Η ρομποτική είναι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες και πρωτοποριακές σχολικές δραστηριότητες. Διδάσκει πώς να φτιάχνουν αλγόριθμους, παίζει τη διαδικασία μάθησης, εισάγει τα παιδιά στον προγραμματισμό. Σε ορισμένα σχολεία, από την 1η τάξη, ασχολούνται με την πληροφορική, μαθαίνουν να συναρμολογούν ρομπότ και να συντάσσουν διαγράμματα ροής. Για να μπορούν τα παιδιά να κατανοούν εύκολα τη ρομποτική και τον προγραμματισμό και να μπορούν να μελετούν μαθηματικά και φυσική σε βάθος στο γυμνάσιο, κυκλοφορήσαμε ένα νέο σετ εκμάθησης LEGO Education SPIKE Prime. Θα σας πούμε λεπτομέρειες σχετικά με αυτό σε αυτήν την ανάρτηση.
Το LEGO Education SPIKE Prime έχει σχεδιαστεί για να διδάσκει παιδιά στις τάξεις 5-7 σε σχολεία και συλλόγους ρομποτικής. Το σετ σάς επιτρέπει να δημιουργείτε αλγόριθμους χρησιμοποιώντας διαγράμματα ροής και να θαυμάζετε πώς οι εικόνες στην οθόνη μετατρέπονται σε κινήσεις και ενέργειες. Για τους σύγχρονους μαθητές, η ορατότητα και το WOW-effect είναι σημαντικά και το SPIKE Prime είναι ένα δέλεαρ που μπορεί να συναρπάσει τα παιδιά με τον προγραμματισμό και τις ακριβείς επιστήμες.
Σύνολο επισκόπησης
Το σετ διατίθεται σε μινιμαλιστικό κίτρινο και λευκό πλαστικό κουτί. Κάτω από το καπάκι υπάρχει ένα κουτί από χαρτόνι με οδηγίες για την έναρξη και ένα διάγραμμα της τοποθέτησης των εξαρτημάτων στους δίσκους. Το σετ έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να είναι εύκολο να ξεκινήσει η εργασία με αυτό και ο δάσκαλος χρειάζεται ελάχιστη πρόσθετη εκπαίδευση.
Τα ίδια τα εξαρτήματα συσκευάζονται σε σακούλες με αριθμούς που αντιστοιχούν στους αριθμούς κυττάρων στους δίσκους.
Το Core Set περιλαμβάνει πάνω από 500 στοιχεία LEGO, συμπεριλαμβανομένων νέων.
- Αρκετά νέα πλαίσια που μειώνουν τον χρόνο δημιουργίας πρωτοτύπων και σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε μεγάλα μοντέλα.
- Νέος κύβος 2x4 με τρύπα άξονα Technic. Σας επιτρέπει να συνδυάσετε στοιχεία Technic και LEGO System σε ένα έργο.
- Ενημερωμένη πλάκα βάσης από τη σειρά Technic.
- Νέοι στενοί τροχοί που παρέχουν ακριβή έλεγχο και αυξάνουν την ευελιξία των μοντέλων.
- Νέος περιστρεφόμενος τροχός σε μορφή κυλίνδρου στήριξης.
- Τα νέα συρμάτινα κλιπ, διαθέσιμα σε πολλά χρώματα, σας επιτρέπουν να ασφαλίζετε καλά τα καλώδια.
Εκτός από τα ίδια τα εξαρτήματα, υπάρχουν τρεις κινητήρες στο εσωτερικό - ένας μεγάλος και δύο μεσαίοι, καθώς και τρεις αισθητήρες: αποστάσεις, χρώματα και δυνάμεις.
Οι κινητήρες συνδέονται απευθείας στο hub και διαθέτουν αισθητήρες περιστροφής με ακρίβεια 1 μοίρας. Αυτή η δυνατότητα παρέχεται για τον συγχρονισμό της λειτουργίας των κινητήρων ώστε να μπορούν να κινούνται ταυτόχρονα με σταθερή ταχύτητα. Επιπλέον, ο αισθητήρας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ταχύτητας και της απόστασης του μοντέλου.
Ο αισθητήρας χρώματος διακρίνει έως και 8 χρώματα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αισθητήρας φωτός. Διαθέτει επίσης ενσωματωμένο αισθητήρα υπερύθρων που μπορεί να διαβάσει, για παράδειγμα, την αντανάκλαση του φωτός.
Ο αισθητήρας αφής αναγνωρίζει τις ακόλουθες καταστάσεις: πατημένο κουμπί, απελευθέρωση, ισχυρή πίεση. Σε αυτή την περίπτωση, ο αισθητήρας καθορίζει τη δύναμη πίεσης σε Newton ή σε ποσοστό.
Ο αισθητήρας υπερύθρων χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της απόστασης από το ρομπότ σε ένα συγκεκριμένο σημείο ή για την αποφυγή συγκρούσεων. Δυνατότητα μέτρησης της απόστασης σε ποσοστά, εκατοστά και ίντσες.
