Hei, Habr! Useiden vuosien ajan LEGO Education WeDo 2.0 -opetussetti ja lastenkieli Scratch kehittyivät rinnakkain, mutta aiemmin tänä vuonna Scratch alkoi tukea fyysisiä esineitä, mukaan lukien LEGO Education -moduuleja. Kerromme tässä artikkelissa, kuinka tätä nippua voidaan käyttää robotiikan opettamiseen ja mitä se antaa opiskelijoille ja opettajille.
Robotiikan ja ohjelmoinnin opiskelun päätavoite ei ole pelkästään eikä niinkään oppimissuunnittelun ja koodauksen, vaan yleismaailmallisten taitojen muodostaminen. Ensinnäkin muotoiluajattelu, joka ei juuri saanut huomiota 1990- ja 2000-luvun kouluissa, mutta jota nykyään kehitetään aktiivisesti kaikilla kouluaineilla. Ongelman asettaminen, hypoteesit, vaiheittainen suunnittelu, kokeiden suorittaminen, analyysi - melkein mikä tahansa nykyaikainen ammatti rakentuu tälle, mutta niitä on vaikea kehittää tavallisten kouluaineiden puitteissa, joissa on erittäin suuri osuus "pakkauksesta".
Robotiikka helpottaa muiden kouluaineiden oppimista näyttämällä selkeästi fyysiset lait toiminnassa. Siten peruskoulun opettaja Yulia Poniatovskaya näimme kuinka hänen oppilaansa kokosivat ensimmäisen mallin - nuijapäisen ilman raajoja, kirjoittivat ohjelman sen siirtämiseksi ja käynnistivät sen. Kun nuijapäkä ei liikahtanut, lapset alkoivat etsiä teknisiä ongelmia, mutta lopulta tulivat siihen tulokseen, että vika ei ollut koodissa tai kokoonpanossa, vaan siitä, että nuijapäisen liiketapa ei sopinut sushille.
Tämän selkeyden saavuttamiseksi ja lasten toiminnan helpottamiseksi opetussarjojen ohjelmisto on suunnitteluohjelmien yksinkertaistettu versio. Mutta ne eivät sovellu ohjelmoinnin perusteiden opettamiseen. Tämä puute voidaan korjata työskentelemällä LEGO Education -sarjojen kanssa kolmannen osapuolen ohjelmistojen kanssa: WeDo 2.0 voidaan ohjelmoida Scratch-opetuskielellä.
LEGO Education WeDo 2.0:n omat ominaisuudet
LEGO Education WeDo 2.0 -perussetti on suunniteltu 7–10-vuotiaille lapsille. Sisältää: Smart Hub WeDo 2.0, sähkömoottorin, liike- ja kallistusanturit, LEGO Education osat, alustat ja tarrat osien lajitteluun, WeDo 2.0 -ohjelmiston, opettajan oppaan ja ohjeet perusmallien kokoamiseen.
Jokaiselle mallille olemme kirjoittaneet, mitä eri tieteiden käsitteitä ne selittävät. Esimerkiksi "Soittimen" avulla on kätevää selittää lapsille äänen luonne ja mikä kitkavoima on, ja "Dancing Robot" -liikkeiden mekaniikkaa käyttämällä. Ongelmat voivat vaihdella, ne voivat olla opettajan "lennossa" luomia ja niillä on monia ratkaisuja, jotka auttavat lapsia parantamaan taitojaan syy-seuraus-suhteiden löytämisessä.
Robotiikkatuntien ja fyysisten lakien selitysten lisäksi sarjaa voidaan käyttää ohjelmointiin, koska fyysisiä objekteja "animoivan" koodin kirjoittaminen on paljon mielenkiintoisempaa kuin virtuaalisen luominen.
LEGO Education WeDo 2.0 tai Scratch-ohjelmisto
WeDo 2.0 käyttää National Instrumentsin LabVIEW-teknologioita; käyttöliittymä koostuu vain monivärisistä kuvakkeista, jotka on järjestetty lineaariseen järjestykseen vetämällä ja pudottamalla.
Tämän ohjelmiston avulla lapset oppivat rakentamaan peräkkäisiä toimintaketjuja - mutta tämä on vielä kaukana todellisesta ohjelmoinnista, ja siirtyminen "standardikieliin" voi tulevaisuudessa aiheuttaa suuria vaikeuksia. WeDo 2.0 on kätevä ohjelmoinnin aloittamiseen, mutta monimutkaisempiin tehtäviin sen ominaisuudet eivät enää riitä.
