La robótica es una de las actividades escolares más interesantes y revolucionarias. Ella enseña cómo hacer algoritmos, gamifica el proceso de aprendizaje, introduce a los niños a la programación. En algunas escuelas, desde el primer grado, se dedican a la informática, aprenden a ensamblar robots y dibujar diagramas de flujo. Para que los niños puedan entender fácilmente la robótica y la programación, y puedan estudiar matemáticas y física en profundidad en la escuela secundaria, hemos lanzado un nuevo set de aprendizaje LEGO Education SPIKE Prime. Te contamos los detalles al respecto en este post.
LEGO Education SPIKE Prime está diseñado para enseñar a niños en los grados 5-7 en escuelas y clubes de robótica. El conjunto le permite construir algoritmos utilizando diagramas de flujo y admirar cómo las imágenes en la pantalla se convierten en movimientos y acciones. Para los escolares modernos, la visibilidad y el efecto WOW son importantes, y SPIKE Prime es un señuelo que puede cautivar a los niños con la programación y las ciencias exactas.
Descripción general del conjunto
El juego viene en una caja de plástico minimalista amarilla y blanca. Debajo de la tapa hay una caja de cartón con instrucciones para comenzar y un diagrama de la ubicación de las piezas en las bandejas. El set está diseñado para que sea fácil empezar a trabajar con él y el profesor necesite un mínimo de formación adicional.
Las piezas en sí están empaquetadas en bolsas con números que corresponden a los números de celda en las bandejas.
El Core Set incluye más de 500 elementos LEGO, incluidos los nuevos.
- Varios marcos nuevos que reducen el tiempo de creación de prototipos y le permiten crear modelos grandes.
- Nuevo cubo 2x4 con agujero de eje Technic. Le permite combinar elementos de Technic y LEGO System en un proyecto.
- Placa base actualizada de la gama Technic.
- Nuevas ruedas estrechas que proporcionan un control preciso y aumentan la maniobrabilidad de los modelos.
- Nueva rueda giratoria en forma de rodillo de apoyo.
- Los nuevos clips para cables, disponibles en varios colores, le permiten asegurar los cables de forma ordenada.
Además de las piezas en sí, en su interior hay tres motores, uno grande y dos medianos, así como tres sensores: distancias, colores y fuerzas.
Los motores están conectados directamente al cubo y tienen sensores de rotación con una precisión de 1 grado. Esta función se proporciona para sincronizar el funcionamiento de los motores para que puedan moverse simultáneamente a una velocidad constante. Además, el sensor también se puede utilizar para medir la velocidad y la distancia del modelo.
El sensor de color distingue hasta 8 colores y se puede utilizar como sensor de luz. También tiene un sensor de infrarrojos incorporado que puede leer, por ejemplo, el reflejo de la luz.
El sensor táctil reconoce las siguientes situaciones: botón presionado, liberado, fuerte presión. En este caso, el sensor determina la fuerza de presión en newtons o en porcentaje.
El sensor IR se utiliza para determinar la distancia del robot a un punto determinado o para evitar colisiones. Capaz de medir la distancia en porcentaje, centímetros y pulgadas.
Puede ampliar las capacidades del conjunto básico utilizando el conjunto de recursos, que consta de 603 partes. Incluye: un conjunto grande adicional y un sensor de luz, dos ruedas grandes, engranajes cónicos grandes que le permiten construir platos giratorios grandes.
Centro
El concentrador tiene un giroscopio incorporado que puede determinar su posición en el espacio: orientación, inclinación, balanceo, detección de bordes desde arriba, estado de caída del concentrador, etc. La memoria incorporada le permite descargar y almacenar hasta 20 programas. El número de programa se muestra en una pantalla de 5x5 píxeles, que también muestra imágenes de usuario y el estado del concentrador.
También en el centro están:
- Conector microUSB para carga de batería o conexión a PC.
- Botón de sincronización de Bluetooth que le permite conectarse de forma inalámbrica a una PC para la programación del concentrador.
- 6 puertos (AF) para ejecutar comandos o recibir información de sensores.
- Tres botones de control del concentrador.
- Altavoz incorporado.
Software
El software LEGO Education SPIKE está disponible para Windows, Mac OS, Android, iOS y Chromebook y se puede descargar . El entorno de software se basa en el lenguaje de programación infantil Scratch. Consiste en un conjunto de comandos, cada uno de los cuales es un cuadro gráfico de una determinada forma y color con parámetros que se pueden cambiar manualmente, como la velocidad y la distancia de movimiento, el ángulo de rotación, etc.