Μπορείτε να επεκτείνετε τις δυνατότητες του βασικού συνόλου χρησιμοποιώντας το σετ πόρων, το οποίο αποτελείται από 603 μέρη. Περιλαμβάνει: ένα επιπλέον μεγάλο σετ και έναν αισθητήρα φωτός, δύο μεγάλους τροχούς, μεγάλα κωνικά γρανάζια που σας επιτρέπουν να κατασκευάζετε μεγάλα πικάπ.
Κεντρικό σημείο
Ο διανομέας διαθέτει ενσωματωμένο γυροσκόπιο που μπορεί να προσδιορίσει τη θέση του στο χώρο: προσανατολισμός, κλίση, κύλιση, ανίχνευση άκρων από πάνω, κατάσταση πτώσης κόμβου κ.λπ. Η ενσωματωμένη μνήμη σάς επιτρέπει να κάνετε λήψη και αποθήκευση έως και 20 προγραμμάτων. Ο αριθμός προγράμματος εμφανίζεται σε μια οθόνη 5x5 pixel, η οποία εμφανίζει επίσης εικόνες χρήστη και την κατάσταση του διανομέα.
Επίσης στον κόμβο είναι:
- Υποδοχή MicroUSB για φόρτιση μπαταρίας ή σύνδεση υπολογιστή.
- Κουμπί συγχρονισμού Bluetooth που σας επιτρέπει να συνδεθείτε ασύρματα σε υπολογιστή για προγραμματισμό διανομέα.
- 6 θύρες (AF) για εκτέλεση εντολών ή λήψη πληροφοριών από αισθητήρες.
- Τρία κουμπιά ελέγχου διανομέα.
- Ενσωματωμένο ηχείο.
Λογισμικό
Το λογισμικό LEGO Education SPIKE είναι διαθέσιμο για Windows, Mac OS, Android, iOS και Chromebook και μπορείτε να το κατεβάσετε . Το περιβάλλον λογισμικού βασίζεται στην παιδική γλώσσα προγραμματισμού Scratch. Αποτελείται από ένα σύνολο εντολών, καθεμία από τις οποίες είναι ένα γραφικό πλαίσιο συγκεκριμένου σχήματος και χρώματος με παραμέτρους που μπορούν να αλλάξουν χειροκίνητα, όπως ταχύτητα και απόσταση κίνησης, γωνία περιστροφής κ.λπ.
Ταυτόχρονα, τα σύνολα εντολών που σχετίζονται με διάφορα στοιχεία της λύσης (κινητήρες, αισθητήρες, μεταβλητές, χειριστές κ.λπ.) επισημαίνονται με διαφορετικά χρώματα, γεγονός που σας επιτρέπει να κατανοήσετε γρήγορα διαισθητικά πώς να προγραμματίσετε αυτό που χρειάζεστε.
Ακόμη και στην ίδια την εφαρμογή συγκεντρώνονται πολλά σχέδια μαθημάτων, καθώς και περίπου 30 διαφορετικές οδηγίες συναρμολόγησης μοντέλων.
Πρώτα βήματα
Μετά την εκκίνηση της εφαρμογής και την επιλογή μιας γλώσσας, προσφέρονται αμέσως τρία βήματα εκκίνησης:
1) Προγραμματίστε το hub έτσι ώστε να εμφανίζεται ένα smiley στην οθόνη.
2) Εξοικειωθείτε με τη λειτουργία των κινητήρων και των αισθητήρων.
3) Συναρμολογήστε το μοντέλο Bloch και προγραμματίστε το για κίνηση.
Η γνωριμία με το SPIKE Prime ξεκινά με μια περιγραφή των επιλογών συνδεσιμότητας (μέσω microUSB ή Bluetooth) και της εργασίας με την οθόνη pixel.
Πρώτα πρέπει να ορίσετε μια ακολουθία εντολών που θα πρέπει να εκτελεστούν μετά την έναρξη του προγράμματος και επίσης να επιλέξετε συγκεκριμένα pixel που θα ανάβουν στην οθόνη του διανομέα.
Το δεύτερο βήμα περιλαμβάνει τη συναρμολόγηση και τον προγραμματισμό της απόκρισης των κινητήρων σε διάφορα σήματα από αισθητήρες. Για παράδειγμα, μπορείτε να προγραμματίσετε τον κινητήρα να ξεκινά να περιστρέφεται όταν φέρνετε το χέρι σας ή οποιοδήποτε αντικείμενο κοντά στον αισθητήρα απόστασης.
Για να γίνει αυτό, δημιουργούμε μια ακολουθία εντολών: εάν το αντικείμενο βρίσκεται πιο κοντά από n εκατοστά στον αισθητήρα, τότε ο κινητήρας αρχίζει να λειτουργεί.
Το τρίτο και πιο ενδιαφέρον βήμα είναι να συναρμολογήσετε ένα ρομπότ ψύλλων και να το προγραμματίσετε να πηδήξει κατόπιν εντολής. Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να συναρμολογήσετε το ίδιο το ρομπότ από εξαρτήματα και δύο κινητήρες.
