A robotika az egyik legérdekesebb és legáttörőbb iskolai tevékenység. Megtanítja, hogyan kell algoritmusokat készíteni, gamifikálja a tanulási folyamatot, bevezeti a gyerekeket a programozásba. Egyes iskolákban 1. osztálytól informatikával foglalkoznak, megtanulnak robotokat összeszerelni, folyamatábrákat készíteni. Annak érdekében, hogy a gyerekek könnyen megértsék a robotikát és a programozást, valamint elmélyülten tanulhassanak matematikát és fizikát a középiskolában, kiadtunk egy új LEGO Education SPIKE Prime tanulókészletet. Ebben a bejegyzésben elmondjuk a részleteket.
A LEGO Education SPIKE Prime-ot arra tervezték, hogy 5-7 osztályos gyerekeket tanítson iskolákban és robotiklubokban. A készlet lehetővé teszi algoritmusok felépítését folyamatábrák segítségével, és megcsodálhatja, hogy a képernyőn megjelenő képek mozdulatokká és cselekvésekké válnak. A modern iskolások számára fontos a láthatóság és a WOW-effektus, a SPIKE Prime pedig olyan csalit, amely a programozással és az egzakt tudományokkal rabul ejti a gyerekeket.
Áttekintés beállítása
A készlet minimalista sárga-fehér műanyag dobozban érkezik. A fedél alatt egy kartondoboz található, benne az induláshoz szükséges utasításokkal és az alkatrészek tálcákban való elhelyezésének diagramjával. A készletet úgy tervezték, hogy könnyen elkezdhessen vele dolgozni, és a tanárnak minimális további képzésre van szüksége.
Magukat az alkatrészeket a tálcákban lévő cellaszámoknak megfelelő számokkal ellátott tasakba csomagolják.
Az alapkészlet több mint 500 LEGO elemet tartalmaz, köztük újakat is.
- Számos új képkocka, amelyek csökkentik a prototípuskészítési időt, és lehetővé teszik nagy modellek létrehozását.
- Új 2x4-es kocka Technic tengelylyukkal. Lehetővé teszi a Technic és a LEGO System elemeinek kombinálását egy projektben.
- Frissített alaplemez a Technic termékcsaládból.
- Új, keskeny kerekek, amelyek pontos irányítást biztosítanak és növelik a modellek manőverezhetőségét.
- Új forgókerék támasztógörgő formájában.
- Az új, többféle színben kapható drótkapcsok lehetővé teszik a kábelek gondos rögzítését.
Magukon az alkatrészeken kívül három motor található benne - egy nagy és két közepes, valamint három érzékelő: távolságok, színek és erők.
A motorok közvetlenül az agyhoz csatlakoznak, és 1 fokos pontosságú forgásérzékelőkkel rendelkeznek. Ez a funkció a motorok működésének szinkronizálására szolgál, hogy azok egyidejűleg, állandó sebességgel mozoghassanak. Emellett az érzékelővel a modell sebessége és távolsága is mérhető.
A színérzékelő akár 8 színt is megkülönböztet, és fényérzékelőként is használható. Beépített infravörös érzékelővel is rendelkezik, amely képes például a fény visszaverődését olvasni.
Az érintésérzékelő a következő helyzeteket ismeri fel: gomb megnyomva, elengedve, erős nyomás. Ebben az esetben az érzékelő a nyomáserőt newtonban vagy százalékban határozza meg.
Az infravörös érzékelő a robot és egy bizonyos pont közötti távolság meghatározására vagy az ütközések elkerülésére szolgál. Képes távolságot mérni százalékban, centiméterben és hüvelykben.
Az alapkészlet képességeit a 603 részből álló erőforráskészlettel bővítheti. Tartalma: egy további nagy készlet és egy fényérzékelő, két nagy kerék, nagy kúpfogaskerekek, amelyek lehetővé teszik nagy lemezjátszók építését.
Kerékagy
A hub beépített giroszkóppal rendelkezik, amely képes meghatározni a térben elfoglalt helyzetét: tájolás, dőlés, dőlés, élfelismerés felülről, agy esés állapota stb. A beépített memória akár 20 program letöltését és tárolását teszi lehetővé. A programszám egy 5x5 pixeles képernyőn jelenik meg, amely a felhasználói képeket és a hub állapotát is megjeleníti.
Szintén a hubon találhatók:
- MicroUSB csatlakozó az akkumulátor töltéséhez vagy számítógéphez.
- Bluetooth szinkronizálás gomb, amellyel vezeték nélkül csatlakozhat számítógéphez a hub programozáshoz.
- 6 port (AF) a parancsok végrehajtásához vagy az érzékelőktől érkező információk fogadásához.
- Három hub vezérlőgomb.
- Beépített hangszóró.
Szoftver
A LEGO Education SPIKE szoftver Windows, Mac OS, Android, iOS és Chromebook operációs rendszerre érhető el, és letölthető . A szoftverkörnyezet a gyerekeknek szánt Scratch programozási nyelven alapul. Parancskészletből áll, amelyek mindegyike egy bizonyos formájú és színű grafikus doboz manuálisan megváltoztatható paraméterekkel, mint például sebesség és mozgási távolság, elforgatási szög stb.
