Ciao, Habr! Per diversi anni, il set educativo LEGO Education WeDo 2.0 e il linguaggio per bambini Scratch si sono sviluppati in parallelo, ma all'inizio di quest'anno Scratch ha iniziato a supportare oggetti fisici, inclusi i moduli LEGO Education. Parleremo di come questo pacchetto può essere utilizzato per insegnare la robotica e di cosa offre a studenti e insegnanti in questo articolo.
L'obiettivo principale dello studio della robotica e della programmazione non è solo e non tanto l'apprendimento della progettazione e della codifica, ma piuttosto la formazione di competenze universali. Innanzitutto il Design Thinking, che nelle scuole degli anni ’1990 e 2000 non ha ricevuto praticamente alcuna attenzione, ma che oggi si sviluppa attivamente in tutte le discipline scolastiche. Impostazione di un problema, ipotesi, pianificazione passo-passo, conduzione di esperimenti, analisi: quasi tutte le professioni moderne si basano su questo, ma è difficile svilupparle nell'ambito delle materie scolastiche standard, in cui vi è una percentuale molto elevata di “stipare”.
La robotica facilita l’apprendimento di altre materie scolastiche dimostrando chiaramente le leggi fisiche in azione. Così, l'insegnante di scuola elementare Yulia Poniatovskaya abbiamo visto come i suoi studenti hanno assemblato il primo modello: un girino senza arti, hanno scritto un programma per spostarlo e lo hanno lanciato. Quando il girino non si muoveva, i bambini hanno iniziato a cercare problemi tecnici, ma alla fine sono arrivati alla conclusione che il problema non era nel codice o nell'assemblaggio, ma perché il modo in cui si muoveva il girino non era adatto al sushi.
Per ottenere questa chiarezza e facilitare il compito ai bambini, il software presente nei kit didattici è una versione semplificata dei programmi di progettazione. Ma non sono adatti per insegnare le basi della programmazione. Questa lacuna può essere corretta lavorando con i set LEGO Education con software di terze parti: WeDo 2.0 può essere programmato utilizzando il linguaggio educativo Scratch.
Funzionalità proprie di LEGO Education WeDo 2.0
Il set base LEGO Education WeDo 2.0 è progettato per bambini di età compresa tra 7 e 10 anni. Include: Smart Hub WeDo 2.0, motore elettrico, sensori di movimento e inclinazione, parti LEGO Education, vassoi ed etichette per smistare le parti, software WeDo 2.0, guida per l'insegnante e istruzioni per assemblare modelli di base.
Per ciascuno dei modelli abbiamo scritto quali concetti delle diverse scienze spiegano. Ad esempio, utilizzando il "Giocatore", è conveniente spiegare ai bambini la natura del suono e cos'è la forza di attrito, e utilizzando il "Robot Danzante" - la meccanica dei movimenti. I problemi possono variare, essere creati dall’insegnante “al volo” e avere molte soluzioni, il che aiuta i bambini a migliorare le loro capacità nel trovare relazioni causa-effetto.
Oltre alle lezioni di robotica e alla spiegazione delle leggi fisiche, il set può essere utilizzato per la programmazione, perché scrivere codice che “anima” oggetti fisici è molto più interessante che creare qualcosa di virtuale.
Software LEGO Education WeDo 2.0 o Scratch
WeDo 2.0 utilizza le tecnologie LabVIEW di National Instruments; l'interfaccia è costituita solo da icone multicolori con immagini, disposte in una sequenza lineare utilizzando il drag-and-drop.
Utilizzando questo software, i bambini imparano a costruire catene di azioni sequenziali, ma questo è ancora lontano dalla programmazione reale e il passaggio ai linguaggi "standard" in futuro può causare grandi difficoltà. WeDo 2.0 è comodo per iniziare a imparare a programmare, ma per compiti più complessi le sue capacità non sono più sufficienti.
È qui che viene in soccorso Scratch, un linguaggio di programmazione visiva rivolto agli studenti di età compresa tra 7 e 10 anni. I programmi scritti in Scratch sono costituiti da blocchi grafici multicolori con i quali è possibile manipolare oggetti grafici (sprite).
Impostando valori diversi e collegando i blocchi tra loro, puoi creare giochi, animazioni e cartoni animati. Scratch permette di apprendere i concetti di programmazione strutturata, orientata agli oggetti e agli eventi, introducendo loop, variabili ed espressioni booleane.
Scratch è un po' più difficile da imparare, ma molto più vicino ai linguaggi di programmazione basati su testo rispetto al software WeDo, poiché segue la classica gerarchia dei linguaggi di testo (il programma viene letto dall'alto verso il basso) e richiede anche rientro quando si utilizzano varie istruzioni (mentre, if...else e così via). È anche importante che il testo del comando venga visualizzato sul blocco del programma e, se rimuoviamo la “colorosità”, otteniamo un codice che non è quasi diverso dai linguaggi classici. Pertanto, per un bambino sarà molto più semplice passare da Scratch alle lingue “adulte”.
Per molto tempo, i comandi scritti in Scratch consentivano di lavorare solo con oggetti virtuali, ma a gennaio 2019 è stata rilasciata la versione 3.0, che supporta oggetti fisici (inclusi i moduli LEGO Education WeDo 2.0) utilizzando l'applicazione Scratch Link. Ora puoi interagire con gli stessi giochi e cartoni animati utilizzando motori e sensori.
A differenza del software di WeDo 2.0, Scratch ha più capacità: il software di base può incorporare solo un suono personalizzato, non consente di creare procedure e funzioni personalizzate (ovvero, combinare comandi in un blocco), mentre Scratch non ha tali restrizioni. Ciò dà più libertà e opportunità sia agli studenti che agli insegnanti.
Imparare con LEGO Education WeDo 2.0
Una lezione standard include la discussione del problema, la progettazione, la programmazione e la riflessione.
Puoi definire l'attività utilizzando una presentazione animata, inclusa nel set di materiali. I bambini devono quindi fare ipotesi su come funziona il meccanismo.
Nella seconda fase, i bambini sono direttamente coinvolti nell'assemblaggio del robot LEGO. Di norma, gli studenti lavorano in coppia, ma è possibile il lavoro individuale o di gruppo. Ci sono istruzioni dettagliate per ciascuno dei 16 progetti passo passo. E altri 8 progetti aperti danno completa libertà creativa nella scelta di una soluzione a un determinato problema.
In fase di programmazione è necessario tenere presente che è meglio iniziare con il proprio software WeDo 2.0. Una volta che i bambini lo padroneggiano e imparano a lavorare con blocchi e modelli, è un passo logico passare a Scratch.
Nell'ultima fase si analizza quanto fatto, si costruiscono tabelle e grafici e si effettuano esperimenti. In questa fase è possibile assegnare un compito per perfezionare il modello o migliorare la parte meccanica o software.
Materiali utili
- di LEGO WeDo 2.0 per gli insegnanti
- di LEGO WeDo 2.0
- ufficiale Scratch
- estensione per lavorare con oggetti fisici (incluso WeDo 2.0) in Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lezioni utilizzando i set LEGO Education WeDo 2.0
- per assemblare i modelli WeDo 2.0
Fonte: habr.com