Ռոբոզվերներ, դասերի ծրագրեր և նոր մանրամասներ՝ LEGO Education SPIKE Prime հավաքածուի վերանայում

Ռոբոտոտեխնիկան դպրոցական ամենաոճավոր, և առաջավոր դասերից մեկն է։ Դա օգնում է կազմել ալգորիթմներ, խաղադրույքներ ուսուցման գործընթացը, ծանոթացնում երեխաներին ծրագրավորմանը։ algunos դպրոցներում արդեն 1-ամյա դասարանից զբաղվում են տեղեկատվական տեխնոլոգիաներով, ուսանում են հավաքել ռոբոտներ և կազմել բլոկ-դիագրեր։ Որպեսզի երեխաները հեշտությամբ հասկանան ռոբոտոտեխնիկան և ծրագրավորումը, կարողանան խորանալ մաթեմատիկայի և ֆիզիկայի ուսուցման մեջ միջին դպրոցում, մենք թողարկեցինք նոր ուսուցողական LEGO Education SPIKE Prime հավաքածուն։ Մեր այս հաղորդագրությունում կհայտնենք դրա մանրամասները։

LEGO Education SPIKE Prime-ը նախատեսված է 5–7-րդ դասարանների երեխաների համար, դպրոցներում և ռոբոտոտեխնիկական խմբակներում։ Հավաքածուն թույլ է տալիս կառուցել ալգորիթմներ բլոկ-դիագրերի միջոցով և դիտել, թե ինչպես են էկրանի նկարները վերածվում շարժումների և գործողությունների։ Սովորական աշակերտների համար կարևոր է տեսողականությունը և WOW-հաճույքը, և SPIKE Prime-ն այն հրավ逃ն է, որը կարող է հետաքրքրել երեխաներին ծրագրավորմամբ և ճշգրիտ գիտություններով։ 

Հավաքածուի ակնարկ

Հավաքածուն դրվում է մինիմալիստական դեղին-սպիտակ պլաստիկ արկղում։ Տարբերակի տակ՝ պատյան, որտեղ նշված է սկզբունքային աշխատանքին ուղղված հրահանգները և մասերի դասավորության սխեման։ Հավաքածուն նախագծված է այնպես, որ հեշտ լինի սկսել աշխատել, և ուսուցիչն ավելի քիչ լրացուցիչ պատրաստություն պահանջի։

Անկախ մասը դասավորված է պիտակներով, որոնք համապատասխանում են արկղերի աթոռների համար։ 

Դեպի Բազային հավաքածու մտնում են 500-ից ավելի LEGO տարրեր, ներառյալ նորերը։

• Տասնյակ նոր շրջանակներ, որոնք կրճատում են մոդելների հավաքման ժամանակը և թույլ են տալիս ստեղծել մեծ մոդելներ։
• Նոր 2×4 խորիք, որը ունի Technic ամբաստանությունների համար։ Դա հնարավորություն է տալիս միավորել Technic և LEGO System տարրեր նույն նախագծում։
• Թարմացվել է Technic շարքի հիմնական ապառիկը։
• Նոր նեղ колесի, որը ապահովում է ճշտության կառավարման և բարձրացնում է մոդելների շրջադարձային կարողությունը։
• Նոր պտտվող колесի, որը հանդես է գալիս որպես աջակետային կռունկ։
• Նոր վարակթղային հենա համարները, որոնք հասանելի են մի քանի գույներով, թույլ են տալիս կարգավորել շարքերը։

Մասնիկների մեջ գտնվում են երեք մոթորներ՝ մեկը մեծ և երկուսը միջին, ինչպես նաև երեք սենսորներ՝ հեռավորության, գույնի և ուժի։ 

Մոթորները միանում են ուղղակիորեն հաբին և ունեն շրջադարձային սենսորներ 1 աստիճան ճշգրտությամբ։ Սա նախատեսված է մոթորների համաժամացման համար, որպեսզի նրանք կարողանան շարժվել միասին մշտական արագությամբ։ Նաեւ, սենսորն կարելի է օգտագործել մոդելի շարժման արագության և հեռավորության չափման համար։

Գույնի սենսորն տարբերակում է մինչև 8 գույներ և կարող է օգտագործվել որպես լուսավորության սենսոր։ Այնուամենայնիվ, այն ունի ինտերֆերոնային սենսոր, որը կարող է չափել, օրինակ, լույսի արտացոլումը։