Ugyanakkor a megoldás különböző összetevőihez (motorok, érzékelők, változók, operátorok stb.) kapcsolódó parancskészletek különböző színekkel vannak kiemelve, ami lehetővé teszi, hogy gyorsan megértse, hogyan kell programozni, amire szüksége van.
Még magában az alkalmazásban is sok óravázlatot gyűjtenek össze, valamint körülbelül 30 különböző utasítást a modellek összeállításához.
Az első lépések
Az alkalmazás elindítása és a nyelv kiválasztása után azonnal három kezdő lépést kínálunk:
1) Programozza be a hubot úgy, hogy egy smiley jelenjen meg a képernyőn;
2) Ismerkedjen meg a motorok és érzékelők működésével;
3) Állítsa össze a Bloch modellt és programozza mozgásra.
A SPIKE Prime-val való ismerkedés a csatlakozási lehetőségek (microUSB-n vagy Bluetooth-on keresztül) és a pixel képernyővel való munka leírásával kezdődik.
Először be kell állítania egy parancssort, amelyet a program indítása után végre kell hajtani, és ki kell választania azokat a pixeleket, amelyek világítani fognak a hub képernyőn.
A második lépés a motorok érzékelőktől érkező különféle jelekre adott válaszának összeállítása és programozása. Például beállíthatja, hogy a motor forogni kezdjen, amikor a kezét vagy bármilyen tárgyat a távolságérzékelő közelébe viszi.
Ehhez parancssort hozunk létre: ha az objektum n centiméternél közelebb van az érzékelőhöz, akkor a motor elkezd működni.
A harmadik és legérdekesebb lépés egy bolharobot összeállítása és programozása, hogy parancsra ugorjon. Ehhez először magát a robotot kell összeszerelni alkatrészekből és két motorból.
Ezután elkezdjük a programozást. Ehhez a következő algoritmust állítjuk be: a program bekapcsolásakor a „bolhának” kétszer előre kell ugrani, tehát két motornak egyszerre két teljes fordulatot kell végrehajtania. Állítsa a forgási sebességet 50%-ra, hogy a robot ne ugorjon túl sokat.
A kimeneten egy kis robotot kaptunk, ami a program indulásakor előreugrik. Szépség!
A bolharobot gyorsan előrerohant, megtalálta az első áldozatot, de valami elromlott.
Ezt követően a képzés véget ért, tovább lehet lépni az összetettebb projektekhez: az alkalmazásban több mint 60 blokkdiagram található a készlet különböző részeiről (motorok, hub, szenzorok stb.). Ugyanakkor mindegyik A blokkdiagram kis mértékben módosítható a paraméterek segítségével. A szoftveren belül lehetőség van változók és saját blokkdiagramok létrehozására is.
A tanárok számára
A készlethez rögzítve tanárok számára. Tartalmaznak tanterveket, kész megoldású feladatokat, és olyan feladatokat, amelyekre nincs válasz, és kreatívnak kell lenni a megoldásban. Ez lehetővé teszi, hogy gyorsan elkezdhesse a készletet és összeállítsa az edzésprogramokat.
Összesen 4 tanfolyam található az oldalon. Az Inventor Squad egy technológiai leckékhez készült kurzus, amely megerősíti a diákok megértését a projekttevékenységek lebonyolításának folyamatáról. Két kurzus kapcsolódik az informatikához. A „Vállalkozás elindítása” alapvető programozási és algoritmikus ismereteket nyújt, a „Hasznos eszközök” pedig a tárgyak internete alapelveit mutatja be. A negyedik tanfolyam - "Készen áll a versenyekre" - a versenyekre való felkészülést szolgálja, és alap- és erőforráskészletet is igényel.
Minden kurzus 5-8 leckét tartalmaz, amely egy kész módszertani megoldást tartalmaz, amely az oktatási folyamatban megvalósítható a STEAM-kompetenciák megszilárdítására.
Hasonlítsa össze más készletekkel
A LEGO Education SPIKE Prime a LEGO Education robotika sorozat része, amely különböző korú gyermekek számára tartalmaz készleteket:
- Express "Fiatal programozó" az óvodai neveléshez.
- WeDo 2.0 általános iskolához.
- LEGO Education SPIKE Prime középiskolához.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 középiskolásoknak és elsőéveseknek.
A SPIKE Prime funkciói átfedésben vannak a LEGO WeDo 2.0-val, amely idéntől kezdve Scratch támogatással rendelkezik. De ellentétben a WeD0 2.0-val, amely lehetővé teszi a fizikai kísérletek szimulálását, a SPIKE Prime alkalmasabb robotok létrehozására. Úgy tervezték, hogy 5-7. osztályban kezdjék el a robotika tanulását.
A megoldás segítségével az iskolások játékos formában sajátíthatják el az algoritmizálás alapelveit, fejleszthetik problémamegoldó készségeiket, megismerkedhetnek a robotika alapjaival. A SPIKE Prime után továbbléphet a LEGO MINDSTORMS Education EV3-ra, amely képes együttműködni a MycroPythonnal, és alkalmas a robotika és programozás bonyolultabb fogalmainak elsajátítására.
PS A cikk írásakor egyetlen robot és egyetlen husky sem sérült meg.
Forrás: will.com