Bonjour, Habr ! Depuis quelques années, le kit éducatif LEGO Education WeDo 2.0 et le langage Scratch pour enfants ont évolué parallèlement, mais au début de cette année, Scratch a ajouté la prise en charge des objets physiques, y compris les modules LEGO Education. Dans cet article, nous allons expliquer comment utiliser ce tandem pour l'apprentissage de la robotique et ce qu'il offre aux élèves et aux enseignants.
L'objectif principal de l'apprentissage de la robotique et de la programmation n'est pas uniquement d'enseigner la conception et le codage, mais aussi de développer des compétences universelles. Avant tout, la pensée de projet, qui a été largement négligée dans les écoles des années 1990 et 2000, mais qui est désormais activement encouragée dans toutes les disciplines scolaires. La définition des problèmes, les hypothèses, la planification étape par étape, la réalisation d'expériences, l'analyse — tout cela constitue pratiquement n'importe quelle profession moderne, mais il est difficile de les développer dans le cadre des matières scolaires standard, où le memorisation est prédominante.
La robotique facilite l'assimilation d'autres matières scolaires grâce à une démonstration visuelle des lois physiques en action. Par exemple, l'enseignante de l'école primaire Yulia Panyatovskaya comment ses élèves ont construit leur premier modèle — un têtard sans membres, ont écrit un programme pour le faire se déplacer et l'ont lancé. Lorsque le têtard n'a pas bougé, les enfants se sont mis à chercher des pannes techniques, mais en fin de compte, ils ont conclu que la raison n'était ni dans le code ni dans l'assemblage, mais que la méthode de déplacement du têtard n'était pas adaptée à la terre.
Pour atteindre une telle clarté et simplifier le travail des enfants, le logiciel des kits éducatifs est une version simplifiée des programmes de conception. Cependant, ils ne conviennent pas à l'apprentissage des bases de la programmation. Travailler avec des kits LEGO Education avec un logiciel tiers permet de remédier à cette lacune : WeDo 2.0 peut être programmé avec le langage éducatif Scratch.
Les possibilités propres de LEGO Education WeDo 2.0
Le kit de base LEGO Education WeDo 2.0 est destiné aux enfants âgés de 7 à 10 ans. Il comprend : Smart Hub WeDo 2.0, un moteur électrique, des capteurs de mouvement et d'inclinaison, des pièces LEGO Education, des bacs et des autocollants pour trier les pièces, le logiciel WeDo 2.0, un manuel pédagogique pour l'enseignant et des instructions pour l'assemblage des modèles de base.
Pour chaque modèle, nous avons décrit les concepts issus de différentes sciences qu'ils expliquent. Par exemple, en utilisant le 'Lecteur', il est facile d'expliquer aux enfants la nature du son et ce qu'est la force de friction, tandis qu'avec le 'Robot Dansant', on peut aborder la mécanique des mouvements. Les tâches peuvent varier, être créées par l'enseignant 'en cours de route' et avoir de multiples solutions, ce qui aide les enfants à améliorer leurs compétences en recherche de relations de cause à effet.
En plus des cours de robotique et des explications des lois physiques, le kit peut être utilisé pour la programmation, car écrire du code qui 'anime' des objets physiques est bien plus intéressant que de créer quelque chose de virtuel.
Logiciel du kit LEGO Education WeDo 2.0 ou Scratch
WeDo 2.0 utilise des technologies LabVIEW de National Instruments, l'interface se compose uniquement de diverses icônes colorées avec des images, qui sont disposées dans une séquence linéaire grâce à un système de glisser-déposer.
En utilisant ce logiciel, les enfants apprennent à construire des chaînes d'actions séquentielles - mais cela reste loin de la véritable programmation, et le passage aux 'langages standards' par la suite peut poser de grandes difficultés. WeDo 2.0 est un bon point de départ pour l'apprentissage de la programmation, mais pour des tâches plus complexes, ses capacités deviennent limitées.
C'est là que Scratch intervient - un langage de programmation visuel destiné aux élèves de 7 à 10 ans. Les programmes écrits en Scratch se composent de blocs graphiques colorés, permettant de contrôler des objets graphiques (sprites).
En définissant différentes valeurs et en reliant les blocs entre eux, on peut créer des jeux, des animations et des dessins animés. Scratch permet d'explorer des concepts de programmation structurelle, orientée objet et événementielle, et introduit les notions de boucles, de variables et d'expressions logiques.
Scratch est un peu plus difficile à appréhender, mais il est beaucoup plus proche des langages de programmation textuels que le logiciel WeDo, car il suit une structure hiérarchique classique des langages textuels (le programme se lit de haut en bas) et nécessite le respect des indentations lors de l'utilisation de différents opérateurs (while, if...else, etc.). Il est également important de noter que la commande est affichée sur le bloc de programmation et que, si l'on enlève la "couleur", on obtient un code qui ne diffère presque pas des langages classiques. Par conséquent, il sera beaucoup plus facile pour un enfant de passer de Scratch à des langages "adultes".
Pendant longtemps, les commandes écrites dans Scratch ne permettaient de travailler qu'avec des objets virtuels, mais en janvier 2019, la version 3.0 est sortie, qui prend en charge les objets physiques (y compris les modules LEGO Education WeDo 2.0) via l'application Scratch Link. Maintenant, avec les mêmes jeux et animations, il est possible d'interagir en utilisant des moteurs et des capteurs.
Contrairement à son propre logiciel WeDo 2.0, Scratch offre plus de possibilités : le logiciel de base ne peut intégrer qu'un seul son propre, il n'est pas possible de créer des procédures et des fonctions (c'est-à-dire de regrouper des commandes en un seul bloc), tandis que Scratch n'a pas de telles restrictions. Cela offre plus de liberté et de possibilités tant pour les élèves que pour l'enseignant.
Formation avec LEGO Education WeDo 2.0
Le cours standard comprend la discussion de la tâche, la construction, la programmation et la réflexion.
La tâche peut être formulée à l'aide d'une présentation animée incluse dans le kit de matériaux. Ensuite, les enfants doivent formuler des hypothèses sur le fonctionnement de ce mécanisme.
Au second stade, les enfants s'attaquent à l'assemblage du robot LEGO. En règle générale, les élèves travaillent par paires, mais un travail individuel ou en groupe est également possible. Pour chacun des 16 projets étape par étape, des instructions détaillées sont fournies. De plus, 8 projets ouverts offrent une totale liberté créative dans le choix de la solution au problème.
Lors de la programmation, il est nécessaire de garder à l'esprit qu'il est préférable de commencer par le logiciel WeDo 2.0. Une fois que les enfants l'auront maîtrisé et qu'ils sauront travailler avec les blocs et les modèles, il sera logique de passer à Scratch.
À la dernière étape, nous analysons ce qui a été fait, construisons des tableaux et des graphiques, et réalisons des expériences. À cette étape, il est possible de donner une tâche pour améliorer le modèle ou perfectionner la partie mécanique ou logicielle.
Documents utiles
- sur LEGO WeDo 2.0 pour les enseignants
- sur LEGO WeDo 2.0
- Officiel Scratch
- Extension pour travailler avec des objets physiques (y compris WeDo 2.0) dans Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 leçons avec les ensembles LEGO Education WeDo 2.0
- pour assembler des modèles WeDo 2.0
Source : habr.com