Կոնտակտային սենսորն ճանաչում է հետևյալ իրավիճակները՝ կոճակը սեղմված է, բացված է, ուժեղ սեղմում։ Այս դեպքում սենսորն ճանաչում է ճնշման ուժը նյուտոններով կամ տոկոսներով։

ԻԿ-դատիչը նախատեսված է ռոբոտի և որոշակի կետ之间 հեռավորությունը որոշելու կամ բախումների կանխարգելման համար։ Այն կարող է չափել հեռավորությունը շնորհիվ տոկոսների, սանտիմետրերի և դյույմների։

Հիմնական հավաքանու հնարավորությունները կարող են ընդլայնվել ռեսուրսային հավաքածուի միջոցով, որը բաղկացած է 603 մասերից։ Այս հավաքածուն ներառում է. լրացուցիչ մեծ հավաքածու և լույսի դատիչ, երկու մեծ անիվ, մեծ կոնաձև齒齿齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齸齒齸齒齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齸齐г пасыцәажәacité деля слишком делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой делькой дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной дельной d`).

Հաբ

Հաբում встроен гироскоп, который умеет определять его положение в пространстве: ориентацию, наклон, крен, определение грани сверху, состояние падения хаба и т. д. Встроенная память позволяет загружать и хранить до 20 программ. Номер программы отображается на пиксельном экране 5х5, куда также выводятся пользовательские изображения и статус работы хаба.

Также на хабе расположены:

• MicroUSB разъем для зарядки аккумулятора или подключения к ПК.
• Bluetooth үшін синхронизация кнопка, с помощью которой можно установить беспроводную связь с ПК для программирования хаба.
• 6 портов (A-F) для выполнения команд или получения информации с датчиков.
• Три кнопки управления хабом.
• Встроенный динамик.

Ծրագրային ապահովում

ПО LEGO Education SPIKE доступно для Windows, Mac OS, Android, iOS и Chromebook, его можно скачать на сайте LEGO Education. Программная среда создана на основе детского языка программирования Scratch. Она состоит из набора команд, каждая из которых представляет собой графический блок определенной формы и цвета с параметрами, которые можно изменять вручную, например, скорость и дальность движения, угол вращения и т. д. 

При этом наборы команд, связанных с различными компонентами решения (моторы, датчики, переменные, операторы и т. д.), выделены разными цветами, что позволяет быстро интуитивно разобраться, как программировать то, что нужно.

Еще в самом приложении собрано множество планов уроков, а также около 30 различных инструкций по сборке моделей.

Առաջին քայլերը

После запуска приложения и выбора языка сразу же предлагается три стартовых шага:
1) Запрограммировать хаб, чтобы на экране выводился смайлик;
2) Познакомиться с работой моторов и датчиков;
3) Собрать модель «Блоха» и запрограммировать ее на движение.

Знакомство с SPIKE Prime начинается с описания возможностей подключения (через microUSB или через Bluetooth) и работы с пиксельным экраном.

Сначала необходимо задать последовательность команд, которая должна выполняться после запуска программы, а также выбрать конкретные пиксели, которые будут зажигаться на экране хаба.

Երկրորդ քայլը նախատեսում է մղիչների արձագանքները հավաքել և ծրագրավորել տարբեր սենսորներից մուտքերը: Օրինակ, հնարավոր է մղիչը ծրագրավորել, որպեսզի սկսի պտտվել ձեռքը կամ ցանկացած իր սենսորին մոտեցնելու ժամանակ:

Այս նպատակով ստեղծում ենք ուղիների հաջորդականություն. եթե իրը գտնվի n սանտիմետրից մոտ, ապա մղիչը սկսում է գործել:

Երրորդ և ամենահետաքրքիր քայլը. հավաքել ցատկերախումբRobota և ծրագրավորել այն ցատկելու համար հրամանով: Համենmui, նախ պետք է հավաքել արբանյակից ու երկու մղիչներից արբանյակային հաղորդիչը:

Այդուհետև սկսում ենք ծրագրավորումը: Այս նպատակով հաստատում ենք հետևյալ ալգորիթմը. ծրագրի գործարկման պահից "ցատկող" մղիչները պետք է երկու անգամ ցատկեն առաջ, ուստի երկու մղիչները պետք է կատարեն երկու լիարժեք պտույտներ միաժամանակ: Պտտման արագությունը սահմանենք 50%-ով, որպեսզի ռոբոտը շատ ուժեղ չցատկի:

