In der Regel arbeiten die Studierenden zu zweit, Einzel- oder Gruppenarbeiten sind jedoch möglich. Zu jedem der 16 Schritt-für-Schritt-Projekte gibt es detaillierte Anleitungen. Und 8 weitere offene Projekte geben völlige kreative Freiheit bei der Auswahl einer Lösung für ein bestimmtes Problem.
Bei der Programmierung muss berücksichtigt werden, dass es besser ist, mit der eigenen WeDo 2.0-Software zu beginnen. Sobald Kinder es beherrschen und lernen, mit Blöcken und Modellen zu arbeiten, ist es ein logischer Schritt, mit Scratch fortzufahren.
Im letzten Schritt erfolgt die Analyse des Erreichten, die Erstellung von Tabellen und Grafiken sowie die Durchführung von Experimenten. In dieser Phase können Sie eine Aufgabe zur Verfeinerung des Modells oder zur Verbesserung des mechanischen oder Softwareteils zuweisen.
Geeignete Materialien
- von LEGO WeDo 2.0 für Lehrer
- von LEGO WeDo 2.0
- Offiziell Schutz vor
- Expansion für die Arbeit mit physischen Objekten (einschließlich WeDo 2.0) in Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 Lektionen mit LEGO Education WeDo 2.0-Sets
- zum Zusammenbau von WeDo 2.0 Modellen
Source: habr.com