سلام، هابر! برای چندین سال، مجموعه آموزشی LEGO Education WeDo 2.0 و زبان کودکان Scratch به طور موازی توسعه یافتند، اما اوایل امسال Scratch شروع به پشتیبانی از اشیاء فیزیکی، از جمله ماژول‌های LEGO Education کرد. در این مقاله در مورد نحوه استفاده از این باندل برای آموزش رباتیک و آنچه که به دانش آموزان و معلمان می دهد صحبت خواهیم کرد.
هدف اصلی از مطالعه رباتیک و برنامه نویسی نه تنها یادگیری طراحی و کدنویسی زیاد نیست، بلکه شکل گیری مهارت های جهانی است. اول از همه، تفکر طراحی، که تقریباً در مدارس دهه 1990 و 2000 مورد توجه قرار نگرفت، اما امروزه به طور فعال در تمام رشته های مدرسه توسعه می یابد. تنظیم یک مشکل، فرضیه ها، برنامه ریزی گام به گام، انجام آزمایش ها، تجزیه و تحلیل - تقریباً هر حرفه مدرن بر این اساس ساخته شده است، اما توسعه آنها در چارچوب موضوعات استاندارد مدرسه دشوار است، که در آن نسبت بسیار بالایی وجود دارد. از "مجموعه کردن".
رباتیک با نشان دادن واضح قوانین فیزیکی در عمل، یادگیری سایر دروس مدرسه را آسان تر می کند. بنابراین ، معلم مدرسه ابتدایی یولیا پونیاتوسکایا ما دیدیم که چگونه شاگردانش اولین مدل را مونتاژ کردند - یک بچه قورباغه بدون دست و پا، برنامه ای برای حرکت دادن آن نوشتند و راه اندازی کردند. وقتی بچه قورباغه تکان نمی خورد، بچه ها شروع به جستجوی مشکلات فنی کردند، اما در نهایت به این نتیجه رسیدند که مشکل در کد یا اسمبلی نیست، بلکه به این دلیل است که نحوه حرکت بچه قورباغه برای سوشی مناسب نیست.
برای دستیابی به این وضوح و سهولت برای کودکان، نرم افزار موجود در بسته های آموزشی نسخه ساده شده برنامه های طراحی است. اما برای آموزش مبانی برنامه نویسی مناسب نیستند. این نقص را می توان با کار با مجموعه های آموزشی LEGO با نرم افزار شخص ثالث اصلاح کرد: WeDo 2.0 را می توان با استفاده از زبان آموزشی Scratch برنامه ریزی کرد.
ویژگی های خاص LEGO Education WeDo 2.0
مجموعه پایه LEGO Education WeDo 2.0 برای کودکان 7 تا 10 ساله طراحی شده است. شامل: Smart Hub WeDo 2.0، موتور الکتریکی، حسگرهای حرکت و شیب، قطعات آموزشی LEGO، سینی‌ها و برچسب‌ها برای مرتب‌سازی قطعات، نرم‌افزار WeDo 2.0، راهنمای معلم و دستورالعمل‌های مونتاژ مدل‌های اولیه.
برای هر یک از مدل ها، مفاهیمی از علوم مختلف را توضیح داده ایم. به عنوان مثال، با استفاده از "بازیکن"، می توان به کودکان ماهیت صدا و نیروی اصطکاک را توضیح داد و با استفاده از "ربات رقصنده" - مکانیک حرکات. مشکلات می توانند متفاوت باشند، توسط معلم "در حال پرواز" ایجاد شوند و راه حل های زیادی داشته باشند، که به کودکان کمک می کند مهارت های خود را در یافتن روابط علت و معلولی بهبود بخشند.
علاوه بر کلاس‌های روباتیک و توضیح قوانین فیزیکی، این مجموعه را می‌توان برای برنامه‌نویسی نیز استفاده کرد، زیرا نوشتن کدی که اشیاء فیزیکی را «متحرک» می‌کند بسیار جالب‌تر از ایجاد چیزی مجازی است.
نرم افزار LEGO Education WeDo 2.0 یا Scratch
WeDo 2.0 از فناوری‌های LabVIEW از National Instruments استفاده می‌کند؛ رابط فقط از نمادهای چند رنگی با تصاویر تشکیل شده است که با استفاده از کشیدن و رها کردن در یک ترتیب خطی مرتب شده‌اند.
با استفاده از این نرم افزار، کودکان یاد می گیرند که زنجیره های متوالی اقدامات را بسازند - اما این هنوز با برنامه نویسی واقعی فاصله دارد و انتقال به زبان های "استاندارد" در آینده می تواند مشکلات بزرگی ایجاد کند. WeDo 2.0 برای شروع یادگیری برنامه نویسی مناسب است، اما برای کارهای پیچیده تر دیگر قابلیت های آن کافی نیست.