Al mismo tiempo, los conjuntos de comandos asociados a varios componentes de la solución (motores, sensores, variables, operadores, etc.) están resaltados en diferentes colores, lo que le permite comprender rápidamente de manera intuitiva cómo programar lo que necesita.
Incluso en la propia aplicación, se recopilan muchos planes de lecciones, así como unas 30 instrucciones diferentes para ensamblar modelos.
Primeros pasos
Después de iniciar la aplicación y elegir un idioma, se ofrecen inmediatamente tres pasos iniciales:
1) Programe el concentrador para que se muestre un emoticón en la pantalla;
2) Familiarizarse con el funcionamiento de motores y sensores;
3) Montar el modelo Bloch y programarlo para el movimiento.
El conocimiento de SPIKE Prime comienza con una descripción de las opciones de conectividad (a través de microUSB o Bluetooth) y trabaja con la pantalla de píxeles.
Primero debe establecer una secuencia de comandos que deben ejecutarse después de que se inicie el programa, y también seleccionar píxeles específicos que se iluminarán en la pantalla del concentrador.
El segundo paso consiste en ensamblar y programar la respuesta de los motores a varias señales de los sensores. Por ejemplo, puede programar el motor para que empiece a girar cuando acerca la mano o cualquier objeto al sensor de distancia.
Para hacer esto, creamos una secuencia de comandos: si el objeto está más cerca de n centímetros del sensor, entonces el motor comienza a funcionar.
El tercer y más interesante paso es ensamblar un robot pulga y programarlo para que salte cuando se le ordene. Para hacer esto, primero debe ensamblar el robot a partir de partes y dos motores.
Entonces empezamos a programar. Para hacer esto, configuramos el siguiente algoritmo: cuando se enciende el programa, la "pulga" debe saltar dos veces hacia adelante, por lo que dos motores deben hacer dos rotaciones completas al mismo tiempo. Establezca la velocidad de rotación al 50% para que el robot no salte demasiado.
A la salida, tenemos un pequeño robot que salta hacia adelante cuando se inicia el programa. ¡Belleza!
El robot pulga se apresuró rápidamente hacia adelante, encontró a la primera víctima, pero algo salió mal.
Después de eso, el entrenamiento ha terminado, puede pasar a proyectos más complejos: en la aplicación, hay más de 60 diagramas de bloques para varias partes del conjunto (motores, hub, sensores, etc.) Al mismo tiempo, cada El diagrama de bloques se puede cambiar ligeramente usando los parámetros. También dentro del software existe la posibilidad de crear variables y sus propios diagramas de bloques.
Para profesores
Adjunto al conjunto para profesores Incluyen planes de estudio, tareas con soluciones preparadas y tareas en las que no hay respuesta y necesita ser creativo para resolverlas. Esto le permite comenzar rápidamente con el conjunto y crear programas de capacitación.
Hay 4 cursos en total en el sitio. Inventor Squad es un curso para lecciones de tecnología que refuerza la comprensión de los estudiantes sobre el proceso de realización de actividades de proyectos. Dos cursos están relacionados con la informática. "Lanzamiento de un negocio" proporciona programación básica y habilidades algorítmicas, y "Dispositivos útiles" presenta los principios de Internet de las cosas. El cuarto curso, "Listo para las competiciones", está diseñado para prepararse para las competiciones y requiere un conjunto básico y de recursos.
Cada curso contiene de 5 a 8 lecciones, lo que incluye una solución metodológica lista para usar que se puede implementar en el proceso educativo para consolidar las competencias STEAM.
Comparar con otros conjuntos
LEGO Education SPIKE Prime es parte de la línea de robótica LEGO Education, que incluye juegos para niños de diferentes edades:
- Expreso "Joven programador" para la educación preescolar.
- WeDo 2.0 para la escuela primaria.
- LEGO Education SPIKE Prime para la escuela secundaria.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 para estudiantes de secundaria y primer año.
Las características de SPIKE Prime se superponen con LEGO WeDo 2.0, que tiene compatibilidad con Scratch a partir de este año. Pero a diferencia de WeD0 2.0, que le permite simular experimentos físicos, SPIKE Prime es más adecuado para crear robots. Está diseñado para comenzar a aprender robótica en los grados 5-7.
Con la ayuda de esta solución, los escolares de una manera lúdica podrán dominar los principios de la algoritmización, desarrollar habilidades para resolver problemas y familiarizarse con los conceptos básicos de la robótica. Después de SPIKE Prime, puede pasar a LEGO MINDSTORMS Education EV3, que tiene la capacidad de trabajar con MycroPython y es adecuado para aprender conceptos más complejos de robótica y programación.
PD Al escribir este artículo, no se dañó ni un solo robot ni un solo husky.
Fuente: habr.com