Tässä apuun tulee Scratch – visuaalinen ohjelmointikieli, joka on suunnattu 7–10-vuotiaille opiskelijoille. Scratchilla kirjoitetut ohjelmat koostuvat monivärisistä grafiikkalohkoista, joilla voit käsitellä graafisia objekteja (sprite).
Asettamalla erilaisia arvoja ja linkittämällä lohkoja yhteen voit luoda pelejä, animaatioita ja sarjakuvia. Scratch antaa sinun oppia strukturoidun, olio- ja tapahtumakeskeisen ohjelmoinnin käsitteitä, esittelemällä silmukoita, muuttujia ja Boolen lausekkeita.
Scratch on hieman vaikeampi oppia, mutta paljon lähempänä tekstipohjaisia ohjelmointikieliä kuin WeDon oma ohjelmisto, koska se noudattaa klassista tekstikielten hierarkiaa (ohjelma luetaan ylhäältä alas) ja vaatii myös sisennys käytettäessä erilaisia lauseita (while, if...else ja etc). Tärkeää on myös, että komentoteksti näkyy ohjelmalohkossa ja jos "värillisyys" poistetaan, saadaan koodi, joka ei juuri eroa klassisista kielistä. Siksi lapsen on paljon helpompi vaihtaa Scratch-kielistä "aikuisten" kieliin.
Scratchissa kirjoitetut komennot sallivat pitkään vain virtuaalisten objektien kanssa työskentelyn, mutta tammikuussa 2019 julkaistiin versio 3.0, joka tukee fyysisiä objekteja (mukaan lukien LEGO Education WeDo 2.0 -moduuleja) Scratch Link -sovelluksella. Nyt voit olla vuorovaikutuksessa samojen pelien ja sarjakuvien kanssa moottoreiden ja antureiden avulla.
Toisin kuin WeDo 2.0:n omassa ohjelmistossa, Scratchilla on enemmän ominaisuuksia: perusohjelmisto voi upottaa vain yhden mukautetun äänen, se ei salli sinun luoda omia proseduureja ja toimintoja (eli yhdistää komentoja yhdeksi lohkoksi), kun taas Scratchilla ei ole tällaisia rajoituksia. Tämä antaa enemmän vapautta ja mahdollisuuksia sekä opiskelijoille että opettajille.
Oppiminen LEGO Education WeDo 2.0:n avulla
Vakiotunti sisältää keskustelun ongelmasta, suunnittelun, ohjelmoinnin ja reflektoinnin.
Voit määrittää tehtävän käyttämällä animoitua esitystä, joka sisältyy materiaalisarjaan. Lasten on sitten tehtävä hypoteeseja mekanismin toiminnasta.
Toisessa vaiheessa lapset ovat suoraan mukana LEGO-robotin kokoamisessa. Pääsääntöisesti opiskelijat työskentelevät pareittain, mutta yksilö- tai ryhmätyö on mahdollista. Jokaiselle 16 vaiheittaiselle projektille on yksityiskohtaiset ohjeet. Ja 8 muuta avointa projektia antavat täydellisen luovan vapauden valittaessa ratkaisua tiettyyn ongelmaan.
Ohjelmointivaiheessa on otettava huomioon, että on parempi aloittaa omalla WeDo 2.0 -ohjelmistolla. Kun lapset hallitsevat sen ja oppivat työskentelemään lohkojen ja mallien kanssa, on looginen askel siirtyä Scratchiin.
Viimeisessä vaiheessa analysoidaan mitä on tehty, rakennetaan taulukoita ja kaavioita sekä tehdään kokeita. Tässä vaiheessa voit antaa tehtävän mallin tarkentamiseksi tai mekaanisen tai ohjelmistoosan parantamiseksi.
Hyödyllisiä materiaaleja
- LEGO WeDo 2.0 opettajille
- tekijä: LEGO WeDo 2.0
- virallinen Scratch
- laajentaminen fyysisten esineiden (mukaan lukien WeDo 2.0) kanssa työskentelemiseen Scratchissa
- WeDo 2.0.
- 11 oppituntia LEGO Education WeDo 2.0 -sarjoilla
- WeDo 2.0 -mallien kokoamiseen
Lähde: will.com