اینجاست که Scratch به کمک می آید - یک زبان برنامه نویسی بصری که هدف آن دانش آموزان 7-10 ساله است. برنامه های نوشته شده در اسکرچ از بلوک های گرافیکی چند رنگی تشکیل شده اند که با آنها می توانید اشیاء گرافیکی (Sprites) را دستکاری کنید.
با تنظیم مقادیر مختلف و پیوند دادن بلوک ها به یکدیگر، می توانید بازی، انیمیشن و کارتون بسازید. Scratch به شما امکان می دهد مفاهیم برنامه نویسی ساختاریافته، شی گرا و رویدادگرا، معرفی حلقه ها، متغیرها و عبارات بولی را بیاموزید.
یادگیری Scratch کمی دشوارتر است، اما به زبان های برنامه نویسی مبتنی بر متن بسیار نزدیک تر از نرم افزار خود WeDo است، زیرا از سلسله مراتب کلاسیک زبان های متنی پیروی می کند (برنامه از بالا به پایین خوانده می شود) و همچنین نیاز به تورفتگی هنگام استفاده از عبارات مختلف (در حالی که، if...else و غیره). همچنین مهم است که متن دستور در بلوک برنامه نمایش داده شود و اگر "رنگارنگی" را حذف کنیم، کدی دریافت می کنیم که تقریباً هیچ تفاوتی با زبان های کلاسیک ندارد. بنابراین، تغییر زبان از ابتدا به زبان "بزرگسال" برای کودک بسیار آسان تر خواهد بود.
برای مدت طولانی، دستورات نوشته شده در Scratch فقط اجازه کار با اشیاء مجازی را می دادند، اما در ژانویه 2019، نسخه 3.0 منتشر شد که از اشیاء فیزیکی (از جمله ماژول های LEGO Education WeDo 2.0) با استفاده از برنامه Scratch Link پشتیبانی می کند. اکنون می توانید با استفاده از موتورها و حسگرها با همان بازی ها و کارتون ها تعامل داشته باشید.
برخلاف نرم‌افزار خود WeDo 2.0، Scratch دارای قابلیت‌های بیشتری است: نرم‌افزار پایه فقط می‌تواند یک صدای سفارشی را جاسازی کند، به شما اجازه نمی‌دهد رویه‌ها و عملکردهای خود را ایجاد کنید (یعنی ترکیب دستورات در یک بلوک)، در حالی که Scratch هیچ صدایی ندارد. چنین محدودیت هایی این به دانش آموزان و معلمان آزادی و فرصت بیشتری می دهد.
آموزش با LEGO Education WeDo 2.0
یک درس استاندارد شامل بحث در مورد مسئله، طراحی، برنامه نویسی و بازتاب است.
شما می توانید کار را با استفاده از یک ارائه متحرک، که در مجموعه مواد موجود است، تعریف کنید. سپس کودکان باید در مورد نحوه عملکرد مکانیسم فرضیه هایی بسازند.
در مرحله دوم، کودکان مستقیماً درگیر مونتاژ یک ربات لگو هستند. به عنوان یک قاعده، دانش آموزان به صورت جفت کار می کنند، اما کار فردی یا گروهی امکان پذیر است. دستورالعمل های دقیق برای هر یک از 16 پروژه گام به گام وجود دارد. و 8 پروژه باز دیگر آزادی خلاقیت کامل را هنگام انتخاب راه حل برای یک مشکل داده شده می دهد.
در مرحله برنامه نویسی باید در نظر داشت که بهتر است با نرم افزار WeDo 2.0 خودتان شروع کنید. هنگامی که کودکان بر آن مسلط شدند و نحوه کار با بلوک ها و مدل ها را یاد گرفتند، حرکت به سمت اسکرچ یک گام منطقی است.
در مرحله آخر، تجزیه و تحلیل آنچه انجام شده است، ساخت جداول و نمودارها و آزمایشات انجام می شود. در این مرحله می‌توانید برای اصلاح مدل یا بهبود بخش مکانیکی یا نرم‌افزاری کاری را تعیین کنید.
مواد مفید
- توسط LEGO WeDo 2.0 برای معلمان
- توسط LEGO WeDo 2.0
- رسمی با ناخن خراش
- گسترش برای کار با اشیاء فیزیکی (از جمله WeDo 2.0) در Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 درس با استفاده از مجموعه آموزش LEGO WeDo 2.0
- برای مونتاژ مدل های WeDo 2.0
منبع: www.habr.com