Արդյունքում ունեցանք փոքր ռոբոտ, որը ծրագրի գործարկումից հետո հայտնվում է դեպի առաջ: Գեղեցկություն: 

Ցատկող ռոբոտը առայժմ արագ առաջ է ընթանում՝ գտնելով առաջին զոհը, սակայն ինչ-որ բան սխալ է գնացել:

Առ此, ուսուցումը ավարտված է, կարելի է անցնել ավելի բարդ նախագծերի: Ծրագրին կցված են բլոկ- esquemas տարբեր մասերի համար (մղիչներ, հուբ, սենսորներ և այլն), որոնք ունեն 60-ից ավել որակներ: Այդպես, յուրաքանչյուր բլոկ- esquemas կարելի է փոքր ձև շտկել՝ միջոցով պարամետրերի: Բացի այդ, ծրագրի ներսում կա հնարավորություն ստեղծելու փոփոխականներ և սեփական բլոկ- esquemas:

Ուսուցիչների համար

Սարքի հետ միասին ներկայացվում են հետազոտական նյութեր ուղևորների համար: Պարունակում են ուսումնական ծրագրեր, խնդիրներ պատրաստված լուծումներով և առաջադրանքներ, որտեղ պատասխան չկա և անհրաժեշտ է ստեղծագործորեն մոտենալ խնդրի լուծմանը: Սա թույլ է տալիս արագ սկսել աշխատանքը սարքի հետ և կառուցել ուսուցման ծրագրեր: 

Ընդհանուր առմամբ կայքում պատրաստ է 4 դասապատրաստման ծրագրեր: "Գյուտագործների ջոկատ" - տեխնոլոգիական դասերի համար նախատեսված ծրագրեր, որոնք ամրացնում են աշակերտների գիտելիքները նախագծային գործունեության մասին: Երկու դասեր վերաբերվում են տեղեկատվական տեխնոլոգիաներին: "Բիզնես սկսել" աշխատում է ծրագրավորման և ալգորիթմիկայի բազային навыктар: "Օգնիչ սարքեր" ծանոթացնում է առցանց զարգացման սկզբունքներին: Չորրորդ դասը ՝ "Մրցույթներին պատրաստ" - նախատեսված է մրցույթների համար պատրաստվելու և պահանջում է և հիմնական, և ռեսուրսային հավաքածուն:

Յուրաքանչյուր դասում 5-ից 8 դասեր կան, որտեղ ընդգրկված է պատրաստված մեթոդական լուծում, որը կարելի է ներդնել ուսումնական գործընթացում՝ STEAM հմտությունների ամրապնդման համար: 

Համեմատելով այլ հավաքածուների հետ

LEGO Education SPIKE Prime մտնում է LEGO Education ռոբոտաշինության գծին, որը ընդգրկում է հավաքածուներ տարբեր տարիքի երեխաների համար: 

• Էքսպրես "Երիտասարդ ծրագրավորող" նախադպրոցական կրթության համար:
• WeDo 2.0 նախնական դպրոցի համար:
• LEGO Education SPIKE Prime միջին դպրոցի համար:
• LEGO MINDSTORMS Education EV3 ավագ դասարանի և առաջին կուրսի ուսանողների համար:

SPIKE Prime-ի ֆունկցիաները զարգացել են LEGO WeDo 2.0-ի հետ, որը այս տարում ստացավ Scratch աջակցություն: Բայց ի տարբերություն WeDo 2.0-ի, որը թույլ է տալիս մոդելավորել ֆիզիկական փորձեր, SPIKE Prime-ը ավելի հարմար է ռոբոտների ստեղծման համար: Այն նախագծված է 5-7 դասարանում ռոբոտոտեխնիկայով առաջին հաղթահարելու համար:
 
Այս լուծման միջոցով աշակերտները խաղի միջոցով կկարողանան ծանոթանալ ալգորիթմավորմանը, զարգացնել խնդիրներ լուծելու հմտությունները և հետևողականություն ցուցաբերել ռոբոտոտեխնիկայի հիմքերին: SPIKE Prime-ից հետո կարելի է անցնել LEGO MINDSTORMS Education EV3, որը հնարավորություն է տալիս աշխատել MycroPython-ով և ավելի բարդ ռոբոտոտեխնիկայի և ծրագրավորման հասկացությունների ուսումնասիրության համար: 

 P.S. Այս հոդվածը գրելիս ոչ մի ռոբոտ և ոչ մի հասկի չի վնասվել:

Ընտանիք: habr.com