Μετά ξεκινάμε τον προγραμματισμό. Για να γίνει αυτό, ορίσαμε τον ακόλουθο αλγόριθμο: όταν το πρόγραμμα είναι ενεργοποιημένο, ο "ψύλλος" πρέπει να πηδήξει προς τα εμπρός δύο φορές, επομένως δύο κινητήρες πρέπει να κάνουν δύο πλήρεις περιστροφές ταυτόχρονα. Ρυθμίστε την ταχύτητα περιστροφής στο 50% έτσι ώστε το ρομπότ να μην πηδά πολύ.
Στην έξοδο, πήραμε ένα μικρό ρομπότ που πηδά προς τα εμπρός όταν ξεκινά το πρόγραμμα. Ομορφιά!
Το ρομπότ ψύλλων όρμησε γρήγορα μπροστά, βρήκε το πρώτο θύμα, αλλά κάτι πήγε στραβά.
Μετά από αυτό, η εκπαίδευση έχει τελειώσει, μπορείτε να προχωρήσετε σε πιο σύνθετα έργα: στην εφαρμογή υπάρχουν περισσότερα από 60 μπλοκ διαγράμματα για διάφορα μέρη του σετ (κινητήρες, διανομέας, αισθητήρες κ.λπ.). Ταυτόχρονα, το καθένα Το μπλοκ διάγραμμα μπορεί να αλλάξει ελαφρώς χρησιμοποιώντας τις παραμέτρους . Επίσης μέσα στο λογισμικό υπάρχει η δυνατότητα δημιουργίας μεταβλητών και των δικών σας μπλοκ διαγραμμάτων.
Για εκπαιδευτικούς
Προσαρτημένο στο σετ για εκπαιδευτικούς. Περιλαμβάνουν προγράμματα σπουδών, εργασίες με έτοιμες λύσεις και εργασίες όπου δεν υπάρχει απάντηση και πρέπει να είστε δημιουργικοί στην επίλυση. Αυτό σας επιτρέπει να ξεκινήσετε γρήγορα με το σετ και να δημιουργήσετε προγράμματα εκπαίδευσης.
Υπάρχουν 4 μαθήματα συνολικά στον ιστότοπο. Το Inventor Squad είναι ένα μάθημα για μαθήματα τεχνολογίας που ενισχύει την κατανόηση των μαθητών σχετικά με τη διαδικασία διεξαγωγής των δραστηριοτήτων του έργου. Δύο μαθήματα σχετίζονται με την επιστήμη των υπολογιστών. Το «Launching a Business» παρέχει βασικές προγραμματιστικές και αλγοριθμικές δεξιότητες και το «Useful Devices» εισάγει τις αρχές του Internet of Things. Το τέταρτο μάθημα - "Έτοιμος για διαγωνισμούς" - έχει σχεδιαστεί για την προετοιμασία για διαγωνισμούς και απαιτεί τόσο ένα βασικό όσο και ένα σύνολο πόρων.
Κάθε μάθημα περιέχει από 5 έως 8 μαθήματα, τα οποία περιλαμβάνουν μια έτοιμη μεθοδολογική λύση που μπορεί να εφαρμοστεί στην εκπαιδευτική διαδικασία για την εδραίωση των ικανοτήτων του STEAM.
Συγκρίνετε με άλλα σετ
Το LEGO Education SPIKE Prime είναι μέρος της σειράς ρομποτικής LEGO Education, η οποία περιλαμβάνει σετ για παιδιά διαφορετικών ηλικιών:
- Express «Νέος προγραμματιστής» για την προσχολική εκπαίδευση.
- WeDo 2.0 για το δημοτικό σχολείο.
- LEGO Education SPIKE Prime για Γυμνάσιο.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 για μαθητές γυμνασίου και πρωτοετούς.
Τα χαρακτηριστικά του SPIKE Prime επικαλύπτονται με το LEGO WeDo 2.0, το οποίο έχει υποστήριξη Scratch από φέτος. Αλλά σε αντίθεση με το WeD0 2.0, το οποίο σας επιτρέπει να προσομοιώνετε φυσικά πειράματα, το SPIKE Prime είναι πιο κατάλληλο για τη δημιουργία ρομπότ. Έχει σχεδιαστεί για να αρχίσει να μαθαίνει ρομποτική στις τάξεις 5-7.
Με τη βοήθεια αυτής της λύσης, οι μαθητές με παιχνιδιάρικο τρόπο θα είναι σε θέση να κυριαρχήσουν στις αρχές του αλγορίθμου, να αναπτύξουν δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων και να εξοικειωθούν με τα βασικά της ρομποτικής. Μετά το SPIKE Prime, μπορείτε να προχωρήσετε στο LEGO MINDSTORMS Education EV3, το οποίο έχει τη δυνατότητα να συνεργάζεται με το MycroPython και είναι κατάλληλο για εκμάθηση πιο περίπλοκων εννοιών ρομποτικής και προγραμματισμού.
ΥΓ Γράφοντας αυτό το άρθρο δεν έπαθε ζημιά ούτε ένα ρομπότ και ούτε ένα χάσκι.
Πηγή: www.habr.com